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【摘要】随着时代的发展，建筑技术水平的提高，各种不同风格、不同功能的建筑拔地而起。同时对于建筑电气的设计要求也越来越高，因此，我们要重视建筑电气的设计工作。本文主要简单的探讨现代建筑电气设计。
【关键词】 建筑电气 设计 控制 空调 系统
【 Abstract 】 With the development with times and raise the level of architectural technology, all kinds of different style has different functions of the buildings. As for the design requirements of electrical building more and more is also high, therefore, we have to pay attention to the building electrical design work. This paper mainly discusses the simple modern architecture electrical design.
【 Key Words 】 building, electrical, design, control, air conditioner, system
中圖分类号：TU976+.1 文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国经济建设的高速发展，我国住宅的建设从当初的温饱型已转向智能建筑的飞速发展期，绿色照明、电气节能也越来越充斥我们的生活，各种高档电器纷纷涌入我们的家庭，电气设备越来越多，人们也不再满足于原来灯火辉煌，一种绿色健康环保的电气理念悄然进入到人们的生活。
1、绿色照明设计与控制
从1879年，爱迪生发明了电灯，到1888年两广总督张之洞批准华侨黄秉常在总督衙门附近建成电厂，供给总督衙门及一些居民照明用电，电灯才第一次走进中国人民的家中。从家中的第一盏白炽灯到七八十年代霓虹灯、筒灯的大量运用到现在绿色照明LED的发展。以下为绿色照明设计与控制内容。
1．1选择合理的配光形式
灯具配光形式除了满足照明质量指标外还应考虑节能问题，配光形式依场所而定。例如在高大厂房选用宽配光灯具，增加光在空中损失，降低光利用率。在空间不高场所选用窄配光灯具，势必要增加灯具布置密度，降低光源功率。由于同类光源中功率越大，光效越高，光源功率降低，则光效也随之降低。因此，房间窄而高时，应选用窄配光灯具。如、深照型、集照型。宽而矮房间选用宽配光灯具，如蝙翼型、正弦分布型，中等高度房间选用中照型灯具，如漫射型等。
1．2合理确定照明的设计方式
设计方法得当，考虑室内表面反射作用。照明设计应根据建筑类型，视觉工作特点进行。应把照明系统的效果与人的视觉功能要求及舒适程度科学的统一起来。同时设计时应考虑室内表面反射的作用，随着反射面不同，利用系数也不同。照明利用率随着室内表面反射率提高而增大。室内顶棚，墙面，地面采用浅颜色装修，提高环境反射条件，提高光通量利用系数。
1．3合理优化照明控制系统
照明供电尽可能采用三线四线制。系统设计时，应将照明负荷均匀分配到三相电路中，采用三相四线制线路比单相三线供电减少线路损失88％．配电方式要考虑便于管理。可采用分区控制灯光或适当增加开关点，面积小场所宜一灯一控或两灯一控方式，面积大场所宜采用集中控制，遥控等方式。设计中应考虑把走廊楼梯等一般照明与值班照明等其他照明分开。各种开关位置设置适当，便于随手关灯。公共场所宜采用带延时功能的节能自熄开关。如：定时开关或声控开关来控制楼梯照明，用光电自控开关控制户外照明，住宅推广使用声控开关，加强照明系统的维护管理。
2、电气节能
2.1照明节能
(1)选用高效光源是照明节电首要问题。按照设计场所的条件，选用不同种类的高效光源可降低电能消耗，节约能源。一般商场内照明优先采用直管荧光灯；室外和高大空间采用高压钠灯、金属卤化物为代表的高强度气体放电灯(HID)；仓库、机房、办公室采用紧凑型荧光灯(“H”型、“U”型、“D”型、环形等灯管)为主，替代白炽灯。
(2)采用高效灯具，优先选用直射光通比例高，控光性能合理，反射或透射系数高，配光特性稳定的高效灯具。室内灯具效率不应低于75％(装有遮光格栅时不应低干60％)，室外灯具效率不应低于40％(室外投光灯不应低于55％)。照明电气附件(镇流器)的效率对照明节能也有影响，在选择产品时应首选高效优质产品。
