工业厂房建筑电气设计及其节能措施研究

工业厂房建筑电气设计及其节能措施研究

景兵

景兵

中机工程（西安）启源咨询设计有限公司陕西西安710054

摘要：电力资源不足是我国现在面临的一个重要能源问题，对于厂区而言作为我国的用电大户，如果厂区能做好节约用电工作就会就能让我国的用电紧张问题得到很大的缓解，所以在厂房设计中做好电力的节约措施，不仅能让自身减少生产成本，提高经济效益，也能为我国电力事业做出一定的贡献。

关键词：节能；工业厂房；电气设计

1工业厂房概况

本次工程案例以A工业厂房为例。A工业厂房总的建筑面积达40.5万m2，属于大型厂房类建筑。A工业厂房室内外涉及到的供配电规划设计环节，应用了非常多现代化设备与技术，无论是从安全性、技术性方面考虑，还是从可靠性、先进性方面考虑，均是当前最优选择。A工业厂房内设置有1座10kV的开关站和6座箱式变电站。其中，10kV开关站选用的是双电源供电形式，电缆为YJV-8.7/15-3X240MM2型号，无论是高压，还是低压均采用的是“电缆经沟槽直埋敷设法”，并以环形供电为主。根据相关计算公式在具体设计环节需把变压器容量负荷放大一级，同时，变压器室中的变压器在预留安装时，需将预留尺寸放大到2～3级。A工业厂房所有的高低压环网电缆均是一次性建设完成，其中高压环网为YJV-8.7/15-3X150MM2型号，低压环网则为YJV22-0.6/1-4X185MM2型号，这样做有助于为日后维护提供方便，即不需要单独更换线号。次干线的导线截面采取一级放大设计，目的是为了预留足够余量。A工业厂房内均安装与敷设有有线电视和电子通讯等线路设备，其能够为经营生产正常用电提供足够的电力保障。

2工业厂房节能设计意义

我国的电力属于一个阶梯式电价，用电量越大，收费越高。所以对于厂区自身来说，减少用电量就能节约工作的成本，提高更大的经济效益，但是从理论上分析，厂区对主要用电设备是生产设备，生产设备是的经济价值是远远大于节电的意义，厂区的节电等的设计中一般都是在一些附属设备上，主要在照明、通风、空调以及其他设备上。这些设备有时候加起来还没有一台设备的用电量高，但是因为很多厂区的用电设备是24小时运转的，所以加起来也是一个非常巨大的数字，同时在设备上，有些用电设备的改进空间很大，如国能降低能源消耗的20%，那么厂区的经济效益可以提升10%左右，其意义非常重要。

3厂区节能的主要设计内容

3.1照明系统的设计

在厂区节能改造中，照明节能改造是速度最快的改造之一，同时效果也最好。现在的照明技术发展迅速，节能灯、LED灯等技术能够实现电能转换光能的高转换率，一盏LED灯的光源很好，而用电量是仅为普通灯泡的20%左右，同时光源为白光，照明效果好。

3.2配电结构的设计

配电结构是用于电力配置工作的，配电共组的合理性直接影响到厂房用电的电量，在配电设计中，首先应该保证的就是设备的稳定，第二点是为施工人员的服务和保护的一些装置，比如除尘装置，通风装置，照明装置。第三则是设备的一些附属设备，不如降温设备、电子控制设备，厂房的监控等。配电是要由主次的顺序的，人员的安全保障装置是应该受到最重要的保护，尤其的厂区的除尘通风装置需要保障正常运行的，同时对于照明设备也是配电的重点之一。

3.3电气设备节能设计

在厂房节能设备中，并不是所有的设备都是需要长时间的运转的，比如空调系统，排水系统等都是需要可以暂停工作一段时间的，所以在设计这些系统的时候可以做到自动化技术的应用，通过传感器的信号检测，实现自动化的的设备管理，让其自动的开启功能和关闭能够能够实现电力使用的合理化要求。

3.4能源利用设计

有的时候与节约能源更好的方式不如创造能源，在厂房的中，设备中有很多其他形式的能量是可以被利用的，而厂区外的一些自然环境的能量也是可以被使用的，比如使用风能发电，水能发电，同时也可以把一些能源回收再利用，比如可以在排风的口出增加涡轮机然后实现能量的部分回收，虽然永动机是不可能实现的但是能源的回收是可以做到的。在设计中要发散思维，让能源得到重复的利用，提高能源的使用率。

4工业厂房的建筑电气设计及其节能措施

4.1合理设计供配电系统

首先，在建筑电气系统设计环节，应当按照当地政府与供电部门所要求的供电条件来开展供配电系统设计活动，即将最基本的供电电压等级确定出来；其次，于工业厂房内的配变电所来讲，应尽量挨近大功率用电设备和负荷中心等区域；最后，具体的变压器设计环节，要想保障设计出的变压器在运行过程中满足经济性运行参数要求，那么在选择变压器型号时，应结合A工业厂房实际，选择低损耗型的变压器，并确保其能效值始终满足国家规定的《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052标准范围内，因为只有满足国家最新规定标准的变压器，才具备有效的节能价值。需注意的是，选择变压器容量时，不应控制在最佳负荷率范围内，而是要在最佳负荷率之上，即设为75%～85%最合理。

结合A工业厂房工程概况，倾向于选择干式变压器如图1所示，这主要是因为先前应用较广泛的油浸式变压器内部存在着矿物油，便意味着其有着易燃易爆特性，因而不适宜应用在工业厂房中。而针对当前应用相对广泛的干式变压器而言，其无论是在节能性方面，还是在防火性方面均有着良好表现，也因此成为了当前应用广泛的变压器。

图1

4.2合理设计照明节能系统

首先，根据A工业厂房建筑性质和所处地理位置，在设计照明节能系统时，应参照《建筑物房间内照明设计》有关标准进行，且针对各个房间朝向、面积的不同参照照明保准也有所差异，简单说便是计算值应当在标准值的110%范围内；其次，照明控制务必按照A工业厂房具体的采光状况和使用情况实施分组。诸如，公共场所包括电梯厅、走廊和楼梯间，针对这一区域应当采取地感应控制或者集中式开关控制方式；办公室则应当采取独立式开关设计；而针对该工业厂房涉及到的建筑景观台这一空间相对较大的区域，则应当采取智能化照明设计；最后，在选择照明灯具时，应遵循“经济性+节能性”设计原则，即选择高能效的节能灯具，根据国家现行《建筑照明设计标准》GB50034有关要求。

4.3合理实施电能监测

当主要次级的用能单位在10kW以上或单台用电设备的用能单位在100kW以上时，便需要安装电能计量设备。此外，A工业厂房的建筑电气设计之时，也大力应用当前最新的电能监测技术，实时监测小区内的用电情况，诸如，按照空调、电力、特殊用电和照明用电等不同类型来监测厂房建筑内电能使用情况，目的在于有效管理与维护电力系统，实现节能有效性。

结束语

在工业厂房的建筑施工中，如果可以以节能为标准进行，可以有效地降低厂房使用时产生的浪费现象，减少资源损耗，进而增强企业生产力，降低企业投资，并且实现节能减排，对于环境保护也有重要的意义。既实现了可持续发展的目的，也能为企业带来更多的效益。

参考文献

[1]董冠升.工业电气设计中电气节能方面的研究[J].科技致富向导，2017（10）.

[2]沈玉良.工业电气节能设计的重要性与中小型化工厂中的应用[J].科技传播，2017（1）.