現代建筑電氣節能設計思考

胡秋忠

摘要：近些年來我國建筑行業實現了快速的發展，然而建筑行業在能耗上也是非常的大，這就需要在建筑工程項目設計的過程中進行建筑電氣節能設計。從目前建筑行業的發展來看，強化建筑電氣節能設計既可以降低對能源的消耗，還能夠有效地緩解能源短缺的形勢。因此，在建筑電氣設計的過程中，若想全面落實電氣節能設計工作，既需要以先進的科技作為支撐，還需要深入對電氣節能設計工作的研究，在建筑電氣設計中采取行之有效的節能措施，以此來提升建筑物的質量。

關鍵詞：現代建筑;電氣節能;電氣設計

引言

目前，在不斷完善建筑物功能設計的同時，也要注重對能耗的控制，加強建筑電氣節能設計及照明節能設計，進而從根本上提升建筑物的綜合性能，一方面提高建筑物的能源利用率，節約能源;另一方面，推動建筑電氣行業朝著節能方向發展進步，提升建筑電氣系統的系統性和實用性。建筑功能的實現離不開電氣系統，因此，建筑物中需要預留大量的電力負荷和用電接口，以滿足建筑物不同功能和不同場景的使用要求，提升用戶的體驗感。此外，建筑物在后期運行過程中需要從運行成本和能源消耗等方面綜合考慮，以合理控制能源的利用。

1建筑電氣節能設計的重要性

由于城市建設速度加快，建筑材料大規模增加，從長遠利益出發，合理開展節能降耗戰略，現階段發展勢態良好而且得到了國民高度認可，建筑節能效果顯著。現代化住宅設計不斷創新，建筑群設計感格外突出是國內城市建設的一大特點。而建筑電氣設計過程中的節能方式也層出不窮，需要始終堅持建筑設計高效與節能降耗戰略相結合，助推國內建筑設計邁向新臺階，使建筑設計和節能環保、可持續發展緊密相連。現階段我國社會經濟發展迅速，城市化進程不斷加快，建筑建設進入黃金發展時期，如何把控建筑電氣能耗與住宅建筑電氣節能高效化，是可持續發展的重要環節。從全國綜合統計數據可知，總體能耗中有近1/3來自建筑行業產生的能源消化。有研究指出，能耗增長的步調不僅與國家經濟發展情況一致，而且與人民物質方面的需求相關。并且在我國，南方和北方存在很大區別，在北方的大部分城市都需要配置采暖設施，在全國建筑能耗中，南方城市占40%，但是大部分北方地區的居民居住面積總和卻低于南方，這與人口密度有直接關系。匯總整個建筑能耗類型，分析各自所占比例，可以明確看出電氣能耗在其中占據主要比例。電氣能耗包括照明設備用電占比15%～25%，空調設備用電占比40%～50%，水泵風機設備用電占比10%～15%，顯然空調設備已然成為家居必備電氣。

2建筑電氣節能措施的原則

（1）實用性原則：實用性原則是指在保證人們生產生活的前提下節能，即要保證如照明功能等正常生產生活的基本需求，才能進行節能，也就是要保證它的實際應用。（2）經濟性原則：節能措施實施的前提是要保障資金運行費用的合理性，要考慮資金問題，不能為了節能，無限制地使用高昂的產品和技術。所要實施的節能措施，要能夠達到使用資金的合理性，接下來才可以進行設計方案的選擇。（3）先進技術原則：一般情況下，節能設計會有很多方案，設計者會經過分析計算，在資金投入和設計方案綜合考慮后，采用最合理的節能方案。（4）環保原則：在滿足降低能耗和費用的同時，仍然要考慮環境的因素，如果采取的方案對環境產生了污染或者破壞，也是不可行的，采取的節能方案，同樣要保障對環境的保護。

3節能技術目前的應用發展情況

隨著我國科技的發展，電氣設備的需求量越來越大。大多數電氣設計人員認識不到節能技術在電氣設計、施工中的重要作用，忽視了節能技術的發展，導致我國建筑行業資源浪費嚴重。建筑企業和設計者節能與環保意識淡薄，在電氣設計環節增加了能耗，會破壞自然環境，造成能源短缺。國內部分城市在某些時期甚至采取限電措施，嚴重影響了人們的日常生活和工作。對此，相關單位應充分認識到電氣節能設計的重要性，積極采取有效措施降低設備能耗，保證電氣設備的正常運行，充分發揮其社會效益和經濟效益。

