民用电气（精选十篇）
民用电气 篇1
近年来，我国住宅建设在市场经济的大发展中得到了快速发展，随着国民经济的不断增长，人民生产水平提高以及国家住房改革计划的实施，许多购买新房的家庭，大都要根据自己的需要对房屋进行装修。由于一些人对电气装修设计缺乏超前意识，在布线时不能全面考虑，插座布置不尽合理，电气线路（包括分支回路、导线截面、电源插座数量等）设计过小，随着用电负荷的逐渐提高，造成电线插座“满天飞”，既破坏了房间的美感，又不便使用，甚至造成线路过载发生火灾。
本着超前、方便、安全可靠、经济实用的原则，在对电气线路的设计，应留有超前10-20年的裕量，以满足人们装修房屋进行参考。
2 住宅电气的标准
以住宅电气设计为例，对有关数据进行比较，结果见表1
注: (1) 国际数据引自《住宅设计规范》 (G850096-1999) ;北京数据引自 (1996) 首规办规字第206号文及 (1997) 北京城乡规划委员会《关于住宅电气设计的补充通知》;上海数据引自《住宅建筑设计标准》 (局部修订DBJ08-02-98) ;日本数据引自1995年日本《内线规程》;据国际铜业协会北京代表处的资料报道, 美国每户用电负荷标准在18.6-25KW, 铜质进户线截面为:4×25mm2或3×50+1×25分支回路数为13。
通过比较可知，北京标准低于国际，上海则高于国际，而国际又比香港地区、日本、美国要低。国际与日本标准比较接近，这是因为日本的国民经济水平远高于我国，显然要达到相同的用电水平我国还需一段时间；但日本不像欧美国家那样纵容居民对电力的浪费，而节约能源，减少污染是他们的重要国策，这一点与我国节能政策完全一致。
3 电气设计
民宅电气设计包括：电气设备容量确定；分支回路与导线截面的设计；住宅楼接地线的设计。
3.1 容量确定
超前原则，即容量超前，插座数量超前，满足10-20年发展需要，居民家用负荷发展速度则决定将来用电负荷。
目前，民宅中大功率用电设备主要有：空调、电热取暖器、电热水器、热风机、电饭锅、电水壶、微波炉。这些家电目前如未购置也应预先考虑，预留一定的裕量。另外，我国有地理特殊环境，各主要城市的气象条件相差很大。虽然国家最近颁布了国标《住宅设计规范》（GB50096-1999）但全国不应采用统一的住宅用电标准。考虑到地理因素用电设备的差异，容量确定应以最热月（7月）最高气温大于30度的城市为参考（夏季降温主要用空调器）并以国际进行比较。如表（2）（一般一室一厅至三室二厅，用电容量为2-12千瓦）
3.2 用户分支回路与导线截面的设计
住宅分支回路大多是照明与插座两个回路设置，也有的仅为一回路，三个回路及以上者为少数。分支线路回路数的设置应符合以下要求。
每套住宅的空调电源插座，其它电源插座及照明，应分路设计；空调电源插座一个回路不宜超过二个，大容量柜式空调电源插座宜设置独立回路；厨房电源和卫生间电源应设置独立回路；电路见图1，这是本人实践中所行到的知识，具有简单、可靠和广泛的应用价值（现以最新住宅楼三室二厅为参考）
如导线截面过小，电气线路长期在十分严重过载的情况下运行，线路温度升高，绝缘体老化却加速了，留下了严重的火灾事故隐患，且仅能勉强维持当前用电，不可能满足今后居民用电负荷增长的需求，一般居民住宅电气线路一律采用铜质导线其截面见表3。
3.3 住宅楼接地线设计
住宅楼的接地线往往容易被人忽视，甚至有很多工程安装队把接地线与避雷线同接一个接地装置，这是及不规范的，这给住宅生活用电留下了安全事故隐患。目前，接地线标准应为：截面积不应小于2.5mm2的铜质导线，接地电阻阻值不超过4Ω，应接独立的接地装置。
电话，双芯电话线或0.5mm2铜芯线直埋，在客厅、卧室、书房、卫生间各设一只插座。CATV, 75Ω电缆直埋，加装一只二分配器在客厅、卧室各装一插座。家庭影院系统，采用杜比定向逻辑解码器或杜比AC-3独立声标准。网线，应采用五类双绞线套管后。在暗敷，在卧室和书房各设一只插座。保安监控系统设计，客厅大门旁预埋0.5-1mm2铜芯线4根（音频、底层安全门控制用），75Ω可视门铃线一根备用。
摘要：住宅的电气设计是住宅设计的一个重要组成部分, 它对于住宅建筑的美观、实现住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命财产安全、降低住宅造价, 均具有一定的影响。目前, 住宅电气设计的理论体系和实践经验虽然日趋成熟, 但在住宅电气设计实践中, 仍有一些问题值得进一步探讨。
关键词：民用住宅,电气设计,接地线
参考文献
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民用建筑物电气设计论文 篇2
摘要：以国家现行规范为基础，对中小型民用建筑物电气设计中漏电保护器应用的必要性进行了分析，对漏电保护器在实际工程应用中设计配置方法进行了论述。另外提出了使用电子式漏电保护器应注意的事项
关键词：漏电保护配电装置电气设计漏电保护器
漏电保护器(RCD)在我国应用已多年，积累了不少经验。但是在中小型民用建筑物，特别是住宅的电气设计中，应用尚不够重视。由于强制性国家标准《住宅设计规范》(GB50096-)自6月1日起实施，进一步强调了居民用电的安全性和可靠性。因此，我们应重视中小型民用建筑物供配电线路设计中对漏电的保护。
一、安装漏电保护器的必要性
接地故障(接地短路)有金属性和电弧性两种形式。故障点熔焊，故障点阻抗可忽略不计的接地故障为金属性接地故障。这时设备外壳对地故障电压Uf为PEN线和PE线上电压降之和△U
Uf=△U=Id(ZPEN+ZPE)
=(ZPEN+ZPE)U0/Zs
=[U0(ZPEN+ZPE)]/[ZL+ZPEN+ZPE]
式中Id——接地故障电流(A);
U0——相电压(220V);
ZL、ZPEN、ZPE——各为相线、PEN线、PE线阻抗(Ω)
ZS——接地故障回路总阻抗(Ω)
计算中忽略了变压器阻抗。如果相线和PEN线截面相同，则ZPEN+ZPE=ZL
Uf=0.5U0=110V
考虑建筑物内等电位联结减少触电压的作用，按IEC61200-413间接接触防护-自动切断电源)标准，一般情况下，可减少约20%的接触电压，则接触电压UC为：
UC=0.8Uf=0.8*110=88V>50V;此UC足以引起人身电击事故。因此，金属性接地故障能使设备外壳带危险接触电压，其主要后果是人身电击。
当故障电流Id足够大时，回路首端的过流保护器(断路器、熔断器)也能瞬间动作，避免事故的发生。但Id值不仅与线路截面、长度有关，也与线路连接质量、布线方式以及维护管理水平等难以估量的因素有关，所以靠过流保护电源并不可靠。这就是不论TT系统还是TN系统，要求在手握式、移动式设备供电的插座回路上必须安装额定动作电流I△n大于30mA的瞬动漏电保护器的原因所在。
发生接地故障时，故障点不熔焊而是产生电弧、电火花(密集的电火花即是电弧)的接地故障为电弧性接地故障，如图2所示。电弧、电火花具有很大的阻抗，它限制了接地故障电流Id，使过流保护电器不能动作或延缓许久才能动作，但故障点或连接不良的PE线接头上通过Id时迸发的电弧、电火花的.局部高温可高达-3000℃，很容易引燃近旁可燃物质，引起电气火灾。
由于故障电弧的阻抗大，220V相电压大部分降落在电弧上，分配在线路上的电压降大大减少，其结果是UC和Uf大大小于50V，因此电弧性接地故障只能引起电气火灾而不会招致人身电击事故。
二、安装两级漏电保护器
只在插座回路上安装漏电保护器的做法不能防范插座回路以外电气线路和设备电弧性接地故障引起的电气火灾，为此应按IEC60364-4-482(火灾防护)和我国《低压配电设计规范》(GB50054-95)要求，在电源进线上再安装一级漏电保护器，其额定动作电流一般为300mA，并带有约0.15s的延时，以与插座回路上的漏电保护器有选择性配合。增加这一级漏电保护器对电气投资虽略有增加，但对防范常见多发的危险接地电弧火灾却是至关重要的。另外不可实现地建筑物配电线路电弧性和金属性的接地故障进行保护。
