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摘要：本文首先强调了供电方案的设计优化；着重分析应该采用合适的电力负荷计算方法；最后，倡导在建筑电气设计中应采用经济节能的设计理念。
关键词：建筑 电气设计 优化设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
随着我国经济的飞速发展，城镇化的步伐也在加快，建筑业便也发展迅猛，建筑电气设计也得到前所未有的发展。笔者结合自身多年实践经验，对建筑电气设计做如下探讨：
一 供电方案的设计优化
供电方案包括 10kV 电源进线、配电变压器配置及布点、低压配电网设计三大部分。本着安全、经济、适度超前的原则，提高供电可靠性，降低运行损耗。
1 10kV 电源进线方案优化
10kV 配电线路应根据当地城市规划或配网规划选用电缆或架空方式供电；具有一级负荷的，应用双电源方式供电；建筑群内部使用电缆线路，宜采用开闭所（环网柜）和配电所方式实行环网供电。
2配电变压器配置及布点优化
配电变压器配置首先要对配电变压器容量进行测算。在测算时应充分考虑到未来用电需求，配电变压器总体配备容量要足够大，也要避免变压器空载损耗大，造成能源的浪费。
3低压配电网设计优化
该部分设计要求小区低压供电半径不应超过 250m；实施一户一表等。在符合基本要求的同时，满足正常人工抄表功能即可。考虑配网自动化发展，预留配网自动化通讯管孔、配网自动化设备装设位置及通讯线路位置。供电方案必须与整体规划同步进行，方能保持配电设施与 小区整体的协调。
二 采用合适的电力负荷计算方法
电力负荷的变化是受多种因素制约的，难以用简单的计算公式来表示。在实际的工程计算工作中，通常采用的方法有需要系数法、利用系数法、二项式系数法、单位产品耗电量法等进行工业企业供电设计中的电力负荷计算。
1 利用系数法
以平均负荷为基础，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。
2 单位产品耗电量法
在初步设计阶段对供电方案作比较时，可根据车间的单位产品耗电定额，产品的年产量和年工作小时数来估算。
3 二项系数法
考虑用电设备数量和大容量设备对计算负荷的影响的经验公式。
由于在一条干线上或一个车间里，当有多组性质不同的用电设备时，应根据其工作性质划分成几个用电设备组(用电设备性质相同)。所以负荷计算应先分单组计算，再进行多组的总计算，计算公式分别如下：
(1)单组用电设备的计算负荷。同一组用电设备的工作性质相同，而其中各机器名称和容量不一定相同。
(2)多组用电设备的计算负荷。在一组用电设备中，考虑了 x 台最大设备最大负荷重叠的因素，多组用电设备中不可能所有各组最大设备的最大负荷都重叠，一般只考虑一组最大的附加负荷即可。
4 需求系数法
需求系数法不考虑大容量设备最大负荷造成的负荷波动及用电设备的容量和台数，适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷。在一条干线上枝接性质不同的几组用电设备时，需在分组计算的基础上再进行多组的总负荷计算。
(1)单个用电设备的计算负荷。确定单个用电设备的计算负荷，目的是为选择支线截面提供依据，应以满负荷运行时的输人功率作为计算负荷。
(2)用电设备组的计算负荷。一个车间有很多台用电设备，在进行负荷计算时，要将用电设备按需要系数表上的分类方法详细地分成若干组，即将工艺性质相同的且需要系数相近的用电设备合并成组，然后进行各用电设备组的负荷计算。
a 分组需要系数选用的问题和对策
现行设计手册中推荐一些行业的用电设备分组“需要系数”是建立在偏高基础上给定的，是考虑企业发展余量过大而造成的结果。另一种情况是设计人员缺乏有关行业分组需要系数，又缺乏必要的调研和考察，凭经验选用系数时宁大勿小，往往是高估高套而造成计算结果偏大和偏高。
对于以上现象可以采取以下对策：①利用设计手册中推荐的数值时，宜采用其“平均值”或根据具体情况采用“下限”，一般不宜采用“上限”。②当缺乏行业计算系数时，应进行同类型或近似行业调查研究结果，从而正确选用值。
b 需要系数法中单台设备计算负荷的取值
取值不同点：①连续运行的电动机，就是其铭牌上规定的额定功率。②断续重复工作制电动机，应据实际情况选择相应负荷持续率下的额定功率计算设备功率。③对于电焊机、电炉、电热器和电灯的额定功率，就是其输人功率。
c最大同时使用系数选用的问题
