摘要：针对国内夏热冬凉地区的大型民用建筑项目，建设运营配套使用的变压器、电梯、水泵、地下车库换气扇等主要用能设备，在参数以及选型上进行节能分析，为建设前参与节能评估人员提供参考方法。
关键词：夏日冬凉地区；民用建筑；用能设备；节能
1 前言
夏热冬凉地区地处我国中部长江流域广大地区，气候特征是季闷热，冬季湿冷，气候条件十分恶劣。而建筑节能牵涉到一个较大的产业群体，包括保温隔热材料与制品，节能门窗、通风、空调、照明等节能设备、器件等[1]。为把握该地区民用建筑节能热环境和能耗现状，重点先从建筑项目投入使用前主要用能设备进行节能评估设计，提出适合该地区的建筑用能设备节能标准的相应措施。
2 电力变压器选型及节能评价
2.1 变压器容量配置及合理选型
项目供配电系统根据《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》(GB20052-2013)相关要求进行节能评估。
根据变压器容量选择原则，变压器配置容量根据建筑面积进行推算，用单位指标法计算项目负荷、有功功率和视在功率。按照合理配备变压器原则及项目自身规划，选用变压器的容量、型号与台数。如项目计算有功功率为7322.35kW，视在功率为7436.4KVA，拟选用变压器的容量、型号与台数为1000kVA的SCB13系列干式变压器8台。采用双路10KV电源供电[2]。
2.2 功率因数补偿分析
根据《企业供配电系统节能监测方法》(GB/T16664-1996)及电力部门的考核要求，选用合格有效功率因素指标。如日负荷率连续性生产的建筑，功率因数值cosφ>0.9，主要用电设备选用电感性负载，其自然功率因数在0.15-0.8之间[3]。为了降低线路损耗，提高变压器负荷利用率，采取集中补偿相结合的补偿方法，配电房采用电容器无功补偿，可以有效提高供电系统中的功率因数，提高供电、用电设备的负荷率，减少系统无功功率的损耗，功率因数通过补偿和计算，预计可以达到0.95以上。
3 电梯节能
随着经济快速发展和土地集约化，高层建筑越来越多，电梯作为普通运载工具，进入千家万户，根据调查，电梯用电量占总用电量的17%-25%以上，仅次于空调用电量，高于照明、供水等的用电量。选择节能电梯成为设计方案中的重点。
①提高电机拖动系统的运行效率，如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，或者电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速来提高电动机运行效率为目标的节能措施。
②将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈器变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。
升降电梯在使用电梯回馈节能产品后，能有效的将电容中储存的直流电能转换成交流电能回送到电网。节电率达25%- 45%。
4 风机节能变频器
选择风机时，风机效率不应低于70% ，并应严格按规范计算风系统。 一般送排风系统的风量为计算风量乘以1.25～1.10 计算，风压为计算风压乘1.10～1.10 计算， 避免把风压选得太高，造成浪费。如选用的节能风机为低噪音柜式离心加压送风风机、低噪声轴流排风风机，其效率高于75%，并自带变频，能效等级达到了不低于《通风机能效限定值及能效等级》中规定的3级标准。
5 给排水设备
5.1 设备选用
对于民用高层建筑，本着节约投资成本的设计思路，设计为共用加压设备。
5.2 给水加压系统方案
分析项目区域的市政管网情况，根据周边市政管网的压力与市政主干管管径参数、给水管在基地内形成环网状况，保证供水的安全可靠性，设计时初级供水可选择采用差量补偿箱式无负压供水设备，并合理增大水箱的体积，同时在设备选择时采用多泵并联的形式。对于无负压供水的市政条件，且供水设备同时供应的高层建筑，高峰期和低谷期的由于流量差不大，系统不存在低谷期流量过小问题。所以，项目可选择初级供水采用市政管网-无负压供水设备-各用水点的供水方式，二级供水采用转输水箱-变频供水设备-各用水点的供水方式。
5.3 给水系统竖向分区的划分
项目商业与住宅分开设置供水系统，商业用水为市政直接供水；生活给水采用变频水泵加压供水，地下室设不锈钢生活水箱。
⑴给水系统分区及加压方案确定为：采用并联与串联相结合的供水方式，给水系统共分为三个区。
(2)低区：地上四层，由市政自来水直接供给。
(3)中区：地上六层至十六层，由地下生活水箱及本区箱式无负压供水设备联合供水。
(4)高区：十七层至三十二层，采用二级变频泵串联接力供水，由中区的箱式无负压供水设备输送至生活水箱，高区变频供水设备作为二级提升泵联合供水。各区的箱式无负压的水箱体积均为供水范围内最高日用水量的12%。
5.4 主要供水设备：中区和高区给水变频泵组
变频调速恒压供水采用水泵与自来水管网直接相连，用压力调节罐作为水泵进水储水装置，采用真空消除器消除管网内所产生的负压，在充分利用自来水管网的原有压力的基础上实现了供水的二次增压，该设备既实现了增压的目的（且丝毫不会影响管网其他用户用水），又节省建设水池，水箱的投资，在保证管网水质的同时（无二次污染），又可充分利用管网的原有水压，其节能效果极其显著，可达50%以上。
5.5 计量方法
通过每户进管处安装水表实现。
5.6 排水系统
（1）根据集水井液位的高低，自动控制相应的排水泵的启停，并对溢流报警水位发出报警。
（2）给排水系统的各种水泵的控制可根据物业管理的具体要求采用定时、定水位的控制方式。
6 照明系统
建筑照明功率密度值按不大于《建筑照明设计标准》（GB50034－2013）中现行值进行取值。
6.1 照明照度
照明采用集中、分散和自动相结合的控制方式，确定合理的照度值，充分利用天然光。用高效节能灯具、光源及节能型电感镇流器或电子镇流器。各房间照明功率密度按下表执行。