三、四极和二极漏电保护器的应用
电气安全的一个基本要求是尽量减少开关电器的级数和触头数以及线路的连接点。开关触头之类的活动连接和线路的固定连接由于种种原因都可能因导电不良而成为事故起因，而三相回路中的中性线导电不良危险尤甚，这是因为中性线导电不良时设备依然运转，隐患不易被发现，当三相负荷严重不平衡时将导致三相电压也严重不平衡而烧坏单相设备。所以，应尽可能限制在中性线增加触头。
目前存在一种误解，即认为由于三相负荷不平衡，而中性线截面又小于相线截面，为防中性线过截而装四极开关。但IEC364-4-473(过电流防护措施)标准和我国低压配电设计规范都规定不必为此断开中性线，只需在中性线上装设过流检测元件来断来三根相线，使中性线不再有电流，过载问题自然迎刃而解了。另一种误解，即认为带有单相负荷的三相漏电保护器应采用四极的。其实漏电保护器的标准名称是“剩余电流动作保护器”，它只能在回路中出现剩余电流(如绝缘损坏引起的对地泄漏电流)时动作，而与回路不平衡电流毫不相干。因此，这些误解造成了现时一些四级漏电保护器的应用过滥。
四极(单相为二极)漏电保护器主要用于TT系统，这可用图3来说明。TT系统回路有一相发生接地故障，故障电流Id在电源接地电阻Rb上产生电压降，使中性线带故障电压Uf=Id*Rb，因中性线是绝缘的，此Uf一时并不引起事故，但此时若电气设备又发生碰外壳接地故障，漏电保护器跳闸，Uf将沿着图中虚线所示路径传导至设备外壳。因中性线未被切断，如果Uf大于50V，则漏电保护器跳闸后仍难免发生电击事故。如果TT系统采用的是四极或二极漏电保护器，则在断开线的同时中性线也被断开，从而切断Uf的传导路径，事故就不致发生。TN-C系统因不允许PEN线通过漏电保护器而无法装设漏电保护器。TN-S和TN-C-S系统内设备外壳与N线相连通，不存在上述漏电保护器动作后外壳反而出现故障电压的问题。由此可知，四极或二极漏电保护器的应用与被保护回路三相负荷是否平衡无关，而与回路接地系统类型有关。
四、采用电子式漏电保护器应注意的事项
民用电气的接地保护措施探究 篇3
一、民用电气接地保护措施的作用
民用电气接地保护措施，用于维护电气系统的安全运行，保护民用建筑。民用电气接地保护措施的作业，可以分为两类，分析如下：
1、预防电击。民用建筑的运营环境复杂，人们居住的过程中，能够引起电击风险，电气系统中的接地保护，可以预防电击风险，控制电击引起的故障灾害。接地保护措施，促使电气系统与大地相连，在大地电阻的作用下，电气系统的电位接近于大地，提供安全预防的措施，具有预防电击的能力。
2、预防雷击。雷击对民用电气的破坏性很大，包括静电干扰、电磁脉冲、电磁感应等，接地防护是预防雷击最直接的方法。例如：接地系统中浪涌保护器的应用，预防雷电引起的瞬态过电压，浪涌保护器能够吸收雷击产生的低电压浪涌，保护民用建筑中的电气设备，抑制电位升高，消除民用电气设备中的电压差，而且浪涌保护其可以重复预防雷击干扰，始终保持浪涌保护器的有效性。
二、民用电气接地保护中的要点分析
民用建筑对电气接地保护的需求比较大，因为电气接地保护关系到居民的居住及用电安全，确保整个民用建筑的安全运营，所以规划民用电气接地保护中的要点，保障民用电气接地保护的规范性。
1、落实制度要求。制度是民用电气接地保护中的相关规范，约束保护措施中的各项行为，促使接地保护与民用建筑保持同步的状态，由此提高接地保护的水平。民用电气接地保护制度中，以《建筑电气工程施工质量验收规范》为依据，通过落实制度内的要求，优化接地保护措施的应用。制度中规定，电气接地保护需要在民用建筑的地上部分，设计测试点，评价接地保护的电阻是否合适，一般情况下，可采用基础钢筋，检测接地电阻。按照制度内容，对电气接地保护提出几点要求，如：（1）提高民用电气的接地质量，不能随意降低接地保护的要求，严格按照制度规范执行接地测试，排除影响接地保护的因素；（2）注重接地焊接控制，尤其是导电体焊接，不能影响接触面的面积，防止增大接地电阻；（3）审核接地保护中的金属材料，取消有质量问题的材料应用，把关材料质量。
2、强化细节控制。民用电气接地保护系统中，细节控制是一项重要的工作，细节对接地保护效果的干扰比较大，电气接地保护需采取有效的策划方式，科学规划接地保护中的细节要点。例如：某民用电气接地保护中浪涌保护器的安装设计，需要考虑浪涌保护器的使用原则，在民用电气接地系统中，选择恰当的位置，而浪涌保护器的应用细节，与接地保护存在直接的关系，浪涌保护器方案设计时，深入研究接地系统耐冲击过电压的类型，按照Ⅰ类～Ⅳ类的标准，规划耐冲击电压的额定值，进而规范浪涌保护器方案中的细节部分，同时还要注重浪涌保护器的选择问题，可先进行浪涌保护器的风险分析，确定其能够承载的能量后，再确定浪涌保护器的选择级别，综合考虑民用电气接地保护中的环境因素、接线因素，加强浪涌保护器的细节控制。
三、民用电气接地保护的方案
民用电气系统中的设备、线路都是电流传输的路径，一旦电气系统出现薄弱区域，即会引起安全事故，如：漏电、短路、雷击等，电气系统迅速成为导体，导致电气系统内出现过电压现象，无法保障民用建筑的安全运营。民用建筑根据自身的需求，设计并落实电气接地保护方案，保护电气系统的安全性能。电气接地保护工作，是民用建筑中的一项重点，其可抑制过电压现象，结合民用电气系统中，低压部分的接地保护实施案例，例举比较常见的接地保护方案。
1、TN系統接地。TN系统接地，围绕三相四线制展开，选择中性点接地的方式，实现电气系统的接地保护。某地区高层民用建筑中，TN系统借助PF线，完成接地保护，投入实践应用的保护方式有三种，分别是：（1）TN-C，此类接地方式的节能效果较好，其在电气系统中可以满足最基础的安全需求，利用PE和PEN线，接入电气系统，完成接地保护的过程；（2）TN-S，将N线与PE线分开连接，PF线上无电流经过，如果N线发生了风险，也不会干扰PE线的使用，解决了间接短路的问题，有利于强化低压电气系统的可靠性，TN-S接地保护方案的稳定性强，能够消除电气系统内的电磁干扰，但是节能效果不好，也是TN-S接线的一项缺陷，还存在提升的空间；（3）TN-C-S，属于TN-C与TN-S的结合体，融合量前面两个接地保护系统的特点，其在民用电气系统内，可以实现重复的接地保护，在配电环境复杂的民用建筑中最为常用。
2、TT系统接地。TT系统接地方案，同属于三相四线制、中性点接地，与TN系统相同。民用电气系统中的设备，通过PE线实现接地，TT系统接地保护实现了优化应用，其可降低设备接入大地时的风险，全方位保护电气系统，在一相故障保护、电流保护中有明显的效果。TT系统接地保护的发展潜力非常大，目前投入了触电保护装置，更是显示出了此类系统接地方法的可使用价值。
四、民用电气接地保护的安全措施
