浅谈建筑电气设计内容及节能途径

关键词：建筑工程；电气设计系统；节能途径 

　　1电气设计的主要内容 

　　1.1变电所位置的确定 

　　现在对于住宅区特别是高层建筑，因其用电量相当大，所以在变电所的设计时要考虑变电所的位置在深入负荷中心，应尽可能使高压深人负荷中心，这在一定程度上对节约电能提供了很大的保障，对提高供电质量也有一定的重要意义。 

　　1.2设备自动化监控电脑系统 

　　设备自动化监控电脑系统，能使所有设备在最佳状态下运行，迅速发现故障，达到减少人力、节约能源、提高经济效益的目的。现代化高层建筑的设备管理电脑，可以对整座大楼的空调、供热、供排水、变配电、照明、电梯、消防、闭路电视、通信、防盗、巡更等进行全面监控。 

　　1.3防雷与接地 

　　现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的，关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。 

　　2建筑工程电气设计节能的途径 

　　2.1电压等级选择 

　　1）高压配电电压宜采用10kv，低压配电宜采用220/380v。 

　　2）用电单位的供电电压，应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考虑确定。 

　　3）当小负荷用户用电时宜接低压电网。当用户的计算容量为200KVA或用电设备单台功率大于250KW，当供电距离大于250米，计算负荷大于100KVA的用户，宜采用高压供电。 

　　4）若电力网提供的电源电压为35KV，且采用35KV配电经济合理时，经供电部门同意，可采用35KV配电，并采用35/0.4V直降的供电方式。 

　　2.2供配电系统设计 

　　1）设计供配电系统时应简单可靠，配电级数不易过多，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两极，低压一般不宜多于三级，三级负荷不宜多于四级。 

　　2）应根据用电负荷的容量及分布，使变压器深入负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，减少电压损失，提高供电质量。 

　　3）10KV配电系统应简单灵活，有较大的适应性。根据负荷等级、容量、分布及线路走向等情况设计，配电系统宜以环式为主，也可采用放射式或树干式。 

　　4）每条线路，每个变配电所都应有明确的供电范围，不宜交错重叠。 

　　2.3变压器的选择建筑物 

　　在民用建筑在使用上有季节性负荷，季节性负荷就是冬季取暖，夏季空调制冷用电量大。在设计时当季节性负荷大时，季节性负荷应采用专用变压器。三相电源分相单独供电时，会使流过的三相电的电流产生不平衡，这种不平衡的状态会引起电网的失调，导致中线电位升高及变压器损耗增加，三相不平衡越大，损耗增加越大，因此在设计过程中应将单相用电设备均匀的分接在三相电源上，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不宜小于平均值的85%；对于照明负荷的线路电流小于等于30A时，采用单相供电，大于30A时采用三相四线制供电。 

　　2.4减少电能在线路传输过程中的损耗 

　　1）应选用电导率较小的材质做导线 

　　铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的一类、二类负荷中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。 

　　2）减小导线长度 

　　首先，线路尽可能走直线，以减少导线长度；其次，避免迂回供电，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离。 

　　3）合理选择电线电缆的使用规格 

　　确定电线电缆的使用规格（导体截面）时，一般应考虑发热、电压损失、经济电流密度、机械强度等选择条件。通常低压动力线路因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择导体截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线路因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择导体截面，再验算发热条件和机械强度；对于高压线路，则先按经济电流密度选择导体截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而对于高压架空线路，还应验算其机械强度。一般来说，同一规格鋁芯导线载流量约为铜芯导线的0.7倍。 

　　2.5提高系统的自然功率因数 

　　供配电系统未投入无功补偿装置时的有功功率与现在功率的比值称为自然功率因数。供配电系统中的用电设备，如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感，通电后都会产生滞后的无功，需要从系统中引和超前的无功相抵消，这样超前的无功功率就从供配电系统的高、低压线路传输到用电设备，在传输过程产生的有功损耗减少。提高功率因数就可以在负荷的有功功率保持不变的条件下，减少负荷的无功功率和负荷电流从而达到降低线损耗的目的。无功补偿装置应就地安装，实行就地补偿，这样才能使线路上的无功传输损耗减少，达到节能的目的。 

　　目前，建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电力部门的罚款。而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么无功补偿也就达不到节能的目的。 

　　2.6照明部分的节能 

　　1）光源节能 

　　采用高校光源。在过去因白炽灯价格便宜，宜于安装与维护因而被广泛采用，但它的致命弱点是发光率太低，因此新版的《建筑照明设计标准》GB50034-2004在照明光源选择中规定，一般情况下，室内照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。标准规定高度较低房间，宜采用细管径直管形荧光灯；高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可以采用大功率细管径荧光灯。近年来，随着LED照明技术的日臻完善，其低耗高效、寿命长的特性日益为人们所接受，2010年的上海世博会、广州亚运会等重要场合就广泛采用了LED照明技术，具体到油田，如东辛等采油厂也在部分站内采用了LED照明灯具，收到了很好的效果。 

　　2）充分利用自然光 

　　建筑物内尽量采用自然采光，在满足建筑物结构、建筑节能要求的前提下应充分考虑其采光度。在照明节能设计中，除了满足照度、光色、显色指数外，应采用高效光源及高效灯具，对能利用自然光部分的灯具或可变照度的照明区域，采用成组分片的自动控制开停方式，可达到照明节能的效果。 

　　3 结束语 

　　建筑电气节能是建筑节能中不可忽略的重要组成部分，全面系统地实施建筑节能比单一设备节能更有效。这就需要从事建筑电气的设计人员在整个的设计过程中加强与业主的沟通，深入现场，结合实际情况，按照相关标准、规范认真展开施工图设计，同时制定出可操作性强、便于实施和审核检查的一整套科学体系，使之更好地指导和规范建筑节能设计、 施工、验收、使用维护及日常管理等各个环节，就能够打造一个节能低碳的电气使用环境。