現代建筑電氣設計中節能策略探究

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摘要：目前，綠色與環保的理念已經廣泛深入到了我國的各行各業里面。其中，建筑電氣設計中如何有效應用節能策略成為了當前設計工程師研究的課題。為了有效實現建筑電氣節能，需要從建筑應用的功能及效果等多方面進行考量，通過科學選擇建筑電氣節能設計方案，才能確保在后期使用過程中的節能環保。基于此，本文將對現代建筑電氣工程設計中的電氣節能問題、節能策略展開研究探討，可供電氣工程同行借鑒。

關鍵詞：建筑電氣；節能設計；現狀；問題；策略

引言

節能降耗是我國的一項基本國策。近年以來，全國各行各業都在抓緊落實中央“碳達峰、碳中和”低碳環保政策，取得了明顯的成效。現代建筑是我國能源消耗的一大重點，加強建筑電氣節能設計的重要性也越來越凸顯。建筑工程中的電氣系統是建筑物基本的動力系統。隨著近年來城鎮建設與科學技術的發展，新型合理的電氣設計技術被廣泛地用到現代建筑電氣系統之中，讓現代建筑物的電氣工程系統可以滿足現代建筑項目高效率運行的需求。但是，隨著現代建筑物的內部用電設備增多，建筑物內各電氣系統做功所消耗的能源量也在不斷的增長。因此，我們電氣設計人員需要加強電氣系統節能設計，以使其能夠達到現代綠色建筑節能的應用目的。

1筑電氣節能設計時需遵循的基本原則

開展建筑電氣工程的節能設計時，我們首先應綜合考慮當前的經濟環境，還有就是要分析各方面的影響因素；然后在建筑電氣工程的節能設計中要綜合運用各種先進的技術，把建筑的能源利用效率進行大力提升，盡可能的減少不必要的能源消耗設備 用電。

1.1實用原則

實用原則指的是電氣節能設計要滿足建筑物實際的使用功能，我認為這是現代建筑電氣設計最為基本的要求。因此，電氣工程設計首先必須滿足用戶日常生活所需的基本用電需求，滿足所設計的建筑內部使用者的日常的照度、色溫與顯色的指數；除了應用太陽能等清潔能源之外，建筑節能的著手點也要重點考究；這就要求我們電氣設計工程師在進行建筑物電氣設計時，要盡可能避免一些無謂的能耗。首先，我們要分析項目，然后找出項目中這些可以進行節能設計的地方，然后再對項目中這些可以節能的節點進行深入的研判；最后，根據工程項目的實際情況再去制定出最為實用的節能設計方案。

1.2經濟性原則

在影響建筑電氣設計的因素當中，經濟因素也是非常重要的考究原因。開展建筑電氣工程的節能設計，其中所涉及的范圍比較廣泛，因此也會在一定程度上增加項目建設投資者和施工單位的經濟投入。雖然我們大力提倡開展綠色建筑的節能設計，但是，如果只為建筑節能，而不考慮建筑項目的造價成本的話，這顯然也是不切合實際的。那么，我們進行綠色建筑電氣節能工程設計又應該從何處著手呢？根據筆者多年的建筑電氣設計經驗來看，我認為建筑電氣工程設計的節能應根據建筑電氣設計項目的實際使用情況，遵循經濟性設計原則。首先在前期的設計過程中，應充分考慮電氣設備投入使用后所需的維護管理等問題，其次要從電氣設備原材料選型來著手，在對電氣設備以及原材料成本控制的同時，也應該保證電氣項目工程的施工質量。為了盡可能的減少項目竣工使用后各電器系統設備的維護方面的資金，在后期建筑電氣設備使用過程當中，也要盡量減少電氣設備故障的發生幾率，確保項目的經濟效益。

1.3降低損耗原則

首先，高能耗設備會嚴重的造成能源浪費。因此，我們在進行建筑工程項目電氣設備設計比選時，最好選擇一些能耗低的設備。此外，  還要盡可能多運用一些現代化科技含量的電氣設備，從而有效降低建筑物內電氣設備所需的能耗。其次，在滿足建筑物電氣設備相關的使用功能的基礎上，設計時要考慮到還應該對各電氣系統設備的統一集中管理，以實現更加科學合理功耗的分配，以便后期更好的管控電氣設備的能耗，有效降低能源損耗。總之，在電氣工程設計時堅持降低損耗這一原則也完全符合我國對于綠色建筑節能減排、低碳環保的要求。

