民用建筑電氣節能設計要點分析

方鈺

中國美術學院風景建筑設計研究院 310012

摘要：本文主要圍繞民用建筑電氣節能設計中可以有效實現節能的幾大環節進行論述。

關鍵詞：電氣設計；電氣節能；建筑電氣；節能設計

隨著這些年各種商業建筑、住宅建筑等民用項目開發的如火如荼，近年來各設計院都設計了大量的工程項目，而我國作為一個發展中國家，能源的需求量大，消耗量也大，特別是對昂貴的二次能源——電源，進行有效的節約，也就顯得尤其重要。本文主要圍繞電氣設計節能的幾大環節——供配電系統的設計、照明設計、電氣配電線路設計等多個方面進行論述，對電氣節能的應用與廣大建筑行業同仁探討。

1、供配電系統節能設計分析

根據工程供電容量及負荷具體使用情況合理設計供配電系統，做到盡量簡單可靠，對有效實現電氣節能可以起到很好作用。

1.1變配電所或箱式變電站位置的設置

變配電所或箱式變電站盡量靠近負荷中心，這樣可以減少配電半徑，即減少供電電力電纜的一次投資，而且縮短配電半徑有利于減少線路損耗。

1.2合理選擇變壓器容量及臺數

比如學校建筑、大型小區的供配電系統就是很好的例子，在比較節能與經濟的條件下，宜設計2臺以上的變壓器，從而達到變壓器的投入臺數可以隨季節性負荷變化靈活投切，減少部分變壓器輕載而引起的不必要的電能浪費。像筆者幾年前曾設計的某師范學院新校區的供配電系統就是很好的例子，盡管用1臺400kVA 的變壓器和1臺630kVA 的變壓器比用1

臺1250kVA的變壓器一次投資稍多，但是因學校寒假暑假放假時用電負荷與平時相比明顯小一大半，所以寒暑假只投切1臺400kVA 的變壓器即可，從而避免了選1臺變壓器造成寒暑假輕載引起的電能浪費。

1.3提高供配電系統的功率因素

供電部門一般要求用戶的月平均功率因數達到0.9 以上，所以為了達到這個要求，我們在供配電系統的設計時就應裝設必要的無功功率補償設備，以進一步提高用戶的功率因素，如在民用建筑項目電氣設計中我們常用的辦法就是采用并聯電力電容器在低壓側集中補償。

2、照明節能設計分析

照明是民用建筑不可缺少的一部分，照明方式可分為：一般照明、局部照明和混合照明等；

照明種類可分為：正常照明、應急照明、值班照明、警衛照明等（小區、學校還有景觀照明、部分高層建筑還有航空障礙照明等）。

衡量照明質量的主要指標有：照度、眩光、顯色性等；而照明節能的評價指標是照明功率密度LPD（即單位面積上的照明安裝功率），如何在照明設計中做到有效節能，可以從以下幾個方面入手：

2.1 光源的合理選擇

選用高效電光源是照明節電的首要工作。節能的光源發光效率要高，使得照明燈每瓦電發出更多的光通量（L m）。

（1）商業類建筑光源選擇

在照明設計中為了有效節能，在一些層高不高的場所，如辦公室、教室、會議室及儀表車間宜采用細管徑（≤26mm）直管形熒光燈；商業場所、營業廳也宜采用細管徑直管形熒光燈、緊湊型熒光燈或小功率的金屬鹵化物燈；在一些層高較高的場所（主要工業廠房居多），可采用金屬鹵化物燈或高壓鈉燈，當然也可采用大功率細管徑熒光燈。

（2）居住類建筑光源選擇

在起居室等場所，設計時考慮到用戶裝修可能選用花燈或吸頂式筒燈燈具，光源宜選用緊湊型熒光燈，它每瓦產生的光通用量是白熾燈的5倍。目前，緊湊型熒光燈應用范圍很廣，在賓館、會議室、商場等場合也較多使用。