以某民用建筑为例，分析电气接地保护的安全措施，该民用建筑注重屋面防雷，其为三级防雷工程，全面落实了接地保护的安全措施。该民用建筑为了提升电气接地保护的水平，在屋面配置了防雷网，辅助接地保护，因此，还要提出几点接地安全保护的措施，才能维持电气接地保护的效益。首先依照该民用建筑现行的电气系统设计，安排电气接地保护措施的安全实施。该建筑的照明系统中，按照相关规范选用三根线设计，用于提高照明系统及设备的保护能力。近几年，在民用建筑照明系统接地保护中，承包企业不注重三线设计，随意减少其中一根电线，导致接地保护中出现串接的情况，该建筑在电气接地设计前期，明确指出了照明系统的三线设计，重点规避线路串接的风险，除此以外，建筑企业严格按照穿线规范，配合安装漏电保护器，全面保护照明系统的回路，同时还能控制金属设备漏电的情况，加强了照明系统安全保护的力度。第二是电气系统中的金属接地保护。该民用建筑采取金属接地保护的措施，用于降低建筑雷击的风险，电气系统内的金属管比较多，如果连接时不注重跨接控制，很有可能引发雷击干扰，该建筑中需要准确的安排跨接工作，在保护金属管的同时，优化电气连接，分配接地保护的线路，促使其可实现稳定的接地保护。第三是电源系统的接地保护措施，是指该民用建筑的室外电源。室外电源在雷击的干预下，系统内出现电磁脉冲，严重危害了电源系统内接入的设备。该建筑电源系统的接地保护中，安装了浪涌保护器，通过疏导的方式削弱电磁脉冲，浪涌保护其还能限制电压过高，解决了雷击引起的过电压问题，最大化的保护室外电源系统。第四是该民用建筑地下室中的接地保护措施，按照电气接地安全保护的要求，设计接地网、接地点，维护地下室电气运行的可靠性。地下室中包含了诸多安全风险比较高的设备，如：发电机、配电设备等，增加了电气接地保护措施的实施压力，此时该民用建筑强调了接地网的连接性能，利用可靠的连接，保障地下室中各项设备的安全，预防连电或短路事故，提升地下室接地保护的效果。
五、民用电气接地保护措施中的注意事项
民用电气接地保护措施对安全性的要求非常高，用于规范电气接地系统，优化电气系统的运行环境，为民用电气接地提供优质的保护措施。由于电气接地保护措施与民用建筑的安全相關，所以规划电气接地保护措施中注意事项以此来提高民用建筑安全能力。
1、供电系统接地的注意事项。供电系统是民用电气接地保护的主要对象，其在接地的过程中需落实以下几点注意事项，维护供电系统接地的安全性能。分析供电系统接地的注意事项，如：（1）民用建筑供电系统中，需按照线路级别安装防雷装置，控制雷击风险，保护供电稳定；（2）供电系统内安装的浪涌保护器，根据安全要求控制相邻的间距，严格按照间距要求安装，如果民用建筑供电系统无法提供足够的间距，安装浪涌保护器的同时需要加装具有协调功能的电感设备，辅助保护供电系统的安全接地；（3）优化接地保护的设备，选用高质量的设备，预防设备失灵；（4）供电系统内的共用接地保护中，电阻值<1Ω；（5）供电系统接地保护中的电源防雷器，采用钝角弯曲的方式连接，强化接地保护。
2、接地保护中的注意事项。民用电气接地保护的注意事项有：（1）预防直击雷在接地系统内的反击破坏，结合电气接地保护中的防雷设计，区分不同的防雷模块，防护雷电的反冲击；（2）电气系统内，两个独立的接地保护系统，间距必须大于20m，如不能满足间距限制，需加设均衡器，辅助接地保护系统的调节，注重接地保护的效益控制；（3）接地保护室外接线的尽量采用焊接的方式，还需实行防腐处理，保护接地线路，避免其出现质量问题；（4）室内接线先实行机械连接，再进行焊接处理，在此基础上连接接地装置，落实防腐处理即可。
3、监控系统接地的注意事项。监控系统也属于民用电气系统的一部分，其对接地保护也存在较大的需求。由于监控系统的安装特殊，所以极其容易发生接地风险。针对民用监控系统，提出接地的注意事项，如：（1）监控系统的信号设备，要远离避雷系统，以免雷击产生的电磁波干扰信号设备的接地保护，由此还能保护信号设备的性能安全；（2）为了提高监控系统接地保护的水平，避雷针不能选择信号设备的位置处安装，消除引雷的风险；（3）监控系统的通信设备，属于独立接地防雷的部分，安装位置尽量在民用建筑的最高点，有利于维护接地的质量。
结束语
民用电气接地保护，是一项重要的工作，其在民用建筑中发挥重要的作用，保护电气系统的安全。我国民用建筑中，非常注重电气接地保护措施的应用，通过保护要点制定可行的方案，同时落实接地保护的安全措施，加强电气接地保护的控制力度，发挥电气接地保护在民用建筑中的作用，提高电气接地保护的质量和效率，符合民用建筑的基本需求。
我国民用建筑电气节能设计 篇4
1.1减少线路的能量损耗
由于线路上存在电阻, 有电流流过时, 就会产生有功功率损耗。
有功功率损耗ΔP=3Iф2R×10-3 (k W) 式中:Iф—相电流 (A) R—线路电阻 (Ω) 在工程中, 由于线路往往较长且纵横交错, 线路的总有功损耗可能会很大。减少线路的能耗必须引起设计者足够的重视。
线路的电流是不能改变的, 要减少线路损耗, 只有减少线路电阻。线路电阻R=ρ×L/S, 其中, ρ为线路电阻电导率ρ, L为线路的长度, S为线路的截面。因此, 减少线路的损耗应从以下几方面入手。
1.1.1应选用电导率ρ较小的材质做导线, 优先选择铜芯导线。
1.1.2尽量减少导线长度。首先变压器应尽量靠近负荷中心, 以减少供电距离;其次, 线路尽可能走直线, 少走弯路, 以减少导线长度;第三, 低压线路应尽量不走或少走回头线路, 以减少来回线路上的电能损失。
1.1.3增大导线截面。首先对于比较长的线路, 除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面外, 再适当加大一级导线截面。一般而言, 导线截面小于70mm2或者线路长度超过100m的回路增大一级导线截面是比较经济科学的。
1.2提高系统的功率因数, 减少无功功率在线路的传输, 以达到节能的目的线路损耗的公式展开后如下列计算式:
ΔP=3Iф2R×10-3= (P2R/UL2+Q2R/UL2) ×10-3 (k W)
式中:UL—线电压 (V) ;
P—有功功率 (kW) ;
Q—无功功率 (kW) 。
公式中, 前项P2R/UL2为线路上传输有功功率而引起的功率损耗, 后项Q2R/UL2为线路上传输无功而引起的功率损耗。有功功率是满足建筑物功能所必须的, 因此是不可变的。电气系统的用电设备, 如电动机、变压器、线路、气体放电灯中的整流器都具有电感, 会产生滞后的无功功率, 需要从系统中引入超前的无功功率相抵消。这样超前的无功功率就从系统经高低压线路传输到用电设备, 在线路上就产生了功率损耗, 而这部分损耗是可以想办法改变的, 其措施有以下几种。
1.2.1提高设备的自然功率因数, 以减少对超前无功的需求。在工程设计中, 应优先考虑采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器。
1.2.2由于感抗产生的是滞后的无功, 可采用电容器补偿, 因而电容器产生的是超前的无功, 两者可以相互抵消, 即Q=QLQC, 因此采用电感镇流器的气体放电灯, 安装电容器, 这就可减少系统经高低压线路传输的超前无功功率, 可以提高功率因数, 同时也减少了无功的需求量。
1.2.3无功补偿装置应就地安装, 减少线路上的无功传输损耗, 达到节能的目的。
当前民用建筑电气设计中, 绝大部分采用变压器低压侧或高压侧集中补偿, 这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路的无功传输, 提高了用户处的功率因数而无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点, 低压线路上的无功传输并未减少, 那么无功补偿也就达不到节能的目的。因此, 日本东京电力公司的法规规定, 容量达0.75kW的电动机端, 都要安装30μf静电电容器。在我国《民用建筑电气设计规范》 (JGJ/T16-92) 中第3.5.3条及《供配电系统设计规范》 (GB50052-95) 第5.0.3条规定:“容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备宜单独就地补偿”。就是基于上述原因。因此, 对容量超过10kW的风机、水泵等电动机端设置就地补偿装置, 空调主机及冷冻泵、冷却泵等在其附近设专用变配电所, 可以集中补偿。若供电距离超过20m时, 最好也采用就地补偿。
2照明节能设计
由于照明用电量大, 涉猎面广, 照明的节能潜力很大, 主要应从下列几方面着手:
2.1适度控制照明功率密度。
