摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高以及城市人口的不斷增長(zhǎng)，高層住宅逐步地進(jìn)入了人們的生活。在高層住宅的設(shè)計(jì)工作中，如何更好地在設(shè)計(jì)中完善建筑的使用功能，并提高電氣系統(tǒng)的安全性是建筑電氣設(shè)計(jì)人員的職責(zé)。通過筆者設(shè)計(jì)實(shí)踐及了解同行與建設(shè)單位和住戶的回饋意見，總結(jié)了幾點(diǎn)體會(huì)，在此提出，以供探討。
　　
　　關(guān)鍵詞：高層住宅；電氣設(shè)計(jì)；負(fù)荷計(jì)算；電纜截面；計(jì)量裝置；節(jié)能措施
　　
　　1合理地的進(jìn)行用電負(fù)荷計(jì)算
　　用電負(fù)荷計(jì)算方法選擇得當(dāng)，會(huì)達(dá)到節(jié)材、節(jié)能的目的，若選擇不當(dāng)，會(huì)給用戶帶來不必要的投資和能源浪費(fèi)。關(guān)于用電負(fù)荷計(jì)算方法宜按下列原則選取：在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法，在初步設(shè)計(jì)階段及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法，對(duì)于住宅建設(shè)，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法和單位面積法。
　　1.1單位面積法
　　單位面積法計(jì)算有功功率的公式為：
　　
　　關(guān)于單位面積功率P′e的取值，目前，我國(guó)內(nèi)地民用建筑10～35WPm2，香港地區(qū)為10～60WPm2,內(nèi)地一些主要旅游飯店或賓館大約為60～120WPm2，其中有空調(diào)的為70～120WPm2，無空調(diào)的為30～60WPm2。
　　1.2單位指標(biāo)法
　　單位指標(biāo)法計(jì)算有功功率的公式為：
　　
　　式中:P′e———單位用電指標(biāo),如W/戶,W/人,W/床;
　　N———單位數(shù)量,如戶數(shù),人數(shù),床位數(shù)。
　　1.3需要系數(shù)法
　　（1）有功功率：Pjs=Kx•Pe
　　無功功率：Qjs=Pjs•tgφ
　　式中:Kx———需要系數(shù)；
　　Pe———用電設(shè)備額定功率。
　　（2）配電干線或變電所的計(jì)算負(fù)荷
　　Pjs=KtpKxPeQjs=KtpKxPetgφ
　　式中:Ktp———有功功率同時(shí)系數(shù),取0.8～0.9;
　　2變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
　　通過變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，能使電力系統(tǒng)有功損耗為最小，對(duì)于已投入運(yùn)行的變壓器，由實(shí)際負(fù)荷系數(shù)與經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)Kjib差值情況即可認(rèn)定運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)，等于或相近時(shí)為經(jīng)濟(jì)，相關(guān)較大時(shí)肯定不經(jīng)濟(jì)。
　　要解變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)，應(yīng)先計(jì)算出設(shè)備無功損耗的電力系統(tǒng)引起有功率損耗的增加變量，為此，引入換算系數(shù)，無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(Kq)這一概念，表示電力系統(tǒng)每多輸1千乏無功功率時(shí)，在電力系統(tǒng)中增加的有功功率損耗(kW)。Kq值與電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計(jì)算點(diǎn)有關(guān)，見表1。
　　
　　無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量表(kW/KV)
　　
　　無功補(bǔ)償設(shè)備安裝地點(diǎn) 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量(Kq)
　　發(fā)電廠附近經(jīng)6～10KV直接供電的電力網(wǎng) 0.02～0.05
　　發(fā)電廠附近經(jīng)二級(jí)變壓供電的區(qū)域變電站 0.05～0.07
　　經(jīng)三級(jí)變壓供電的低壓用戶 0.07～0.10
　　經(jīng)四級(jí)變壓遠(yuǎn)離電廠的低壓用戶 0.15～0.20
　　
　　將變壓器本身的有功損耗和無功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗，稱為變壓器有功損耗的換算值。