(3)推广使用LED 光源。LED 是—种能够将电能转化为可见光的半导体，这种光源有效率高、能耗低、寿命长、绿色环保等优点，目前在城市夜景亮化及室内装饰照明工程中被广泛使用。
(4)合理采用照明方式。照明分为一般照明、局部照明和混合照明三种，应根据三种照明不同特点可分区、分时段进行控制。对于大面积区域可增加照明分支回路提高控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。
(5)充分利用自然光。临窗办公室、值班室在室外光线充裕的情况下减少开灯时间，室外投射灯和路灯应根据季节变化及时调整开关时间，有条件的单位可以采用光电控制器代替照明开关，以利于节电。
(6)加强照明用电的管理。加强照明用电管理是照明节电的重要措施，照明用电管理主要以节电宣传教育和建立落实照明制度为主。室内光源积污时光通量可降到正常值的50％以下，灯具反射罩、格栅罩及周围装修设施不清洁时其反射率和透光率大大降低，为保证发光效果，有组织定期擦拭。
(7)优化照明线路供电方式，减少线损。照明线路的损耗约占输入电能的4％左右，影响照明线路损耗的主要因素是配电方式和导线截面积，大多数照明电压为220v，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电，三相四线供电方式较其他供电方式线路损耗小得多(比单相降低75％～80％)，因此照明系统尽可能采用三相四线制供电。
2.2.电动机节能
采用高效电动机提高电动机的效率和功率因数，是减少电动机的电能损耗的主要措施，与普通电动机相比，高效电动机的效率要高3％～6％，平均功率因数高7％～9％，总损耗减少20％～30％，因而具有较好的节电效果，所以在新建项目和技术改造中应选用Y、YX 等新系列高效率电动机，以节省电能。(2)采用变频器调速装置。采用变频器调速装置也是节约电能的措施之一，这种装置在电机负载下降时自动调节转速，从而与负荷的变化相适应，提高了电机在轻载时的效率，达到节能目的。目前我们有的工程在水泵、货梯改造中已采用这种装置，并收到比较好的节能效果。(3)采用软启动(RSD)设备。采用软启动(RSD)设备也是一种节能的措施，这种设备在价格上比变频器便宜，比传统电动机启动方式(自耦减压、Y／△减压等)启动效果好，特别适用于各类泵类、风机负载.尤其当电机轻载时节电效果明显。
3．智能化电气设计
3.1.智能建筑内通风、空调系统设计与节能
3.1.1建筑内的温度标准的确定
冬季过高和夏季过低的温度不但会造成能源的浪费，也会给人体带来不舒适。有资料表明，选择合理的室内温度，对暖通空调系统的节能有重要的作用。智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，实现信息共享，进行综合管理，其作用和效益是巨大的。
夏季供冷情况：夏季空调中围护结构的负荷只是其中的一部分，室内温度对空调负荷的影响表现在围护结构的负荷变化。下面的表1为我国一些城市在不同室内空调温度下的能耗比较，从表中可见，在热舒适性许可的条件下将夏季室内空调温度适当提高也可以起到明显的节能效果，对于围护结构负荷占空调负荷大的宾馆、办公楼等现代智能建筑减小室内外温差将取得明显的节能效果。例如夏季室内温度从26℃提高到28℃，可减少18%--22%的冷负荷。冬季供热情况：冬季的采暖设计是用稳态传热的原理来计算的，室内温度对负荷的影响可以直观得到，在热舒适性许可的条件下将室内采暖温度适当降低可以起到明显的节能效果。
表1不同室内空调温度下的能耗比较
3.1.2合理选择冷冻机的规模
对高层建筑调查表明，冷冻机组装机容量过大是造成能源浪费的普遍原因。过大的制冷规模使机组能效降低，运行价格过高，并将导致湿度过低，温度波动，影响人体舒适性。因此合理选择冷冻机规模不仅可节约巨大的初投资和运行管理费用且将有利于节能。
3.1.3新风量选择
新风量的大小主要根据室内允许的CO2浓度来确定，CO2允许浓度值取1000×10-6，每人所需新风量30--40m3／h。但是，以CO2浓度作为指标，不仅考虑了对人体的危害，也综和考虑了温湿度、废气、和粉尘等其它污染因素的影响。因而在除了气体之外的其它因素良好的情況下，可以考虑减少新风量。在ASHRAE90--80规定，有回风的系统可以使新风量减少到10--13m3／h。
