校園建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

校園建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

能源需求量的不斷增加，使我國能源供求矛盾日益突出，制約了經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和人民生活水平提高的步伐。不過令人欣慰的是，現(xiàn)在能源問題已經(jīng)引起普遍關(guān)注，一條條節(jié)能指令、舉措就在這樣的背景下相繼出臺了。

與我們設(shè)計(jì)工作息息相關(guān)的就是2006年11月建設(shè)部發(fā)布的《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇》。措施提出了建筑電氣節(jié)能的原則，并提出了電氣節(jié)能的途徑。但是如何才能合理的進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)并配置電氣設(shè)備，從而達(dá)到節(jié)能的目的便成為電氣設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。

筆者設(shè)計(jì)過的某市一所大學(xué)校園項(xiàng)目，總建筑面積57678m2，包括1棟綜合樓、3棟學(xué)生宿舍、3棟教學(xué)樓、1棟食堂。其中綜合樓建筑面積11585m2，地上11層，地下一層，屬二類高層。其余各棟均為多層建筑。本文以此工程為例，分幾個方面論述一下電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施。這些措施得到施工圖圖紙審查部門和甲方的認(rèn)可，并且工程已經(jīng)投入使用，運(yùn)行良好。

2，照明設(shè)計(jì)

2004年12月1日開始實(shí)施的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)>>，對照明節(jié)能提出了嚴(yán)格的要求，其中第6，1，2～6，1，7條均為強(qiáng)制性條文，需按照功率密度值嚴(yán)格執(zhí)行。由于按照功率密度值進(jìn)行計(jì)算時，沒有考慮到現(xiàn)在燈具產(chǎn)品均為節(jié)能產(chǎn)品，燈具的光通量較高，因此，在設(shè)計(jì)中是先按照規(guī)范規(guī)定的照度值設(shè)計(jì)房間或場所安裝燈具的數(shù)量之后，再按照對應(yīng)場所的功率密度值進(jìn)行驗(yàn)算，以不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的功率密度限值為合格，低于功率密度值則更為節(jié)能。

3，電氣設(shè)備的選擇

3，1照明光源的選擇

根據(jù)光源的光效、色溫、顯色指數(shù)、壽命和價格選擇高效節(jié)能型光源?，F(xiàn)在通常使用的T5、T8熒光燈管比以往的普通熒光燈管在單位功率上的光通量要大很多，這能夠有效的節(jié)能。

在室外環(huán)境設(shè)計(jì)中，水底燈、埋地?zé)?、臺階燈等均使用LED光源。對于氣體放電燈等功率因數(shù)較低的光源，進(jìn)行就地補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于。

3，2燈具鎮(zhèn)流器的選擇

自鎮(zhèn)流熒光燈配電子鎮(zhèn)流器，直管型熒光燈配電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，高壓鈉燈、金屬鹵化物燈配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在大電壓偏差的場所，宜配恒功率鎮(zhèn)流器；功率小者可配電子鎮(zhèn)流器。

3，3負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇

3，3，1負(fù)荷計(jì)算

a，選擇變壓器容量時，一般應(yīng)使變壓器的經(jīng)常性負(fù)載以在變壓器額定容量的60％為宜。選取容量和電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使變壓器設(shè)計(jì)的負(fù)荷率在80％左右。

b，根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和工作的情況合理分配變壓器所帶負(fù)荷的回路。如：中央空調(diào)的負(fù)荷應(yīng)和照明、動力負(fù)荷分開設(shè)置在不同的變壓器。因?yàn)椋照{(diào)負(fù)荷在秋冬季節(jié)會停止使用，這樣空調(diào)變壓器便可以停止使用，有利于保證變壓器的運(yùn)行負(fù)荷率。

c，負(fù)荷回路需要系數(shù)的選?。罕竟こ趟奚岵糠钟秒娋鶠閱蜗嗳藨簦捎趯W(xué)校的宿舍和住宅性質(zhì)的單身公寓不同，學(xué)生晚間在教學(xué)樓上自習(xí)的比較多，因此需要系數(shù)可以比單身公寓取的小一些，單身公寓一般需要系數(shù)取～，本工程學(xué)生宿舍的需要系數(shù)取值為。投入使用至今沒有出現(xiàn)過不良狀況。

