工业厂房建筑电气设计及其节能措施研究

　　摘要：文章以工程实践案例出发，通过分析工业厂房建筑电气设计原则与节能设计重要性，结合已有经验，提出了一些有效的节能设计措施，旨在确保工业厂房建筑电气设计的科学性与经济性。

　　关键词：工业厂房;工程概况;电气设计;节能措施

　　1工业厂房概况

　　本次工程案例以A工业厂房为例。A工业厂房总的建筑面积达40.5万m2，属于大型厂房类建筑。A工业厂房室内外涉及到的供配电规划设计环节，应用了非常多现代化设备与技术，无论是从安全性、技术性方面考虑，还是从可靠性、先进性方面考虑，均是当前最优选择。A工业厂房内设置有1座10kV的开关站和6座箱式变电站。其中，10kV开关站选用的是双电源供电形式，电缆为YJV-8.7/15-3X240MM2型号，无论是高压，还是低压均采用的是“电缆经沟槽直埋敷设法”，并以环形供电为主。

　　根据相关计算公式在具体设计环节需把变压器容量负荷放大一级，同时，变压器室中的变压器在预留安装时，需将预留尺寸放大到2～3级。A工业厂房所有的高低压环网电缆均是一次性建设完成，其中高压环网为YJV-8.7/15-3X150MM2型号，低压环网则为YJV22-0.6/1-4X185MM2型号，这样做有助于为日后维护提供方便，即不需要单独更换线号。次干线的导线截面采取一级放大设计，目的是为了预留足够余量。A工业厂房内均安装与敷设有有线电视和电子通讯等线路设备，其能够为经营生产正常用电提供足够的电力保障。

　　2工业厂房电气设计原则

　　2.1遵循节约性设计原则

　　针对A工业厂房的建筑电气设计而言，在具体设计环节应当围绕实际经济效益和节能投资等内容上进行考虑，切不可为了满足节能需求，达到节能效果，而一味采用加大节能材料与节能设备使用频率的做法。具体来讲，为取得良好的节能效果，在具体设计环节应当遵循节约性设计原则，即围绕全局性，从合理性与科学化等内容上进行考量，确保设计方案或成果在满足最佳节能设计的基础上，还能减少资金成本投入，并在短时间内收回节能投入资金。简单来说，便是遵循节约性设计原则，实现设计经济与合理，确保节能高效。

　　2.2遵循适用性设计原则

　　于现代化工业厂房的建筑电气设计来讲，在具体设计环节务必遵循适用性设计原则，即在维护建筑设备运行稳定性的基础上，还能够为建筑供电可靠性、负荷容量和电能质量等目标的实现奠定基础。此外，还应当根据现代化工业厂房的建筑电气设计标准不断对配电网络进行优化，使其能够更合理、更科学的满足节能设计要求。

　　2.3遵循低损耗性设计原则

　　现代化的工业厂房在建筑电气设计环节，会尽可能的消除那些与建筑物功能设计没有任何关联的能量消耗，因而在具体设计中，会针对工业厂房的实际情况，采取与之相适应的措施以减少或防止产生无畏的能量损耗。诸如，利用一些当前最新的科研成果或者科学技术来降低能量耗损等。

　　3工业厂房电气节能设计的意义

　　对于现代工业厂房建筑来讲，必然离不开建筑电气设计，尤其是涉及于其中的电气设备非常重要，其可以说决定了整个建筑物电力运行的有效性。若忽略了电气设备这一环节的设计工作，除了会造成大量建筑能源及资源的浪费问题外，还会严重影响到整个建筑物的正常运行，即为工业厂房日常经营与发展带来诸多不便。

　　而有效的建筑电气设计，科学的节能技术应用，除了能有效解决各种建筑能源与资源的浪费问题，还可以在减少电气设备能耗的同时，维护工业厂房建筑物整个的电气设备运营安全，进而满足A厂经营发展过程中日益增多的电力需求。

