■建筑電氣福建建設(shè)科技2012.No.3建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能李軍(福建省閩地建筑設(shè)計(jì)院福建福州350002)[摘要]為了積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排計(jì)劃,電氣設(shè)計(jì)人員從本職出發(fā),提倡綠色建筑電氣設(shè)計(jì),從電氣設(shè)計(jì)的各個(gè)方面中尋找節(jié)能的源頭,為國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能計(jì)劃添磚加瓦[關(guān)鍵詞]建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能Architectural Electric Design and Energy-savingAbstract: In order to respond to"energy saving and emission reduction "plan in our country actively, electric designers must advo-cate"green architecture electric design"during our daily job, and find out the source of energy saving of all the ways. In order tohelp our country to carry out the energy saving plan we make a little contribution.Key words: Architectural electric design; Energy-saving人民生活水平的在不斷提高,人們?cè)谧非笾惨莺褪孢m相上,用負(fù)荷最大的一相作為計(jì)算的單相負(fù)荷。如當(dāng)U相負(fù)的生活,這就對(duì)人們的生活和工作的環(huán)境提出了更高的要求,荷為30kW,V相為27kW,W相為29kW時(shí),三相容量應(yīng)為而營(yíng)造這些環(huán)境需要能源。能源消耗的總值在逐年增加,而90kW。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要盡量平衡三相負(fù)荷,以降低負(fù)荷地球上的能源是有限的,特別在我國(guó),能源相對(duì)短缺,為了地的三相總?cè)萘?。同時(shí),根據(jù)各種用電設(shè)備的實(shí)際用電情況準(zhǔn)球的將來(lái),為了子孫后代,節(jié)約能源刻不容緩。建筑電氣設(shè)計(jì)確計(jì)算出用電負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算高了,浪費(fèi)有色金屬負(fù)荷計(jì)算是節(jié)能的源頭之一,節(jié)能應(yīng)從源頭開始。節(jié)能的方法有很多低了,加速電氣元件的絕緣老化,增大電能損耗。準(zhǔn)確計(jì)算用本文側(cè)重在建筑電氣設(shè)計(jì)方面從三個(gè)方面來(lái)談?wù)劷ㄖ姎怆娯?fù)荷是能源節(jié)約的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中的節(jié)能方法1.2照明的節(jié)能設(shè)計(jì):1設(shè)計(jì)過(guò)程中的節(jié)能(1)嚴(yán)格執(zhí)行照明功率密度(LPD)限值建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中,每一步的設(shè)計(jì)計(jì)算左右著能源的這是照明節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ):LPD計(jì)算式:LPD=∑(PL消耗,精確的計(jì)算,合理的配電,就能有效地節(jié)約能源:PB)/S,其中P1為光源功率;P為鎮(zhèn)流器或變壓器功率,S為1.1用電負(fù)荷的精確計(jì)算:房間或場(chǎng)所面積。GB50024-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(以負(fù)荷的計(jì)算常用方法有:a需要系數(shù)法(常用):有功功率下簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo))明確規(guī)定了各種不同場(chǎng)所的最大允許限值。為P=KP(kW);無(wú)功功率Q=Ptgq(kvar);視在功率CJ45-206城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以下簡(jiǎn)稱行標(biāo))規(guī)定P+Q(kVA)。