《建筑照明设计标准》GB50034-2004规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照明设计在满足功能要求的基础上, 应适度控制照明功率密度, 而不宜片面追求过高的照明标准。
2.2采用高光效光源。低压钠灯、高压钠灯的光通量最高, 但由于这两种光源色温低, 光色偏暖, 显色指数在40～60之间, 颜色失真度大, 只适用于道路和广场照明, 显色指数为60的高显色性钠灯可与汞灯组成混光灯, 用于工厂及体育场馆照明;发光率很高的金属卤化物灯、三基色荧光灯及稀土金属荧光灯, 由于色温范围广 (自3200～4000K) , 光色选择性好, 因此除用作商场、展厅的照明外, 还广泛应用在车站的候车室、码头的候船室、航空港的候机楼以及作为舞台的灯光照明等;一般荧光灯及稀土金属荧光灯用作写字楼、住宅的照明;荧光高压汞灯、自镇流高压汞灯、钠灯及三者相互组合的混光灯常用作生产厂房的照明。尽量不用或少用白炽灯。
2.3照明控制方式要符合节能要求
采用各种节能型开关或装置。如:卧室、病房、客房等床头灯可采用调光开关, 高级客房采用节电钥匙开关, 公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关, 走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关等。根据照明使用特点采取分区控制灯光或适当增加照明开关点, 也是一种行之有效的节电方法。
3建筑节能的注意事项
3.1在充分满足、完善建筑物的使用功能的前提下, 尽量减少能源消耗, 提高能源利用率, 但不以简化功能和降低功能要求为代价。即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适卫生;满足上下左右的运输通道通畅无阻;满足特殊工艺要求, 如游乐场所的一些游乐设施的设备用电, 展厅的艺术照明及动力用电等。
3.2节能应按国情考虑实际经济效益, 不能因为强调节能而过高地消耗投资, 增加运行费用。而应该是让该部分增加的投资, 能在几年甚至更短的时间内用节能减少的运行费用进行回收。
3.3节能的着眼点, 应首先节省无为损耗的能量, 尽量减少那些与发挥建筑物的功能无关的能量消耗, 再考虑采取相应的措施节能。如变压器的功率损耗, 传输电能线路的有功损耗都是无用的能量损耗;又如量大面广的照明容量, 采用先进技术成果使其能耗降低。
4结论
总之, 民用建筑电气设计的节能潜力很大, 在工程设计中应精心考虑, 采用各种措施节约电能, 同时应满足科学性、经济性的要求。在选用节能的新设备时, 应全面地了解其原理、性能、效果, 从技术上、经济上进行比较, 再选定节能设备, 以达到真正的节能目的。
摘要：我国是个能源消费大国, 能源相对短缺, 然而能源浪费却十分严重。作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出, 能源的缺乏已严重制约着国民经济的发展。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针, 节约二次能源——电能, 也就成为民用建筑电气设计的焦点。
关键词：建筑电气,节能,措施,功率损耗
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民用电气 篇5
一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明，
当仅需要提高房间内某些特定工作区的照度时，宜采用分区一般照明。
局部照明宜在下列情况中采用：
(1)局部需要有较高的照度，
(2)由于遮挡而使一般照明照射不到的某些范围。
(3)视觉功能降低的人需要有较高的照度。
(4)需要减少工作区的反射眩光。
(5)为加强某方向光照以增强质感时。
民用住宅电气的设计和施工探讨 篇6
关键词：住宅区 电气施工 电气设计
引言：
随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们的居住条件大为改观。从以前的满足有房子住到讲究居住质量，具体体现在一是以环境相协调；其次是利用各种新材料、新技术，以此来提高居住档次和生活品位。电气设计工程质量的好坏是直接影响建筑工程质量的一个重要因素，在施工前一定要制定切实可行的预防措施，把质量问题消灭在萌芽状态。这就对电气设计工程的设计施工人员提出更高的要求，把电气设计工程放在重要的位置上，抓好电气设计工程的质量管理工作，确保电气设计工程质量，保障广大人民生命财产的安全。其中最突出的表现就是电气的快速发展，相关技术及设备在生活中的应用。提出了以综合布线为代表的智能化技术的新概念。
1. 设计安全可靠的配电系统
1.1低压变配电系统设计为TN-S式
为了节约资金投入和提高建筑面积实用率，开发商通常要求将小区的低压变配电所设在住宅的地下层，由于低壓配电系统的工作接地与保护接地无法做到电气上的分离和互不影响，低压变配电系统只能设计为TN-S式。不选择TN-C-S式的原因是PEN线中的工作电流会令PEN带电位，对地呈现电压，同时也会对一些敏感的家用电器产生干扰。
1.2 低压配电系统采用TT接地制式
（1）对于不设置独立变配电所的建筑物，其低压配电系统最好能采用TT接地制式。对于同一变压器供电的TN系统，不论是TN-S、TN-C或TN-C-S系统，其PE线或PEN线是连通的，当任意一处发生接地故障时，故障电压会沿PE线或PEN线传至其他未发生故障处，可能会引起新的电气故障。而TT系统的PE保护线是从各建筑物的接地装置引出的，彼此不会连通，因此，某栋建筑物发生接地故障时不会殃及其他建筑物，可避免TN系统“窜”电位的缺点。
（2）小区各建筑物采用TT系统时，从低压配电所引出的线路为L1、L2、L3及N线四芯电缆，其配电线路接地故障保护动作特性为：RAIa≤50V。其中： RA为外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻，Ω；Ian为保证保护电器切断电路的动作电流，A。RA的值易为用户掌握，因而能较容易地确定Ian的值。
（3）以往较少采用TT系统的原因是多方面的，其中一个原因是当用电负荷趋大时，要满足RAIa≤50V，则RA应很低，而实际工程又很难满足低接地电阻的要求。自从优质的漏电保护设备问世后，这一难题得到了解决。
（4）值得一提的是，小区内的小高层、高层建筑日渐增多，按照消防规范的要求，其内应设置加压风机、消防电梯等消防设备，此时若仍选用漏电断路器是不合适的，应改设断路器与漏电继电器的组合。当发生接地故障时，引至小区监控中心的漏电继电器输出接点动作，发生故障报警，但不会令电源开关跳闸。
1.3设计TN配电系统应注意的问题
小区内也有设计TN（TN-S或TN-C-S）配电系统的，这种系统的配电线路发生接地故障时，应满足：ZsIa≤V0由于Zs较难确定，因而也难以正确整定Ian。另外，由于PE（PEN）线是连通的，查找接地故障的原因、地点也比较困难，这或许是许多供电公司不在公用电网中采用TN系统的原因之一。
一般来讲，TN系统的保护灵敏度是能满足要求的，但发生电弧性接地故障时，其灵敏度就不能满足要求，因此，也要求总电源开关具有漏电保护的功能。
2. 注意电气线路的布设
2.1安装带有漏电开关的配电箱
住宅的电源引入处通常装有小型配电箱，配电箱应有短路、过流和漏电保护。漏电保护主要是防止间接接触电击和接地电弧火灾，保证人身安全，其漏电动作电流为0.3A，以目前的家庭用电量来看，容量一般选取25A或32A即可。过流保护开关一定要按各个负荷点的总负荷选定，要有保护线路的作用。
2.2布线时应注意的问题