　　众所周知，若工业厂房在建筑电气设计环节就没做好设计工作，除了会产生较大的建筑物电气设备有关的各种能源、资源能耗外，还会严重影响到厂房内的作业生产环境，显然无法为厂内工作者提供良好的工作环节。针对此，将节能理念与节能技术应用到建筑电气设计中非常有必要，首先，渗透节能技术能够有效减少各种建筑能耗问题，其次，对整个工业厂房建筑电气运用来讲，有效的节能设计在维护性能方面稳定性更强。诸如，A工业厂房在建筑电气设计环节，大量应用了太阳能等形式的可再生资源，再生资源的利用不仅满足节约、环保等建筑电气设计原则，而且于经济性和宜居性方面考虑，更有利于提升A厂的市场竞争力及厂内工作者的工作积极性。

　　4工业厂房的建筑电气设计及其节能措施

　　4.1合理设计供配电系统

　　首先，在建筑电气系统设计环节，应当按照当地政府与供电部门所要求的供电条件来开展供配电系统设计活动，即将最基本的供电电压等级确定出来;其次，于工业厂房内的配变电所来讲，应尽量挨近大功率用电设备和负荷中心等区域;最后，具体的变压器设计环节，要想保障设计出的变压器在运行过程中满足经济性运行参数要求，那么在选择变压器型号时，应结合A工业厂房实际，选择低损耗型的变压器，并确保其能效值始终满足国家规定的《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052标准范围内，因为只有满足国家最新规定标准的变压器，才具备有效的节能价值。需注意的是，选择变压器容量时，不应控制在最佳负荷率范围内，而是要在最佳负荷率之上，即设为75%～85%最合理。

　　结合A工业厂房工程概况，倾向于选择干式变压器如图1所示，这主要是因为先前应用较广泛的油浸式变压器内部存在着矿物油，便意味着其有着易燃易爆特性，因而不适宜应用在工业厂房中。而针对当前应用相对广泛的干式变压器而言，其无论是在节能性方面，还是在防火性方面均有着良好表现，也因此成为了当前应用广泛的变压器。

　　归纳起来，干式变压器优势如下：防潮与防污能力较强，即便是在十分恶劣的环境下也有良好表现;能够与其它开关设备共用同一个金属外壳，即节约占地;便于维护，利于节约成本。

　　4.2合理设计照明节能系统

　　首先，根据A工业厂房建筑性质和所处地理位置，在设计照明节能系统时，应参照《建筑物房间内照明设计》有关标准进行，且针对各个房间朝向、面积的不同参照照明保准也有所差异，简单说便是计算值应当在标准值的110%范围内;其次，照明控制务必按照A工业厂房具体的采光状况和使用情况实施分组。

　　诸如，公共场所包括电梯厅、走廊和楼梯间，针对这一区域应当采取地感应控制或者集中式开关控制方式;办公室则应当采取独立式开关设计;而针对该工业厂房涉及到的建筑景观台这一空间相对较大的区域，则应当采取智能化照明设计;最后，在选择照明灯具时，应遵循“经济性+节能性”设计原则，即选择高能效的节能灯具，根据国家现行《建筑照明设计标准》GB50034有关要求，照明功率的密度值应控制在标准合理范围内，见表1。

　　4.3合理实施电能监测

　　当主要次级的用能单位在10kW以上或单台用电设备的用能单位在100kW以上时，便需要安装电能计量设备。此外，A工业厂房的建筑电气设计之时，也大力应用当前最新的电能监测技术，实时监测小区内的用电情况，诸如，按照空调、电力、特殊用电和照明用电等不同类型来监测厂房建筑内电能使用情况，目的在于有效管理与维护电力系统，实现节能有效性。

　　5结语

　　综上所述，节能设计是当前工业厂房建筑电气设计重要的发展方向，而文章主要围绕A工业厂房工程案例，阐述了建筑电气节能化设计的重要性及设计环节应当遵循的设计原则，并以此提出了一些有效的节能措施。

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