淺析建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能

張志強(qiáng)

（古風(fēng)今韻建筑集團(tuán)有限公司，山西太原 030025）

電氣設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中扮演著十分重要的角色，關(guān)乎著建筑行業(yè)的日后發(fā)展。現(xiàn)階段，人們對(duì)建筑的要求顯著提高，雖然該行業(yè)推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，但也加大了能源消耗。因此，為有效降低能源消耗，建筑行業(yè)需采取有效的節(jié)能措施，及時(shí)解決設(shè)計(jì)中的能耗污染問(wèn)題，不斷提高電氣設(shè)計(jì)的水平。

1 建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，在節(jié)能設(shè)計(jì)研發(fā)方面也存在較大的差距。我國(guó)節(jié)電事業(yè)存在十分顯著的特征。首先，我國(guó)制定了多個(gè)規(guī)章制度來(lái)降低電能消耗，并同時(shí)采取多項(xiàng)措施對(duì)公民進(jìn)行節(jié)電意識(shí)的宣傳工作。其次，近年來(lái)，我國(guó)投入了大量的資源和精力，并加大研究力度，設(shè)立專項(xiàng)資金研究電氣節(jié)能技術(shù)。電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)道路上的主流趨勢(shì)。

2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則分析

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)且復(fù)雜的工作內(nèi)容，為改善建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的效果，達(dá)到建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需始終堅(jiān)持電氣設(shè)計(jì)的基本原則。以下筆者主要從功能性原則、經(jīng)濟(jì)性原則和無(wú)損性原則三個(gè)方面予以簡(jiǎn)要分析。

2.1 功能性原則

建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，要全方位展現(xiàn)建筑的功能需求，這也是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中必須堅(jiān)持的功能性原則。所有的建筑工程在設(shè)計(jì)中均要以建筑自身的功能為基礎(chǔ)，在滿足建筑自身功能后，方可考量其他的功能。若想在建筑中實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，則應(yīng)采取有效措施優(yōu)化建筑功能，如提高居民生活環(huán)境的舒適度，保障居民電器運(yùn)行的安全性，提高建筑施工的效率等。

在滿足建筑用照明需求的同時(shí)，其他的各項(xiàng)指標(biāo)也應(yīng)滿足居民居住的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。設(shè)計(jì)中需考慮室溫度和通風(fēng)的環(huán)境，一方面維持建筑舒適性，另一方面保持走廊通道的暢通性。同樣重要的是，設(shè)計(jì)人員還要結(jié)合當(dāng)前實(shí)際科學(xué)設(shè)置電力管理系統(tǒng)。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

符合功能性要求后，設(shè)計(jì)人員要全方位考量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。在我國(guó)的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)深度考慮經(jīng)濟(jì)性及用戶的個(gè)性化需求，基于效益開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)工作，不得為過(guò)度追求建筑性能的優(yōu)化而投入過(guò)高的成本，最終使效益失衡，給社會(huì)帶來(lái)巨大損失。為此，在建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，要全面考慮多種因素的影響，科學(xué)篩選建筑建造過(guò)程中所使用的材料，在電氣節(jié)能的支持下有效縮短資金回籠的周期。

2.3 無(wú)損性原則

建筑無(wú)損原則是在設(shè)計(jì)中最大限度減少無(wú)功能耗，進(jìn)而提高能源利用率。該原則需要先明確建筑的用電概況，認(rèn)真分析建筑內(nèi)的多個(gè)電氣設(shè)備，并及時(shí)取消或調(diào)整容易產(chǎn)生資源消耗和浪費(fèi)的環(huán)節(jié)。如采取多種措施優(yōu)化排線，有效減少電能傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗，確定變壓器的位置，同時(shí)調(diào)整和優(yōu)化室內(nèi)電氣照明，合理應(yīng)用光控技術(shù)與傳感器控制能源消耗，發(fā)揮能源的最大利用價(jià)值。

3 建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能措施

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中需要采取多種科學(xué)有效的節(jié)能設(shè)施。其中，線損節(jié)能設(shè)計(jì)、照明節(jié)能設(shè)計(jì)、電氣電源節(jié)能設(shè)計(jì)及清潔能源的廣泛利用，均是十分具有針對(duì)性的節(jié)能措施。

3.1 線損節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1.1 優(yōu)化導(dǎo)線設(shè)計(jì)

電路導(dǎo)線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)考量線路布置，基于最近導(dǎo)線線路設(shè)計(jì)原則，嚴(yán)格控制導(dǎo)線長(zhǎng)度，防止由于導(dǎo)線長(zhǎng)度過(guò)大而引發(fā)較大的能耗，增加電路導(dǎo)線設(shè)計(jì)的成本。在低壓配電線路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需采取無(wú)回頭設(shè)置方式，始終保持線路的平直度。供電所和負(fù)荷中心要就近設(shè)置，以縮小供電半徑。

3.1.2 完善導(dǎo)線截面積及電阻率設(shè)計(jì)