4建筑電氣節能設計分析

4.1合理選擇節能變壓器

首先，在節能變壓器的選擇上，需要分析變壓器的有功損耗。從變壓器的空載損耗來看，其則是常出現的一種損耗方式，也就是人們常說的“鐵損”。從引起該種損耗方式的因素來看，則是因為鐵芯渦流與漏磁所引起的。因此，該種損耗方式所引起的損耗值與變壓器的負荷大小并無關系，而是受變壓器鐵芯材料、制造工藝等因素的影響。所以，在建筑電氣節能設計工作開展的過程中，需要結合建筑物的具體情況來選擇節能變壓器，從而降低變壓器的空載損耗。其次，在選擇節能變壓器時，也需要考慮到變壓器的有載損耗，也就是人們常說的“線損”，其受到變壓器繞組的電阻大小、實際負荷率的影響比較多，尤其是繞組的電阻值越大所產生的線損更大。因此，在具體設計的過程中，設計人員需要選擇電阻值比較小的材料來進行繞組，目前銅芯則是最為節能的繞組材料。另外，經實踐證明，變壓器的復雜率也會影響變壓器的線損，當負載率處于50%時，可以使得變壓器的線損處于最低狀態，然而此時變壓器的鐵損比較多，這就難以發揮出良好的節能效果。所以，對于節能變壓器的選擇，則需要將變壓器的負載率最好控制在75%～85%之間，以此來全面發揮節能變壓器的效果。

4.2合理運用節能型燈具與高效光源

照明是人類生活、工作最基本的需求，建筑內人們對照明設備的需求量往往較大。照明設備功效受照明設備性能、設備規格、設備材料的影響，所以在選擇燈具時，應該選擇節能效果較好的照明設備，在保證國家規范要求的照度和照明功率密度值的前提下，選擇能源消耗較低的照明設施，以取得理想的照明成效。一方面，在選取照明設施的過程中，應當根據低碳、低能耗的準則，市場上照明設備的種類較多且比較復雜，每種照明設施均有適合的場所。在設計照明系統時，應從全局出發，選擇性能優良的照明設備，由于對照明設備的需求量較大，為了最大限度地降低照明設備的成本，可以選用固定供應商，這樣就能保證照明設備的售后。另一方面，在進行建筑電氣照明節能設計時，需要選擇高效的光源。例如，辦公建筑內燈具可選用稀土三基色熒光燈具配電子鎮流器，商業建筑內可選LED燈具，室外亮化和景觀照明采用LED燈具。

4.3供配電系統節能設計

建筑電氣節能設計的核心部分是供配電系統的設計，結合建筑物的實際情況，合理規劃建設項目的負荷指標，而這些指標的制定要嚴格按照不壓縮、不浪費的原則來執行。同時，供配電系統涉及到供電設備的安裝部署、規格型號的選擇等，其綜合配置要具有一定的合理性，在滿足系統功能的同時達到節能的效果。對于供配電系統節能設計，還需要綜合考慮建筑物中的配電房、開閉所等，一般需要根據不同類型建筑物的用電指標對整個建筑物進行負荷用電量的估算。在設計階段需要重點明確項目建設中有沒有用電量較大的設備，如消防水泵、廚房設備、舞臺的聲、光、電設備等。如果有的話就需要對其用電量進行單獨核算，避免電力的過度浪費，也需要保證各種用電設備的合理配置，避免存在漏項問題，確保估算用電量接近實際用電負荷[3]。如果出現建筑物與配電房之間供電距離較遠的情況，需要合理控制電壓損失，其控制方式有增大導線截面積等。但是，一般情況下，低壓線路的供電半徑應該控制在250m以內。尤其是開閉所和配電房位置的設置要嚴格遵守相關工程技術規范。