計(jì)算配電干線和變電所時(shí),有功功了各類道路的最大允許LPD限值設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格遵守。在有率為P=Kp∑(KP)(kW);無(wú)功功率Q=Kx∑裝飾燈具的場(chǎng)所,可將裝飾性燈具的功率按50%計(jì)入LPD(K1P,tgg)(kvar);視在功率S=P+Q(kVA)。其中P值計(jì)算中。照明設(shè)計(jì)一定要保證LPD值不得大于國(guó)標(biāo)和行為用電設(shè)備組功率kW;Kx為需要系數(shù);tg9為功率因數(shù)角標(biāo)規(guī)定的限值。相對(duì)應(yīng)的正切值。K∑4、K∑分別為無(wú)功功率和有功功率的(2)合理選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值同時(shí)系數(shù)。b利用系數(shù)法(必須求出該計(jì)算范圍內(nèi)用電設(shè)備國(guó)標(biāo)和行標(biāo)中規(guī)定了各類場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)值。不同的照有效臺(tái)數(shù)及最大系數(shù),是早期的二項(xiàng)式系數(shù)法和“ABC”算法度標(biāo)準(zhǔn)值決定著不同的燈具耗電功率。按照不同作業(yè)場(chǎng)所的的歸納算法)。c單位面積功率法和單位指標(biāo)法(常用于方案需要,選定不同的作業(yè)面或參考平面,合理地確定不同的照度階段)。在供配電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中,計(jì)算三相系統(tǒng)用電負(fù)荷值。時(shí),單相負(fù)荷必須換算成三相等效負(fù)荷,計(jì)算按式Pdx=當(dāng)前設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師們會(huì)注意功率密度值的把關(guān)而常常3Pex,其中Pdx為三相等效負(fù)荷,Pex為單相負(fù)荷。在三相不疏忽了設(shè)計(jì)!V凵中國(guó)煤化工這兩個(gè)偏差要在對(duì)稱狀態(tài)下,只有單相負(fù)荷時(shí),單相用電設(shè)備要均衡分配到三10%~+10%CNMH的應(yīng)用大大降低了功率密度值很經(jīng)常在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)帥只關(guān)注照明功率密度作者簡(jiǎn)介:李軍,1968年8月,女福州大學(xué)電氣系電機(jī)及其智能控制而照度設(shè)計(jì)值會(huì)超標(biāo),無(wú)形中浪費(fèi)了能源專業(yè),大學(xué)本科注冊(cè)電氣工程師,從事建筑電氣設(shè)計(jì)工作(3)照明設(shè)計(jì)中自然光的利用,高反射材料的推廣44福建建設(shè)科技2012.No.3■建筑電氣照明設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用自然光,主要是太陽(yáng)光的充分利其次,變壓器有個(gè)最佳負(fù)載系數(shù)用。如:辦公場(chǎng)所與建筑設(shè)計(jì)配合,充分利用現(xiàn)代高科技材料,實(shí)現(xiàn)辦公樓等場(chǎng)所透光隔熱效果;道路的照明設(shè)計(jì)中,在Kfz. zjb△Pob+kg△Pqteb+kq△Pqeb)需要燈光的時(shí)候才開啟路燈。同時(shí)建議建筑設(shè)計(jì)師盡量運(yùn)用△Pob一變壓器的空載有功功率損失(kW)高反射比的材料,減少吸光材料的運(yùn)用。△Pqob-變壓器的空載無(wú)功功率損失(kvar)(4)充分考慮照明的管理,強(qiáng)力推行節(jié)能開關(guān)△Pqob≈△D%Pseb照明設(shè)計(jì)中應(yīng)合理分配照明的回路,選擇經(jīng)濟(jì)合理的控△Pteb-變壓器額定負(fù)載下的銅損(kW)制方式。讓照明分區(qū)控制,分時(shí)控制,或按照度設(shè)定值自動(dòng)調(diào)△Pqeb-變壓器在額定負(fù)載下無(wú)功功率損失的增量控,并按平行于外窗來(lái)合理布置燈具和分配燈具控制回路同時(shí)分單位計(jì)量,落實(shí)到單位,把節(jié)能意識(shí)灌輸?shù)饺?就可以△Pqeb=△u%Pseb從管理上把握照明的節(jié)能。