照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，截面積和能耗息息相關(guān)。在常用電線路之中，適度擴(kuò)大截面積能夠滿足電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，也可最大限度發(fā)揮節(jié)能降耗的優(yōu)勢(shì)，有效降低電氣設(shè)計(jì)成本?？茖W(xué)選擇導(dǎo)線材料尤為關(guān)鍵，為更好地滿足節(jié)能降耗的需求，設(shè)計(jì)的過(guò)程中要以低電阻率導(dǎo)線為首選。

3.2 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

照明設(shè)計(jì)是建筑電氣設(shè)計(jì)中不可忽視的一環(huán)，照明設(shè)計(jì)對(duì)建筑功能具有十分顯著的影響，且照明設(shè)計(jì)也直接關(guān)乎建筑電氣的節(jié)能性。所以，在照明設(shè)計(jì)的過(guò)程中，務(wù)必高度關(guān)注供配電系統(tǒng)及電氣電路設(shè)計(jì)，并結(jié)合建筑使用的基本需求，始終堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性和實(shí)用性的原則，有效控制和減少電能消耗（見(jiàn)圖1）。照明設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的電能消耗較大，科學(xué)選擇照明設(shè)備有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)（見(jiàn)圖2）。

圖1 智能照明系統(tǒng)

圖2 科學(xué)選擇照明設(shè)備

此外，設(shè)計(jì)人員還需充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀还庠矗赃_(dá)到節(jié)能降耗的總體目標(biāo)。傳統(tǒng)的白熾燈發(fā)光率較低，且運(yùn)行的過(guò)程中電能損耗較大，所以在電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)以LED 燈為首選。同時(shí)，在全方位滿足光線要求的前提下還要注重照明節(jié)能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和適用性，以滿足節(jié)能降耗的總體需求。再者，加強(qiáng)用電設(shè)備和供電方式設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，科學(xué)的照明線路可有效減少線損，能夠更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的總體目標(biāo)。

3.3 電氣電源節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣電源節(jié)能設(shè)計(jì)能夠有效降低電能消耗，抓住節(jié)能源頭，有效推動(dòng)建筑工程節(jié)能目標(biāo)的達(dá)成。不僅如此，電氣電源節(jié)能也可減少輸送、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)換中的電能消耗，電氣電源節(jié)能設(shè)計(jì)中也可分為若干不同類(lèi)型。

3.3.1 供配電系統(tǒng)

為維持供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的總體水平，還需要全面考慮系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓因素，并采取有效措施降低無(wú)用功率和導(dǎo)線當(dāng)中的電阻，最大限度降低配電線路的損耗。具體來(lái)說(shuō)，首先，工作人員要結(jié)合負(fù)荷的容量、供電距離、分布和用電設(shè)備的特點(diǎn)，保證供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電壓選擇的科學(xué)性與合理性。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不宜過(guò)于復(fù)雜，且規(guī)定相同電壓的供電系統(tǒng)最高配變電級(jí)別在2 級(jí)以內(nèi)。其次，適度縮小配變電半徑的距離，有效減少線路損耗，最大限度縮短用電客戶內(nèi)部變電所間設(shè)置的聯(lián)絡(luò)線，根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)切斷變壓器。

3.3.2 變壓器

變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)能夠有效降低能耗，有效改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行效率。在變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)中，除變壓器固定的鐵損、雜散損耗、銅損外，還必須高度關(guān)注變壓器運(yùn)行中的線損問(wèn)題。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，一方面能夠達(dá)到節(jié)能的目的，另一方面也可減少運(yùn)行過(guò)程中的費(fèi)用投入，維護(hù)工程的經(jīng)濟(jì)效益，最大限度規(guī)避變壓器損傷問(wèn)題。再者，設(shè)計(jì)人員還要科學(xué)選擇變壓器的容量與數(shù)量，選擇容量與電力負(fù)荷相互協(xié)調(diào)的變壓器，科學(xué)分配負(fù)荷，以此有效改善變壓器運(yùn)行的效率。

3.4 廣泛使用清潔可再生能源

如今，建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大量的清潔能源，這些清潔型能源的應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)。在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況和再生資源的特點(diǎn)，科學(xué)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮?。利用太?yáng)能光伏供電系統(tǒng)達(dá)成建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)。該系統(tǒng)能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為建筑物提供充足的電能。當(dāng)前的建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，清潔能源通常應(yīng)用在建筑照明系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行之中。在電氣設(shè)計(jì)中融入太陽(yáng)能這一清潔能源，有利于達(dá)成環(huán)境保護(hù)的總體目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)建筑工程的節(jié)能減排。在合理利用先進(jìn)技術(shù)的過(guò)程中，還需滿足建筑智能管理和控制的要求，進(jìn)而最大限度降低建筑電氣設(shè)備運(yùn)行中的能耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展迅速，與此同時(shí)，建筑能耗明顯上升。因此，在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)中，需全方位了解和掌控節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原則，并合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，加大清潔可再生能源的利用，做好照明節(jié)能設(shè)計(jì)和線損節(jié)能設(shè)計(jì)，以此高度滿足綠色節(jié)能型建筑的總體要求，為我國(guó)環(huán)保型城市的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。