民用电气节能设计

摘要：通过对以上照明工程节能的分析，可以发现加大建筑电气工程的节能设计与应用在现实生活中是很必要的。我们每个人员，都应努力学习新技术、新方法，依靠自身掌握的先进科技知识，让建筑电气节能在建筑工程施工与设计中得到更广泛的应用

关键词：民用 电气 节能 设计

国家“十—五”规划提出了“节能减排”的约束性指标，其中民用建筑中既有建筑改造和新建建筑对电气节能设计规范和施工规范的执行程度是减少建筑运行能耗的前提和关键，是规划指标实现的重要保障。本文通过电气设计、施工实践和参加“节能减排”检查的体会，对民用建筑电气节能设计规范和施工规范的要求和应用进行探讨。

一、民用电气设计节能的原则

1、满足建筑物的功能，即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足非凡工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

2、考虑实际经济效益，节能应按国情考虑实际经济效益。

不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

3、节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

二、住宅的电源与配电系统

一般住宅供电由小区变配电所引入，应采用三相四线(TN-C系统)，经重复接地后进入单元总电表开关箱，改成三相五线制(TN-S系统)后再放射到各用户，配电箱中应有短路、过载、漏电保护，断路器应选用能同时切断相线--中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制，建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统：随着家用电器的增多，为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响，户内配电系统应采用多回路形式，至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路，如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。此外考虑到家庭办公和信息化的发展，还应增加一条专用回路。

三、供配电系统设计

根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

四、变压器设计

减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔP=P0+β2Pk式中：ΔP——变压器的有功损耗(KW);P0——变压器的空载损耗(KW);Pk——变压器的短路损耗(KW);β——变压器的负载率。

1、P0作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9，SL9，SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，45度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

2、Pk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。β2Pk用微分求它极值时，是在β=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%～85%之间。

3、在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。

五、减少线路损耗

由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：ΔP=3I2R·10-3式中：ΔP——三相输电线路的功率损耗(KW);I——线电流(A);R——线路相电阻(Ω)。其中“R”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错，一般工程线路总的不下万米，大工程更是不计其数，造成电能损耗是相当可观的，所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=PL/S，即与导线电阻率P、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。

六、照明设计

1、充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。

2、照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

3、推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。

4、改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。

七、电动机节能设计

减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中应选用高效率的电动机，但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，由设备制造商统一供应的，所以节能措施只能贯彻在运行过程中。除了就地电容器补偿以减少线路损耗外主要是减少电动机轻载和空载运行，因为在轻载运行下电动机效率是极低的，切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。

八、结语

为了应对我国的能源供应不能持续满足我国经济发展的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，但我们更应该注意并认识到由此而产生的相应危害，节约用电，从而保证我们在享用科技进步成果的同时，其不会对我们的生活现状造成明显的损害。

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