市政電氣設(shè)計節(jié)能措施探討

夏泳（安徽中匯規(guī)劃勘測設(shè)計院有限公司，安徽 銅陵244000）

市政電氣設(shè)計節(jié)能措施探討

夏泳（安徽中匯規(guī)劃勘測設(shè)計院有限公司，安徽 銅陵244000）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國也正在大力構(gòu)建資源節(jié)約型國家，因此近年來節(jié)能環(huán)保建筑得到了充分的開發(fā)，而電氣技術(shù)在節(jié)能建筑的發(fā)展中具有舉足輕重的作用，特別是近年來節(jié)能環(huán)保建筑的開發(fā)，使電氣技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用受到前所未有的關(guān)注。本文就針對這個背景從電氣節(jié)能設(shè)計方面入手，簡要探討了在具體的設(shè)計中應(yīng)該遵守的原則，以及市政工程中電氣節(jié)能技術(shù)的實現(xiàn)的具體步驟，其中重點的從相關(guān)變壓器的選擇、相應(yīng)的供電以及配電設(shè)施等的設(shè)計，同時還對其他方面的選取進行了相關(guān)的介紹，整體的探討了市政工程設(shè)計中電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。

市政工程；技術(shù)措施；電氣節(jié)能

1 市政工程電氣節(jié)能基本原則

1.1 節(jié)能設(shè)計必須滿足建筑工程本身的功能

市政工程電氣節(jié)能設(shè)計基本原則首先不能夠拋開建筑本身所具有的功能。要滿足不同的地方以及相關(guān)部位的照明溫度等具體要求，同時還要盡可能的保證建筑物中的空調(diào)所需要的相應(yīng)溫度以及風(fēng)量，同時建筑物中可能會需要其他特殊的工藝要求，所以要留出這部分空間。

1.2 工程的經(jīng)濟性

所以市政工程電氣節(jié)能設(shè)計的過程中一定要考慮到我們國家的具體國情，注重提高市政工程的經(jīng)濟效益，不能夠以節(jié)能為借口而出現(xiàn)高消耗、高費用等現(xiàn)象，而是要進行適度的設(shè)計成本估算，盡量的避免不必要的浪費。

1.3 安全可靠性

在設(shè)計電氣節(jié)能技術(shù)時必要考慮電氣節(jié)能技術(shù)的安全性，電氣線路必須要有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力與熱穩(wěn)定，只有這樣才能在最大程度上確保供電、配電與用電設(shè)備的安全運行，進而為電氣節(jié)能技術(shù)的實現(xiàn)提供基礎(chǔ)。

2 電氣節(jié)能中供配電系統(tǒng)以及相關(guān)線路的合理配置

在市政工程電氣節(jié)能設(shè)計中合理的選擇變壓器規(guī)模具有十分重要的意義，因為在建筑耗能中有50%的耗能都在配電系統(tǒng)上，而變壓器是配電系統(tǒng)的基本設(shè)備，因此合理的選擇電壓器規(guī)格，就可以在很大程度上降低那些不必要的損耗。表1顯示的是S-13系列變壓器性能標準。

表1 S-13系列變壓器性能標準

所以市政工程電氣節(jié)能變壓器的選擇可以參照S-13系列變壓器性能標準，根據(jù)具體市政工程要求，選擇合適的高壓分接范圍，這種新型節(jié)能變壓器使用的三相對稱立體式結(jié)構(gòu)，運行噪音非常低，是目前相對更為緊湊的高效節(jié)能型變壓器，在節(jié)約材料和降低能耗方面有明顯的優(yōu)勢。同時在實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能技術(shù)時必須要根據(jù)建筑物為各個設(shè)備的負荷運行的時間與時間變化性，然后相應(yīng)的選擇變壓器的臺數(shù)與參數(shù)。

對于供配電系統(tǒng)以及相關(guān)線路的合理配置文章結(jié)合具體的市政工程案例來具體說明：

工程概況：某市實驗室中心辦公樓，工程總體面積大約30000m2，高度80m，屬于高層建筑，市政工程使用10kV雙電源，地下一層建筑設(shè)置了一座10/0.4kV的變電站，針對這個市政工程電氣節(jié)能供配電系統(tǒng)設(shè)置如下：