在設(shè)計(jì)中大力推行節(jié)能開關(guān),如Kq-無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量,建筑電氣一般經(jīng)過(guò)三級(jí)變壓,感應(yīng)開關(guān)、照度開關(guān)紅外開關(guān)特別是可調(diào)照度紅外感應(yīng)開經(jīng)驗(yàn)取值在0.08~0.1之間關(guān)的應(yīng)用,可在很大程度上實(shí)現(xiàn)能源的充分節(jié)能和利用△L%和△u%分別為變壓器的空載電流百分?jǐn)?shù)和短路在照明的設(shè)計(jì)中節(jié)約能源,不管在工作面的何種表面,照電壓百分?jǐn)?shù)。度總是由其直射分量和反射分量疊加而成,直射分量取決于以上數(shù)據(jù)均可以從變壓器的產(chǎn)品說(shuō)明書中查得。燈具的光強(qiáng)分布及其對(duì)所需計(jì)算表面的相對(duì)位置。反射分量即變壓器的容量要盡量接近計(jì)算容量除以最佳負(fù)載系取決于燈具投射于反射表面的光通量比例。故在照明設(shè)計(jì)過(guò)數(shù),這時(shí)損耗最小。程中,盡量讓光源接近工作面,同時(shí)充分利用環(huán)境反射及自然1.4無(wú)功補(bǔ)償:在配電系統(tǒng)中,由于多數(shù)感性負(fù)荷的存在光源,從照明的設(shè)計(jì)中節(jié)約能源無(wú)功功率不可避免,提高功率因素又是節(jié)能的一項(xiàng)重要手段。1.3供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì):無(wú)功功率Q值小了,其視在功率S值就小了。設(shè)計(jì)中,可以在供配電系統(tǒng)的功率損耗中,變壓器的功率損耗占了很在避開諧振危害狀態(tài)下多用自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,利用電大的比例。變壓器的功率損耗包括有功功率損耗和無(wú)功功率壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的啟動(dòng)元件,在低電壓時(shí)分級(jí)投入,在電壓升高時(shí)損耗:分級(jí)斷開,結(jié)合時(shí)間調(diào)整實(shí)時(shí)自動(dòng)在調(diào)整中提高功率因素減有功功率損耗:△Pb=△Pob+△Pteb(Psis/Pseb)2少配電系統(tǒng)的無(wú)功功率從而節(jié)約能源。目前科技的發(fā)達(dá),已無(wú)功功率損耗:△Pqb=△Pqob+△Pqeb(Psjs/Pseb)2有很成熟的模塊化智能切換電容裝置,為電容的實(shí)時(shí)補(bǔ)償提式中△Pb一變壓器的有功功率損失(kW)供了很多有利條件?！鱌ob一變壓器的空載有功功率損失(kW)1.5減少線損:嚴(yán)格把控變電所與末端用戶的供電距離,△Pteb-變壓器額定負(fù)載下的銅損(kW)要盡可能把變配電所選擇在用電負(fù)荷的中心,盡可能減少輸Psjs-計(jì)算負(fù)荷的視在容量(kvA)變電線路尤其是低壓輸電線路的長(zhǎng)度,從而減少線損。在電Pseb-變壓器的額定容量(kVA)壓等級(jí)的選擇上,讓線路損耗值與設(shè)備初投資值進(jìn)行比較,△Pqb-變壓器的無(wú)功功率損失kvar)般在五年回收期內(nèi)都可以選擇分散10kV中壓進(jìn)入負(fù)荷中心△Pqb-變壓器的空載無(wú)功功率損失(kvar)的做法來(lái)替代低壓的輸電線路輸電電壓升高了,輸電電流降△Pqeb-變壓器在額定負(fù)載下無(wú)功功率損失的增低了,從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。目前10KV箱式變電站技術(shù)已非量(kvar)常成熟,為分散型變配電站的設(shè)置提供了有利條件。這種方可見(jiàn),變壓器的功率損耗不可避免,在建筑用電過(guò)程中都案一般由于初投資比例比較重很多被投資方忽略,但設(shè)計(jì)中存在著負(fù)荷的高峰期和低谷期,故季節(jié)性負(fù)荷偏差很大的情要多設(shè)計(jì)10kV中壓進(jìn)入負(fù)荷中心的做法,多方面比較經(jīng)濟(jì)況下,合理設(shè)計(jì)選用變壓器,盡可能以多臺(tái)小容量的變壓器來(lái)的投資方案做到盡量少投入,又節(jié)省線路損耗。替代大容量的變壓器,在負(fù)荷小的狀態(tài)下切除部分變壓器無(wú)2設(shè)備、材料選型上的節(jié)能疑會(huì)帶來(lái)較大的能源節(jié)約。如:南方某酒店,酒店配電用兩臺(tái)在電氣工程設(shè)計(jì)中,設(shè)備、材料的選型直接關(guān)系到能源的500kVA的變壓器(一臺(tái)主用空調(diào)動(dòng)力用電,一臺(tái)其他用電包消耗問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能的選擇合格的符合國(guó)家規(guī)范括照明用電等)。