（1）布线前，应先绘制出各房、厅线路分布图，要求将插座回路和照明回路分开布置，并将各种灯具、开关、插座定出坐标和高度，以确定线路的走向和分支交汇点。
（2）插座回路一般选用截面为2.5mm2的铜芯线，空调插座支线为4mm2，如有电热水器应采用4mm2，同时还应设置专门的漏电开关保护。PE线为2.5mm2。
（3）布线可从线路末端开始向每一回路端头的接线盒方向施工，在实际施工中，一定要选用不同颜色的电线，以区别不同的回路。
2.3插座与开关
（1）住宅用电安全最普遍的问题是违章使用插座（包括移动插座），其根源是插座布置不合理。在电气设计中，应考虑使用者的生活习惯和使用要求，在合适且有必要的位置配置插座，从而杜绝使用者的“乱拉乱搭”。
（2）客厅插座的配置应在传统的设计要求的基础上，充分考虑电视、音响、充电器、电话等设备的电源要求；厨房、卫生间、阳台也需分别考虑排油烟机、换气扇、电饭煲、消毒碗柜、洗碗机、厨房电动机具、水净化设备、热水器、洗衣机、电风筒、采暖设备等的配置。总体的设置要求是“宁滥勿缺”，让使用者在一个相对安全的环境下使用电气插座。
（3）插座选型要杜绝无原则地选用五孔插座，应结合使用要求及特点来选型配置，对长期插用的插座应考虑安装专用开关，为使用者随时切断电源提供方便。
3. 如何加强电气火灾的防控
电气火灾已位居住宅火灾起因的首位，其中以电气设备或线路故障起火尤为常见。电气故障主要是带电导体之间的短路和带电导体与“地”之间的短路。这是所谓的“地”泛指与地有联系的设备外壳、金属管道及构架等外露可导电部分，通常将前者称为短路，后者叫做接地故障。接地故障虽然也表现为短路形式，但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相间短路均不相同。带电导体发生短路时，由于短路电流大，可令保护电器设备自动切断供电，防止电气火灾的发生。而接地故障的短路电流小，特别是电弧性接地故障，无法令保护电器设备动作，它不仅能导致人身电击，也能引起电气火灾。电弧性接地故障起火的危险性及发生的几率通常大于一般的相间短路。
4. 住宅电气安装的预防措施
（1）必须强化主要设备、材料、成品半成品的进场验收制度。原材料进场时，除检查外观、合格证及规范要求的相关检验报告外，还应对照图纸审查其型号、规格、材质、数量及制作是否符合要求，对有条件进行实测（如灯具的绝缘电阻、芯线截面积及电线的绝缘层厚度等）及有疑问的项目应进行检测。
（2）认真完成规定的试验。如接地、绝缘电阻测试、漏电保护装置模拟动作试验、通电试运行、大型灯具的固定及悬吊装置的过载试验、高压电气设备和布线系统及继电保护系统的交接试验等。
（3）注重施工过程中的工程质量检验环节。除了加强工序控制，实行自检、互检、交接检验制度外，还应认真审查项目的合法性及各方的质量行为、审批施工组织设计、参与图纸会审、严格变更制度，要避免走过场。
（4）认真绘制竣工图。竣工图要求细致翔实，并落实到每一个住宅单元，为日后使用者的维护和二次装修提供参考，特别是能有效地保护埋藏在墙壁中的线路。
5. 结语
建筑电气工程的设计、施工，应根据住宅的实际情况进行多方面的考虑，特别是要选择正确的配电系统、充分考虑住户的使用要求，在设计方案上杜绝不安全隐患，在施工中采用正确的方法，严格按施工验收规范的要求进行验收，从施工质量上保证使用者的用电安全。
参考文献：
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[2]住宅设计规范. GB50096-1999、2003年版.
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[4] 潘宗英.高层住宅电气设计探讨[J].重庆工贸职业技术学院学报，2010年03期
民用建筑电气设计的节能 篇7
1 民用建筑电气设计节能原则
1.1 实际性
民用建筑电气设计的实际性是依据民用建筑自身的用途, 在满足民用建筑实际功能的基础上, 设计出切实可行、符合民用建筑实际的节能方案。
1.2 适用性
适用性原则是民用建筑电气设计节能措施中必须考虑的原则, 如果民用建筑中设计出的节能电气不适用, 那么它的设计没有利用的价值再节能也是徒然, 如果付诸实施只能是浪费资源。适用性为满足民用建筑创造优良条件提供必要的条件, 也为民用建筑电气设备在节能前提下的正常运行提供必须的动力。与此同时, 根据民用建筑用电设备负荷容量、供电可靠性、电能质量等方面的实际要求, 不断优化民用建筑电气的节能设计, 进而促进民用建筑用电设备电能的合理应用, 节约电能。
1.3 经济性
经济性是民用建筑电气设计节能措施中必须时刻注意的原则, 在节能设计中不能为了节能罔顾民用建筑的实际经济状况。民用建筑电气设计节能措施的经济性原则是指在符合实际经济的条件下, 尽量满足民用建筑电气设计的节能要求。在设计中, 不得脱离经济性原则盲目追求节能, 致使盲目甚至过高增加电气节能投资金额、不断增加民用建筑工程运营的节能成本, 致使设计得不偿失。在设计时, 需注意综合考虑民用建筑的经济效益, 尽量保持节能成本投资期内便能收回的原则
1.4 节能性
民用建筑电气设计的节能性原则是指在符合其实际性、适用性、经济性的原则下, 尽量减少民用建筑电气设备不必要的消耗。这需要设计人员在设计前, 先查找与民用建筑无关的能量消耗, 然后综合考虑提出相应行之有效的电气设计节能措施。
2 民用建筑电气设计的具体节能措施
2.1 合理控制配电变压器的容量消耗
合理控制配电变压器的容量消耗是指在进行民用建筑电气节能设计时, 须结合民用建筑总体投资预算的实际情况, 尽量降低民用建筑电气工程的投资成本。在选择配电变压器时, 尽量选用节能经济的变压器。在设计民用建筑配电变压器时, 需将变压器负载率提高到合理的范围, 使变压器的总损耗降至最低, 对变压器负债率的提高的范围一般是41%-63%, 它是根据变压器本身具体数值变化而变化, 没有固定的提高概率值。为了提高民用建筑变压器的整体运行效率, 对变压器负荷率的计算需要高于它最佳时的负荷率, 变压器的负荷率一般控制在80%-85%之间最合适。
2.2 合理选择供配电系统设置
2.2.1 合理布控供电网络
合理选择供配电系统设置的措施之一是合理布控供电网络。在布控供电网络时, 变电所须接近负荷中心位置, 供配电系统中低配电间须靠近电气竖井, 以保证民用建筑低压供电半径可以控制在200米之内, 以此确保民用建筑供配电系统整体供电线路的电压损失在满足规范允许值的前提下, 减少整体线路上的电压损失, 最终实现民用建筑供配电系统供电质量提高的同时, 还能使经济效益达到最大化。
2.2.2 遵循简单可靠的原则
遵循简单可靠的原则选择民用建筑供配电系统的配备, 也是合理选择供配电系统设置的措施。在配备供电系统时, 应注意同一等级的电压供电系统变配电级数不能超过两个电极, 这样选择的好处是最大可能避免了因供配电系统变电级数过多而产生的不必要的电能耗损。
2.2.3 科学合理选择供电电压
在同等情况下, 供配电系统的电压与能量损耗的公式是Q=I2Rt=Ivt, 从能量损耗的公式中可以看出供配电系统的电压V与能量损耗Q成反比, 换句话说就是供配电系统的电压越高, 整个系统的总损耗就越低。因此, 在同等情况下尽量选择比较低的供电电压。在民用建筑中, 使用的电气设备所用的电压等级一般为两相电220伏和三相电380伏。但是对大型的民用建筑的空调设备来说, 为了节能可以例外的选择10千伏或者6千伏的制冷设备。
2.3 适当提高供配电系统的功率因数
2.3.1 适当提高供配电系统的功率因数的原因
