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居住建筑电气节能设计的要点

随着社会的发展，人们对民用建筑的要求越来越高，特别是人们的节能意识日益增强的今天，民用建筑电气节能已经成为民用建筑设计的重要内容之一。
一、准确计算负荷，确保负荷选择的合理性
对负荷进行合理的计算，是做好建筑电气节能设计的基础。选择合理的负荷是确保配电电压器、电器的主要依据，是计算功率损耗和电压损失的重要依据。从目前来看，我国主要使用的是三种负荷计算方法在：单位指标法、需要系数法、单位面积法。在实际操作中，要尽可能地计算出的与实际相符合的负荷，就需要根据实际情况对负荷计算方法进行合理地选择。一般而言，单位指标法一般适用于方案阶段；初步设计与施工图一般采用需要系数法。当然，在实际的应用中，常常根据需要综合采用这几种负荷计算方法。
二、选择合适的变压器，变压器选择的科学性
变压器的有功损耗按下式计算：δp=po+β2pk。式中δp—变压器的有功损耗，kw；po—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。
第一，po是由铁芯的涡流损耗与漏磁耗损组成。在选用变压器时，选择那些有功损耗相对较低节能型变压器。和一般非节能型变压器相比，节能型变压器的制作工艺往往更胜一筹，其所采用的硅钢片是优质冷轧取向的，其取向比较特殊，使其磁畴方向具有一致性，从而使变压器的电阻大大降低，使其通过的电流增大。如干式变压器或油浸变压器。
第二，要想有功损耗降低，可以通过降低的途径来实现。因此，在进行变压器选择时，就应对变压器短路电流与变压器损耗之间的平衡关系进行综合考虑，所选用变压器的短路阻抗必须合适，如可以选择铜芯变压器。
三、搞好照明节能设计，确保建筑照明节能效果
第一，最大可能地利用自然光源，搞好建筑照明节能。作为绿色能源的自然光，具有取之不尽，用之不竭的特点。我们应该最大限度地利用自然光，使其为建筑照明服务。从当前来看，天然光的利用方式比较多，主要有以下几种方式：光电效应法、导光管法、平面反向镜反射法、棱镜多次反射法、光-热-电-光转换法。对民用建筑进行设计时，应尽可能地增加门窗尺寸，特别是玻璃门窗，应尽量提高其透光度，让室内能接受到更多的自然光。
第二，选择好光源、灯具及附件。一是在选择灯具时，应根据实际悬挂的高度来决定，悬挂的高度不同，所选的灯具亦不同。例如高压钠灯比较适宜于悬挂的位置比较高的场所，此外，还可用金属卤化物灯；而荧光灯则一般适用于悬挂较低的地方。二是在进行光源选择时，应尽量少用甚至不用白炽灯，应该选择光源高效，照明器反射能力比较强的灯具。三是做好附件的选择。在选择附件时，应尽可能地选用能耗较低的。从当前来看，在民用建筑照明节能设计中，一般采用得最多的是荧光灯，并且使用电子镇流器，可以使照明的能耗大大降低。
第三，优化照明器的控制方式。在现代民用建筑设计中，一般应使用智能化的照明控制系统。根据工作场合的不同而设置不通过的照明模式，在确保必要照明的前提条件下，尽可能低减少使用灯具的时间，避免不必要的能源浪费，提高灯具的使用寿命，充分发挥照明节能作用。民用建筑中照明开关、装置应选用节能型的，对于同一场所中，根据对光需求程度的不同，可以安装不同亮度的灯具。例如在住宅房间中，所安装的灯具一般不能过大，应该采用一灯一控或是二灯一控的办法，在走廊、楼梯等人员停留时间不长的公共场所，一把采用节能型自熄开关。
四、减小线路损耗
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：△p=3i2r•10-3。式中：△p—三相输电线路的功率损耗，kwi—线电流，ar—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。电网输送电能时，在电网中就会产生功率损耗，功率损耗与线路长短、线组大小及电流量有关。降低电网中的线路损耗有以下途径：①合理选择线路路径，减小导线长度。②合理确定电气功能用房的位置，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径。③选择导线应该根据用途而定，高压输电线路一般用铝，家用电线一般用铜。④导线截面的选择，除了满足载流量的要求，还应适量大一些，以满足未来经济发展需要。⑤利用某些季节性负荷的线路，将某一阶所需负荷集中在一起，使同样大的干线截面传输电流，减小了线路数量，从而减小线损。
五、积极引进新技术，使用节能型的新产品