6-10月時(shí),負(fù)荷最大峰值為800kW,其余的節(jié)能中國(guó)煤化工時(shí)間內(nèi)由于氣溫不會(huì)太高而沒(méi)用空調(diào)的制冷主機(jī)和循環(huán)冷凍(1)CNMHG泵、冷卻泵等,其用電負(fù)荷最大峰值不會(huì)超過(guò)400kW。于是,在供配電示玩屮,能時(shí)壩土安集中在線路的損耗上,除了6-10月份外其余時(shí)間只用一臺(tái)變壓器,切除另一臺(tái)變故傳輸線路的選型至關(guān)重要,要盡可能地選擇中壓供電方式,壓器,就省掉了另一臺(tái)的功率損耗。同時(shí)配電線路的材質(zhì)要選線阻小的產(chǎn)品,以減少線路的電壓■建筑電氣福建建設(shè)科技2012.No.345損失和損耗,從而達(dá)到節(jié)電目的首先是對(duì)大樓空調(diào)的節(jié)能控制,空調(diào)是民用建筑民用電在配電系統(tǒng)中,盡量選擇諧波小的設(shè)備,以減少諧波電流氣的耗電大戶,如何有效地控制空調(diào)用電是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)引起的損耗。電氣工程設(shè)計(jì)中,配變電所的變壓器的選型要通過(guò)可編程控制器等產(chǎn)品合理編程控制空調(diào)的運(yùn)行、控制冷選擇磁密度高密閉性好,鐵芯渦損小的變壓器產(chǎn)品。發(fā)電機(jī)凍泵、冷卻泵的運(yùn)行狀態(tài)和空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),可以在很大的配備應(yīng)選擇能源轉(zhuǎn)換效率高的產(chǎn)品。末端用電產(chǎn)品盡量選程度上節(jié)約能源。同時(shí)對(duì)分散的空調(diào)末端設(shè)備的集中管理,擇低耗節(jié)能產(chǎn)品編程控制,也可以很大程度上提高大樓的節(jié)能效率(2)照明中的設(shè)備材料選型其次是對(duì)各電梯生活水泵,污水泵等日常應(yīng)用動(dòng)力設(shè)備照明工程設(shè)計(jì)中,除了最大限度地利用自然光以外,燈具的合理編程控制,從這方面也能節(jié)約能源盡量選擇節(jié)能型燈具,如白熾燈盡量改用節(jié)能燈,盡量采用高再次是對(duì)照明的集中節(jié)能控制。對(duì)公共照明,廣告照明效熒光燈,熒光燈的鎮(zhèn)流器盡量不用電感鎮(zhèn)流器而選用功率路燈照明等各種照明的編程控制因素高電子鎮(zhèn)流器。在滿足照度要求的情況下,盡可能地選實(shí)際上,在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中與各專業(yè)在設(shè)計(jì)圖紙中用節(jié)能燈可局部選用一些石英燈產(chǎn)品以滿足某些特殊氣氛的的有效配合,也可以減少施工中不必要返工或重復(fù)施工給能要求,高大車間、廠房、體育館等和一些戶外的一般照明要用源造成的浪費(fèi)。在當(dāng)今社會(huì)的建筑設(shè)計(jì)中,一次建筑設(shè)計(jì)與高光效的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。二次裝飾設(shè)計(jì)或多或少都存在浪費(fèi)。很多一次建筑設(shè)計(jì)的電LED燈技術(shù)和太陽(yáng)能燈具的日益成熟將引來(lái)一場(chǎng)新型的節(jié)氣配電管在二次裝飾設(shè)計(jì)中都用不上,每年都在這方面造成能風(fēng)暴。特別是景觀照明和道路照明,由于其照明的特殊性,了巨大的浪費(fèi),如若能一次到位則能源和經(jīng)濟(jì)都是不可忽視要盡量選擇LED或太陽(yáng)能LED燈,當(dāng)然,產(chǎn)品的質(zhì)量非常關(guān)的節(jié)約。鍵特別是高桿燈系列和高天棚燈具的選型,一定要選擇質(zhì)量技術(shù)的不斷發(fā)展,運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)來(lái)計(jì)劃能源,節(jié)約能穩(wěn)定,光衰小的燈具,否則維保的費(fèi)用太高而得不償失源已是我們電氣設(shè)計(jì)人員迫在眉睫的任務(wù)。設(shè)計(jì)人員要不(3)相關(guān)專業(yè)的設(shè)備選型斷地充實(shí)自己,跟上時(shí)代,在符合各項(xiàng)指標(biāo)的狀態(tài)下,從各個(gè)水、暖通、消防、建筑專業(yè)等相關(guān)專業(yè)中,有用到一些壓縮方面來(lái)節(jié)約能源,為能源的未來(lái)貢獻(xiàn)一份力所能及的力量。