3.2智能建筑通风、空调系统的综合管理与节能
智能建筑的管理系统是一个智能化的综合管理系统，它能利用收集到的楼内相关资料，分析整理成高附加值的信息；运用先进技术和方法来对建筑内的设施进行监视、控制和管理，使大楼内空调系统的作业流程更有效、运行成本更低。
3.2.1提高室内温湿度控制精度
在满足人体舒适性条件下，根据室外温度变化，动态调节室内温度设定值，温度17—28℃，相对湿度40%--70%，冬季取低值，夏季取高值。同时要选择高精度的楼宇设备自控系统来满足室内温湿度控制精度的要求，例如，空调的温控范围为23±3℃；当控制精度为±1℃时，温控范围为25±1℃。显然提高控制精度有利于节能。有资料表明，相对超过空调系统控制精度1℃范围所造成的能耗损失将在10%以上。因此，空调系统温湿度控制精度越高，不但舒适性越好，同时节能效果越明显。
3.2.2新风量控制
采用CO2浓度控制装置，在回风管道上设置CO2浓度检测器，根据回风中CO2气体浓度自动调节新风风门的开度；根据室内人数变动规律，采用统计学的方法，建立新风阀控制摸型，以相应时间而确定的运行程式进行程序控制新风阀，以达到对新风量的控制。有数据表明，在较寒冷地区，自动控制新风阀门比固定新风阀，在夏季系统冷负荷减少24%左右，在冬季系统热负荷减少68%左右。
3.2.3空调设备的适宜启停控制
通过楼宇设备自控系统对空调设备进行建筑预冷、预热最佳启停时间的计算和控制，以缩短不必要的预冷、预热的多余时间，达到节能的目的，同时在建筑预冷、预热时关闭室外新风阀，不仅可以减少设备容量，而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。
结束语
总而言之，随着社会的不断发展与进步，现如今的建筑电气设计的显得异常重要。我们要重视建筑电气设计，为我国的建筑业贡献出一份力量！
参考文献 ：
[1] 陈凯红. 浅谈建筑电气的设计问题[J]. 广东科技, 2007,(11) .
[2] 贾宇魁. 建筑电气设计原则与设计中的常见问题及对策[J].科技创新导报, 2008(11) .
[3] 骆志冲. 建筑电气设计特点的探讨[J]. 建材与装饰,2008, (01) .
[4] 樊春玲. 室内设计建筑电气功能与选择[J]. 中国新技术新产品, 2010, (03)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】 建筑电气 设计 控制 空调 系统
【 Abstract 】 With the development with times and raise the level of architectural technology, all kinds of different style has different functions of the buildings. As for the design requirements of electrical building more and more is also high, therefore, we have to pay attention to the building electrical design work. This paper mainly discusses the simple modern architecture electrical design.
【 Key Words 】 building, electrical, design, control, air conditioner, system
中圖分类号：TU976+.1 文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国经济建设的高速发展，我国住宅的建设从当初的温饱型已转向智能建筑的飞速发展期，绿色照明、电气节能也越来越充斥我们的生活，各种高档电器纷纷涌入我们的家庭，电气设备越来越多，人们也不再满足于原来灯火辉煌，一种绿色健康环保的电气理念悄然进入到人们的生活。
1、绿色照明设计与控制
从1879年，爱迪生发明了电灯，到1888年两广总督张之洞批准华侨黄秉常在总督衙门附近建成电厂，供给总督衙门及一些居民照明用电，电灯才第一次走进中国人民的家中。从家中的第一盏白炽灯到七八十年代霓虹灯、筒灯的大量运用到现在绿色照明LED的发展。以下为绿色照明设计与控制内容。
1．1选择合理的配光形式
