综述工业与民用建筑电气设计节能应用

综述工业与民用建筑电气设计节能的应用摘要：近年来，随着我国社会经济得迅猛发展和科学技术的不断进步，我国工民建筑行业也迎来了全新的发展时期。在工业与民用建筑电气设计中合理地进行用电负荷计算、变压器的经济运行方式、合理设置计量装置、合理选择电线，电缆截面以及照明节能方法。

关键词：电气节能；变压器损耗；功率因数；照明节能

0前言

由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源——电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。在建筑设计方面，应把能源消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。同时，节约电能，又不能片面降低标准和忽视安全，而应在保证使用的前提下，以提高能源利用率和综合效益为主要途径。

1合理地进行用电负荷计算

用电负荷计算方法选择得当，会达到节材、节能的目的，若选择不当，会给用户带来不必要的投资和能源浪费。关于用电负荷计算方法宜按下列原则选取：在方案设计阶段可采用单位指标法，在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法，对于住宅建设，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。

（1）单位面积法

单位面积法计算有功功率的公式为

式中： p′e——单位面积功率（wpm2）

s——建筑面积（m2）

关于单位面积功率p′e的取值，目前，我国内地民用建筑为10～35w/m2，香港地区为10～60w/m2，内地一些主要旅游饭店或宾馆大约为60～120w/m2，其中有空调的为70～120w/m2，无空调的为30～60w/m2。

（2）单位指标法

单位指标法计算有功功率的公式为

式中： p′e——单位用电指标，如w/户，w/人，w/床；n——单位数量，如户数，人数，床位数。

（3）需要系数法

a.有功功率pjs=kx pe

无功功率qjs=pjs tg

式中：kx——需要系数；

pe——用电设备额定功率。

b.配电干线或变电所的计算负荷

式中：ktp——有功功率同时系数，取0.8～0.9；

ktq——无功功率同时系数，取0.93～0.97。

2变压器的经济运行

通过变压器的经济运行，能使电力系统有功损耗为最小，对于已投入运行的变压器，由实际负荷系数与经济负荷系数kjib差值

情况即可认定运行是否经济，等于或相近时为经济，相关较大时肯定不经济。

要解变压器的经济负荷系数，应先计算出设备无功损耗的电力系统引起有功率损耗的增加变量，为此，引入换算系数，无功功率经济当量（kq）这一概念，表示电力系统每多输1千乏无功功率时，在电力系统中增加的有功功率损耗（kw）。kq值与电力系统结构和计算点有关，见表1。

表1 无功功率经济当量表（kw/kv）

将变压器本身的有功损耗和无功损耗在电力系统中引起的有功损耗，称为变压器有功损耗的换算值。

一台变压器在负荷为s时的有功损耗换算值为

式中：——变压器的有功损耗；

——变压器的无功损耗；

——变压器的空载损耗；

——变压器的短路损耗；

——变压器空载时的无功损耗增量；

——

——变压器空载时的无功损耗增量；

se——变压器的额定容量；

i0%——变压器空载电流与额定电流的百分值；

ud%——变压器短路电压占额定电压的百分值。

要使变压器运行在经济负荷sjib下，就必须满足变压器单位容

量的有功损耗换算值为最小的条件，因此，设可得变压器的经济负荷为

变压器经济负荷为额定容量的比值，称为变压器的经济负荷系数或最佳负荷系数，用kjib表示，由上式得变压器的经济负荷系数为

一般变压器的经济负荷系数为0.5～0.7，对于负荷系数长期偏低的变压器，应该考虑换用较小容量的变压器，如果运行条件许可，两台（或两台以上）并列运行的变压器，可考虑在负荷低时切除一台，或者采用在负荷变化自动调整运行台数的装置，对双电源供电系统，宜用两路电源同时工作的方案，以减少线路损耗。

3合理设置计量装置

民用建筑电器设计中的计量装置宜按下列原则设置：

（1）单元总配电箱设于首层，内设总计量表，层配电箱内设分户表，由总配电箱至层配电箱宜采用树干式配电，层配电箱至各户分户箱采用放射式配电。

（2）单位不设总计量表，只在分层配电箱内设分户表，其配电干线、支线的配电方式同上项。

（3）分户计量表全部集中于首层（或中间某层）电表间内，配电支线以放射式配电至户内。

多层住宅照明计量应一户一表，其公用走道，楼梯间照明计量可采取：当供电部门收费到户时，可设公用电度表，如收费到楼总表时，一般不另设表。

4合理选择电线，电缆截面

合理选择电线、电缆截面，在用电负荷计算时要尽可能算得准确，电线、电缆截面与保护开关的配合原则一般是：对于25a以下的保护开关，电线、电缆载流量应大于或等于保护开关整定值得0.85倍。对于25a以上的保护开关，电线、电缆载流量应大于或等于保护开关整定值的1倍。

5照明节能

节约照明用电不能单靠减少灯具数量或降低功率，要充分利用自然光，改善环境的反射条件推广应用新光源和改进照明灯具的控制方式。

5.1应用高效电光源

在灯具悬挂较高的场所的一般照明，宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯，除特殊情况外，不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯。

灯具悬挂较低的场所照明采用荧光灯。除特殊功能建筑物（如博展馆、影剧院、高级饭店等场所）外，不宜采用白炽灯。

5.2改善照明器的控制方式

照明器的控制，要根据各房间使用的不同特点和要求区别对待，尽可能做到使用方便，又为节电创造条件。

（1）面积较小的居住，办公用房或类似的房间，宜采用一灯一控或二灯一控的方式，在经济条件允许时可采用变光开关。

（2）面积较大的房间宜采用多灯一控的方式当整个房间有均匀