機(jī)、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)等動(dòng)力設(shè)備,這些設(shè)備的選型盡量選用高效參考文獻(xiàn)率的產(chǎn)品,或選擇同步電動(dòng)機(jī)、或通過(guò)現(xiàn)代的變頻節(jié)能技術(shù)[1]中國(guó)建筑科學(xué)研宄院.GB50034-2004建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]適時(shí)控制設(shè)備運(yùn)行能耗與負(fù)荷的關(guān)系,把這方面的能源損耗北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004降低到最低點(diǎn)。[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院,CJ45-2006城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]3樓宇智能化控制技術(shù)帶來(lái)的節(jié)能北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006智能化技術(shù)給建筑電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)新的課題,同時(shí)帶[3]蘇文成,工廠供電——高等學(xué)校試用教材[M].北京:機(jī)械工業(yè)來(lái)新的節(jié)能技術(shù)的新革命:出版社,1988上接第29頁(yè))應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯?？傮w來(lái)看,窗下墻的應(yīng)力5結(jié)論不小于窗間墻,危險(xiǎn)程度不低于窗間墻。過(guò)以上對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)窗下墻的分析探討,可以得到4窗下墻破壞模式以下結(jié)論:由前面的分析可知砌體結(jié)構(gòu)的窗下墻破壞模式對(duì)于墻體(1)震害表明多層砌體窗下墻的破壞存在普遍現(xiàn)象,并且的破壞有重要意義:對(duì)于結(jié)構(gòu)的破壞是偏于有利的。(1)窗下墻與窗間墻破壞,取決于各自的尺寸及水平地震)現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)主要針對(duì)窗間墻,對(duì)于窗下墻的設(shè)計(jì)作用下這兩者內(nèi)力的傳遞與分配路徑,高寬比是重要的影響是不完整的,有限元分析結(jié)果顯示窗下墻危險(xiǎn)程度不低于窗因素。相比于砌體結(jié)構(gòu)主要的承重構(gòu)件窗間墻,窗下墻的優(yōu)間墻但窗下墻并沒(méi)有明確的驗(yàn)算方法,需要進(jìn)一步研究。先破壞并不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體破壞或者坍塌,若將窗下墻作(3)墻體窗下墻的破壞對(duì)于多層墻體結(jié)構(gòu)是一種延性破壞為地震作用下的第一道防線,可以實(shí)現(xiàn)墻體的延性破壞窗下模式,對(duì)于抗震設(shè)防有重要意義,在探討窗下墻延性設(shè)計(jì)方法墻可以耗散更多的地震能量而不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的整體破壞,實(shí)時(shí)應(yīng)盡可能考慮以往忽略的墻體端部轉(zhuǎn)角、彎曲承載力等因現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的多道防線素(2)多層砌體結(jié)構(gòu)窗下墻的力學(xué)性能研究尚少,控制窗下參考文獻(xiàn)墻體優(yōu)先破壞的重點(diǎn)在于找出窗下墻、窗間墻、核心區(qū)的內(nèi)力[1]清華大學(xué)、H中國(guó)煤化工工程結(jié)構(gòu)專家組;汶大小影響因素及各自的破壞準(zhǔn)則。目前多層砌體結(jié)構(gòu)在地震川地震建筑震作用下的水平剪力分配方法是按考慮墻體高寬比的側(cè)移剛度2]中國(guó)建筑CNMHG抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S]來(lái)分配,往往忽略墻體的端部轉(zhuǎn)角、彎曲承載力等,這些因素北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008對(duì)砌體墻體的破壞有較大影響[3]張璇,多層砌體結(jié)構(gòu)延性破壞模式的調(diào)查與研究[D].西安建筑科技大學(xué),2010