關于節能技術在建筑電氣設計中應用的研究

陳東明

水立方建設集團股份有限公司廈門分公司

1 引言

我國城市化步伐逐漸加快，建筑工程項目數量越來越多，但建筑行業在快速發展的同時，建筑行業的能源資源利用率較低，能源消耗問題日益凸顯。新的發展時期，國家高度重視節能減排，為了有效地避免我國建筑行業能源資源的不必要浪費，實現建筑行業經濟效益與社會效益最大化，需要有關人員將建筑節能合理的運用在建筑電氣功臣的設計環節，從而實現整個建筑工程節能減排，促進建筑行業的穩步健康發展。

2 建筑電氣設計過程中應用節能技術的重要意義

國家經濟經濟的發展，依賴于能源的發展，能源的短缺對經濟的發展是一個根本性的制約因素，因此節能減排已經在各個領域普及開展，節能減排理念已成為我國社會經濟發展的新常態。建筑行業在實際的施工過程中，必然會消耗大量的能源，因此建筑設計要結合現代化社會發展方向，不斷創新建筑設計，方能有效地控制了能源的消耗，方能符合節能減排的要求。建筑工程中電氣設備所占的比重越來越大，相應能源消耗也越來越多，所以建筑電氣節能減排設計有著重要的意義。

3 目前我國節能技術在建筑電氣設計中應用的現狀

建筑工程數量日益增加，人們更加注重建筑工程設計的質量，而建筑電氣設計質量是建筑用戶直觀體驗的重要部分。目前國內建筑設計已經市場化，設計人員資格、能力水平良莠不齊，致使設計成果有的不能滿足國家規定的相關標準以及設計過程中出現部分不合理性。如部分設計人員對建筑節能技術仍局限于建筑照明方面，而對于其他方面如空調系統，消防控制系統等沒有進行詳細的設計。部分設計人員只注重滿足用戶用電需求及用戶體驗，忽視了節能技術的應用，缺少應用節能技術的觀念，從而增加了能源的損耗，并且使安全事故發生的概率提升。

4 節能技術在建筑電氣設計中的具體應用

4.1 供配電系統方面的應用

在建筑的配電系統方面，設計人員應根據規范、規劃要求、總體的建筑布局、各建筑主體的實際用電需求、用電負荷的配電距離，來確定合理的配電所位置、供配電方式、配電距離、配電路徑、配電線纜、配電電氣設備等。在挑選電纜過程中，根據計算出電線路中需要的電壓數值與電流值挑選低阻抗力的線纜，從而能夠有效地減少電流在輸電線路中出現的耗損。在設計配電計劃過程中，需要使供電系統的均衡得到有效保障，供配電機房需要挑選距離動力設備比較近的位置，進而拉近動力設備和配電室之間的距離。在配電系統中應設置無功補償，無功補償電容裝置要充電，必須保證其處理無電狀態，從而有效地降低能源的損耗，以期提升電氣設計的質量和效率。在進行建筑內部電力輸送線路的設計和制定時，應通盤考慮建筑系統各部分對于電力資源的實際需求情況，盡量保證電力線路全面覆蓋、盡可能地拉近電力線纜與動力設備之間的距離，減少電流在輸送過程中出現的損耗，以便于可以快速完成配電系統的節能設計。

4.2 照明系統設計方面的應用

在建筑電氣設計過程中，照明系統是建筑電氣的重要組成部分。全國年照明用電量約占總發電量的10%，且大部分是以低效照明為主，因此節能技術在照明系統中的應用是具有很大節約潛力。 因此在實際的設計過程中，重點從以下三個方面來做：

首先，根據建筑類型，功能需求及滿足規范的前提下，選擇合理的照明參數，如照度標準、亮度標準、色溫及顯色指數等。選擇合理照明方式，如一般照明、局部照明及混合照明等。選擇合理的節能照明設備，比如，通過使用型號為T8、T5的細管徑直管形熒光燈、金屬鹵化物燈、緊湊型熒光節能燈以及LED 燈等。在眾多類型的燈具中，LED 燈具多樣化的特征，如：節能、壽命長、體積小、環保等，能夠有效地運用在各個領域。在挑選合理照明線路過程中，照明線路的損耗在輸入電能中約占4%，其中供電方式與導線截面積是對照明線路損耗產生影響的重要因素，同時盡量將三相四線制供電當作照明用電系統的用電方式，盡可能地使三相供電平衡。