2前我國建筑電氣設計中電氣節能現狀問題分析

2.1節能總量較低

當前，我國綠色建筑電氣設計中，其電氣節能的總量較低，還有待進一步提高。隨著我國現代化城市建設進程的飛速發展，各行業對能源的需求也呈現出了明顯上升的趨勢。但是，在這一過程中需要注意的是，常規能源是屬于不可再生的能源。因此，這也意味著未來我國的能源會越來越緊缺的情況將不可避免。其次，節能總量較低還體現在建筑物電氣設計與施工相比較其他方面能源消耗所需要消耗的能源往往會更多，并且在這一過程中不斷發展的建筑行業也使得這一情況進一步的加劇。

2.2節能技術不完善

建筑電氣設計與施工中相關的節能技術應用有待進一步的完善。目前，建筑電氣設計與施工中電氣節能還存在比較多的問題：例如，由于電氣節能技術不完善而使得建筑電氣設計與安裝中的電氣節能效率低下。其次，節能技術不完善還體現在諸如電氣負荷的計算不科學和用電數據的記錄不全面等問題上。與此同時，電氣節能技術不完善也體現在建筑設計的照明度與選擇的照明光源不合理和許多設計人員偏愛較大的變壓器所帶來的能源消耗無端增加。并且由于我國很多建筑仍舊缺乏對于室內電器設備與照明工具有詳細的節能要求，這些技術上的落后導致了我國建筑電氣節能還有很大的完善提升空間。

3筑電氣設計中的建筑節能策略研究

下文將分別從建筑暖通空調系統的設計、變壓器、供配電系統、線路、照明等幾個方面綜合地對建筑電氣節能設計措施進行研究探討。

3.1暖通空調系統的設計

據分析統計，在公共建筑工程項目中，暖通空調所需耗電量約占整個建筑物能源消耗的一半以上。因此，在暖通空調系統設計上采取節能設計措施的潛力較大。我認為在暖通空調系統節能設計的重點應放在暖通系統的接口位置。這就要求我們暖通空調系統的設計師和電氣安裝施工的工程師之間，加強統一協調配合管理，通過優化暖通空調系統的接口處的設計，做好一體化暖通空調系統的設計與施工，以便更好地實現建筑物的電氣節能目的。暖通空調系統節能的主要措施分析如下：3.1.1 優化暖通空調設備中的機電設備開啟與暫停的控制。3.1.2 優化系統變風量和變流量系統。3.1.3 對水泵節能控制設計時，不同季節要進行差異化的控制，選取最為節約能耗的控制設計方案。3.1.4 設計時應優化低溫送風系統的控制。3.2選用節能型變壓器建筑物電氣設計時要要認真分析變壓器的功率損耗問題。應選用損耗較低、能效比高的節能型的變壓器。通過節能型變壓器來有效控制電壓，是為了確保建筑物電器設備的運行效果以及建筑物內用戶用電的安全。同時，設計設備選型時要符合與限定標準中的最低要求（三級標準）。在輸電方面，因為當負載的功率因素與輸送的功率一定時，電壓和線路電流之間是成反比的，因此，在輸電方面設計考量時應適當利用變壓器來升高電壓。此外，還可以通過采用并聯運行的方式，通過公式計算，以便獲得變壓器的臨界的負載值，以具體使用的負荷量為依據，對變壓器的運行數量進行有效的調整，以實現電氣節能的目的。另外，節能型變壓器的合理選用，還能延長變壓器的使用壽命。

3.3優化建筑物的供配電系統節能設計

為了確保建筑物內用戶的正常用電。我們對供配電系統的節能設計方案必須綜合考慮，要對供配電系統設計的方案進行優化設計，做到合理節能。其中重點是要對供配電系統的方位、用戶用電高峰與低谷的負荷，以及電力分配等問題進行充分的研判。3.3.1 首先要確保建筑物的用電負荷的計算做到準確無誤，并符合建筑物的實際情況。為了降低在電壓器的容量從而降低其所消耗的能量，可以選用負載率合適的節能型變壓器。3.3.2 為了將變壓器的損耗和發生在能源傳輸線路上的損耗降低到最小值。我們可以采用分散式或集中式的節能設計方案，通過無功補償的應用，可以在一定程度上有效提高低壓側功率的因數。3.3.3 對配電系統的位置的選擇。保證高壓盡可能的深入用電負荷中心，目的是減少了在線路上損耗的電能，同時也節省了傳輸電線。3.3.4 對于非線性的用電設備，設計時要對其進行控制，促使它們在工作狀態下產生的高次諧波合理化。3.3.5 對用電高峰期和低谷期進行分析，通過采取合理節能控制措施，減少無畏的能耗。3.4減少線路傳輸損耗實現節能3.4.1可以選擇銅芯作為導線。考慮到節約用銅，部分高層建筑設計時可以采取銅鋁復合母線來作為垂直干線母線。3.4.2減少配線的長度。在低壓柜出線與配電箱出線設計時，要盡可能設計為直線，低壓線路的半徑一般不大于200m為宜，負荷中等密集的地區不超過150m為宜，負荷密集的地區不超過100m為宜，這樣設計施工，可有效減少電纜（線）的長度，做到供電配線的距離最短。3.4.3增大導線截面。在滿足電壓降要求的前提下加大一級導線截面，雖然在一定程度上增加了些成本，但從整體運行上節約了電能，為后期的設備技術升級提供有利整改條件。3.4.4選擇新型的絕緣型電力電纜材料，比如:選用YJV型號的絕緣電纜等。3.4.5為了節約線材，減少主干線（電纜或插接母線）的長度，我們在進行高層建筑電氣設計時，變配電室設計應盡量靠近電氣豎井位置。對于面積比較大的建筑工程項目，讓我們可以在設計時把電氣豎井設計在建筑中部或者建筑物兩端的位置，以便減少水平電纜所需要敷設的長度。