　　一臺(tái)變壓器在負(fù)荷為S時(shí)的有功損耗換算值為：
　　ΔP≈ΔPb+KqΔQb≈ΔP0+Pd
　　(S/Se)2+KqΔQeΔ(S/Se)2
　　ΔP≈ΔP0KqΔQ0+(ΔPdKqΔQe)(S/Se)2
　　式中：ΔPb———變壓器的有功損耗；
　　ΔQb———變壓器的無功損耗；
　　ΔP0———變壓器的空載損耗；
　　ΔPd———變壓器的短路損耗；
　　ΔQ0———變壓器空載時(shí)的無功損耗增量；
　　ΔQ0≈SeI0%100；
　　ΔQe———變壓器空載時(shí)的無功損耗增量；
　　ΔQ0≈SeUd%100；
　　Se———變壓器的額定容量；
　　I0%———變壓器空載電流與額定電流的百分值；
　　Ud%———變壓器短路電壓占額定電壓的百分值。
　　要使變壓器運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷Sjib下，就必須滿足變壓器單位容量的有功損耗換算值ΔP/S為最小的條件，因此：
　　
　　設(shè)可得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為：
　　
　　
　　
　　變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為額定容量的比值，稱為變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)或最佳負(fù)荷系數(shù),用Kjib表示，由上式得變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)為：
　　
　　一般變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)為0.5～0.7，對(duì)于負(fù)荷系數(shù)長(zhǎng)期偏低的變壓器，應(yīng)該考慮換用較小容量的變壓器，如果運(yùn)行條件許可，兩臺(tái)(或兩臺(tái)以上)并列運(yùn)行的變壓器，可考慮在負(fù)荷低時(shí)切除一臺(tái)，或者采用在負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行臺(tái)數(shù)的裝置，對(duì)雙電源供電系統(tǒng)，宜用兩路電源同時(shí)工作的方案，以減少線路損耗。
　　3合理設(shè)置計(jì)量裝置
　　民用建筑電器設(shè)計(jì)中的計(jì)量裝置宜按下列原則設(shè)置：
　　3.1單元總配電箱設(shè)于首層，內(nèi)設(shè)總計(jì)量表，層配電箱內(nèi)設(shè)分戶表，由總配電箱至層配電箱宜采用樹干式配電，層配電箱至各戶分戶箱采用放射式配電。
　　3.2單位不設(shè)總計(jì)量表，只在分層配電箱內(nèi)設(shè)分戶表，其配電干線、支線的配電方式同上項(xiàng)。
　　3.3分戶計(jì)量表全部集中于首層(或中間某層)電表間內(nèi)，配電支線以放射式配電至戶內(nèi)。
　　多層住宅照明計(jì)量應(yīng)一戶一表，其公用走道，樓梯間照明計(jì)量可采取：當(dāng)供電部門收費(fèi)到戶時(shí)，可設(shè)公用電度表，如收費(fèi)到樓總表時(shí)，一般不另設(shè)表。
　　4合理選擇電線，電纜截面
　　合理選擇電線、電纜截面，在用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)要盡可能算得準(zhǔn)確，電線、電纜截面與保護(hù)開關(guān)的配合原則一般是：
　　對(duì)于25A以下的保護(hù)開關(guān)，電線、電纜載流量應(yīng)大于或等于保護(hù)開關(guān)整定值得0.85倍。對(duì)于25A以上的保護(hù)開關(guān)，電線、電纜載流量應(yīng)大于或等于保護(hù)開關(guān)整定值的1倍。
　　5照明節(jié)能設(shè)計(jì)與控制
　　除了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)以外，在建筑中照明節(jié)能也是一項(xiàng)重點(diǎn)需要解決的問題。對(duì)于高大的公共空間可以采用智能照明控制系統(tǒng)，然而由于投資或具體使用的問題等原因，有相當(dāng)多的房間照明仍然是采取就地控制的方式。
　　針對(duì)照明能源的利用，如何做到既滿足工作、生活的照度標(biāo)準(zhǔn)要求，又達(dá)到節(jié)約能源的目的，這是我們?cè)谶M(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的問題。照明設(shè)計(jì)，首先離不開對(duì)被照明空間的了解，確定采用何種照明方式。一旦確定了照明方式，則應(yīng)考慮照明的種類。
　　在建筑中，哪些區(qū)域或部位需要設(shè)置何種照明，需要根據(jù)建筑本身的特點(diǎn)和使用情況來確定。概括起來主要從四方面進(jìn)行：
　　5．1照明光源的選擇