适当提高供配电系统的功率因数, 可以有效减少无功功率造成的电能损耗。在民用建筑供配电系统中, 功率因数是由负荷性质和有功功率的比例决定的。在供配电系统电力输送过程中, 传输的电能总量是固定不变的, 换句话说就是传输的有功功率是固定数值。民用建筑用电设备在使用中, 会产生滞后的无功电流, 特别是如发电机这样的用电设备, 产生的滞后无功电流更大, 用电设备产生的无功电流, 会造成供配电系统线路中的功率损耗, 而且用电设备产生的无功电流越大, 造成的功率损耗越多, 紧跟着造成的电能损耗也就越多。因此, 在民用建筑的供配电系统设计中须尽量提高其功率因数, 以此减少用电设备产生的无功电流造成的电能损耗。
2.3.2 适当提高供配电系统的功率因数的方法
1) 选用功率因数高的用电设备
在民用建筑供配电系统中, 适当提高功率因数的方法是在民用建筑电气节能设计时, 尽量选用功率因数比较高的用电设备。比如:同步电动机、同步调相机等。对于供配电系统中电感性用电设备的选择, 可以尽量选择价格低廉有补偿电容器的用电设备。比如:单灯安装电容器、移相电容器等。这些用电设备的功率因数一般在0.8-0.99之间, 比普通供配电系统的用电设备, 自然功率因数可以提高0.185-0.195左右。
2) 通过静电电容器进行无功补偿
在民用建筑电气设计中, 提高供配电系统功率因数的另一个方法便是通过静电电容器进行无功补偿。对静电电容器进行无功补偿, 电容器可产生超前无功电流, 这种电流可以抵消供配电系统中用电设备产生的滞后无功电流, 并将这种滞后无功电流控制在限定的范围内, 这样便可降低供配电系统整体滞后无功电流的数量, 并可以提高功率因数, 最终降低民用建筑供配电系统的整体电能损耗。利用静电电容器进行无功补偿的方式有高压电容补偿、集中电容补偿和低压电容补偿等。比如:卡梅尔小镇和清鑫家园在变电所内设置低压静电电容器集中补偿无功功率, 取得了很好的节能效果。
2.4 合理控制线路电能损耗
民用建筑在进行电能传输过程中, 电网的线路会产生一定的热量损失, 这些热量损失便是功率损失, 也就是电能损失。因此, 在民用建筑电气设计时可以通过一些途径降低电网中这些电能损失, 以达到民用建筑电气设计节能的目的。降低电网线路中电能损耗的途径大致有三个, 这三个途径如下:
2.4.1 尽量选择电阻率比较小的导线
尽量选择电阻率比较小的导线, 比如:铜线、铝线, 虽然铝线的电阻率也很小, 而且便宜, 但是因为铝线比较轻, 容易被腐蚀, 不安全, 所以民用建筑中一般选铜线不选铝线。
2.4.2 合理设计线路电路图, 尽量减少电网线路中导线的长度。
导线也有电阻, 只是它拥有的电阻比较小, 在计算中往往选择忽略, 但是因为导线有电阻, 在民用建筑供配电系统运行时, 它便会分得总电网中的电流, 消耗电能, 所以, 民用建筑电气设计时须尽量控制电网线路导线的长度, 以减少由于增加不必要导线产生的电能损失。缩短线路导线的长度的具体办法是, 把民用建筑配电所设置在负荷中心位置, 变压器的设置也尽量接近负荷中心。
2.4.3 合理增加导线横截面面积
在满足线路载流量的要求和安全保护等条件下, 选择导线的横截面积越大导线耗损的电能越少。虽然从短期看, 选用横截面积较大的导线增加了线路的费用, 但是从民用线路长远角度考虑, 这种做法还是比较划算的。因此, 条件允许的情况下可合理增加导线的横截面积, 以实现民用建筑电气设计节能的目标, 减少民用建筑的能源消耗。
2.5 民用建筑照明系统的节能措施
2.5.1 合理改善照明器的控制方式
根据民用建筑房间使用照明器的特点和要求, 可以通过合理改善照明器的控制方式以达到照明系统节能的目的。改善的方法是对于民用建筑面积比较小的房间, 采用一灯一控或者二灯一控的方式。面积比较大的房间, 采用多灯一控的方式。例如:青岛花园大酒店迎宾楼大厅采用的是多灯一控的方式, 迎宾楼里能坐6-8人的小包间采用一灯一控、二灯一控的方式。但是在改善民用建筑照明器控制方式的时候, 也须考虑设置适当数量的单孔灯。比如:公共通道、楼梯、走廊等的照明器, 可以采用定时开关或者声控开关, 合理控制照明时间, 减少能耗。苏州湖庭大酒店楼道的照明器采用的是多灯一控、一灯多控的方式, 而且一楼和二楼之间楼道开关设置在二楼拐角, 这样的设计不仅平白增加电能损耗, 而且不方便开息灯, 隐藏不安全因素, 设计不是很合理。
2.5.2 合理选用照明设备及附件
在选择照明设备及附件时, 尽量选择使用方面、发热和发光率高同时消耗电能较低的照明设备, 当然选择时也须考虑这些设备的价格和安装的高度, 以免得不偿失。
2.6 充分利用太阳能, 借鉴先进经验和做法
宇宙中的自然光是免费的, 而且目前也可以肤浅的认为它的能源是无穷的, 永远也用不完, 并不会造成污染。所以在设计民用建筑电气时, 可借鉴国内外先进经验和做法, 充分利用太阳能与室内人工照明合理搭配, 减少民用建筑耗能。
3 结语
民用建筑电气设计的节能措施是顺应时代潮流, 响应国家政策。民用建筑电气设计节能措施须符合实际性、适用性、经济性和节能性的原则, 从合理控制配电变压器的容量消耗、合理选择供配电系统设置、适当提高供配电系统的功率因数、合理控制线路电能损耗、民用建筑照明系统的节能措施、合理利用太阳能, 借鉴国外先进经验和做法六方面进行民用建筑电气节能设计。
参考文献
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民用建筑电气节能设计探析 篇8
1 民用建筑中实现电气节能设计需要坚持的原则
民用建筑的设计施工过程中, 为了实现节能环保要求, 节约电气能源, 做好电气节能设计工作, 需要坚持一定的原则。电气节能设计, 不仅要实现节能环保要求, 还需要保证建筑功能的完整性, 控制建筑施工成本, 才能全面体现节能设计。电气节能设计的过程中, 需要坚持的设计原则, 主要是适用性、实际性和节能性。
1.1 适用性
民用建筑的电气节能设计, 应该坚持适用性的原则。适用性主要是指电气在满足民用建筑中所需要的能源, 可以为使用者提供良好的环境之后, 还必须满足民用建筑中用电设备对电能质量、负荷容量和供电可靠性等方面的要求, 以保证电气能源的在民用建筑中的合理有效利用。
1.2 实际性
民用建筑的电气节能设计, 需要重视实际性的原则。在民用建筑电气设计中, 对电气能源的实际运行经济效益应进行全面考虑, 合理选择具有较好节能效果的设备的同时应减少民用建筑中的电气成本, 降低民用建筑中的节能投资, 以提高民用建筑中的电气节能经济效益。
1.3 节能性
民用建筑的电气节能设计, 节能性是一项重要的原则。在实际的电气节能设计过程中, 设计人员应该充分考虑各种电气能源消耗的影响因素, 采取有效的措施来减少民用建筑中的电气能源消耗, 尤其是一些与建筑功能无关的消耗。例如, 建筑电气设备自身多产生的电气能源消耗, 电能的传输过程中所产生的电能消耗等。这些都是民用建筑中, 实现节能设计的重点。
2 民用建筑中的电气节能设计
民用建筑的使用过程中, 应用的电气能源比较多, 会产生较大的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计, 可以从不同的方面实现。例如民用建筑的照明设计、节能设备的应用、供配电系统的优化和能源消耗的控制等。
2.1 照明设计
照明是民用建筑中的一项重要功能, 是建筑中必不可少的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计, 可以从照明设计方面入手。民用建筑中的照明设计过程中, 应该选择高效光源。首先选择照明光源的时候, 应该保证适应较高的发光效率、较长的使用寿命、方便快捷、较好的显色性、启动可靠和性能价格比高等要求。根据工作场所的不同, 可以选择不同的高效光源, 以降低民用建筑中的电能消耗, 实现节约能源的要求。按照我国《建筑照明设计标准》中的相关规定, 在选择光源的时候, 可以从不同的方面进行。如果灯具的安装高度比较低的时候, 可以选择荧光灯作为主要光源, 光效比较高, 具有较好的显色性, 而且使用寿命时间比较长。如果灯具安装高度比较高的时候, 应该选择金卤灯或者高压钠灯。如果工作场所对光源的显色性要求比较高, 可以选择陶瓷金卤灯;如果对光源的显色性没有过高的要求, 可选择比较高效, 使用时间比较长的高压钠灯。同时, 建筑中选择的照明灯应该符合我国现行的《灯具外壳防护》和《灯具安全要求与试验》等相关的规定和要求, 这样才能最大程度发挥民用建筑中的照明节能作用。