需要系數(shù)的選取對于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)和比較熱的地區(qū)一般按照設(shè)計(jì)手冊規(guī)定的值進(jìn)行選取，其他地區(qū)可以按略低于規(guī)定的值進(jìn)行選取。

d，變壓器同期系數(shù)的選取：本工程在設(shè)計(jì)過程中將教學(xué)樓和宿舍樓的用電負(fù)荷盡量均勻的設(shè)置在同一變壓器內(nèi)，由于一個學(xué)生不會同時出現(xiàn)在宿舍和教學(xué)樓內(nèi)，這樣計(jì)算變壓器時的同期系數(shù)可以選擇的小一些，本工程的同期系數(shù)取值一般為～。

合理的選擇需要系數(shù)及同期系數(shù)能夠有效的減小變壓器的設(shè)計(jì)容量，從根本上達(dá)到節(jié)能的目的。

3，3，2變壓器的選擇

在整個供電系統(tǒng)中，配電變壓器所占比重最大，因此選擇低損耗的變壓器對電力系統(tǒng)節(jié)能具有非常重要的意義。被中國節(jié)能協(xié)會作為“新型節(jié)能產(chǎn)品”予以重點(diǎn)推廣的SGBll一R系列卷鐵芯干式變壓器比SC9系列產(chǎn)品年耗電量平均降低％。由于SGB11系列變壓器的卷鐵心結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)的疊片式鐵芯結(jié)構(gòu)，使空載損耗降低20％～35％，空載電流減少60～80％。因此，SGB11系列變壓器在減少損耗方面起到非常重要的作用。這種產(chǎn)品性能價格比是目前變壓器產(chǎn)品中最佳的，從節(jié)能的角度考慮本工程優(yōu)先選擇了這種節(jié)能型變壓器。

3，4電纜的選擇

這里所指的能源并不應(yīng)該單純指電能，而是自然界中存在的各種可再生和不可再生的能源的總稱，因此金屬的使用也納入了本文的討論范圍內(nèi)。在建筑電氣材料中用量最大的應(yīng)該是電纜和電線了。如何能夠節(jié)省電纜和電線的使用量，也是節(jié)省能源的主要方面。

電纜截面選擇的方法主要有兩種；按照持續(xù)允許電流選擇和按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。當(dāng)年最大負(fù)荷使用小時數(shù)相同的情況下，按后者選擇的電纜通常比按前者選擇的電纜截面大，這樣不利于節(jié)約金屬的使用量。

下面舉例說明。在線路較長的情況下，照明配電箱計(jì)算電流為42A，選擇配電箱上一級斷路器額定電流為63A，此時按持續(xù)允許電流選擇電纜并驗(yàn)算了電纜電壓降的情況下，確定的電纜規(guī)格為YJV—1kV—5x16，而按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜規(guī)格為YJV—1kV～4x35+1x16，很明顯后者選擇的電纜截面要大很多。

因此參照樣本上電纜載流量的值。按照經(jīng)濟(jì)電流選擇電纜截面的大小更能節(jié)約金屬使用量。

4，照明控制方式的設(shè)計(jì)

4，1充分利用天然光，并根據(jù)天然光的照度變化，決定電氣照明點(diǎn)亮的范圍。根據(jù)照明使用的特點(diǎn)，采取分區(qū)控制或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。如：一般辦公室和教室的燈具布置是按照平行于窗戶方向布置和控制燈具的，而書庫則是按照與書柜的水平方向布置并控制燈具的。

4，2公共走道燈具及應(yīng)急照明燈均可采用聲光控開關(guān)。

本工程的綜合樓為二類高層建筑，走道照明均采用節(jié)能自熄開關(guān)，并對電梯廳和樓梯間的燈具采取了應(yīng)急時能強(qiáng)制點(diǎn)亮的控制措施。圖1、圖2為應(yīng)急時強(qiáng)制點(diǎn)亮控制原理圖。

4，3校區(qū)的室外環(huán)境電氣設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的時間和不同的氣氛，設(shè)置了多種燈光場景，如：平時、節(jié)假日、重大節(jié)日等，開啟燈具的數(shù)量是不同的。平時則按后半夜和前半夜兩個時段開燈，每天進(jìn)入后半夜時可關(guān)掉景觀照明，僅維持主要功能照明即可。

4，4對于大型的停車場、辦公樓、會議室和觀眾廳等場所還可以通過設(shè)置樓宇自動控制系統(tǒng)對燈具進(jìn)行控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

建筑電氣的節(jié)能措施還有很多方面，本文僅對此校園工程涉及到的方面進(jìn)行了闡述。

5，結(jié)束語

電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)無論是在供配電系統(tǒng)還是在用電設(shè)備和材料的選擇上，