電氣節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

朱立浩 保定市市政工程管理有限公司

1 前言

我國(guó)電氣工程隨著建筑行業(yè)的發(fā)展得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，很多高新技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于建筑電氣當(dāng)中。當(dāng)前國(guó)民十分關(guān)注電氣的節(jié)能環(huán)保問(wèn)題，如果長(zhǎng)期使用能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重的電氣設(shè)備，必然無(wú)法實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。為此，需要加強(qiáng)研究電氣節(jié)能環(huán)保技術(shù)，加強(qiáng)能源利用，提高電氣節(jié)能環(huán)保水平，為居民創(chuàng)造更加舒適、節(jié)能的環(huán)境。

2 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)的意義

電氣工程是現(xiàn)代建筑功能的核心，電力資源消耗過(guò)大，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展建設(shè)的必要工作。電氣節(jié)能技術(shù)可以滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展需要，解決城市發(fā)展中缺少電力資源的問(wèn)題，從根源上高效應(yīng)用電力資源，為社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還能提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益。建筑在運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)論是商用還是民用，電氣支出方面占據(jù)絕大部分，而且其中有很多是無(wú)效益的消耗。設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用可以從建筑功能設(shè)計(jì)做最優(yōu)化的控制施工和電力工程設(shè)計(jì)，可以從配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、其他系統(tǒng)中做電力節(jié)能，也就可以達(dá)成施工造價(jià)的控制、建筑運(yùn)行的成本控制，最終提高建筑的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保，能減少發(fā)電和供電中對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)綠色健康的生態(tài)環(huán)境。

3 建筑電氣節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的原則

3.1 經(jīng)濟(jì)性原則

建筑企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有著高度重視，所以在設(shè)計(jì)電氣時(shí)需要在保證人們基本生產(chǎn)生活功能要求的同時(shí)盡量考慮電氣工程的經(jīng)濟(jì)性，將建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)布置，盡量達(dá)到節(jié)省人員、材料等資源的效果。

一方面，在設(shè)計(jì)建筑工程電氣系統(tǒng)時(shí)需要對(duì)電氣系統(tǒng)的性能和功能需求加以分析，確保施工方案的經(jīng)濟(jì)性，合理分析建筑電氣系統(tǒng)施工預(yù)算。

另一方面，加強(qiáng)先進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)在建筑電氣工程施工中的應(yīng)用，從而將建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的成本盡量降低，達(dá)到減少建筑整體能耗的效果，同時(shí)提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 實(shí)用性原則

人們最為關(guān)注的問(wèn)題之一就是建筑電氣系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)過(guò)程中，需要對(duì)人們的生產(chǎn)生活進(jìn)行充分考慮，將電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性提升，從而便于人們更好地開(kāi)展生產(chǎn)生活活動(dòng)。為此，在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，要考慮人們生產(chǎn)生活活動(dòng)對(duì)電氣系統(tǒng)性能和功能的要求，然后進(jìn)行深入分析，堅(jiān)持適用性原則，確保建筑電氣系統(tǒng)能夠高效地使用，為居民創(chuàng)造更加便利的生產(chǎn)生活條件。

3.3 節(jié)能與環(huán)保原則

當(dāng)前綠色環(huán)保理念已經(jīng)在我國(guó)社會(huì)中逐漸普及，國(guó)民對(duì)各個(gè)行業(yè)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用情況有著越來(lái)越高的重視度，建筑電氣也不例外。

在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，要充分貫徹落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，明確我國(guó)資源形勢(shì)和環(huán)境形勢(shì)，加強(qiáng)資源和環(huán)境問(wèn)題的改善，同時(shí)加強(qiáng)推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。為此，在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)和設(shè)備，不斷優(yōu)化建筑電氣系統(tǒng)，提升建筑電氣的節(jié)能環(huán)保水平。

4 建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)的措施

4.1 變壓器的選擇與優(yōu)化

工作人員進(jìn)行建筑電氣相關(guān)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果沒(méi)有在變壓器選取這一方面予以重視，很容易導(dǎo)致高能耗，使后期所需成本大大增加。用時(shí)已久的變壓器也會(huì)消耗更多的電能，為了能夠真正地降低使用成本，相關(guān)人員必須及時(shí)地更換使用已久的變壓器，選擇綠色節(jié)能型的變壓器。

