住宅電氣負荷計算中需要系數之確定與其它

　　目前，我國住宅業蓬勃發展，日新月異。進行住宅電氣設計時，對于負荷計算，尤其是其中的需要系數如何確定，每個電氣設計人員都不可回避。

　　需要系數是一個至關重要的數據，直接影響到負荷計算結果。而恰恰就是這個關鍵系數，在現行電氣設計手冊中，表述得較為籠統、模糊。如一些手冊中推薦，住宅需要系數（K值）選取方法為，“20戶以下，取0.6以上；20戶~50戶，取0.5~0.6；50戶~100戶，取0.4~0.5；100戶以上，取0.4以下”。該方法有以下不足之處：a. 不確定性過強。如95戶、200戶時，K值分別應為多大？無從得知。b. 可能導致反常結果。例如，按上述方法，95戶、100戶時K值分別可取0.43、0.4，每戶安裝功率取6kW，則95戶時的Pjs=95?6?0.43=245.1kW；而100戶時的Pjs=100?6?0.4=240kW。即95戶計算功率反而大于100戶計算功率！這顯然是不合常規的，而其根源就在于需要系數（K值）的不確定性。

　　到底如何確定需要系數？能否實現住宅戶數與需要系數一一對應？下文將著重解決這一問題，并對負荷計算中的住戶安裝功率、進戶開關選擇等問題亦作簡單探討。

　　2 模擬公式推導

　　眾所周知，建立住宅戶數與需要系數之間的數學關系式，實際上只能是推想的模擬公式。下述推導，雖屬“經驗型”與“數學型”之結合，卻較客觀地虛擬了實際工程情況，提供了較高的模擬精度，因而必將大大地方便工程設計，值得向大家推薦。

　　探索模擬公式之前，有三點規律值得注意：a. 戶數（N）較少時，需要系數（K）為1；b. 需要系數（K）隨著N值增大而逐漸減小，即KN≤KN-1（KN系N所對應的K值）; 而且減小速率先急后緩；c. 每戶安裝功率P相同時，小戶數總計算負荷恒小于大戶數總計算負荷，即（N-1）?P?KN-1<N?P?KN，或KN>KN-1?[(N-1)/N]。

　　基于以上分析，本文認定，戶數N≤6時，K0=1；其后，每遞增3戶，K值作一次調整。調整后之K值，等于調整系數乘以調整前之K值。而調整系數如何選取呢？令N為3的整數倍，且N≥9，則因KN>KN-1?[(N-1)/N]，故有KN-2>KN-3?[(N-3)/(N-2)]; 又根據約定可知，KN-2=KN-1=KN,故有KN>KN-3?[(N-3)/(N-2)]。因（N-1)/N>(N-3)/(N-2),故不妨令KN=KN-3?[(N-1)/N)],亦即調整系數取為(N-1)/N。（注意，KN與下述的Kn意義有所不同）。

　　舉例說明。當N=7、8、9時，K值均相同，且此時K1=K0?（9-1）/9=1?(8/9)=8/9；當N=10、11、12時，K2=K1?（12-1）/12=（8/9）?（11/12）；當N=13、14、15時，K3=K2?（15-1）/15=（8/9）?（11/12）?（14/15）；……；當N=3n+4、3n+5、3n+6（n=1、2、3、4、……）時，

　　Kn=Kn-1?[(3n+5)/(3n+6)]

　　=(8/9)?(11/12)?(14/15)?……?[(3n+2)/(3n+3)]?[(3n+5)/(3n+6)]

　　=2?8?11?14?……?(3n+2)?(3n+5)/[3 ?(n+2)!] （1）

　　式（1）即為需要系數Kn的模擬計算式（由數學歸納法可證明，此處從略）。它體現了需要系數K與戶數N之間的一種內在聯系。當然，在實際工程應用中，若直接套用上述公式進行手工計算，則過程極為繁瑣；即使是普通電腦運算，至N=500戶左右時，也告“結果溢出”。此時，只要巧妙利用Kn/Kn-1=(3n+5)/(3n+6)這一間接關系式，并借助于電腦編程，則諸多麻煩迎刃而解。隨后即給出由電腦編程計算出的K值。