2.2 节能设备的应用
民用建筑内的能耗设备主要包括空调、照明、热水供应设备等。空调系统和照明系统的耗能在大多数的民用建筑能耗中占主要份额, 空调系统的能耗更达到建筑能耗40%~60%。根据统计资料显示, 目前我国电网中每年运行的10k V以下变压器, 总的电能损耗在每年的总发电量中占2%~3%。因此, 为了实现民用建筑中的电气节能设计, 设计人员应合理选用节能设备。例如, 在民用建筑中应用节能变压器, 不仅电气损耗比较低、具有较高的工作效率、节能效果比较显著、重量比较轻, 而且噪音比较低, 是一种高效低损的节能变压器。又比如, 水暖专业在选择电气设备的时候, 通常都是在不利的环境条件下进行考虑设计的。但是, 电气设备在正常运行的时候, 产生的负载值一般低于设计值, 大部分时间都会出现能源利用效率比较低, 浪费现象比较严重的问题。所以, 在建筑的节能设计过程中, 大量应用新型的智能化节电设备, 也具有较好的节能效果。
2.3 供配电系统的优化
为了实现节能效果, 民用建筑的电气节能设计过程中, 同时需要对建筑中的供配电系统进行优化。根据民用建筑中用电负荷的容量、负荷等级和用电设备的特点等, 对建筑供配电系统进行合理的设计, 保证建筑中的供配电系统处于最佳的运行状态, 最大程度的降低供配电系统产生的运行损耗, 实现供配电系统的经济运行, 达到民用建筑中的节能要求。在优化供配电系统的时候, 需要注意的方面包括:变电所应该靠近负荷中心, 供配电系统应该尽量简单可靠, 对供电电压、电缆和导线截面进行合理选择, 保证供配电系统功率因数的合理性等。在优化供配电系统的时候, 应最大程度减少配电级数, 以减少所产生的电能损耗。选择电缆和导线截面时, 在满足允许载流量、运行电压损失等不同的技术指标前提下, 可以根据经济电流密度, 对导线截面进行合理的选择, 以实现降低建筑电能损耗的目的, 减少建筑中的能源投资, 达到节能要求。
3 总结
综上所述, 民用建筑的电气节能设计具有重要的作用, 不仅可以降低电气能源消耗, 还可以减少能源投资成本, 提高经济效益, 有利于实现建筑的节能环保要求, 促进建筑的可持续发展。
参考文献
摘要：民用建筑是我国建筑中的重要组成部分, 所占比例最大, 对电能的消耗也最多。在民用建筑电气设计过程中, 实施建筑电气的节能设计, 可以分别从供电、配电和用电等方面进行电气节能设计, 采取有效的措施, 从不同的方面实现节能, 才能提高电气能源的利用率和综合效益。
关键词：民用建筑,电气节能,设计措施
参考文献
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民用建筑电气节能设计探讨 篇9
随着我国经济的持续发展, 能源短缺问题已经越来越突出, 在我国的“十一五”发展纲要中, 就把“节能减排”作为一个主要的约束性指标进行实施。除了工业方面的节能减排工作以外, 民用建筑作为建设工程领域的重要组成部分, 它的节能工作与每个人息息相关。在民用建筑的节能工作中, 除了提倡使用清洁能源之外, 最主要的还是在建筑的设计阶段和施工阶段, 进行规范的节能设施的建设。这其中最主要的就是建筑的电气系统, 它的节能设计和建设, 对整个建筑的节能工作起到了决定性的作用。
1供配电系统的节能分析
供配电系统的节能主要是在满足电能的使用前提下, 通过减少供配电设备本身的能耗来实现节能。为了达到这一目的, 除了使用节能设备之外, 还有就是要考虑整个配电系统的合理性, 以采取行之有效的方法来减少设备能耗。
供配电系统损耗主要是由线路损耗和变压器损耗两方面构成的, 而依照损耗的变化情况, 又可以细分为固定损耗和可变损耗两种。固定损耗主要是线路上的电器介质损耗和变压器的铁损, 损耗大小跟整个系统的频率和电压相关, 并且只要接通电源, 固定损耗就会一直存在。所以降低固定损耗的方法就是选择合适的节能设备。可变损耗又可以称为铜损, 是电流通过变压器和导体的时候所产生的损耗, 它的大小与线路的阻抗有关。 因此想要降低可变损耗, 主要是通过降低线路阻抗来实现这一目的。
2供配电系统的节能措施
2. 1合理配置系统变压器的容量和台数
实现系统变压器的容量和台数的合理配置, 主要是通过负荷计算实现的, 它是整个供配电系统中用来确定变压器的容量和台数的主要依据。根据我国的用电水平和相关标准, 各类建筑类别的变压器的容量和台数应该按照《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇》中的规定指标进行。变压器装配指标如表1所示。
2. 2减少低压线路长度
减少低压线路长度, 能够降低系统的线路损耗。而要实现这一目的, 首要的就是要将变压器设置在负荷中心, 并尽量采用高压线路。在一些民用建筑选择供电中心时, 设计者往往只从减少设备房的面积、管理方便或者是减少投资等方面进行考虑, 这样造成的结果就是供电中心的变压器容量大、台数多, 不仅造成管理困难, 而且也形成了能源浪费。
3照明系统的节能措施
照明系统是民用建筑工程中不可或缺的一部分, 因此, 实现民用建筑工程照明系统的有效节能是建筑节能工作中的决定性因素之一, 而实现照明系统的节能工作, 主要可以从以下几个方面入手。
3. 1采用合理的照明灯具
选用高效的节能灯具是实现照明系统节能的手段之一, 因为节能灯具的发光效率更高, 可以实现电能的利用最大化, 下面就对比白炽灯、节能灯和LED灯的功率大小和成本, 以此来说明节能灯具选择的重要性。
相同功率下不同灯具的参数对比见表2。
不同灯具成本比较见表3。
从表2, 表3可以看出, 更加高效的灯具使用, 不仅能够有效节能, 而且还能减少经济投入。
在不同的建筑场所中, 灯具的选择也应该合理。
比如在商业类的建筑中, 为了实现有效节能, 在一些楼层不高的场所中, 应该使用直管型荧光灯; 而在一些楼层较高的场所中, 可以选择高压钠灯或者是大功率的细管径荧光灯。
在居住类的建筑中, 应该采用紧凑型荧光灯, 不仅节能而且光通量是普通白炽灯的5倍, 并且LED灯也开始逐渐由室外装饰照明发展为家用照明, 所以还可以使用更加节能的LED灯。
而在一些公共场所中, 应该选择更加耐用的日光灯或者是荧光灯。除此之外, 一些户外场所需要发光率更高的灯具, 所以高压钠灯是很好的选择。
3. 2更加科学的灯具控制方式
根据不同的建筑场所, 灯具的控制方式也应该不同, 但是总的原则是科学合理, 避免造成能源浪费。在走廊、楼梯间等公共场所的照明, 应该采用集中控制, 或者是按照建筑的自然采光和不同季节, 来进行合理的分区和控制。在较大的公共场所中, 也应该采取集中控制的方式, 方便人员管理。而像酒店宾馆的客房电源就应该设置成节能控制型的总开关, 以保证旅客离开后客房能够自动切断电源, 避免了电能浪费。
3. 3使用智能灯光节电器
智能灯光节电器主要是利用微电子技术对照明系统的电能质量进行优化处理, 它是在不影响照明设备正常使用的前提下, 输出一个最优照明度, 以实现节约用电和延长照明设备的使用寿命的目的。根据我国变配线路长, 距离远的现状, 为了减少输电线路中的损耗, 供电部门的初始供电电压都高于额定电压, 这样才能保证供电线路末端能够达到额定电压, 但是过高的电压不仅会缩短设备的使用寿命, 而且还会产生额外的电费开支, 因此使用智能灯光节电器就非常有必要。
