大学校园建筑电气节能设计探析

分类：建筑设计论文发表 时间：2012-04-05 11:54 关注：(1)

霍月辉
摘要：针对大学校园的快速建设，对建筑电气领域的节能问题进行了分析，从供配电系统，建筑照明等方面进行了论述，总结了一些解决大学校园电气节能的方法。
关键词：大学校园；电气节能；配电节能设计；照明节能设计
中图分类号： TU201.5 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: based on the campus of the university of rapid construction, building electric field of energy saving are analyzed, from the power supply system, building lighting discusses, summarizes some solve university campus electric energy conservation methods.
Keywords: university campus; Electrical energy saving; Distribution energy saving design; Illumination energy conservation design

一、引言
随着我国国民经济高速发展，社会对高素质人才的强烈需要，我国的高等教育也正在经历着一个大跨步的前进阶段。在全国各地，各个高校均在进行着大规模的校园建设及改造。在这一过程中，为了响应国家关于建设绿色学校的倡导。在建筑电气领域，节能设计也是必须引起广大工程设计人员重视的内容。本文从校园建筑电气节能设计的原则以及校园建筑电气节能设计的几个方面进行了探析。
二、大学校园建筑电气节能设计的原则
1、在节能设计中，不能单纯的为了节能而忽视了建筑物的功能需要。要在满足使用功能要求的前提下，进行节能设计。在高校建筑中，如实验楼、综合食堂等建筑物用电负荷大，用电时间比较集中。在此前提下，我们在设计此类建筑物时应充分了解其使用特点，有针对性的采用提高功率因数、确定合理的照明控制方案等措施才能更好的实现建筑物的节能。
2、高校建筑的电气设计应充分考虑经济性。节能应按各个院校的不同情况，以实际经济效益为核心，不能为了使用后的节能而过高地增加前期投资，或增加其它运行费用。设计人员应该做到，在一个合理的回收期内，让增加的部分投资用节能减少下来的运行费用进行回收。
3、在节能设计中，应充分考虑新技术，以技术促节能。高校建筑由于利用率高，使用人员相对固定。因此在电气设计时，往往一次建设完成后使用时间会很长。在此情况下，成熟的节能新技术能发挥更大的效果。而且大学校园作为一个国家培养高层次人才的场所，人员素质相对较高。对于新技术，新产品更易接受和正确使用。
三、大学校园建筑电气节能设计的内容
1、供配电系统的节能设计。
（1）变电所所址选择及高低压系统方案确定。在大学校园中，经过近几年的高校大规模征地，高校的校园面积大大增加，往往可达数千亩。在此情况下，变电所所址的选择就显得重要起来。在选址时，应结合土建布局，根据建筑物类型确定负荷容量后，将变电所尽可能的设置于负荷中心。对于用电负荷多，单体面积大的建筑物，尽量采用10KV高压供电方案，在建筑物内设置10KV变电所。这样不仅可以缩短低压线路供电距离，减少线路损耗。还可以在进行校园室外工程设计时，减少与其它管线位置冲突的问题。同时大学校园内建筑物类型众多，各建筑物的负荷峰值出现时间也不相同。在选取变电所内变压器时，应综合考虑各建筑物的用电负荷使用情况。可将负荷峰值出现时间不同的建筑物由同一变压器供电。比如在同一供电区域的宿舍与办公楼，它们的负荷峰值可以完全错开。这样将大大减小同时系数，减少变压器安装容量。
（2）配电线路的合理设计。在电气设计中，笔者认为不能仅仅考虑后期使用中电能的消耗，而且应充分考虑到工程建设过程中，配电设备及线路对于能源的消耗。高校中实验楼、综合服务中心等建筑物用电负荷较大，室内配电线路复杂。在设计时，如能合理选型，确定经济的配电方案，将能较多的节约电线电缆的使用量。笔者认为可从如下几个方面合理选择配电线路：a、配电线路应尽量选用电导率较高的材质，一般末端线路优先选用铜芯电线电缆；b、在建筑物单体设计时，配电室尽可能位于本建筑物的合理配电点，可减少迂回配电现象；c、根据甲方提供的设计要求，合理选择导线截面。除满足上下级保护配合、载流量、热稳定及电压损失外，还应做到满足建筑物的中期发展要求。在设计时，尽量做到按经济电流选择线缆截面。
