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1、民用建筑电气节能设计浅析Simple Analysis of the electric energy-saving design in civil architecture【摘要】本文介绍了民用建筑电能损耗产生的原因，从供配电系统、照明、电动机、谐波治理等方面浅析民用建筑电气节能设计。【关键词】民用建筑、电气节能、供配电系统、照明节能、谐波治理 【Abstract】The article introduces the reasons of electric consumption in civil architecture and explicates the electric energy-
2、saving design from power supply and distribution system、lighting energy-saving、electric motor energy-saving and harmonic administer。 【关键词】civil architecture electric energy-saving power supply and distribution system lighting energy-saving harmonic administer 随着我国国民经济的迅速发展，能源需求大幅增加，能源问题已成为我国经济发展中的突出
3、矛盾，节能减排已成为我国的一项基本国策。民用建筑能耗是总能耗的重要组成部分，而电能消耗又是民用建筑的主要能耗。本文从供配电系统、照明、电动机、谐波治理等方面浅析民用建筑电气节能设计。（1） 供配电系统节能设计合理设计供配电系统是供配电系统节能设计的核心所在。作为电气设计人员，应根据项目负荷性质、负荷容量、供电距离、用电设备等因素，合理设计供配电系统。供配电系统电气节能设计的一些基本原则：选择合适的供电电压等级；系统接线应简单可靠；变配电所应尽量设在负荷中心，缩短供电半径减少末端压降和线损；多个变电所之间宜设联络，可根据负荷变化投入或切换变压器，使变压器处于经济运行状态减少损耗；合理选择导线截面
4、，也可减少线路损耗。变压器是供配电系统中一个重要环节。近年来，节能型低损耗变压器得到广泛运用。如何合理选择变压器的容量和台数，使之既满足使用避免变压器容量选择过大增加初始投资，同时又希望变压器能高效运行，最大限度的降低电能损耗从而节约长期运行费用，这是供配电系统节能设计的一个关键问题。民用建筑包括酒店、办公、商场、住宅、学校、医院等。近年来还出现大型商业综合体，如万达广场这样的Shopping Mall包含超市、商场、酒店、餐饮、办公、影院等。电气设计人员应注重数据收集和整理，认真做好类似项目的调研和分析，通过科学计算确定合理的变压器容量和台数以及整个供配电系统。 提高功率因数也是供配电系统节
5、能的重要措施。提高功率因数可以使总负荷电流减少从而减少变压器铜损，可以改善线路损耗和压降，从而提高系统的供电能力。提高功率因数的措施主要有：(1)提高自然功率因数，即合理选用电气设备的容量提高负荷率，尽量减少用电设备空载运行时间（2）利用电容补偿。对于电容补偿设计人员除了查手册外还需详细了解主要用电设备如冷冻机组、压缩机、水泵的功率因数。随着技术进步，设备的额定功率因数也有较大提高，特别是一些进口设备。对于照明特别是办公商务等民用建筑大量采用荧光灯配电子整流器。由于厂家为满足制造标准，一般均使功率因数高于0.9。如果按手册或经验数据势必造成过补偿从而很少投切电容器，造成资金浪费。因此合理确定补
6、偿容量和补偿方式也需建立在数据分析和科学计算的基础上。对于高压配电的空调机组宜就地设高压补偿；对于供电距离较远且无功功率较大的低压用电设备也可设就地补偿。另外串联电抗器电抗率的选择以及电容器补偿有效输出值也值得设计人员注意。（2） 照明节能设计据统计我国每年照明用电量约占总发电量的10%左右，因此照明节能潜力巨大。照明节能设计的基本原则：在保证不降低工作场所的视觉和功能要求、保证照度标准和照明质量的前提下，尽可能降低照明系统的电能损失，最大限度的利用光能。根据工作性质、特点、难度、精度、持续时间等确定合理的照明方式和照度标准。对于工作地点固定人员活动范围小的工作场所应尽量采用局部照明或辅助照明
7、。影响照明用电的主要因素包括：光源、镇流器、灯具、控制方式及时间。照明节能设计主要从以下几个方面着手:1、选用高效节能光源和节能镇流器。高效节能光源主要体现在二点：一是效率高即单位电功率所产生的光通量高；二是显色性好。民用建筑主要应用的光源有直管荧光灯、紧凑型荧光灯、HID灯、LED灯等，应根据不同的工作场所合理选用。室内照明应尽量采用直管荧光灯和紧凑型荧光灯。室外照明应选用光效高寿命长的高压钠灯或金卤灯，LED光源也已广泛应用在城市夜景照明。节能镇流器包括节能型电感镇流器和电子镇流器。设计人员需根据不同种类的光源选用合适的节能镇流器。2、选用高效灯具。灯具对于照明节能也很重要，好的灯具可以大
8、大降低电能损耗。对于灯具选用要看二个参数：一是灯具效率；二是配光曲线。平时要加强灯具清扫和维护，以保持灯具较高的照明利用系数。3、充分利用自然光。照明设计要充分利用自然光，减少点灯时间，综合应用电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关、感应开关等。单个开关控制的光源数量不宜太多。4、大型会议厅、报告厅及多功能厅可应用智能照明控制系统。（3） 电动机节能设计民用建筑中电动机广泛应用于风机、水泵、压缩机、电梯等设备。据统计电动机的用电量约占全国总用电量的60%，因此电动机节能有着非常现实的意义。降低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。首先要根据负载情况选择合适容量的高效节能电动机
9、，避免大马拉小车。其次根据负荷变化选择合适的调速方式也是降损节能的有效方法。变频调速具有自身损耗小、效率高、调速精度高的优点，是理想的调速方法，尤其适用于高层民用建筑中水泵、风机、电梯等电机的调速。另外通过提高控制技术减少电机启动、制动次数也可有效降低电能损耗。例如：高层民用建筑中将电梯分为高区、中区、低区(或按功能分区)，设置空中换乘大厅，配合合理的控制方式和变频技术，有效减少电梯启动制动次数和电梯日平均行程，电梯的节能效果非常明显。（4） 谐波治理与电气节能随着人们对节能的重视，非线性负荷、变频器、紧凑型荧光灯等节能产品的广泛应用，随之也在电力系统的各个环节出现了严重的谐波问题。非线性负荷
10、产生的谐波不但严重危害供配电系统的安全可靠运行，而且也是系统损耗产生的重要原因。谐波电流在导体上产生的集肤效应又加剧了导体发热，长期运行将加速导体的绝缘老化。谐波分量不仅是衡量电能质量的指标也是重要的能耗指标。抑制谐波主要采用滤波技术，通常采用有源滤波器和无源滤波器。有源滤波器效果最好，但成本较高。通过测量各次谐波分量，选用有源滤波装置可以抑制吸收大部分谐波分量，起到净化电源、保护设备、节约电能的功效。结束语节能工程是一项利在当代功在千秋的系统工程。在民用建筑中供配电系统、照明及其他用电设备都有着巨大的节能潜力，因此电气设计人员需要不断学习吸收先进的节能理念和节能技术；综合考虑初期投资等因素选用各类节能产品；更要立足于通过合理分析、科学计算、方案比选在满足功能需求的前提下采用有效的节能措施，实现供配电系统及用电设备的经济运行，真正达到电气节能设计的目的。参考资料：全国民用建筑工程设计技术措施 2009版 中国计划出版社 工业与民用配电设计手册 （第三版） 中国电力出版社