荧光灯的寿命、照度与电压的关系见表4。
4配电线路的节能设计
在经济条件允许的情况下, 配电线路一般推荐高导电率的导体, 也就是铜芯电线比铝芯电线更好。因为铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1. 68倍, 因此铜芯电线比铝芯电线允许通过的最大电流高30% 左右。并且由于铜芯电线的电阻率低, 在同截面流过相同电流的情况下, 铜芯电缆的电压较小。因此, 同样的输电距离, 能保证更高的电压质量; 或者说, 在允许的电压条件下, 铜芯电线的输送电能能达到更远的距离, 也就是供电的覆盖面积更大, 有利于供电网络的规划, 减少供电点的设置数量, 达到节约资源的目的。而在配电线路的设计中, 应该尽量走直线, 以减少配电线路的长度, 提高功率因数。这样的设计不仅能够降低线路损耗, 而且还能提高供电质量。另外在电线界面的选择上也适宜按经济电流来进行, 这种方法能够减少配电线路中的电能损耗, 延长电线的使用寿命, 达到节能目的。
当然, 除了以上的一些节能措施之外, 民用建筑的配电线路设计还应该遵循以下原则:
1) 要充分满足建筑物的功能要求, 即不同建筑场所的显色指数、照度和色温要求; 满足医疗建筑、体育场馆、餐饮娱乐场所和酒店的电气设备的用电需求;
2) 要充分考虑实际的经济效益, 不能因为要节能降耗, 就不考虑必要的投资消耗。所以节能也要进行有效的经济效益评估, 经过合理的比较分析, 科学的选择节能设备, 这样才能达到真正的节能目的;
3) 减少无谓的能量消耗, 这是节能的关键。
5其他设备的节能措施
在民用建筑供电中, 空调用电占了很大的一部分, 因此设计出更加节能环保的空调系统也非常重要。一般来说, 假如民用建筑采用的是中央空调系统, 那么就可以采用自控管理系统来进行控制, 从而达到节能的目的; 如果采用的是分体式空调, 那么应该设计一个专用开关, 来控制它的用电插座回路, 减少空调的待机损耗, 从而达到节能目的。除了空调以外, 在民用建筑中, 冰箱、 电视等等常用的家用电器也可以使用插座回路来减少其待机损耗。
另外, 在不少的公共建筑中风机和水泵设备的使用范围也是比较广泛的, 并且据有关的数据显示, 风机和水泵的节流损失费占到了整个维修成本的7% , 所以对于这类设备也应该进行节能降耗。
6结语
节能降耗是经济可持续发展战略的重要目标之一, 作为能耗大户, 民用建筑也应该进行节能降耗工作, 而电气节能就是主要的措施之一。据估算, 到2020年所节约的建筑电气能源可以媲美4座~ 5座三峡发电站的发电量, 因此这笔资源是非常可观的。现在, 国家正在大力发展节能设计, 所以建筑电气节能设计的发展潜力很大, 这也为所有的建筑电气工程人员提供了机遇。
摘要：论述了民用建筑电气节能设计的重要性, 从供配电系统、照明系统、配电线路等方面, 探讨了民用建筑电气节能设计的措施, 为建筑业节能降耗工作的开展奠定了基础。
关键词：供配电系统,照明系统,配电线路,节能设计
参考文献
[1]张金凤.民用建筑电气节能设计要点分析[J].科技信息, 2010 (1) :997-1053.
[2]顾俊.简析民用建筑电气设计的节能措施[J].中华民居 (下旬刊) , 2014 (2) :87-88.
民用飞机APU电气系统设计 篇10
CCAR25适航条例规定, 对于辅助动力装置的限制条件是, 如果飞机上装有辅助动力装置, 必须将为辅助动力装置制定的各项限制, 规定为飞机的使用限制。所以, 在民用飞机上, APU直接影响飞机飞行安全, 是一个非常重要不可或缺的机电系统。
1 系统要求
FAA颁布的辅助动力装置技术标准规章TSO C77b规定, 辅助动力装置用于提供飞机系统运行所需的辅助电气、机械能量。具体包括以下两个方面:
1) 在地面起动主发、为飞机提供辅助电源、为空调系统提供引气;
2) 在飞行中为飞机主发动机再起动供气、为飞机提供应急电源。
2 电气系统架构
图1是一种典型的APU电气系统架构, 包括APU蓄电池、低压直流电源、APU驾驶舱/地面防火控制板、APU控制板、APU起动发电系统、电源配电网络以及航电网络等。其中, APU驾驶舱/地面防火控制板上的按钮可以发出应急停车指令来实现APU着火等应急情况下的停车;APU控制板上设有APU主开关和起动开关, 用来控制APU系统上电和起动。APU蓄电池、低压直流电源向APU系统供电。电子控制单元ECU作为APU系统的核心, 控制整个系统在各种工作状态下正常运行。APU系统通过航电网络实现与照明、环控、起落架、防火、机组告警、机组维护等系统的信息交互。
APU系统由电子控制单元来实现全自动运转控制, 电子控制单元与驾驶舱控制板、发动机指示和机组告警系统和中央维护系统等有信号传输交联。电子控制单元监控包括速度和排气温度在内的APU各种参数。
1) 起动前自检过程:当ECU接到来自APU控制板主开关的上电信号后, ECU进入上电模式, 同时完成系统自检程序。主开关控制由电源系统向ECU发送的上电信号。
2) 起动过程:ECU完成上电自检后, 如果收到来自驾驶舱的起动信号, 则ECU进入起动逻辑。起动时, APU蓄电池向功率变换器提供24V直流电, 变换器将蓄电池提供的直流电转换为高压直流电, 再将高压直流电转换为变幅变频三相交流电, 提供APU起动所需的转矩, 从而转动APUSG, 起动APU。控制方面, 起动开关控制由电源系统向ECU发送的起动信号。继而, ECU打开进气风门和飞机APU燃油关闭阀, 然后发出起动信号给起动发电控制器SGCU。由SGCU控制S/G开始旋转APU, ECU按预定的起动逻辑给APU供油点火, 实现APU起动。
当APU达到某设定转速时, S/G脱离;在转速达到某指定转速后, ECU发出准备加载RTL信号, 此时APU起动完毕。
3) 运行过程:当起动主发或给环控引气时, ECU控制进气导向叶片IGV和冲击控制阀SCV、引气阀BAV实现APU供气;当处于发电模式时, ECU控制起动控制器SPU和起动发电控制器SGCU实现APU发电。同时, ECU通过各种传感器信号来监控APU状态, 实时向驾驶舱EICAS发送APU状态数据。若APU系统发生故障, ECU对APU保护停车, 同时向EICAS发送告警信号, 向CMS发送故障信息。此外, 在应急情况下, 可以通过防火手柄手动向APU发出应急停车指令, 同时, 防火手柄将直接关闭飞机APU燃油关闭阀, 保护APU安全。
4) 停车过程:当ECU接收到来自驾驶舱的正常停车信号时, E-CU立即撤销RTL信号, APU进入60秒冷却停车逻辑。为了防止A-PU舱温度过高, ECU在正常停车时, 会令APU在空载模式下运转数秒, 使APU冷却;当冷却结束时, ECU通过燃油控制器FCU实现A-PU停车。在APU停车结束后, ECU发出指令关闭飞机APU燃油关闭阀, 然后切断自己的电源, 停车完毕。
3 总结
本文研究一种民用APU电气系统架构, 详细分析了该架构下APU实现系统需求功能的原理。该系统架构以电子控制器为控制核心, 电子控制器不仅能实现对其它系统的信息交互, 而且可以实现飞机在各种运行状态下的全自动控制, 在APU系统中至关重要。该系统架构采用了交流起动发电机, 实现了起动发电一体化。在APU处于较低转速时, 蓄电池提供起动所需能量, S/G作为起动机用带动APU;在APU到达一定转速后, S/G作为发电机用, 并建立APU发电网络。将起动机和发电机合二为一, 将起动转换单元和发电控制单元综合在一起, 不仅拥有起动发电双功能, 而且提高了设备的利用率, 减小了飞机的重量[2]。现代民机APU系统正向机电一体化的方向发展, 电子控制器在机电系统中的作用越来越重要。
参考文献
[1]孙立.APU技术进展和维修现状[J].国际航空, 2009.