　　3 需要系數的選取

　　需要系數可參照下表選取。

　　戶 數（N） ≤6 9 12 15 18 21 24 27

　　需要系數（K） 1 0.89 0.82 0.76 0.72 0.68 0.66 0.63

　　戶 數（N） 30 34 38 42 46 50 54 58

　　需要系數（K） 0.61 0.58 0.56 0.55 0.52 0.51 0.50 0.49

　　戶 數（N） 62 66 70 74 78 82 90 95

　　需要系數（K） 0.48 0.47 0.46 0.45 0.45 0.44 0.43 0.42

　　戶 數（N） 100 110 120 130 140 150 160 180

　　需要系數（K） 0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.34

　　戶 數（N） 200 220 240 260 280 300 330 360

　　需要系數（K） 0.33 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27

　　戶 數（N） 400 450 500 600 700 800 900 1000

　　需要系數（K） 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19

　　說明：a. 任意戶數的K值均可由程序得知。限于篇幅，上表中僅選取了部分數據（程序中，N≤1200戶）。b. 為使負荷計算結果更切合實際，表中的N值系指單臺變壓器所負擔的住宅總戶數。例如，某住宅小區共有1000戶，擬由兩臺變壓器供電，每臺大致承擔500戶的負荷，則在負荷計算時，宜選取表中N=500、K=0.24這組數據，而不是N=1000、K=0.19。

　　4 計算需要系數的電腦源程序

　　4.1 源程序如下：</P><P>

　　4.2關于源程序的簡要說明

　　a. 程序運行于DOS中文平臺下的QBASIC環境；

　　b. 程序除著重計算K值以外，附帶給出總計算功率、視在功率及計算電流等值；所選取變壓器僅計及住戶負荷;

　　c. 補償前COSΦ=0.85; 補償后COSΦ’=0.92; 變壓器負荷率β=0.85;

　　5 住戶安裝功率的確定

　　現代家用電器品種繁多。每戶所有電器功率累加起來，一般從幾千瓦到幾十千瓦不等。但若簡單地以此累加值作為每戶安裝功率，顯然是不恰當的。確定住戶安裝功率時，可遵循兩條原則：a. 遵照當地供電部門的相關規定；b. 滿足若干年限（如15年）內，該地區大多數（而不是全部）住戶最大可能達到的用電高峰需要。例如, 目前深圳地區普通用

戶的安裝功率一般取4kW~10kW/戶，具體值視戶型而定，其中尤以取值6kW最為常見。

　　6 住戶進戶開關的選擇

　　對應于安裝功率為4、6、8、10kW，戶配電箱的總開關額定電流可分別選擇為20A、32A、40A、50A（在此，均指單相值）。當然，此作法與<<民用建筑電氣設計規范>>3.3.11.2條存在部分“沖突”。該條規定:“由地區公共低壓電網供電的220V照明負荷，線路電流不超過30A時，可用220V單相供電，否則應以220/380V三相四線制供電”。不過，在實際設計工作中，適時“突破”（即優先采用單相而不是三相供電）該條規定已是屢見不鮮，原因如下：

　　a. 該條規范規定的本意是為了降低三相低壓配電系統的不對稱度；只要設計時，保證了某個門棟乃至整幢住宅負荷就地三相平衡（不平衡度≤15%）, 則線路單相電流不超過50A時，均以220V單相供電，似仍是可行的。

　　b. 與住戶單相總開關比較，住戶三相總開關與分開關之間的整定配合較為不易，即配電靈活性較差；

　　c. 以三相電表計量單相負荷，結果不夠理想；且三相電表及三相開關的成本都顯著抬高。

篇2：看待冷負荷計算問題

　　如何看待冷負荷計算問題

　　設計冷負荷是選擇設備的主要依據，所以正確地計算建筑冷負荷對整個系統的設計十分重要。然而，目前國內的空調設計造成大量的設備閑置，對此設計冷負荷取值過大是其中主要原因。傳統的教科書及設計手冊中給出的空調負荷計算方法，不論是求圍護結構的墻壁或門窗負荷，其計算結果均是針對某一具體房間而言，而空調系統設備容量依據的是整個建筑的冷負荷。由于各房間朝向、位置、功能及其內部熱源等情況的不同造成的最大冷負荷出現的時間并不相同，因此建筑冷負荷的最大值應為每個房間逐時負荷疊加的最大值。據調查，我國部分設計人員在計算建筑冷負荷時，只是簡單地將每個房間的最大冷負荷進行疊加，這種錯誤計算方法在很多單位都存在。令人遺憾的是，一些暖通空調設計計算軟件也存在著如此方法上的錯誤，使設計人員犯了錯誤還不知道，實在是害人不淺。所以我們必須對此給予足夠的重視，使設計負荷的確定更加合理正確。