4.4動力設備中的應用

建筑業用電使用的大多是符合國家節能減排標準的標準及非標設備。要使供電設施達到二次節能，必須防止供電設施超負荷運行，降低系統能耗。大多數用電設備（如大型電動機、冷凍機等）在啟動時都會引起電網電壓波動，消耗一部分啟動功率。在這種情況下，可以采用降壓啟動器或轉化器等啟動方式，以降低系統的能耗。空調是最耗電的部分。在空調設計中，應選擇合適的空調系統，完善其結構布局，根據建筑物各區域溫濕度的要求合理設計空調。同時，應盡量選擇節電型空調設備。為了充分發揮電氣工程技術的作用和價值，大多數電氣設備都具有需要使用無功功率的發動機，建立合理的無功補償機制，也是實現節能的重要途徑。

4.5合理選擇導線的經濟截面

縱觀長期發展來看，選取電纜線路過程中，一般的線路截面會參照短路電流和電壓進行標定，保證系統運行安全穩定后盡可能縮小截面，以此達到節約目標。但該設計方案通常也會造成電能耗損量的提高，進而無法降低成本。由此來說，選取線路截面參數時，要充分考量載流值，保證線路通量達到預定要求，并降低額外損耗，從而在電纜線路運行過程中達到經濟效益最大化。根據載流量來調整電纜線路的截面情況，能夠降低不必要損耗，為系統運行創造良好環境。不僅如此，線路的經濟截面也需要超過發熱截面，以此為電纜線路安全提供保障，盡可能消除風險隱患。與此同時，實際確定導線參數時，還需要綜合分析電阻率指標，盡可能選用電阻率低的線路。為控制導線長度，要縮減荷載中心和變電所間距離，達到節能目標。

4.6利用清潔能源

在設計電氣時，需要注意使用清潔能源。潔凈能源的利用是我國電氣建設的重要方向。清潔能源主要有地熱、風能及太陽能。相關設計單位應采用清潔能源，減少能耗。例如，光伏發電系統可用于建設電氣設施，通過光伏技術可將太陽能轉化為電能，從而持續為建筑提供電能。同時在實際施工中也可采用清潔能源，促進節能。

4.7引入自動化控制技術

建筑照明系統節能在設計期間，還有高度重視處理優化控制方面內容，通過先進化、現代化的控制手段，進一步優化運用建筑照明系統，從而在后續使用期間防止產生損耗嚴重的情況。例如在建筑照明系統中，當前應用十分廣泛的節能方法之一就是自動化控制技術，采用感聲以及感光等傳感器，靈活調控照明系統，在不需要時防止出現長期照明的情況，與此同時，還能實時調節光照強度，從而優化控制能耗損失。

結束語

總而言之，在建筑工程項目建設的過程中，為了有效地避免能源供應不足的情況，需要將節能減排作為國家的基本國策。科技的進步實現了電能利用率的提升，但在具體應用的過程中也需要注意其中產生的問題。雖然現階段通過建筑電氣節能設計全面落實了節能減排理念，但是依需要深化對建筑電氣節能設計的研究，相關設計人員則需要對工作進行總結，以此來實現建筑電氣節能設計工作的高效開展。

參考文獻

[1]呂力瑋.淺談建筑電氣設計中的節能技術措施[J].冶金與材料，2020，41（1）：110-111.

[2]石世彪.建筑電氣設計中的節能技術措施[J].科技創新與應用，2020（6）：96-98.

[3]張蒙.關于建筑電氣設計中的節能技術探討[J].裝飾裝修天地，2020（4）：106.

[4]王雪凝.綠色節能技術在建筑電氣設計中的應用研究[J].科技創新與應用，2020（8）：182-184.

[5]秦長亭，張緒偉，吳明勝.綠色節能技術在民用建筑電氣設計中的應用研究[J].建筑與裝飾，2020（6）：168.

[6]秦石建.民用建筑電氣設計節能方法分析[J].工程技術研究，2019，4（23）：198-199.

[7]龔嫣然.某社區智能建筑電氣節能設計及實現策略[J].電子技術與軟件工程，2019（23）：209-210.

[8]楊粵東.建筑電氣節能設計措施探討[J].中國設備工程，2019（12）：48-49.