而為了能夠真正使功率的損耗降到最低，相關(guān)工作人員還可以對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，但在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，需要在不影響變壓器性能的情況下對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，這方面工作需要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行。技術(shù)人員對(duì)不同用途變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，對(duì)變壓器的負(fù)荷率進(jìn)行規(guī)范，對(duì)變壓器的負(fù)荷能力進(jìn)行分配。變壓器的實(shí)際應(yīng)用還需要有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，相關(guān)工作人員必須要保證在一個(gè)良好的環(huán)境之下運(yùn)行變壓器，才能夠及時(shí)地解決變壓器運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中發(fā)生的問(wèn)題。

一般情況下，變壓器的運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生噪聲，為了解決這類(lèi)問(wèn)題，必須對(duì)變壓器的運(yùn)行效率進(jìn)行優(yōu)化。變壓器的選擇與優(yōu)化等一系列工作，都可以在很大程度上提高變壓器的運(yùn)行效率，并且減少變壓器的電能消耗，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器的優(yōu)化。

4.2 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

從目前的建筑電氣節(jié)能降耗設(shè)計(jì)工作來(lái)看，需要針對(duì)供配電系統(tǒng)以及相關(guān)電路開(kāi)展優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員需要從當(dāng)前建筑設(shè)備的實(shí)際情況出發(fā)，滿(mǎn)足其電能的需求，從而選擇最為恰當(dāng)?shù)墓┡潆娤到y(tǒng)。設(shè)計(jì)人員為了實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)節(jié)能降耗效果的改善，需要對(duì)建筑工程的實(shí)際用電情況進(jìn)行考慮，同時(shí)從建筑內(nèi)部設(shè)備的特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行變壓器的選擇，從而起到良好的降耗目的。

設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，需要引入先進(jìn)的管理技術(shù)，采用瞬流抑制專(zhuān)用快速開(kāi)關(guān)元件組合，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能降耗目的。在這一元件組合的應(yīng)用下，可以在保證設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí)，有效控制線(xiàn)路中產(chǎn)生的瞬流浪涌，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備電耗的降低，從而為電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

4.3 建筑照明節(jié)能分析

4.3.1 利用自然光源

在照明節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分利用自然光源，如太陽(yáng)能等。要根據(jù)建筑所在位置、方向等，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，讓太陽(yáng)光能夠進(jìn)入建筑內(nèi)部，提高自然采光能力，以縮短照明設(shè)備的使用時(shí)間。同時(shí)，還應(yīng)在建筑物上設(shè)計(jì)安裝相應(yīng)的蓄電裝置，采集存儲(chǔ)太陽(yáng)能，將其轉(zhuǎn)化為電能，供建筑使用，滿(mǎn)足基本的照明需求。

4.3.2 選擇節(jié)能光源

在建筑照明設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡可能選用節(jié)能燈具。

（1）根據(jù)建筑使用需求、用戶(hù)對(duì)光源質(zhì)量的要求，對(duì)照明燈具的瓦數(shù)、顯色效果、價(jià)格等進(jìn)行比對(duì)，合理選擇。例如，將傳統(tǒng)鎢絲燈替換為高壓鈉燈，不僅提高照明效果，還能降低能耗和費(fèi)用。

（2）根據(jù)建筑內(nèi)部的空間大小、結(jié)構(gòu)等，對(duì)燈具的擺放位置、擺放高度以及照射范圍等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型節(jié)能燈具進(jìn)行比對(duì)，如直管熒光燈、高頻無(wú)極熒光燈等，保證各類(lèi)節(jié)能燈具之間形成有效關(guān)聯(lián)，配合使用，以降低能耗。

4.3.3 優(yōu)化照明控制系統(tǒng)