6.2 照明光源
科学的选用照明光源是照明节电的首要工作。节能的照明光源发光效率高，使得每瓦电（W）发出更多的光通量（Lm）。发光效率高的有高强度气体放电灯（如高压钠灯、金属卤化物灯、高压泵灯等）、发光二极管（LED）、低压钠灯等，低压钠灯是太阳能路灯照明系统的最佳光源。
公建用照明光源普遍采用32W的T5型三基色高效荧光灯管；商业及办公照明采用细管径的T5直管荧光灯；室外路灯采用太阳能路灯、风光互补灯并选择LED或小功率金属卤化物灯等高效光源；楼梯间、厕所等宜选用发光二级管，并配用人体感应式自动调光控制。在大部分时间无人通过或工作的场所，而经常点亮全部或大部分照明灯，可按人体感应调光和发光二极管光源，当无人时，可调节至10%～30%左右的照度。
有天然光的房间或场所，宜根据天然光状况手动或自动调节灯具的开关或光通输出，无天然光的房间或场所，有条件时宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明。
建设单位在小区道路、公共场所照明上宜选用太阳能灯具。太阳能灯具以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染。路灯系统采用光电转换设施的室外太阳能路灯系统。
6.3 照明电器配件
在各种气体放电光源中均需要有电器配件。例如镇流器，旧的T12荧光灯其电感镇流器要消耗其20%的电能，40W灯，其镇流器耗电约8W；而节能的电感镇流器则耗电小于10%，更节能的电子镇流器，则只耗其2~3%，也是一笔不小的节电措施。 照明灯具宜选用带电子镇流器或高功率因数的电感镇流器的荧光灯。
6.4 灯具
为提高输光比，采用直接照明的优先选用开敞式灯具。除装饰需要外，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。
荧光灯采用直接型配光形式的格栅灯，荧光灯光效率大于90lm/W，大于65％高反射材料，光源显色指数Ra≥80，色温应在3000K－4000K之间。
灯具效率：所选灯具效率不低于《建筑照明设计标准》GB50034-2013中的相关规定：
镇流器：自镇流荧光灯配用电子镇流器；直管形荧光灯配用电子镇流器或节能型电感镇流器；金属卤化物灯配用节能型电感镇流器。镇流器应符合该产品的国家能效标准。高强气体放电灯的触发器与光源的安装距离应符合产品的要求。
功率因数：荧光灯、金属卤化物灯等气体放电灯灯具内应带补偿电容器，功率因数应补偿到0.9以上，电子镇流器的功率因数不小于0.95。
6.5 照明控制
照明线路三相供电，负荷尽量均衡，保持在85％－115％之间。
根据建筑物的特点、建筑功能要求等具体情况，对照明系统进行分散、集中、手动、自动，经济实用、合理有效地控制。
（1）公建及住宅建筑等的楼梯间、走道的照明，宜采用节能自熄开关，节能白熄开关宜采用红外移动探测加光控开关，应急照明应有急时强制点亮的措施。
（2）楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。楼梯灯的半平台灯实现火灾自动点亮功能，其他楼梯灯声控开关。
（3）室外道路、草坪灯照明系统采用应集中控制，根据使用要求设置一般、节日、重大庆典等不同的控制方案。应用光电转换设施的室外太阳能路灯系统。
7 空调系统
推荐选用分体空调，其能源消耗效率（SEER）不能低于《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》（GB 21055-2008）中规定的2级所对应的能源消耗效率（SEER）指标[5]。空调器能耗指标及能效水平分析见表。
8 结论与建议
夏热冬凉地区民用建筑项目所选择的设备经《国家明令淘汰用能设备、产品目录》比对，不选用国家命令淘汰型设备；
设备配套电动机选用符合《中小型三相异步电动机能效限定值和能效等级》的目标能效限定值和能效等级二等要求；
采用变频调速技术
变负荷设备采用变频调速技术实现节能运行，是我国节能的一项重点节能技术，受到国家政府的普遍重视，《中华人民共和国节约能源法》第39条列为通用技术加以推广。
该变频器采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑技术于一身的电气综合性产品，是一种理想的控制方式，既提高了设备效率，又满足了工艺要求，并且大大降低了设备维护、维修费用，降低了停产周期。
项目实施过程中应严格按照设计，选用节能型产品，按设计要求进行施工。
参考文献
[1] 中国科学技术协会.《科学导报》[J]，2015 (14):226-227
[2] 中国国家标准化管理委员会.《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》[S] ，GB20052-2013
[3] 中国国家标准化管理委员会.《企业供配电系统节能监测方法》[S]，GB/T 16664-1996
[4] 中国国家标准化管理委员会.《建筑照明设计标准》[S] ，GB50034-2013
[5] 中国住房和城乡建设部.《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》[S]，JGJ134-2010
[6] 中国国家标准化管理委员会.《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》[S]，GB 21455-2013
论文作者:吴风文
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：节能论文; 设备论文; 镇流器论文; 系统论文; 功率因数论文; 能效论文; 光源论文; 《基层建设》2017年5期论文;