（1）首先要根據(jù)整個工程的負荷情況以及相關(guān)的分布狀況、相關(guān)部位的供電路程以及相應(yīng)設(shè)備的特征等因素對供配電系統(tǒng)進行合理的設(shè)計以及選擇，這樣能夠在供電系統(tǒng)設(shè)計之初達到節(jié)能的目的，同時盡量保證供配電系統(tǒng)的簡單和安全，同一個電壓下的供電系統(tǒng)相應(yīng)的點級數(shù)不能夠大于兩級，表2顯示的是變壓器負荷計算以及選型計算表。

表2 變壓器負荷計算以及選型計算表

負荷計算就是電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計的主要理論依據(jù)，通過變壓器符合計算，選擇合適的變壓器臺數(shù)和裝機容量，根據(jù)世界工程需求和節(jié)能要求，本工程應(yīng)該選擇2臺1600kWA的10/0.4kV變壓器，單位建筑面積的容量指標2×1600×1000/ 30000=106.56。

（2）其次是要根據(jù)相關(guān)工程要求合理的選擇供配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線截面，將經(jīng)濟電流的相應(yīng)密度作為主要的參考依據(jù)，通常情況下，主要是根據(jù)綜合運行費用最小化原則來確定最后建筑單位面積的電流密度。

（3）通常情況下的建筑工程因為本身的工程干線以及支線等線路在內(nèi)的整體線路總長非常的龐大，所以工程總線路中的功能損耗勢必會很大，所以節(jié)能設(shè)計中必須考慮這一部分的功能損耗，損耗計算公式：

△P∝R，R=P·L/S

整體線路的功能損耗是和線路中的電導(dǎo)率以及長度關(guān)系呈正比，但是和線路的截面是呈反比的，所以要想從這一方面減少耗能的話，就必須從不同的角度入手，具體的方法如下：

（1）選擇線路電導(dǎo)率相對比較小的材料作為線路的導(dǎo)線，這一方面銅芯是最好的選擇，但是如果使用銅芯的話將會損耗過多的原材料，這樣就違背了電氣節(jié)能設(shè)計本身的原則，所以可以再整體負荷比較大的地方使用銅芯材質(zhì)的導(dǎo)線，另一方面在負荷量比較小的地方就可以使用其他材質(zhì)的同樣電導(dǎo)率比較低的導(dǎo)線。

（2）另一方面就是減少相應(yīng)的線路長度，可以根據(jù)不同的情況進行選擇。第一就是解決源頭問題，保證變配電源頭盡可能的靠近整體負荷量的中心區(qū)，這樣可以在開始就縮短供電的距離，進一步的減少大量的不必要線路。這里需要注意的是供壓線路一般情況下的供電半徑是在200m以內(nèi)，所以如果建筑物的面積過大的時候需要根據(jù)不同的情況設(shè)置不同位置的變配電所，因為這樣能夠大大的減少線路長度。

3 提高建筑電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)

有輸電線路就會不可避免的產(chǎn)生無功消耗，因此在建筑電氣節(jié)能的實現(xiàn)的過程中對于那些容量超過10kW的設(shè)備，需要在系統(tǒng)電動機端安裝專門的補償裝置，這樣能夠有效的提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。然后可以根據(jù)調(diào)節(jié)之后的配電系統(tǒng)自身功率因數(shù)和理想偏差實際范圍來計算所需要補償?shù)碾娙萑萘?，然后根?jù)實際需要的電容容量進行合理配置，這樣能夠保證系統(tǒng)的節(jié)能運行。同時為了能夠有效的避免系統(tǒng)出現(xiàn)三相不平衡帶負荷運行，不能夠使用非線性負載設(shè)備裝置，最大限度的提升系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，這樣能夠有效的降低系統(tǒng)線路以及變壓器的電壓損失。

