司永杰
中铁十七局集团有限公司勘察设计院，山西太原，030032
摘 要：以毕节市民族中学教学楼为例，分析了教学楼电气设计的特点，介绍了电气节能理念在设计中的应用。对配电、照明的节能方法进行了总结归纳。
关键词：教学楼；电气设计；节能；照明；
Research on Electrical Energy Saving Design of Teaching Building
Si Yongjie
(China Railway 17TH Bureau Group Co., Ltd. TaiYuan 030032)
Abstract:Taking the teaching building of Minority Middle School in Bijie as an example,analyzed the characteristics of the electrical design of the teaching building, and introduced the application of the concept of electrical energy saving in the design . The energy-saving measures for power distribution and lighting are summarized.
Key word:Teaching building;Electrical design; Energy saving; Illumination
1 引言
近年来，由于大气污染、气候变暖等环境变化，环保节能越来越引起了政府和人民的重视。房屋建筑由于体量巨大，对能源的使用量也大，同时能源浪费现象也比较严重。为了节约能源，使人类社会可持续发展，人们开发出了很多新技术、新产品，如何使这些节能技术和产品发挥它们的作用，设计阶段非常关键。本文以毕节市民族中学教学楼为例，阐述了教学楼电气的节能设计。
2 工程概况
毕节市民族中学教学楼位于贵州省毕节市民族中学院内，总建筑面积35641平方米，地下二层，地上五层。负一层和负二层为汽车库，另外还设有水泵房、风机房、变配电室、弱电机房等功能性房屋；地上五层为教学、办公及其它学生活动场所，包含普通教室、多媒体教室、语言教室、美术教室、办公室、报告厅等。总建筑高度为23.9米，框架结构，属于普通多层公共建筑。
3 供配电节能
3.1 合理确定供电方案
首先要根据工程的规模、功能及要求，确定用电负荷等级。然后结合各专业所提条件，确定用电负荷容量。最后制定经济合理的供电方案，制定供电方案时，不仅要考虑节约工程材料，而且在建成以后的日常运行中也要节能。对于某一个建筑单体而言，常用的供电方式有两种，一种是在建筑内设变配电室，采用10kV电压等级的电源为该建筑供电；另一种是在建筑内设低压配电间，采用0.38kV电压等级的电源为该楼供电。
本工程中，主要通道照明、弱电间、消防用电设备等为二级负荷，由两回路电源供电；其它用电设备用电负荷等级为三级，由单回路电源供电。二级负荷总功率为380kW，三级负荷总功率为420kW。本工程用电负荷较大，且用电回路较多，如果采用0.38kV电源供电，需要从就近变配电室接引6根YJV22-0.6/1kV-4×240低压电缆进入本楼，其中4根电缆为三级负荷和二级负荷的备用电源供电，2根电缆为二级负荷的主用电源供电。如果采用10kV电源供电，楼内进线仅需要2根YJV22-10/15kV-3×50高压电缆。
由此可见，采用10kV电源供电，不仅从材料上节约，在以后的日常运行中也可以减少电能损耗。故本建筑采用10kV电源供电，在负一层设一座变配电室。
3.2 变压器节能
3.2.1选用节能型变压器
选用节能型变配电设备，是电气节能的一个重要措施。变压器的损耗包括负载损耗和空载损耗两大部分。变压器的空载损耗为：
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特性选择变压器容量，不仅所选变压器容量偏大，而且会使配套的高低压开关设备及母线型号增大，造成投资过大，材料浪费。综合以上因素，本工程选用的两台变压器容量分别为630kVA和1000kVA。
4 照明节能
对于教学楼而言，照明是不可或缺的。与此同时，由于照明方式的设计和使用不当而造成的能源浪费现象也屡见不鲜。照明又分为正常照明、应急照明和值班照明。正常照明在教学楼照明中占有绝大部分的用电比列，所以本文只研究正常照明的节能。在照明设计中，不仅要考虑工程造价，也要兼顾后续使用过程中的能源节约，真正做到“绿色照明”。
4.1 照度计算
照明功率密度值（LPD），即房间内每平方米的平均功率，是照明节能的重要评价指标。进行照明设计时，应在满足各房间照度水平的基础上，尽量降低LPD值，《建筑照明设计标准》GB 50034中对各类功能房间的LPD限值做了明确规定。在本工程中，严格按照规范的要求进行设计，各主要房间的实际照度和LPD详见下表。
表1 主要房间照度计算表
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4.2 灯具选择
常用的室内照明灯具有荧光灯和LED灯。荧光灯的优点是性能稳定，价格低，缺点是显色指数低，易闪烁，使用寿命短；LED灯的优点是发光效率高，显色指数高、使用寿命长，缺点是技术不太成熟、价格昂贵。
在本工程中，教室和办公室内采用高效节能型(T5)三基色荧光灯作为照明光源，镇流器为节能型电感镇流器，在每盏灯上分别设电容器进行无功补偿，使单灯功率因数达到0.9以上。走廊、卫生间采用节能型LED灯。
4.3 控制方式
控制方式对照明的节能起着不可或缺的作用。常用的控制方式有定时控制和区域控制。在走道、楼梯间、卫生间等公共场所采用声光控延时自熄开关；在教室、办公室内，采用多联单控开关对室内灯具进行分区域控制。例如，一个办公室中，晚上只有一个老师值班，则可以实现只打开该老师工作区域的灯具。再例如，阴天时，教室内远离窗户的一侧光线比较暗，则可以只打开这一侧的灯，实现节能的目的。
5 结语
本篇文章从供电方案、设备选型、照明设计等几个方面阐述了教学楼电气设计中的节能理念。实际上，除了上述电气节能措施以外，在教学楼设计时还有合理确定开窗面积，充分利用自然光等节能措施。另外，造成电力能源浪费的原因有多个方面，在学校，制定合理的用电管理制度，提高老师和同学们节约能源的意识，养成良好的用电习惯，都会对电气节能起到非常重要的作用。
参考文献
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