（3）公共場所光源選擇

衛生間、公共走道推薦選用細管日光燈或緊湊型熒光燈，而不用白熾燈。

2.2 光源用電附件的合理選擇

在燈具的選擇上，走廊、樓梯等公共場所的燈具可選用透光率高的吸頂燈；而居住類場所的燈具推薦選用蝙蝠翼式，因為蝙蝠翼式燈具控光性能合理；辦公類場所則推薦用金屬隔柵類燈具，沒有眩光且發射率高。因光燈本身功率因數較低，所以還應讓燈具帶整流器，比如細管光燈的附件鎮流器就推薦選用電子整流器，而不宜選電感鎮流器。這里提一點，其也可以選節能型電感鎮流器，它比傳統40W電感鎮流器低40% 左右，工作時溫度低、噪聲小、壽命長，屬于安全可靠型電感鎮流器，價格也比較便宜。

2.3不斷改進燈具的控制方式

門廳、走廊、樓梯間等公共場所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區、分組控制，以便在白天自然光好的情況下，或深夜人少的情況下，能方便地手動或自動關閉一部分照明。在照明設計時還應注意的一點就是，當照明場所裝設有兩列或多列燈具時，所控燈列宜與側窗平行，而且回路每列分開控制，以便于利用天然光，白天可以關掉靠窗的一排燈，從而實現節能；對于一些高檔次建筑和智能建筑，經濟條件許可時，大部分照明場所還可采用調光、調壓或其他自控措施，如采用I—BUS 系統控制，以節約電能。

3、電氣配電線路節能設計分析

在電氣耗能中，配電線路的耗能不可小覷，我們知道，配電線路電能的損耗取決于線路的抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；而線路的阻抗與導體的導電率、導體的長度、導體的截面積有關。因此，我們在電氣配電線路中要緊緊抓住影響電氣線路耗能的以上幾個因素優化設計，從而達到節能的目的。

3.1配電線路設計中盡量多采用高導電率的導體

在經濟條件允許情況下，配電線路推薦選用高導電率的導體，即相比鋁芯電纜（電線）而言，宜采用銅芯電纜（電線）。

3.2配電線路設計中盡量減少配電線路的長度

在設計中盡量走直線，可減少供電線路長度，提高功率因數，不僅減低線路損耗，而且還可以減少線路壓降，提高供電質量；各層配電間、層配電箱也應盡量設置在負荷中心，減少線路的長度。

3.3電線、電纜界面選擇宜按經濟電流選擇

按經濟電流選擇電線、電纜截面的方法是經濟選型，盡管我們在配電設計中這種方法用得較少，但這種方法卻可以盡量減少配電線路中的電能損耗，從而實現節能，而且減少電纜電能損耗隨之也帶來一些技術上的好處：如隨著電纜電壓損失的減小，改善了電網的電壓質量；隨著電纜發熱的減少，延長了電纜的使用壽命等。

4、建筑電氣設計中的其余節能分析

在建筑電氣設計中，除了在以上三個大環節可以有效實現節能外，我們在建筑電氣節能方面還應注意以下幾個點：

4.1空調用電的節能

民用建筑中，空調用電（特別是在夏、冬兩季）占用電負荷的很大部分，因此在電氣設計中空調系統的節能顯得尤為重要。而空調系統分為中央空調系統、分體式空調系統，一般來講，如果建筑采用的是中央空調系統，我們可采用樓宇自控BA 系統進行管理和控制，以達到節能目的；如果是分體式空調，因為用戶一般采用遙控器控制開或關，而調查顯示各種家電產品的平均待機能耗高達15W到30W之間，因此我們應針對上述空調所用電源插座，在方便操作的位置宜設計一個專用開關用于控制其用電插座回路，減少其待機損耗從而達到節能的目的。這種方式也可應用于住宅電氣設計中對冰箱、DVD 機、電視等用電設備插座回路的控制。

4.2改進風機、水泵等設備的調速方式的節能

在各類公共建筑中，風機、泵類設備應用范圍非常廣泛，但據有關資料顯示，其電能消耗和諸如閥門、擋板相關設備的節流損失費用占到維護成本的 7% 以上，是筆不小的費用開支。所以對這類設備的節能降耗顯得很有必要，除了從產品設計來提高這類設備的效率外，還有一個方式就是改進其調速方式從而實現節能，在設計中常采用的是變頻調速、調壓調速、電磁調速、變極對數調速、串級調速（或轉子串電阻）、無換向器電動機調速等等。

5、結語

民用建筑電氣設計節能是建筑節能的一個重要組成部分，只要我們在設計中不斷學習，精心設計，就能對昂貴的二次能源——電能進行有效的節約，從而為我國的節能事業做出自己的一份微薄的貢獻。