民用建筑电气设计与节能

　　随着社会经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，人们追求着安逸和舒适的生活，这就对生活和工作的环境提出了更高的要求，而营造这些环境需要能源。能源消耗的总值在逐年增加，而地球上的能源是有限的，特别在我国，能源相对短缺，为了地球的将来，为了子孙后代，节约能源刻不容缓。民用建筑电气设计是节能的源头之一，节能应从源头开始。节能的方法有很多，下面从三个方面来谈谈民用建筑电气设计中的节能方法：

　　设计过程中的节能

　　民用建筑电气设计过程中，每一步的设计计算左右着能源的消耗，精确的计算，合理的配电，就能有效地节约能源：

　　1、在设计供配电系统工程中，在计算三相系统用电负荷时，单相负荷必须换算成三相等效负荷，计算按式Pdx=3Pex，其中Pdx为三相等效负荷，Pex为单相负荷。在三相不对称状态下，只有单相负荷时，单相用电设备要均衡分配到三相上，用负荷最大的一相作为计算的单相负荷。如当U相负荷为30kW，V相为10kW，W相为5kW时，三相容量应为90kW。故在设计过程中，要尽量平衡三相负荷，以降低负荷的三相总容量。同时，根据各种用电设备的实际用电情况准确选择负荷的需要系数Kx、需要系数的同期系数以及负荷的功率因素，准确换算出用电负荷。负荷计算高了，浪费有色金属，负荷计算低了，加速电气元件的绝缘老化，增大电能损耗。准确计算用电负荷是能源节约的基础。

　　2、在照明的设计中节约能源，不管在工作面的何种表面，照度总是由其直射分量和反射分量叠加而成，直射分量取决于灯具的光强分布及其对所需计算表面的相对位置。反射分量取决于灯具投射于反射表面的光通量比例。故在照明设计过程中，尽量让光源接近工作面，同时充分利用环境反射及自然光源，从照明的设计中节约能源。

　　3、在供配电系统的功率损耗中，变压器的功率损耗占了很大的比例。变压器的功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗:

　　有功功率损耗：△Pb=△Pob+△Pteb(Psjs/Pseb)2

　　无功功率损耗：△Pqb=△Pqob+△Pqeb(Psjs/Pseb)2

　　式中△Pb -变压器的有功功率损失(kW)

　　Pob -变压器的空载有功功率损失(kW)

　　Pteb-变压器额定负载下的铜损(kW)

　　Psjs-计算负荷的视在容量(kVA)

　　Pseb-变压器的额定容量(kVA)

　　Pqb-变压器的无功功率损失(kVAR)

　　Pqob-变压器的空载无功功率损失(kVAR)

　　Pqeb-变压器在额定负载下无功功率损失的增量(kVAR)

　　可见，变压器的功率损耗不可避免，在民用建筑用电过程中都存在着负荷的高峰期和低谷期，故季节性负荷偏差很大的情况下，合理设计选用变压器，尽可能以多台小容量的变压器来替代大容量的变压器，在负荷小的状态下切除部分变压器无疑会带来较大的能源节约。如：南方某酒店，酒店用两台500kVA的变压器。6-10月时，负荷最大峰值为800kW，其余时间内由于气温不会太高而没用空调的制冷主机和循环冷冻泵、冷却泵等，其用电负荷最大峰值不会超过400kW。于是，除了6-10月份外其余时间只用一台变压器，切除另一台变压器，就省掉了另一台的功率损耗。

　　其次，变压器有个最佳负载系数：

　　Kfz.zjb = (△Pob+kq△Pob)

　　(△Pteb+ kq△Pqeb)

　　△Pob -变压器的空载有功功率损失(kW)

　　△Pqob-变压器的空载无功功率损失(kVAR)

　　Pqob≈△I0% Pseb

　　Pteb-变压器额定负载下的铜损(kW)

　　Pqeb-变压器在额定负载下无功功率损失的增量(kVAR)

　　Pqeb=△ud% Pseb

　　△I0%和△ud%分别为变压器的空载电流百分数和短路电压百分数。

　　以上数据均可以从变压器的产品说明书中查得。

　　即变压器的容量要尽量接近计算容量除以最佳负载系数，这时损耗最小。

　　4、无功补偿：在配电系统中，无功功率不可避免，提高功率因素又是节能的一项重要手段。设计中，用自动调节无功补偿设备，利用电压自动调节的起动元件，在低电压时分级投入，在电压升高时分级断开，结合时间调整实时自动在调整中提高功率因素，减少配电系统的无功功率从而节约能源。

　　5、减少线损：变电所要尽可能选择在用电负荷的中心，减少输电线路，从而减少线损。

　　设备、材料选型上的节能

　　在电气工程设计中，设备、材料的造型直接关系到能源的消耗问题。设计过程中应尽可能的选择节能产品：

　　供配电系统线材的选型

　　在供配电系统中，能源的损耗主要集中在线路的损耗上，故传输线路的选型至关重要，要尽可能减少线路的电压损失。配电系统中，尽量选择谐波小的设备，以减少谐波电流引起的损耗。

　　电气工程设计中，配变电所的变压器的选型要选择磁密度高、密闭性好，铁芯涡损小的变压器产品。发电机的配备应选择能源转换效率高的产品。

　　照明中的设备材料选型

　　照明工程设计中，除了最大限度地利用自然光以外，灯具尽量选择节能型灯具，如白炽灯尽量改用节能灯，尽量采用高效荧光灯，荧光灯的镇流器尽量不用电感镇流器而选用功率因素高电子镇流器。在满足照度要求的情况下，尽可能地选用节能灯可局部选用一些石英灯产品以满足某些特殊气氛的要求，高大车间、厂房、体育馆等和一些户外的一般照明要用高光效的高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

　　相关专业的设备选型

　　水、暖通、消防、建筑专业等相关专业中，有用到一些压缩机、电动机、风机等动力设备，这些设备的选型尽量选用高效率的产品，或选择同步电动机、或通过现代的变频节能技术，适时控制设备运行能耗与负荷的关系，把这方面的能源损耗降低到最低点。

　　楼宇智能化控制技术带来的节能

　　智能化技术给民用电气设计领域带来新的课题，同时带来节能技术的新革命：

　　首先是对空调的节能控制，空调是民用建筑民用电气的耗电大户，如何有效地控制空调用电是节能的重要环节。通过合理编程控制空调的运行、控制冷冻泵运行状态和空调主机的运行状态，可以在很大程度上节约能源。

　　其次是对各电梯，生活水泵，污水泵等动力设备的合理编程控制，从这方面也能节约能源。

　　再次是对照明的节能控制。对公共照明，广告照明，路灯照明等各种照明的编程控制。

　　实际上，在民用建筑电气设计中与各专业在设计图纸中的的有效配合，也可以减少施工中不必要返工或重复施工给能源造成的浪费。在当今社会的建筑设计中，一次建筑设计与二次装饰设计或多或少都存在浪费。如若能一次到位则能源乃至经济都是不可估量的节约。

　　技术的不断发展，运用新的科学技术来计划能源，节约能源，已是我们电气设计人员迫在眉睫的任务。设计人员要不断地充实自己，跟上时代，在符合各项指标的状态下，从各个方面来节约能源，为能源的未来贡献一份力所能及的力量。

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文章名称： 民用建筑电气设计与节能

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