　　《設計深度規定》對暖通空調設計計算書應包括的內容作了詳細的規定。然而，相當一部分工程設計沒有暖通空調設計計算書。有些供暖空調設計雖有計算書，但內容殘缺不全。有的供暖設計，僅有耗熱量計算，而無水力平衡計算和散熱器選擇計算；有的高層建筑集中空調和防排煙設計，僅有夏季冷負荷計算，而無空調風系統及水系統水力計算，無制冷空調設備選擇計算，無防排煙計算。有的空調設計，不管房間大小、朝向、層次、所處位置(中間或端頭)均按同一指標來估算夏季空調冷負荷與冬季空調熱負荷，并以此來配置空調設備，這是不妥當的。

　　《設計深度規定》對暖通空調設計計算書應包括的內容作了詳細的規定。然而，有的空調設計，不管房間大小、朝向、層次、所處位置(中間或端頭)均按同一指標來估算夏季空調冷負荷與冬季空調熱負荷，并以此來配置空調設備，這是不妥當的。相當一部分工程設計沒有暖通空調設計計算書。有些空調設計雖有計算書，但內容殘缺不全。有的高層建筑集中空調和防排煙設計，僅有夏季冷負荷計算，而無空調風系統及水系統水力計算，無制冷空調設備選擇計算，無防排煙計算等。

　　根據對國內24家五星酒店實際調查結果，沒有一家冷負荷開啟率超過104瓦/平方（按建筑面積），如廣州花園酒店冷負荷設計值為99瓦/平方（按建筑面積），實際調查結果發現有一半酒店冷負荷設計指標超過104瓦/平方（按建筑面積），更有少數冷量嚴重超標。

　　7月1日起執行的《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-20**）有十條強制性條文，其中，5.1.1 明確規定"施工圖設計階段，必須進行熱負荷和逐項逐時的冷負荷計算。"會對設計正確選擇設備起到好作用。

　　但是，也應看到，設計冷負荷中建筑冷負荷、照明負荷、辦公樓的人員負荷和設備負荷，可以有比較可靠的數據和方法進行。而對許多公共建筑如：文化娛樂、商場、餐飲等建筑，也包括旅館等，人員負荷和設備負荷，應當說不好界定，實際設計缺乏足夠的設計數據，給設計人員帶來來因人而異的不確定性，即隱含加大設備選型的可能性。就是建筑冷負荷，在實際工程設計中，往往是建筑專業因業主要求而修改不停，當建筑確認后，給予暖通人員設計時間少之又少，由于缺乏足夠的設計周期，導致套指標的現象大量存在。其三，有的項目，尤其是開發商的項目和招商項目，對建筑的內部功能不能明確，僅要求設計人員要給予充分的具有適應性的考慮。

　　因此，個人認為空調節能還不僅僅是暖通專業人員的事情。還需做好以下工作：

　　1.由權威部門發布空調設計的最短設計周期，確保暖通人員有足夠時間做好設計，防止受到設計院領導和業主的無理指責。

　　2.由權威部門發布空調設計工日參考數據，以指導設計院的工作量考核。因為，上世紀建設部頒發的工日定額，已經左右了設計院領導數十年，暖通專業人員的投入產出，已經很不合理。

　　3.由權威部門組織必要的調研測定（設計與實際之差異和有關取值的推薦值），提出供設計作為依據的數據，須知我國公共建筑已經是數十億平米啊。

　　根據對國內24家五星酒店實際調查結果，沒有一家冷負荷開啟率超過104瓦/平方（按建筑面積），如廣州花園酒店冷負荷設計值為99瓦/平方（按建筑面積），實際調查結果發現有一半酒店冷負荷設計指標超過104瓦/平方（按建筑面積），更有少數冷量嚴重超標。

