江河大学高层教学综合楼电气设计文献综述

文献综述

摘要：

合理设计电气系统以及选用节能型用电设备，是节约能源及成本的重要途径。教学楼电气设计的电气节能主要体现在它的供配电系统、低压配电和设备选型等方面。

关键词：电气节能；供配电系统；低压配电；设备选型

正文：

新住宅小区的不断出现，全国各大高校也不断的扩招扩建，带动了学校建设。随着新建学校以及高校扩建工程不断涌现，学校建筑中的绿色节能问题愈发引起人们的注意，既实用合理又低耗经济的教学楼电气设计也更加值得研究和探讨^[1]。

1、供配电系统

建筑电气节能的原则是：在充分满足、完善建筑物功能要求的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率^[2]。因此学校的供配电系统必须首先做到安全可靠，并应保证供电质量，与此同时要做到经济合理，减少运行过程中的电能损失。无论是教学楼还是其他建筑，做好以下几个方面可以大大优化供配电系统，达到节能要求。

（1）将负荷进行归类。除对计费有要求的负荷及消防负荷外，普通负荷（如空调机、风机盘管、照明、新风机、电热水器等）改由一条主干电缆供电，这样既便于消防切除非消防电源，又可在非空调季节使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减少线路的损耗^[3,4]。目前学校教学楼多使用空调调节空气，为保证在春秋季节变压器也能工作在经济负荷区，应对照明和空调分别供电。

（2）减少线路损耗^[5,6]。尽量减少导线长度。在设计及施工中，低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线，少走弯路，不走或少走回头线；增大导线截面积。对于较长的线路，在满足载流量热稳定，保护配合及电压降要求的前提下，应加大一级导线截面。尽管增加了线路费用，但由于节约了电能，因而也减少了年运行费用。

（3）提高功率因数^[7,8]。无功功率既影响供配电网络的电能质量，也限制了变配电系统的供电容量，更增加了供配电网络的线损。对供配电网络实行无功功率补偿，既可改善电能质量，提高供电能力，更能节电降耗。

（4）平衡三相负荷^[9]。三相电压或三相电流不平衡会对供配电网络造成一系列的危害，三相不平衡不仅会影响变压器、电机的安全经济运行，而且会引起供配电网络相线及零线电能损耗加大。

2、低压配电

不同功能的建筑有不同的配电方式，教学楼属于人员密集场所，用电量相对较大，合理的低压配电方式可以大大节约能源。对于教学楼的三级负荷，配电方式采用放射式加树干式；对于一、二级负荷，均采用放射式配电^[10]。简述如下：

（1）低压配电室设有一台以上变压器时，教学楼可分别设置总照明配电箱及总空调配电箱，其电源进线分别引自不同的变压器低压母线段上，这样可以在用电低峰时降低变损，并便于空调的集中管理。

（2）为节约电能和减少成本，各教室照明配电箱采用树干式配电。每楼层设置一个楼层照明配电箱，其出线回路分别供每层走道两边的教室，各教室照明配电箱分别就近接于干线。每个教室设置一个教室照明配电箱。这样做最大的优点是本教室配电出现故障，不会影响其它教室的正常使用，可减小故障范围，同时也方便管理，当学校放假时可以有选择性的断电，避免不必要的耗电。

（3）由于教学楼人员密集，走道及楼梯间除设置一般照明外，还应按消防规范设置应急照明及疏散指示照明，大面积教室(面积＞150平方米，容纳人数超过100人），室内也应设置应急、疏散照明。为保持应急、疏散照明连续供电性，所有应急、疏散照明灯具应自带蓄电池。楼梯间照明就地设置声光开关控制开关、走道照明除就地设置开关控制外，还通过将公共照明配电箱安装于值班室的方式来实现集中控制，各层走道照明应分成两路或更多路进行配电，以达到上课时能关掉部分灯具，节约能源^[11]。

3、设备选型

选用节电型用电设备，是电气节能的关键环节之一^[12]。这就要求在用电设备选型时本着节能的原则，选用高效率、低损耗的节电型产品。简述如下：

（1）选用节能变压器，有效降低损耗^[13]。变压器是供配电系统的主要用电设备。据有关资料统计，变压器总电能损耗占总发电量的2％~3％，占配网损耗的60%。为减少电网损耗，节能变压器的使用尤为重要。如S10型、S11型的干式变压器与S9型的干式变压器相比，空载损耗平均降低8％，负载损耗平均降低5％。变压器噪声水平下降7～10dB，而且价格与S9型相当。

（2）照明设备是学校校中应用最为广泛的一种用电设备。从节能角度考虑，注重高效光源的使用就显得尤为重要^[14]。试验证明，白炽灯只有10%的电能转变为可见光，90%的电能转变为热辐射，而这种热辐射性又往往会带来火灾隐患。选用光源应尽量少用白炽灯，推广使用细管径荧光灯（T5高频灯管）和紧凑型荧光灯，逐步减少高压汞灯的使用量，大力推广高效、寿命长的高压钠灯和金属卤化物灯。荧光灯照明是学校教学楼、实验楼、图书馆、综合办公楼等建筑的主要光源，因此可采用高光效、使用寿命长的高频T5荧光灯配电子镇流器的方案，可使光效提高25%，功率因素达到0.9以上，节电达35%；应急照明应选用紧凑型荧光灯、荧光灯、LED灯等能快速点燃的光源。有了高效节能的光源，对于学校公共部分再选用节能自熄开关加以控制，节能效果会更进一步！

4、结束语：

教学楼电气节能是一种发展趋势并且有较大潜力，除了合理的电气设计，以及选用高效率的节电设备外，更重要的是在日常的运行管理中科学合理地利用电能、最低限度地减少损耗，杜绝浪费，将节能技术落实到单位和个人^[15]。随着电气节能新技术和新设备的采用，电气节能会取得更显著的进步。

参考文献：

[1]刘小唯.谈谈学校教学楼电气设计[J].重庆建筑,2012,11(109):26-28.

[2]谢同建.浅谈建筑电气节能设计[J].江苏建筑,2010(137):85-87.

[3]马誌溪主编.电气工程设计[M].北京:机械工业出版社,2004.

[4]张九根主编.高层建筑电气设计基础[M].北京:建筑工业出版社,1998.

[5]曾卓.绿色建筑电气设计的探讨[J].建筑电气,2009(6):35-36.

[6]欧阳冬梅.建筑电气设计措施探讨[J].民营科技,2011(9):330.

[7]王洪博,刘艳芝.电气专业在住宅类建筑设计中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011(6):225.

[8]黄映明.浅谈住宅小区配电典型设计方案[J].价值工程,2011(12):247.

[9]黎嘉庆.浅谈现代智能化小区的电气设计方案[J].民营科技,2011(7):335.

[10]曾映琛.浅谈中小学教学楼电气设计[J].福建建筑,2012(8):99-100.

[11]陈洁.浅谈中小学教学楼电气设计[J].工程建筑,2010(11):31-32.

[12]李红国.浅谈建筑节能及其措施[J].山西建筑,2006,32(2):40-41.

[13]赵源,王珂.建筑节能技术措施的分析[J].山西建筑,2005(6):34-35.

[14]黄斌雯.高等学校电气节能分析及途径[J].福建建材,2012(6):84-86.

[15]李明.谈高校教学楼照明管理中的节能措施[J].山西建筑,2007，33(31):228-229.