民用建筑電氣節能設計

王海波

江蘇省第一工業設計院有些責任公司，江蘇徐州 221006

據了解，我國目前建筑能耗約占社會總能耗的1/3，隨著生活水平的提高，建筑能耗有繼續增長的趨勢。我國北方采暖城市居住面積只有全國城市居住面積的10%，建筑能耗卻占到40%，而建筑能耗的主要組成部分卻是電氣能耗，作為電氣設計人員更要重視設計環節，同時將能耗降到最低水平，本文也將就民用建筑中的電氣節能設計的主要組成部分展開探討。

1 電氣節能設計分析

建筑中存在很大的節能潛力，主要部分有用電設備或供配電系統。而電氣節能設計的原則應滿足三方面的需求，即：1）實際性，設備及材料價格合理，同時節能增加的投資能在較短的時間內收回；2）適用性，能滿足建筑用戶對能源的需求，同時供配電設計應得到優化；3）節能性，在設計施工圖時應重視節能要點，如電氣設備自身的電能消耗，同時應減少或盡可能排除那些與發揮建筑物功能無關的消耗。此外，本文依據以下主要標準和規范編制進行民用建筑施工圖的設計的分析，使電氣節能設計圖更科學合理規范化，如下：1）《建筑照明設計標準》GB50034-2004；2）《住宅建筑規范》GB50368-2005；3）《供配電系統設計規范》GB50052-2009；4）《公共建筑節能設計標準》DGJ32/J 96-2010。

1.1 供配電系統的設計分析

設計中整體上是實現供配電系統的經濟運行，而要點則是將供配電系統運行中的損耗盡可能控制在電低水平，主要內容是按照用電設備特點及負荷等級和用電負荷容量及其分布，從而設計出合理實用的供配電系統且能其運行狀態應為最佳。在此，論述了幾個主要的節能要點，設計施工圖時應加以重視。即：1）供配電系統，原則上應簡單且可靠，同時應盡量減少變電級數過多產生的電能損耗；2）供電電壓選擇要合理，一般來說相同情況下，電壓越高，損耗越小；3）合理選擇變壓器容量、臺數時宜根據負荷情況來比較分析，一般來說變壓器負載率宜為0.7～0.85，也為了讓變壓器運行狀態達到最佳，其接線應能適應負荷變化時，同時也可根據經濟條件情況來靈活投切變壓器，這樣才能經濟且合理地降低損耗；4）供電網絡分布應合理，低壓供電半徑應控制在200m以內，同時低壓配電間宜靠近電氣豎井，變電所則接近負荷中心，整體上減少線路電壓損失， 供電線路的電壓損失滿足規范的允許值，供電質量有所提高及網絡運行經濟可靠；5）供配電系統的功率因數選用，在用電設備選型及調速控制方案的應用，當出現接入電網的自然功率因數達不要求時，可通過提高功率因數的措施來解決，從而降低線路及變壓器損耗；6）電纜、導線截面的選用，當達到運行電壓損失、允許載流量等多項技術指標要求的前提下，選用導線截面宜從經濟電流密度合理進行，同時綜合其他方面來衡量。

1.2 照明節能的設計

天然光源是取之不盡的能源，所以要重視其在民用建筑設計過程中的應用。其原理為：借助采光裝置來捕獲室外的自然光線，以導入系統內部，經特殊制作的導光裝置處理后，自然光線就由位于系統底部的漫射裝置均勻導入到室內任何需要光線的地方。這個系統的最大特點是絕對的綠色照明，不消耗任何能源，至少能提供10h的自然光照明，能完全取代白天的電力照明，無需維護，經濟和使用效益都較高。且自然光經過處理熱量比普通照明燈具要遠遠小得多，這極大減少了升溫引起的空調消耗，真正實現節能環保的效益，此外自然光比通過采光罩濾除有害輻射，極大地保護人們的身心健康。當然，在設計光照系統時應充分應用現代科學技術，在此給出某個民用建筑工程智能照明控制系統拓撲結構示意圖，如下所示：

圖1 智能照明控制系統拓撲結構示意圖

1.3 電動機節能措施分析

由于電機長期處理調整運轉狀態，這無疑造成機械磨損大，使用壽命相應縮短，這些也增加了維護費用。而一般都是根據最不利環境來來選擇電機時，而設備在正常工作狀態時的負載常常與設計值相差大，大部分時間風機和水泵均輕載運行，這導致了整個系統利用能源效率不高，能源浪費嚴重。因此建議在經濟允許的情況下，應積極引進新型的智能化節電設備，尤其是充分發揮計算機模糊控制理論和變頻技術，跟蹤設備負荷的狀態，以及時調節風機的風量，使其隨負荷的變化而同步變化，實現盡可能節能的目的，同時能在短時間內收回增加的投資。而生活水泵，宜選用變頻調速，為更好地達到節能的目的，在輕載時可提高電動機的效率，這樣還可省去高位水箱或水塔的費用，整體上不僅節能還減少投資成本。

2 結論

綜上所述，民用建筑節能貫穿整個工程，其中電氣節能設計是其重要的組成部分。在此建議，在經濟允許的前提下，電氣設計及施工過程中應綜合考慮可靠性、安全性、節能性及經濟性等方面來積極推進節能減排新工藝、新方法及新產品等，從而提高施工工程節能質量，最終實現工程經濟和社會效益。

[1]張金鳳.民用建筑電氣節能設計要點分析[J].科技信息，2010(1).

[2]劉文艷.住宅小區電氣設計中的若干問題[J].安徽建筑，2009(3).