　　說得是，偶們現做一工程，平均負荷就只有80w/m2。

　　好的計算軟件，正確的設計參數，較多實際經驗是解決負荷計算問題的有效辦法。最好用一些時間對本地區的氣象條件和計算編成程序，不過基礎數據是個問題，量會很大，很浪費精力。

　　空調設計工日還不如以前，空調設計師被要求這要求哪？？？？想法是好的，但誰體諒空調設計師的苦衷，只有提高空調設計工日，節能等其它問題皆可解決。但現實是很殘酷，空調在土建中是輔助工種，自己給自己增加工作量，活該?。。。?！

　　設計冷負荷中建筑冷負荷，在實際工程設計中，往往是建筑專業因業主要求而修改不停，當建筑確認后，給予暖通人員設計時間少之又少，由于缺乏足夠的設計周期，導致套指標的現象大量存在。有的項目，尤其是開發商的項目和招商項目，對建筑的內部功能不能明確，僅要求設計人員要給予充分的具有適應性的考慮。

　　因此，個人認為空調節能還不僅僅是暖通專業人員的事情。還需做好以下工作：

　　1.由權威部門發布空調設計的最短設計周期，確保暖通人員有足夠時間做好設計，防止受到設計院領導和業主的無理指責。

　　2.由權威部門發布空調設計工日參考數據，以指導設計院的工作量考核。因為，上世紀建設部頒發的工日定額，已經左右了設計院領導數十年，即是2000年新設計工日出臺，建筑方案設計工日大幅提高，空調設計工日還不如以前，暖通專業人員的投入產出，已經很不合理。 暖通專業人員的定額、獎金與土建比，少之又少，需提高定額、獎金比俐。

　　3.由權威部門組織必要的調研測定（設計與實際之差異和有關取值的推薦值），提出供設計作為依據的數據，須知我國地域富廣、南北差別大啊。

　　不要光看設計總負荷除以建筑面積的空調冷負荷指標??！空調總冷負荷還有部分負荷是為將來建筑面積增加的預留呢！要是真的按照現有房間的逐時冷負荷疊加，將來建筑面積增加，建筑功能改變，空調專業如何采取對策??？再增加一臺小容量的主機？不現實吧?。僬f一個比較現實的問題：如果設計院沒有空調設計軟件，光是靠手算筆算，在為數不多的設計期限內（恕我駑鈍，這個"設計期限"是不是大俠們剛剛說過的"設計工作日"？）有多少精力和時間用在空調負荷的計算上??？還有，好多節能建筑采用新的圍護結構，延時系數等一系列參數無從查取，怎么計算（精確計算）空調冷負荷呢？－－－當然，對于節能標準還是有必要的。但是，事情比較復雜，不能一刀切??！

　　舒適空調有個舒適區的概念，是一個范圍，首先就應該允許有一定變動范圍，一些經驗數值如果仔細研究，會發現比詳細計算更符合實際。如

果按辦公夏天室內設計溫度26度，人員呆一段時間，適應了這個溫度后還會覺得熱，很多是心理上的，如果是分體開到22度 甚至更低。所以我覺得把注意里放在軟件精確計算上本身就是不合適的，軟件計算結果只是多一個計算依據，實際工程噪聲計算往往還更重要，反而被忽視。而且一些外企和酒店有要求備份是很正常的事，實際的運行收入和增加的工程造價比少得多。我畢業時參觀天津一家星級酒店外方就要求備份一臺開利的離心機。所以我認為各種軟件用來鞏固對空調概念的理解是很有幫助，但具體的工程更多只能作為參考，設計是綜合多方面的考慮結果！

　　我認為軟件宣傳有些誤導，使多數設計人員或是學生傾向于強調軟件計算的精確性而忽略了多數舒適性空調本身就是一個一定范圍的不定解，就和建筑方案一樣，考慮的角度和思路不同，結果肯定不同，計算軟件不應該成為滿足審查或者內部校對一些面上的需要，有一個比較出色的計算書，而應該引導設計人員把軟件作為一個工具，一個輔助手段的全面考慮解決問題的思路和方法！一些機電公司對水泵風機選型的做法我認為比較合理:1.機電施工根據現場計算2.現場條件提交設計院復核.