　　主要考慮以下幾個(gè)要素：光效、色溫、顯色指數(shù)、光源壽命和價(jià)格。這是在照明設(shè)計(jì)中做到切合實(shí)際應(yīng)用很重要的要素。在民用建筑中，主要應(yīng)用的光源有白熾燈、熒光燈、HID燈，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展，還有一些新的光源也逐漸得到應(yīng)用，例如光纖照明、LED等。
　　各種光源均有其應(yīng)用范圍，但必須做到合理地應(yīng)用。有些節(jié)能光源，例如緊湊型熒光燈，它是替代白熾燈的最理想光源。雖然從一次性投資來看是要高出一些，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的效果來看，即從燈具的壽命、燈具的能耗來看，其綜合效益比白熾燈要好許多。在工程實(shí)際應(yīng)用中如何合理地選擇光源，應(yīng)根據(jù)工程的具體性質(zhì)、使用的場(chǎng)所、人員的視覺要求、照明的數(shù)量和質(zhì)量來確定。
　　5．2照明燈具及其附屬裝置的選擇
　　在實(shí)際的應(yīng)用中，以上各類光源是很少單獨(dú)使用。光源必須配備各種燈具，才能真正體現(xiàn)其實(shí)用價(jià)值。因此在照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意選擇控光效果好、效率高的燈具；還應(yīng)注意燈具的配光曲線，這是我們進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)的依據(jù)之一，以便對(duì)確切的照度值等做到心中無數(shù)。
　　要設(shè)計(jì)好照明，應(yīng)針對(duì)不同面積和高度的房間，計(jì)算室空間比RCR(RoomCavityRatio)，然后確定選用寬、中、窄光束的照明燈具，再根據(jù)房間中天花板、墻面以及地面的反射系數(shù)，求出所選用燈具在該房間的利用系數(shù)，這才是較為科學(xué)的照明設(shè)計(jì)的方式。根據(jù)計(jì)算得出的RCR值來確定采用何種燈具的配光，采用合理的燈具配光可提高光的利用率，達(dá)到節(jié)能的效果。
　　在附屬裝置的選擇方面主要是針對(duì)鎮(zhèn)流器。從熒光燈到HID的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈，均需采用鎮(zhèn)流器。而目前市場(chǎng)上的鎮(zhèn)流器種類較多，主要分為普通電感型、節(jié)能型電感型、電子型三大類。不同類型的鎮(zhèn)流器，其功耗有所不同，在考慮照明節(jié)能時(shí)，必須認(rèn)真加以考慮，合理地選擇。
　　5.2改善照明器的控制方式
　　照明器的控制，要根據(jù)各房間使用的不同特點(diǎn)和要求區(qū)別對(duì)待，盡可能做到使用方便，又為節(jié)電創(chuàng)造條件。
　　5.2.1面積較小的居住，辦公用房或類似的房間，宜采用一燈一控或二燈一控的方式，在經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)可采用變光開關(guān)。
　　5.2.2面積較大的房間宜采用多燈一控的方式，當(dāng)整個(gè)房間有均勻照度要求時(shí)，可采用隔一控一的方式，無均勻照度要求時(shí)可分區(qū)控制，此時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)數(shù)量的單控?zé)簟?br /> 　　5.2.3居住、辦公建筑內(nèi)的樓梯間、走廊等公共通道，照明器宜采用定時(shí)開關(guān)控制。
　　5.2.4在遠(yuǎn)離側(cè)窗的天然采光不足的區(qū)域內(nèi)的電器照明，宜采用光電控制的自動(dòng)調(diào)光裝置，以隨天然光的變化而自動(dòng)地調(diào)節(jié)電器照明的強(qiáng)弱，保證室內(nèi)照明的穩(wěn)定。
　　5.2.5室外照明宜采用光電自動(dòng)開關(guān)或光電定時(shí)開關(guān)控制，按預(yù)定的照度和預(yù)定的時(shí)間自動(dòng)接通或斷開電源。
　　6結(jié)束語
　　關(guān)于民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施還有很多，如提高電網(wǎng)功率因數(shù)，采用節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品，智能化系統(tǒng)以及各工種之間的密切配合等。從民用建筑電氣設(shè)計(jì)方面，只要掌握以上措施，便能達(dá)到節(jié)約能源的理想效果。
　　參考文獻(xiàn)
　　［1］中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施電氣[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2003.