在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用自動(dòng)化控制技術(shù)，提高照明系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平。比如，傳感器能將建筑內(nèi)部的照明需求和照明情況轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)，傳輸給主控系統(tǒng)，由主控系統(tǒng)對(duì)建筑內(nèi)各個(gè)照明設(shè)備進(jìn)行控制，如人體移動(dòng)感應(yīng)器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制等，在人進(jìn)入該區(qū)域內(nèi)，打開(kāi)相應(yīng)的照明設(shè)備；在人離去后，自動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備。這樣不僅滿(mǎn)足人們對(duì)照明的基本需求，還能提高照明的智能化水平，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

4.4 電動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù)

建筑電氣行業(yè)內(nèi)最消耗能源的是動(dòng)力控制系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)的能源主要源于動(dòng)力消耗量。對(duì)此，在使用建筑電氣節(jié)能技術(shù)過(guò)程中，電氣設(shè)計(jì)人員需要以減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗為目的，減少能源的消耗。

鑒于風(fēng)機(jī)和水泵耗電量大于機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速的三次方，設(shè)備結(jié)合生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的最大負(fù)荷條件，也要選擇最大流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中，最大的流量遠(yuǎn)超于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所要耗費(fèi)的流量。對(duì)此，如果使用較為通風(fēng)的風(fēng)門(mén)或者閥門(mén)對(duì)其進(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)門(mén)和閥門(mén)消耗量大。

若選取調(diào)速發(fā)動(dòng)機(jī)，使用流量削弱時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之發(fā)生變化，以此降低能耗。針對(duì)電梯節(jié)能使用再生電能回饋的技術(shù)，借助變頻器的工作原理，可以把機(jī)械產(chǎn)生的交流電向直流電轉(zhuǎn)換，使用電能回饋器將直流電電能向交流電網(wǎng)運(yùn)輸，以便附近其他設(shè)備使用，達(dá)到省電的目的。

在選擇單臺(tái)電梯時(shí)，要選帶有集選和限時(shí)停功能的設(shè)備，對(duì)電梯內(nèi)的燈光進(jìn)行智能自動(dòng)化控制，如電梯轎廂沒(méi)人時(shí)自動(dòng)關(guān)燈。若多臺(tái)電梯集中運(yùn)行，則需要結(jié)合具體的規(guī)定實(shí)施集中調(diào)度和控制功能，精確控制，減少等待時(shí)長(zhǎng)，讓電梯就近停靠，減少電梯運(yùn)行次數(shù)，提升運(yùn)輸效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

4.5 太陽(yáng)能技術(shù)

太陽(yáng)能技術(shù)是十分重要的光電轉(zhuǎn)化技術(shù)，也是人們應(yīng)用比較早的節(jié)能技術(shù)之一。其主要的原理是利用了太陽(yáng)能電池板、控制板、逆電器等光伏設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化工作，從而為建筑物的電氣系統(tǒng)提供有效的電能資源。太陽(yáng)能板在光照作用下吸收了太陽(yáng)光中的電子，然后在定向移動(dòng)的情況下產(chǎn)生了電流，在電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中極大地提升了節(jié)能效果。

在當(dāng)前的建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多光伏一體化建筑得到廣泛應(yīng)用，使得太陽(yáng)能的應(yīng)用程度提升，也有效保證了建筑物的正常運(yùn)行和長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，極大地提升了各個(gè)方面的節(jié)能效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)城市化進(jìn)程在逐漸加快，建筑是城市發(fā)展中的重要組成部分，電氣設(shè)計(jì)工作在城市建筑當(dāng)中發(fā)揮著非常重要的作用。電氣設(shè)計(jì)工作在開(kāi)展的過(guò)程中，要確保節(jié)能環(huán)保的理念可以得到貫徹落實(shí)，緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐，推動(dòng)電氣工程設(shè)計(jì)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

在提高電氣工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際情況推動(dòng)節(jié)能工程的開(kāi)展，明確清晰的目標(biāo)，有序推動(dòng)節(jié)能工作的進(jìn)行，使得節(jié)能理念可以和電氣工程設(shè)計(jì)完美地融合在一起。加大力度對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)體系進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的創(chuàng)新和觀念上的突破，國(guó)家也要制定相關(guān)的福利政策，為電氣工程設(shè)計(jì)工作提供良好的條件。