3.5合理選擇照明系統節能設計方案

為了更加有效合理的節約電能，我們建筑電氣設計工程技術人員，一定要根據《建筑照明設計標準》規范要求來最大限度的利用光能。電氣設計與建筑設計工程師要加強合作，在不降低建筑使用功能、照明質量、保證使用人員的視線要求的前提之下,盡量減少照明系統中的光能損耗，合理地選擇照明系統節能設計的照度值。通常，我們可以采用的節能措施有下述幾項:(1)充分合理地利用自然光源。把建筑自然光源和室內的照明系統有機地結合起來,從而有效地節約人工照明的電損。(2)選用高效的光源。在設計照明線路時，設計人員要分析建筑工程項目的特點來合理選擇光源。我們在進行照明線路的設計的時候，還可以利用高效節能燈具的智能控制方式，更好地節約電能。在公共建筑場所內，可以大力推廣選用環保節能型的LED光源。設計選用要具備有無功補償的熒光燈,如果想用緊湊型熒光燈，應該首先選用帶有電子鎮流器的產品。(3)合理科學設計照明燈具的控制方式，有效的節電。根據照明設計的使用方式，可通過分區控制燈光或者適當多增加照明的開關點來調節。房間燈具的控制應該考慮節能的原則。臥房、客房等位置的床頭燈，通常設計為可調光的開關,公共場所及室外照明，可采用帶程序編程的自動控制或聲控、光電開關,走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所，通常可采用節能的自熄開關等各項照明節能措施。

3.6建筑取暖系統方面的節能設計

在建筑工程電氣的設計中，取暖系統的節能設計也很關鍵，尤其是在我國的北方比較寒冷的地方要更加重視建筑物取暖系統節能設計。首先，我們在設計建筑物的取暖系統時，要盡量避免采用耗電多的非節能型電器設備。因為選用那些非節能型電器設備，不僅會造成電能的大量損耗，而且建筑物內各房間的取暖效果也不佳。因此，在建筑物設計安裝取暖系統時，要盡可能選用能效比高的節能型電器設備，比如：可以選用蓄熱型的電取暖設備，要盡量多的把太陽能等可再生的能源綜合利用，這樣既滿足了建筑住戶的取暖要求，又可以大大減少電力能源的消耗。其次，取暖計量設計時可以采用“分戶計量”的辦法，“分戶計量”設計可以將建筑物內各住戶的經濟利益與能源消耗之間直接的掛鉤，可以大大提高用戶的節能意識，減少不必要的能源消耗，提高取暖能源的有效應用率。

3.7充分利用太陽能光伏發電系統

面對資源、能源短缺的現狀，充分利用可再生的清潔新型能源：太陽光伏發電系統可有效緩解目前的能源危機。通過光伏發電系統的設計應用，不僅可以有效地降低建筑物的能耗與資源，促進“碳達峰、碳中和”環保理念與目標的貫徹實行，而且對人們的生存環境也可以起到良好的保護的作用，同時也正在走進我們千家萬戶，大大降低了人們的生活用電成本，也進一步改善了我國社會的能源結構。

4結束語

總之，建筑電氣節能設計是當下實現“碳達峰、碳中和”環保理念的必然要求。因此，我們設計人員在開展建筑電氣工程設計的時候，要始終遵循我國電氣節能設計技術標準與規范，以滿足用戶電氣設備的功能需求出發，深入電氣各個系統之中。同時，我們建筑電氣工程設計的人員要深入研究分析當前電氣節能技術的發展現狀與存在的問題，仔細了解其節能設計應用的原則，將其有效地應用在現代建筑工程項目電氣設計的實際過程里面，從而進一步促進我國新型綠色環保節約型社會的建設。

作者:朱思進 李嘉旋 單位:深圳中深建筑設計有限公司 浙江新東南工程設計管理有限公司