4 市政工程照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

市政工程電氣節(jié)能設(shè)計中照明節(jié)能設(shè)計是比較重要的一個環(huán)節(jié)，高效節(jié)能的照明系統(tǒng)設(shè)計能夠大幅度的降低市政工程能源消耗。在建筑電氣設(shè)計中照明的設(shè)計是必不可少的，于是高效的照明系統(tǒng)可以在很大程度上降低能源的損耗。整體上照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計要能夠充分的利用自然光源，根據(jù)建筑物本身的采光標準，選擇合適的采光方式，例如白天盡量的使用自然光源，這樣一方面能夠節(jié)省大量的照明系統(tǒng)能耗，另一方面能夠充分的利用自然光源尤其是太陽光來提升建筑室內(nèi)溫度。

4.1 高效光源以及燈具選用

（1）對于光源的選擇可以根據(jù)不同的情況選擇不同的，主要的目的就是降低電能消耗。具體在一般的室內(nèi)可以首先選用小功率的高壓鈉燈等，對于比較高大以及室外的照明可以使用金屬鹵化物或者是高壓鈉燈等，如果是利用氣體放電的話應(yīng)該使用耗能比較低的，同時要安裝電容器，這樣能夠補償相應(yīng)的無功損耗。對于燈具的選擇要優(yōu)先的使用直射光比例相對比較高的，同時還要保證合理的控光性能。

（2）要盡可能的使用節(jié)能型燈具，例如LED燈、新類型電磁等等新型節(jié)能燈具，同時還要配合建筑裝修，盡可能的使用可以調(diào)節(jié)光亮的燈具，這樣能夠在不同光照條件下更好的實現(xiàn)電氣節(jié)能。對于市政大廳等比較開闊的室內(nèi)空間，燈具盡可能的安裝可以單開和單裝的節(jié)能燈具，盡量避免使用過于復(fù)雜的吊燈，衛(wèi)生間要使用感應(yīng)器類的照明裝置。

4.2 改變現(xiàn)有照明控制

改變現(xiàn)有照明控制一方面能夠提升市政電氣工程照明系統(tǒng)的效率，另一方面能夠降低電氣系統(tǒng)運營維護成本，例如可以在樓梯一級走廊安裝聲控開關(guān)，對于一些大型的市政辦公樓以及公共區(qū)域都可以使用智能照明控制系統(tǒng)。同時利用照明系數(shù)比較高的布燈方案，這里優(yōu)先使用的是分區(qū)的一般性的照明方式。另一方面在有中央空調(diào)同時空間比較大的場所中，要使用相關(guān)的照明燈具和中央空調(diào)的回風(fēng)口進行有效的結(jié)合；在需要高強度照明或者是要求改善具體的光色的建筑中，要使用兩種或者是兩種以上的混合形式的光源進行照明。

5 積極的推廣新的技術(shù)以及產(chǎn)品

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)也有了比較大的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步推動了建筑電氣行業(yè)節(jié)能技術(shù)以及節(jié)能產(chǎn)品的出現(xiàn)和使用，所以市政建筑電氣節(jié)能設(shè)計首先要根據(jù)建筑工程本身的功能選擇合適的產(chǎn)品和節(jié)能技術(shù)，將新產(chǎn)品與新技術(shù)積極地運用到建筑電氣節(jié)能的設(shè)計之中，進而降低建筑電氣的消耗。在設(shè)計中將舊的電器產(chǎn)品取代換成一些有新技術(shù)支持的電氣產(chǎn)品。具體可以選用帶有節(jié)點裝置的交流式接觸器，這種接觸器既能夠降低能耗，同時還能有效的降低噪音污染。

6 結(jié)論

建筑電氣節(jié)能的實現(xiàn)能夠在很大程度上降低建筑行業(yè)對能源的消耗，提高建筑行業(yè)對能源的使用效率，同時還可以在很大程度上緩解我國能源緊張的局面，在實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟可持續(xù)高速發(fā)展中有著十分重要的作用。

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TU99

A

2095-2066（2016）22-0169-02

2016-7-10

夏 泳（1972-），男，安徽蕭縣人，工程師，大專，從事市政電氣、建筑電氣設(shè)計工作。