在确定车间变电所或全厂总变电所的计算负荷时，在具有多个用电车间或用电设备组时，其计算容量的总和，需考虑乘以有功与无功最大同时使用系数 kw与k。同时系数基本上是从国外资料上引用的，而这些国家往往电力工业比较发达，能源比较富裕，所以同时使用系数往往偏高。所以在选用“同时使用系数”时可以根据不同行业的特点，酌情把同时使用系数降低到0.9～0.75，这样可减少计算负荷5%～15%。由此可见，降低“同时使用系数”是降低总计算负荷的关键。
5 选择原则
适当地采用计算方法是降低计算负荷根本性措施，具体选择原则如下：
(1)在实际工程计算中，利用系数法与单位产品耗电量法这两种方法一般不采用。利用系数法虽然有一定的理论根据，但因要确定的系数较多，计算步骤复杂，公式中的“最大系数”与“利用系数 k”数据目前也较缺乏，因此工作中多不采用这种计算方法。单位产品耗电量法求出的用电设备负荷可能与实际负荷相差较大，所以在缺乏正式的用电设备容量时，还要按“需要系数法”重新进行计算。以尽可能取得更接近实际计算负荷，作为选择配电设备和导线的依据。
(2)需要系数法较简便，因而广泛使用。当用电设备台数少而功率相差悬殊时，需要系数法的计算结果往往偏小，故不适用于低压配电线路计算，而适用于计算变、配电所的负荷。
(3)二项式法考虑两种因素:①平均负荷。②x 台最大设备的最大负荷重叠造成的附加负荷，以弥补需要系数法计算结果在上述情况下偏小的不足。由于二项系数法不仅考虑了用电设备最大负荷时的平均功率，而且考虑了少数容量最大的设备投人运行时对总计算负荷的额外影响。所以二项式法比较适合于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的负荷计算。但是二项式计算系数(经验系数)b、c 和 x 的值，缺乏充分的理论依据，而且这些系数也只适于机械加工工业，其他行业缺乏这方面数据，从而引用受到一定局限。
因此，对于负荷波动较大的干线或支线采用二项系数法确定计算负荷较为准确。在确定车间变电所和全厂总负荷计算时，则通常不采用，还是采用“需要系数法”比采用“二项式法”更接近实际用电情况。发现用电设备脱离实际而偏高偏大，应与工艺人员协商解决，在负荷计算时，应在选用分组“需要系数”或“同时使用系数”时采取降低计算系数办法，使负荷计算值降下来，以保证合理地选用变压器等供配电设备。
三 运用经济节能的设计理念进行电气节能设计的基本措施
1 照明节能设计方法
除了要严格执行国家《建筑照明设计标准》，还应据工作、生产、学习和生活对视觉要求，选择合理照度标准，同时对要求照度高场所尽量采用混合照明方式以突出重点部分；充分利用天然光。设计中应尽量考虑到天然光与人工照明的充分结合，充分利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明，从而达到节省照明电能的目的，这是节约照明耗能的重要方式之一；合理选择光源，在满足显色性、启动时间等要求的条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较的基础上，对不同的场所选择不同的光源；室外场所尽可能利用太阳能作为能源；选用合理的照明灯具及镇流器，在满足眩光限制和配光要求的条件下，应选用效率高、易清扫及易换灯的照明灯具；设有集中空调（配风机盘管）的房间，条件许可时应采用照明与空调一体化的灯具；灯具的镇流器应选用电子型镇流器或节能型电感镇流器；合理的照明控制方式对照明节能同样起重要的作用。照明控制方式主要有：集中控制，分区、分组控制，就地控制，调光控制，声控开关控制，人体感应控制，楼宇智能控制等。诸多的照明控制方式中，应做好切合实际的选择，既要做到方便，又要达到节能的效果。对居住建筑有自然光楼梯间、走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关；对公共场所、室外照明，可采用集中控制遥控管理方式或采用自动控光装置等。
2 动力设备系统节能设计方法
选用高效电动机，采取切实可行措施，减少电动机的空载损耗以及负载损耗，提高電动机的效率和功率因数；根据负荷特性合理选择电动机，避免“大马拉小车”现象，以提高电动机的运行效率和功率因数；合理选择控制模式并对各参数进行优化设置使系统处于最佳运行状态，达到节能效果。
结语：
总而言之，本文根据实际经验体会强调供电方案的设计优化，倡导经济节能的设计理念。为建筑电气设计提供一点浅薄的建议，这仅是建筑电气设计的一小点内容。建筑电气设计设计到很多内容，包括强电、弱电等内容。因此，我们应给予高度的重视，积极提高建筑电气设计水平。
