体育馆内电气建筑设计

王志民

摘要：为了应对我国的能源供应不能持续满足我国经济发展的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，但我们更应该注意并认识到由此而产生的相应危害，节约用电，从而保证我们在享用科技进步成果的同时，其不会对我们的生活现状造成明显的损害。

关键词：电气；设备；设计

一、体育场馆照明系统智能化奥运

近几年来，全国各省市为举办全国运动会.各省市运动会也投资兴建设体育场馆。但如何设计好体育场馆.如何将现代科技运用到体育场馆中来，使体育场馆的建设跟上时代科技进步的步伐，是摆在我们面前的重要任务。自上世纪90年代开始，许多国家的体育场馆的建设逐渐发生了重大的转变，从过去的片面追求大规模向规模适中.功能多样.设备先进.安全舒适和节能.环保的方向发展。设备先进则充分体现在科学技术的发展与进步，尤其是信息技术的应用，使体育场馆朝着信息化.智能化方向发展。在注重这些高科技应用的基础上，充分体现着以人为本，使高科技更好地服务于社会，更加注重与环境的协调，充分体现节能与环保。

二、体育馆内用电方面设计

1.照明的节能设计

照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：

1.1充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。

1.2照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯（如T5、T8管）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。

1.3推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。

2.提高供配电系统的功率因数

大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在电网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，如何使得配电系统功率因数尽可能接近于1，使得电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。降低配电系统的电能损耗，是配电系统节能的途径之一。采用无功补偿通常有二种方式，集中自动补偿和就地固定补偿。

三、体育馆内供配电方面设计

1.供配电系统的节能设计

根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

2.变压器的节能设计

减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算：ΔP=P0+β2Pk，式中：ΔP——变压器的有功损耗（KW）；P0——变压器的空载损耗（KW）；Pk——变压器的短路损耗（KW）；β——变压器的负载率。

2.1P0作为变压器的空载损耗又称铁损，它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成，其值与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关，所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9，SL9，SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片，由于“取向”处理，使矽钢片的磁畴方向接近一致，减少铁芯涡流损耗，45度全斜度接缝结构使接缝密合性好，减少了漏磁损耗。

2.2Pk是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损，它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组，如铜芯变压器。β2Pk用微分求它极值时，是在β=50%时每千瓦的负荷，此时变压器的能耗最小，但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损，并未减少变压器的铁损，因此也不是最节能的。综合初装费，变压器、高低压柜、土建投资及运行费用，又要使变压器在使用期内预留适当的余量，变压器最经济节能运行的负载率一般在75%～85%之间。

2.3在选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区内。

3.减少线路损耗

由于配电线路有电阻，有电流通过时就会产生功率损耗，其公式为：ΔP=3I2R·10-3，式中：ΔP——三相输电线路的功率损耗（KW）；I——线电流（A）；R——线路相电阻（Ω）。

其中“R”线路电阻在通过电流不变时，线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错，一般工程线路总的不下万米，大工程更是不计其数，造成电能损耗是相当可观的，所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中，线路上电流一般是不变的，那么要减少线损，只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=PL/S，即与导线电阻率P、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑：

3.1尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。

3.2盡可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。

3.3电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，综合考虑节能经济时还是合算的。

四、结束语

随着我国改革开放的不断深入、人民生活水平的不断提高，人们的生活品质也越来越高，但与此同时环境资源也在日益恶化。近年来我国的建筑规模迅速扩大，电力消耗也随之增长。因此开展环保的设计是当今社会的必然趋势。

参考文献

[1]《基础工程设计原理》袁聚云.

[2]《基础工程》第1版周景星.

[3]《房屋建筑学》清华大学出版社、北京交通大学出版社郝峻弘主编.