其次，根據照明的分區效果、天然采光范圍、照明場景變化需求，采用先進的照明控制系統，實現開關的啟閉或照度的升降，是實現節能的重要途徑。如C-BUS智能照明管理系統，利用光線感應能夠依據環境光自動開閉燈光回路，如果環境光變亮的情況下，可以自動關閉一部分燈光；同時其還可以根據人體紅外感應自動掌控空調與燈光的開閉，在窗戶打開的情況下，其可以直接關閉空調；利用光線感應，可以根據夏天太陽光線放下遮陽卷簾，避免室內溫度過高，繼而可以在一定程度上達到節能的目的。

最后，在照明系統設計過程中，要根據設計需求盡可能充分利用自然光，從而最大限度地降低照明燈具的使用時間，進而提高使用壽命，從而有效地避免能源出現不必要的損耗。借助自然光還可以有效的改變工作環境，給人帶來舒適感，確保人員的身心健康。通過室內受光面的反射性，有利于提升光的使用率，比如白色墻面的反射系統可以高達70%至80%左右，同時還可以達到節約電能的目的。

4.3 變壓器方面的應用

通過實現變壓器的節能，有利于減少自身的耗損，提升變壓器的使用效率。所以，工作人員需要合理的挑選變壓器的臺數、類型以及容量，從而實現電氣節能的效果。如果變壓器的容量選擇太大，長時間進行低效率的運行，就會提高其自身的損耗。為了降低變壓器產生的損耗，如果使用容量既大，變壓器臺數又多的時，想要合理的分配負荷就需要縮減變壓器的臺數，選擇容量大的變壓器。節能型變壓器的鐵損主要是漏磁損耗與貼心渦流損耗組合而成，其中矽鋼片的性能與鐵芯制造工藝決定著變壓器鐵損的發小，因此，變壓器需要選擇使用節能型變壓器。挑選合理的變壓器連接組別、電壓分接頭以及變壓比，有利于變壓器正常運行，同時還可以起到節能的作用。

4.4 動力設備中的應用

建筑行業所使用的動力設備大部分是廠家生產的標準及非標準設備，都已滿足國家的節能減排標準，如果想要使動力設備實現二次節能化，需要防止動力設備出現空載運轉的狀況，從而可以保證動力系統的正常運轉，降低能源消耗。大部分動力設備在開啟過程中都會使供電網絡出現電壓波動，進而耗費一些啟動電能，在這種情況下，可以使用在當今建筑系統中，增設軟啟動器或變頻器啟動來減少電能的浪費。空調系統消耗的電能占比重最高，所以，在設計空調系統過程中需要挑選合適的空調設計方案，完善空調系統的結構布局，同時根據建筑物對各個區域溫度、濕度的要求對其進行合理的設計，同時盡可能選擇使用節能效果好的空調設備，針對空調系統需要合理的分配電力資源，以便于使建筑技能技術的作用與價值在電氣設計中得到充分發揮。動力設備中大部分含有電機設備，均需消耗無功功率，均會使線纜的功率因數下載，因此合理設置無功補償裝置也是實現電氣節能的重要途徑。

此外，要根據建筑的總體設計方案以及實際運營狀況，借助現代化的信息技術，AI智能技術、物聯網技術來確保建筑整體的高效節能運轉，最大限度地降低能源的損耗，從而實現建筑工程電氣設計的科學性、有效性、節能性。

5 結束語

現階段，伴隨著時代的不斷進步和發展，使人們的生活方式發生翻天覆地的變化，同時在一定程度上還提升了人們的生活水平，更加追求高標準、高品質的生活。人們也更加關注環境污染以及節能減排問題。對于建筑電氣設計來說，在電氣設計的各個環節合理的使用節能技術，如，在配電系統、電氣輸電系統、照明系統、變壓器及用電設備等設計環節使用節能減排技術已成為現代建筑設計的發展趨勢。總之，建筑電氣的節能潛力很大，電氣設計應堅持適應性、節約性、先進合理性原則，選用節能效果好的設備，使用科學的節能設計技術，遵照節能標準展開設計，使人們感到舒適，有利于人們的健康，進而達到建筑工程節能減排的最終目的，使人、自然、建筑和諧共處。