参考文献：
[1] 徐志强.建筑电气设计技术.华南理工大学出版社，2010
[2] 徐兆峰.工业与民用建筑电气设计典型实例.中国电力出版社，2009
关键词：建筑 电气设计 优化设计
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
随着我国经济的飞速发展，城镇化的步伐也在加快，建筑业便也发展迅猛，建筑电气设计也得到前所未有的发展。笔者结合自身多年实践经验，对建筑电气设计做如下探讨：
一 供电方案的设计优化
供电方案包括 10kV 电源进线、配电变压器配置及布点、低压配电网设计三大部分。本着安全、经济、适度超前的原则，提高供电可靠性，降低运行损耗。
1 10kV 电源进线方案优化
10kV 配电线路应根据当地城市规划或配网规划选用电缆或架空方式供电；具有一级负荷的，应用双电源方式供电；建筑群内部使用电缆线路，宜采用开闭所（环网柜）和配电所方式实行环网供电。
2配电变压器配置及布点优化
配电变压器配置首先要对配电变压器容量进行测算。在测算时应充分考虑到未来用电需求，配电变压器总体配备容量要足够大，也要避免变压器空载损耗大，造成能源的浪费。
3低压配电网设计优化
该部分设计要求小区低压供电半径不应超过 250m；实施一户一表等。在符合基本要求的同时，满足正常人工抄表功能即可。考虑配网自动化发展，预留配网自动化通讯管孔、配网自动化设备装设位置及通讯线路位置。供电方案必须与整体规划同步进行，方能保持配电设施与 小区整体的协调。
二 采用合适的电力负荷计算方法
电力负荷的变化是受多种因素制约的，难以用简单的计算公式来表示。在实际的工程计算工作中，通常采用的方法有需要系数法、利用系数法、二项式系数法、单位产品耗电量法等进行工业企业供电设计中的电力负荷计算。
1 利用系数法
以平均负荷为基础，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。
2 单位产品耗电量法
在初步设计阶段对供电方案作比较时，可根据车间的单位产品耗电定额，产品的年产量和年工作小时数来估算。
3 二项系数法
考虑用电设备数量和大容量设备对计算负荷的影响的经验公式。
由于在一条干线上或一个车间里，当有多组性质不同的用电设备时，应根据其工作性质划分成几个用电设备组(用电设备性质相同)。所以负荷计算应先分单组计算，再进行多组的总计算，计算公式分别如下：
(1)单组用电设备的计算负荷。同一组用电设备的工作性质相同，而其中各机器名称和容量不一定相同。
(2)多组用电设备的计算负荷。在一组用电设备中，考虑了 x 台最大设备最大负荷重叠的因素，多组用电设备中不可能所有各组最大设备的最大负荷都重叠，一般只考虑一组最大的附加负荷即可。
4 需求系数法
需求系数法不考虑大容量设备最大负荷造成的负荷波动及用电设备的容量和台数，适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷。在一条干线上枝接性质不同的几组用电设备时，需在分组计算的基础上再进行多组的总负荷计算。
(1)单个用电设备的计算负荷。确定单个用电设备的计算负荷，目的是为选择支线截面提供依据，应以满负荷运行时的输人功率作为计算负荷。
(2)用电设备组的计算负荷。一个车间有很多台用电设备，在进行负荷计算时，要将用电设备按需要系数表上的分类方法详细地分成若干组，即将工艺性质相同的且需要系数相近的用电设备合并成组，然后进行各用电设备组的负荷计算。
a 分组需要系数选用的问题和对策
现行设计手册中推荐一些行业的用电设备分组“需要系数”是建立在偏高基础上给定的，是考虑企业发展余量过大而造成的结果。另一种情况是设计人员缺乏有关行业分组需要系数，又缺乏必要的调研和考察，凭经验选用系数时宁大勿小，往往是高估高套而造成计算结果偏大和偏高。
对于以上现象可以采取以下对策：①利用设计手册中推荐的数值时，宜采用其“平均值”或根据具体情况采用“下限”，一般不宜采用“上限”。②当缺乏行业计算系数时，应进行同类型或近似行业调查研究结果，从而正确选用值。
b 需要系数法中单台设备计算负荷的取值
取值不同点：①连续运行的电动机，就是其铭牌上规定的额定功率。②断续重复工作制电动机，应据实际情况选择相应负荷持续率下的额定功率计算设备功率。③对于电焊机、电炉、电热器和电灯的额定功率，就是其输人功率。
c最大同时使用系数选用的问题