灯具配光形式除了满足照明质量指标外还应考虑节能问题，配光形式依场所而定。例如在高大厂房选用宽配光灯具，增加光在空中损失，降低光利用率。在空间不高场所选用窄配光灯具，势必要增加灯具布置密度，降低光源功率。由于同类光源中功率越大，光效越高，光源功率降低，则光效也随之降低。因此，房间窄而高时，应选用窄配光灯具。如、深照型、集照型。宽而矮房间选用宽配光灯具，如蝙翼型、正弦分布型，中等高度房间选用中照型灯具，如漫射型等。
1．2合理确定照明的设计方式
设计方法得当，考虑室内表面反射作用。照明设计应根据建筑类型，视觉工作特点进行。应把照明系统的效果与人的视觉功能要求及舒适程度科学的统一起来。同时设计时应考虑室内表面反射的作用，随着反射面不同，利用系数也不同。照明利用率随着室内表面反射率提高而增大。室内顶棚，墙面，地面采用浅颜色装修，提高环境反射条件，提高光通量利用系数。
1．3合理优化照明控制系统
照明供电尽可能采用三线四线制。系统设计时，应将照明负荷均匀分配到三相电路中，采用三相四线制线路比单相三线供电减少线路损失88％．配电方式要考虑便于管理。可采用分区控制灯光或适当增加开关点，面积小场所宜一灯一控或两灯一控方式，面积大场所宜采用集中控制，遥控等方式。设计中应考虑把走廊楼梯等一般照明与值班照明等其他照明分开。各种开关位置设置适当，便于随手关灯。公共场所宜采用带延时功能的节能自熄开关。如：定时开关或声控开关来控制楼梯照明，用光电自控开关控制户外照明，住宅推广使用声控开关，加强照明系统的维护管理。
2、电气节能
2.1照明节能
(1)选用高效光源是照明节电首要问题。按照设计场所的条件，选用不同种类的高效光源可降低电能消耗，节约能源。一般商场内照明优先采用直管荧光灯；室外和高大空间采用高压钠灯、金属卤化物为代表的高强度气体放电灯(HID)；仓库、机房、办公室采用紧凑型荧光灯(“H”型、“U”型、“D”型、环形等灯管)为主，替代白炽灯。
(2)采用高效灯具，优先选用直射光通比例高，控光性能合理，反射或透射系数高，配光特性稳定的高效灯具。室内灯具效率不应低于75％(装有遮光格栅时不应低干60％)，室外灯具效率不应低于40％(室外投光灯不应低于55％)。照明电气附件(镇流器)的效率对照明节能也有影响，在选择产品时应首选高效优质产品。
(3)推广使用LED 光源。LED 是—种能够将电能转化为可见光的半导体，这种光源有效率高、能耗低、寿命长、绿色环保等优点，目前在城市夜景亮化及室内装饰照明工程中被广泛使用。
(4)合理采用照明方式。照明分为一般照明、局部照明和混合照明三种，应根据三种照明不同特点可分区、分时段进行控制。对于大面积区域可增加照明分支回路提高控制的灵活性，使不需照明的地方不开灯，有利节电。
(5)充分利用自然光。临窗办公室、值班室在室外光线充裕的情况下减少开灯时间，室外投射灯和路灯应根据季节变化及时调整开关时间，有条件的单位可以采用光电控制器代替照明开关，以利于节电。
(6)加强照明用电的管理。加强照明用电管理是照明节电的重要措施，照明用电管理主要以节电宣传教育和建立落实照明制度为主。室内光源积污时光通量可降到正常值的50％以下，灯具反射罩、格栅罩及周围装修设施不清洁时其反射率和透光率大大降低，为保证发光效果，有组织定期擦拭。
(7)优化照明线路供电方式，减少线损。照明线路的损耗约占输入电能的4％左右，影响照明线路损耗的主要因素是配电方式和导线截面积，大多数照明电压为220v，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电，三相四线供电方式较其他供电方式线路损耗小得多(比单相降低75％～80％)，因此照明系统尽可能采用三相四线制供电。
2.2.电动机节能
采用高效电动机提高电动机的效率和功率因数，是减少电动机的电能损耗的主要措施，与普通电动机相比，高效电动机的效率要高3％～6％，平均功率因数高7％～9％，总损耗减少20％～30％，因而具有较好的节电效果，所以在新建项目和技术改造中应选用Y、YX 等新系列高效率电动机，以节省电能。(2)采用变频器调速装置。采用变频器调速装置也是节约电能的措施之一，这种装置在电机负载下降时自动调节转速，从而与负荷的变化相适应，提高了电机在轻载时的效率，达到节能目的。目前我们有的工程在水泵、货梯改造中已采用这种装置，并收到比较好的节能效果。(3)采用软启动(RSD)设备。采用软启动(RSD)设备也是一种节能的措施，这种设备在价格上比变频器便宜，比传统电动机启动方式(自耦减压、Y／△减压等)启动效果好，特别适用于各类泵类、风机负载.尤其当电机轻载时节电效果明显。