随着社会的进步，建筑电气技术也得到了迅速的发展，新型的节能电气产品在很多行业得到了广泛的应用，特别是建筑电气节能产品，在给人们的生活带来了方便的同时，也降低了电能等能源损耗，取到了节约资源的重要作用。在建筑电气设计的过程中，作为设计者，应该结合实际所需的功能要求，对各种电气进行经济方面和技术方面的比较，积极引进新技术，使用新型的电气节能产品。为了实现环保节能的目的，在民用建筑电气设计中采用了许多新技术和新产品，如为新型变压器、led光源、矿物绝缘电缆。相信将随着技术的进步，成本的降低，新技术、新产品必然会得到更广泛的应用。
具体要点如下：
1 住宅小区供配电系统的节能设计要点
（1）变配电室应尽可能设置在电气负荷中心，其电力变压器宜设置在靠近电气负荷，有条件的住宅小区，其电力变压器宜采用分布式设置。
（2）采用S系列节能变压器，有条件下，宜采用SBH15型非晶合金变压器。
（3）变压器要确保可以调节次级输出电压，要根据负载的实际波动情况，确保最高负载时，供电系统的末端不低于AC220±5%即可，以避免低负荷运行工况时，用电设备供电电压过高而造成能耗过高。
（4）应严格控制变压器的带载率，应确保变压器的三相电流平衡。
（5）变电站对住宅小区的单体建筑应尽可能距离相近。
2 住宅建筑的供配电系统节能设计要点
（1）配电系统的电缆或封闭母线选型应充分考虑压降，其电压降不得超过5%，对于节能示范项目推荐采用2%的标准。
（2）对于高层住宅建筑宜采用封闭母线作为竖向主供电的配电系统。
（3）合理选择配电线路路径及电线电缆截面、线路的敷设方案，降低配电线路损耗，减少线路长度和线路压降，降低线路损耗。
3 住宅小区动力设施节能设计要点
（1）所有的动力设施均要充分考虑住宅建筑项目峰谷负荷波动大的特点，所有设施尽可能采用变频供电方式，以解决低负荷运行时能耗过高的问题。
（2）对于给水系统应将高低区分开供水，尽可能利用市政供水压力，给低区系统供水。
（3）对于压力给水系统，尽可能采用无负压给水设施，以利用市政供水的压头，以降低供水系统的能耗。
（4）对于压力给水系统，宜设置一定容积的压力罐，以解决住宅建筑项目低用水量运行工况时，其变频水泵低效运行的问题。
4 照明系统节能设计要点
（1）对于照明灯具应采用节能灯具，其公共照明灯具的功率因数要达到0.9以上，应该严格限制电子整流器的谐波，其总谐波畸变率不得超过相关规范的要求。
（2）对于住宅小区的景观照明控制系统，应采用模式控制方式，应确保设置深夜模式和照度自动控制措施。
（3）对于建筑物内的公共照明控制，宜采用灯具末端设置声光控自动控制方式，对于应急照明系统应采用带消防强制点亮功能的声光控开关，考虑到其灯具均为带有电子镇流器的节能灯具，其声光控开关还必须采用可控制电感性负载的类型产品。
（4）电气照明设计应严格满足《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值等相关标准值的综合要求。
（5）照明控制根据建筑物特点、功能、标准、使用要求，对照明系统进行分散、集中、自动、手动、分区等合理有效的控制，条件允许宜采用智能照明控制系统。
（6）正确选用节能光源、高效灯具及节能型电感或电子镇流器，大量采用直管荧光灯照明的商业及办公楼建筑项目应采用高效节能型电感镇流器。
5 其他
（1）根据建筑物性质，通过负荷计算，合理确定各配电所的位置、容量，尽量做到高压供电线路深入负荷中心。
（2）合理选择供电电压。
（3）正确采用无功功率补偿措施，设置并联电容器补偿装置，提高自然功率因数。宜在各级配电的合理位置集中补偿，容量较大、负荷稳定且长期运行的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。
（4）对谐波含量较大且谐波分量较集中于某一波次的工程项目，应采取相应的抑制措施，抑制谐波，减少谐波电流损耗。
（5）合理选择变配电设备，选择高效节能型低损耗电气设备，以减少设备本身的能源消耗。
（6）对负载变化频繁、大功率的风机、水泵等电力设备，合理选用变频控制、软启动控制等控制装置，降低电动机起动电流，减少对电网的冲击。
（7）合理选择应急电源，从节能的角度首选柴油发电机组。
（8）应根据建筑物物业管理要求、各相关专业的监控要求、以及项目投资等实际要求，确定建筑设备监控系统的内容、范围和标准。
（9）合理设置分项计量及能耗监测系统装置，全面掌握建筑物能耗数据。
（10）大型公共建筑应分别对照明、空调、电梯及其它动力设备进行用电分项计量。
（11）合理利用太阳能光伏发电、风力发电、风光互补发电等可再生能源。