（3）变压器的节能选型。如何降低电气设备自身的损耗一直是电气节能的重要方面，而其中变压器的节能尤为重要。笔者通过实际调研，结合高校的用电特点。认为变压器的选型应从如下几方面入手：a、在变压器选择时应选用S9、SC9或更高等级的节能型变压器。这样虽然初始投资较大，但考虑长期运行成本后，综合费用将得到降低。b、确定建筑物用电负荷后，在选择变压器时，变压器的运行负载率应在70%~85%之间。且为了校区长期发展，土建应预留变压器及相应高低压配电柜位置。C、在合理分配用电负荷的情况下，应尽量减少变压器台数，选用大容量变压器，但变压器最大容量不宜大于2000KVA。
2、照明节能设计
（1）在照明设计时，应选用高效光源及高效节能灯具。高校建筑内一般办公、教学场所光源均应优先选用大功率直管荧光灯（功率大于25W），如三基色T8系列直管荧光灯或T5系列直管荧光灯。对于走廊、楼梯间等公共场所，由于存在节能灯无法频繁启动的问题，笔者建议使用LED光源。在灯具方面，所有直管荧光灯均应采用节能型电感镇流器或电子镇流器，且在采用电感镇流器时，灯具应加装补偿电容。
（2）实施绿色照明，确定科学合理的照明控制方式。高校建筑多为人员流动性较大的公共建筑物，故科学的照明控制方式会有较大地节能效果。笔者通过与多所高校管理人员的沟通，结合实际情况。认为在高校建筑内，应优先采用如下照明控制方式：a、对于教室、实验室等类型房间，可设置照度控制设备，实现各房间按照场所照度自动关灯、人工手动开灯。b、对于建筑物内的走廊、楼梯间等场所采用人体红外感应器加照度控制。实现自然光充足或无人员走动时，走廊灯均不亮，避免公共区域“长明灯”现象。c、对于食堂、浴室、综合服务中心等场所，采用集中控制，并按房间内功能分区的不同分组控制。集中控制开关设置于管理人员便于使用的出入口或值班室。d、在有条件的情况下，可在建筑物内设计智能照明系统，实现网络化多功能管理。
（3）严格按照不同场所照度值控制照明功率密度值。国家规范《建筑照明设计标准 GB50034-2004》中，明确给出了各种类型场所的照明功率密度值及相对应的照度值。但经过笔者了解，在现有的照明设计中，有很多设计人员从不进行照度值计算。他们只是简单的认为只要照明功率密度值不超过规范要求就可以。从而用照明功率密度限值乘以房间面积来确定房间内灯具的数量。这样设计的结果是许多场所的实际照度值远远大于规范的要求照度值，造成了极大地浪费！根据笔者计算，由于现在光源的不断更新换代，要达到规范要求的照度所需的照明功率密度值要比现有规范的限定值小很多。故在做照明设计时，广大电气设计人员应严格进行照度计算，确定合理的照明灯具布置方案。
四、结语
大学校园的建筑物使用寿命长，使用功能稳定。在长期运行过程中，电气节能设计更易发挥作用。故广大电气设计人员在进行高校建筑设计时，应综合考虑各种因素，将节能技术应用到高校的各个方面中，为我国建设绿色校园贡献一份力量。
参考文献：
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[2] 建设部工程质量安全监督与行业发展司/中国建筑标准研究院.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇---电气[S].北京：中国计划出版社，2007
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[4]住房和城乡建设部工程质量安全监管司, 中国建筑标准设计研究院. 全国民用建筑工程设计技术措施(电气) [M]. 北京: 中国计划出版社, 2009.
[5]北京照明学会设计委员会. 照明设计手册[M] . 2版. 北京: 中国电力出版社, 2006
作者：霍月辉，2006年7月毕业于河北工业大学，后一直从事电气设计工作。参与完成了住宅楼、商业楼、大学校区等大小数十项工程设计任务。