3．智能化电气设计
3.1.智能建筑内通风、空调系统设计与节能
3.1.1建筑内的温度标准的确定
冬季过高和夏季过低的温度不但会造成能源的浪费，也会给人体带来不舒适。有资料表明，选择合理的室内温度，对暖通空调系统的节能有重要的作用。智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，实现信息共享，进行综合管理，其作用和效益是巨大的。
夏季供冷情况：夏季空调中围护结构的负荷只是其中的一部分，室内温度对空调负荷的影响表现在围护结构的负荷变化。下面的表1为我国一些城市在不同室内空调温度下的能耗比较，从表中可见，在热舒适性许可的条件下将夏季室内空调温度适当提高也可以起到明显的节能效果，对于围护结构负荷占空调负荷大的宾馆、办公楼等现代智能建筑减小室内外温差将取得明显的节能效果。例如夏季室内温度从26℃提高到28℃，可减少18%--22%的冷负荷。冬季供热情况：冬季的采暖设计是用稳态传热的原理来计算的，室内温度对负荷的影响可以直观得到，在热舒适性许可的条件下将室内采暖温度适当降低可以起到明显的节能效果。
表1不同室内空调温度下的能耗比较
3.1.2合理选择冷冻机的规模
对高层建筑调查表明，冷冻机组装机容量过大是造成能源浪费的普遍原因。过大的制冷规模使机组能效降低，运行价格过高，并将导致湿度过低，温度波动，影响人体舒适性。因此合理选择冷冻机规模不仅可节约巨大的初投资和运行管理费用且将有利于节能。
3.1.3新风量选择
新风量的大小主要根据室内允许的CO2浓度来确定，CO2允许浓度值取1000×10-6，每人所需新风量30--40m3／h。但是，以CO2浓度作为指标，不仅考虑了对人体的危害，也综和考虑了温湿度、废气、和粉尘等其它污染因素的影响。因而在除了气体之外的其它因素良好的情況下，可以考虑减少新风量。在ASHRAE90--80规定，有回风的系统可以使新风量减少到10--13m3／h。
3.2智能建筑通风、空调系统的综合管理与节能
智能建筑的管理系统是一个智能化的综合管理系统，它能利用收集到的楼内相关资料，分析整理成高附加值的信息；运用先进技术和方法来对建筑内的设施进行监视、控制和管理，使大楼内空调系统的作业流程更有效、运行成本更低。
3.2.1提高室内温湿度控制精度
在满足人体舒适性条件下，根据室外温度变化，动态调节室内温度设定值，温度17—28℃，相对湿度40%--70%，冬季取低值，夏季取高值。同时要选择高精度的楼宇设备自控系统来满足室内温湿度控制精度的要求，例如，空调的温控范围为23±3℃；当控制精度为±1℃时，温控范围为25±1℃。显然提高控制精度有利于节能。有资料表明，相对超过空调系统控制精度1℃范围所造成的能耗损失将在10%以上。因此，空调系统温湿度控制精度越高，不但舒适性越好，同时节能效果越明显。
3.2.2新风量控制
采用CO2浓度控制装置，在回风管道上设置CO2浓度检测器，根据回风中CO2气体浓度自动调节新风风门的开度；根据室内人数变动规律，采用统计学的方法，建立新风阀控制摸型，以相应时间而确定的运行程式进行程序控制新风阀，以达到对新风量的控制。有数据表明，在较寒冷地区，自动控制新风阀门比固定新风阀，在夏季系统冷负荷减少24%左右，在冬季系统热负荷减少68%左右。
3.2.3空调设备的适宜启停控制
通过楼宇设备自控系统对空调设备进行建筑预冷、预热最佳启停时间的计算和控制，以缩短不必要的预冷、预热的多余时间，达到节能的目的，同时在建筑预冷、预热时关闭室外新风阀，不仅可以减少设备容量，而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。
结束语
总而言之，随着社会的不断发展与进步，现如今的建筑电气设计的显得异常重要。我们要重视建筑电气设计，为我国的建筑业贡献出一份力量！
参考文献 ：
[1] 陈凯红. 浅谈建筑电气的设计问题[J]. 广东科技, 2007,(11) .
[2] 贾宇魁. 建筑电气设计原则与设计中的常见问题及对策[J].科技创新导报, 2008(11) .
[3] 骆志冲. 建筑电气设计特点的探讨[J]. 建材与装饰,2008, (01) .
[4] 樊春玲. 室内设计建筑电气功能与选择[J]. 中国新技术新产品, 2010, (03)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。