在确定车间变电所或全厂总变电所的计算负荷时，在具有多个用电车间或用电设备组时，其计算容量的总和，需考虑乘以有功与无功最大同时使用系数 kw与k。同时系数基本上是从国外资料上引用的，而这些国家往往电力工业比较发达，能源比较富裕，所以同时使用系数往往偏高。所以在选用“同时使用系数”时可以根据不同行业的特点，酌情把同时使用系数降低到0.9～0.75，这样可减少计算负荷5%～15%。由此可见，降低“同时使用系数”是降低总计算负荷的关键。
5 选择原则
适当地采用计算方法是降低计算负荷根本性措施，具体选择原则如下：
(1)在实际工程计算中，利用系数法与单位产品耗电量法这两种方法一般不采用。利用系数法虽然有一定的理论根据，但因要确定的系数较多，计算步骤复杂，公式中的“最大系数”与“利用系数 k”数据目前也较缺乏，因此工作中多不采用这种计算方法。单位产品耗电量法求出的用电设备负荷可能与实际负荷相差较大，所以在缺乏正式的用电设备容量时，还要按“需要系数法”重新进行计算。以尽可能取得更接近实际计算负荷，作为选择配电设备和导线的依据。
(2)需要系数法较简便，因而广泛使用。当用电设备台数少而功率相差悬殊时，需要系数法的计算结果往往偏小，故不适用于低压配电线路计算，而适用于计算变、配电所的负荷。
(3)二项式法考虑两种因素:①平均负荷。②x 台最大设备的最大负荷重叠造成的附加负荷，以弥补需要系数法计算结果在上述情况下偏小的不足。由于二项系数法不仅考虑了用电设备最大负荷时的平均功率，而且考虑了少数容量最大的设备投人运行时对总计算负荷的额外影响。所以二项式法比较适合于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的负荷计算。但是二项式计算系数(经验系数)b、c 和 x 的值，缺乏充分的理论依据，而且这些系数也只适于机械加工工业，其他行业缺乏这方面数据，从而引用受到一定局限。
因此，对于负荷波动较大的干线或支线采用二项系数法确定计算负荷较为准确。在确定车间变电所和全厂总负荷计算时，则通常不采用，还是采用“需要系数法”比采用“二项式法”更接近实际用电情况。发现用电设备脱离实际而偏高偏大，应与工艺人员协商解决，在负荷计算时，应在选用分组“需要系数”或“同时使用系数”时采取降低计算系数办法，使负荷计算值降下来，以保证合理地选用变压器等供配电设备。
三 运用经济节能的设计理念进行电气节能设计的基本措施
1 照明节能设计方法
除了要严格执行国家《建筑照明设计标准》，还应据工作、生产、学习和生活对视觉要求，选择合理照度标准，同时对要求照度高场所尽量采用混合照明方式以突出重点部分；充分利用天然光。设计中应尽量考虑到天然光与人工照明的充分结合，充分利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明，从而达到节省照明电能的目的，这是节约照明耗能的重要方式之一；合理选择光源，在满足显色性、启动时间等要求的条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较的基础上，对不同的场所选择不同的光源；室外场所尽可能利用太阳能作为能源；选用合理的照明灯具及镇流器，在满足眩光限制和配光要求的条件下，应选用效率高、易清扫及易换灯的照明灯具；设有集中空调（配风机盘管）的房间，条件许可时应采用照明与空调一体化的灯具；灯具的镇流器应选用电子型镇流器或节能型电感镇流器；合理的照明控制方式对照明节能同样起重要的作用。照明控制方式主要有：集中控制，分区、分组控制，就地控制，调光控制，声控开关控制，人体感应控制，楼宇智能控制等。诸多的照明控制方式中，应做好切合实际的选择，既要做到方便，又要达到节能的效果。对居住建筑有自然光楼梯间、走道灯（应急照明除外）采用节能自熄开关；对公共场所、室外照明，可采用集中控制遥控管理方式或采用自动控光装置等。
2 动力设备系统节能设计方法
选用高效电动机，采取切实可行措施，减少电动机的空载损耗以及负载损耗，提高電动机的效率和功率因数；根据负荷特性合理选择电动机，避免“大马拉小车”现象，以提高电动机的运行效率和功率因数；合理选择控制模式并对各参数进行优化设置使系统处于最佳运行状态，达到节能效果。
结语：
总而言之，本文根据实际经验体会强调供电方案的设计优化，倡导经济节能的设计理念。为建筑电气设计提供一点浅薄的建议，这仅是建筑电气设计的一小点内容。建筑电气设计设计到很多内容，包括强电、弱电等内容。因此，我们应给予高度的重视，积极提高建筑电气设计水平。
参考文献：
[1] 徐志强.建筑电气设计技术.华南理工大学出版社，2010
[2] 徐兆峰.工业与民用建筑电气设计典型实例.中国电力出版社，2009