關于建筑電氣設計中節能措施的探究

吳 軍

福建聯創智業建設工程有限公司

1 建筑電氣設計中節能降耗措施的意義

在實施電氣設計工作的過程中，最主要的內容是使用多種措施確保建筑電氣節能降耗標準的有效落實，如此一來，就能夠在降低建筑物電能損耗的同時，全面保障建筑電氣的使用功能。在國民經濟快速發展的前提下，工業化水平也得到了明顯的提升，能源危機已經成為目前影響社會發展的關鍵問題。同時，我國作為一個能源緊缺的國家，大量的天然氣以及石油等能源仍然需要進口來獲取。在實際生活生產中，怎樣才能夠最大限度降低能源的消耗使各個行業所面臨的一項重要問題。建筑領域，在社會能耗中建筑電氣能耗占據著重要部分，而且隨著經濟的快速發展，建筑電氣能耗在社會能耗中的占比也呈現出逐漸增長的趨勢，如圖1所示。據不完全統計，相比于發電設備增長速度，我國電力設備增長速度比較迅猛，這樣一來就會加劇我國能源供給的威脅。因此，研究電氣節能降耗措施，能夠降低建筑電氣的能耗或者減緩建筑電氣的增長速度，這對社會發展來說意義重大。

2 電氣節能設計的基本原則

盡管建筑行業已經開始關注電氣節能設計工作，但是在實際落實該項工作的過程中很多細節部分仍然不是很到位，從整體上來說，工作人員的專業技術水平無法適應建筑工程項目的各項工作開展要求，設計方案與實際安裝工作不符的現象比較常見。電氣節能設計作為一項技術性工作，對設計人員的專業水平提出了較高的要求，因此，設計人員不能通過劣化業主使用體驗以及損害建筑項目自身功能的方法來實現節能減排的效果，否則就會導致投入超出節省的電能，這種做法是得不償失的。所以，建筑電氣節能設計工作的開展需要遵循以下原則。

2.1 滿足建筑物的正常功能

對于普通的建筑物而言，其正常功能主要包含了為滿足室內空調舒適性的要求必須具備的進風量；不同場所的色溫和亮度；娛樂場、體育場以及醫療機構等必須具備的在實際落實電氣節能設計工作的過程中，需要充分考慮到設計方案是否會對正常功能的發揮產生影響，在確保方案合理，可行的前提下予以使用。

2.2 考慮實際的投資效益

節能只是強化工程項目建設效益的一項重要措施，不能只考慮節能而忽略投資經濟效益，否則，就會導致節能設備的投入超出預期，從而增加工程項目的建設成本。因此，節能措施的使用應該嚴格按照工程項目的實際情況進行，在經過綜合分析之后選用合適的節能材料和節能設備，在此基礎之上，制定科學合理的節能措施，在規定的年限內使用節能降耗的方式來實現回收投資的目的。

2.3 減少無謂的能源消耗

節能是在滿足其他正常使用功能的前提下進行的，是對不必要的電能的消耗，不能從正常使用的電能入手。由此可見，節能設計的第一步是找出與建筑自身功能無關的電能消耗，在此基礎之上，再進行節能措施的設計。通過終結以往的經驗，可以得知不必要的電能消耗主要有電路傳輸過程中的功率損耗、變壓過程中的功率損耗以及沒有嚴格按照場景變化而自動調節亮度的大面積照明損耗等。

3 建筑電氣設計現狀

3.1 建筑電氣的設計與研究

相比于其他發達國家，我國的建筑電氣發展起步相對較晚，所以，直至發展到更高層次的今天，仍然無法避免起步階段落后現象帶來的音響，因此，這就需要我們應該使用更加全面以及先進的新技術來解決歷史遺留下的問題。然而，隨著人們對建筑需求的不斷提升，對于相關設備的要求也在逐漸上升，另一方面也導致建筑能耗增加，這種能耗主要體現在建筑電氣方面。和其他建筑電氣發展比較先進的國家相比，我國的新興技術不足，并且發展不均衡，這一系列問題將會對我國建筑行業未來的發展產生很大的影響。

3.2 設計重視度不夠

如今，盡管社會的各行各業都越來越重視節能減排工作，特別是對于建筑節能方面。盡管各方面的壓力都在逐漸增加，但是在具體開展設計工作的過程中，為了使用更低的材料預算以及獲取更高的利潤，設計師往往會在完成相同熱負荷條件下使用最便宜的設備，但是這些設備并不具備節能功效，由于核心組件的廉價使其關鍵性能受到了嚴重的影響，并且能耗太大，違背了節能減排理念。

4 建筑電氣設計中的具體節能措施

4.1 流程規劃

在傳統的建筑電氣設計工作中，普遍存在不重視前期工作的現象，導致設計流程的規劃存在很多問題，因此，在后期實際開展施工作業的過程中，就增加了改進和優化電氣設計的工作量，盡管這樣一來也能夠有效確保建筑電氣系統的性能，但是會對能源的控制效果產生影響，而且還會增加工程造價。現下的電氣設計工作的開展，需要在節能理念的引導下進行，應該做好前期管控工作，并且要對各個作業流程進行合理規劃，通過對流程的嚴格把控，起到有效控制能源浪費的現象。此外，方案設計工作的開展，還需要各個參與方將對所需材料設備以及操作流程的分析作為一項重要內容，必要的情況下，還需要開展模型模擬工作，一次來有效提升設計工作的有效性以及科學性，盡可能避免各種類似問題的出現。對于方案的選擇，需要合理使用對比分析法，從眾多的備選方案中選出經濟性好、合理性強的方案，從而將其用到實際設計中。這種方法的使用，不僅能夠降低工程造價，同時還能夠滿足建筑物的節能降耗需求，以此來全面提升設計方案的合理性。

4.2 供配電系統方面

（1）導線與電纜的選擇。建筑電氣設計工作的開展，通常所設計的供電系統的電壓為380V，這也是引發不同程度電纜損耗的主要原因。相關研究表明，如果電纜長度超過200m，此時，無法保障電纜的經濟效益。所以，建筑電氣設計工作的開展，需要將變壓器和用電設備之間的距離控制在200m 的范圍內。與此同時，對于電纜的敷設，為了能夠盡可能縮短距離，最大限度保障節能效果，就需要嚴格遵循直線敷設的原則。例如，小容量供配電設備的設計，為了能夠增加電纜的截面以及導線的截面，應該將其科學集中起來，以此來提供所需的供電服務。使用這種方法的優勢在于可以降低后期線路運行過程中的線損，但是，初期投資相對較高。

（2）科學提升功率。降低變壓器損耗的一項關鍵措施是科學提升變壓器的功率，該方法的使用能夠起到節能的效果。在選擇變壓器設備的時候，需要將功率指標作為一項重要內容來關注，并且要有效落實無功率就地補償工作。低壓設備無功功率補償需要使用低壓側電容器，相應的高壓設備的無功功率的補償則需要用到高壓側的電容器。

（3）盡力保障三相負荷的平衡性。在難以有效確保三相負荷處于平衡狀態的前提下，變壓器和配電線路的電能損耗現象就會隨之加劇，配電會出現零序電流的情況。三相線路不平衡現象和電能損耗之間呈正比例分布的關系，隨著三相線路中不平衡度的減少，電能損耗也會隨之降低，二者之間的具體關系為：三相線路中的不平衡度減少50%，電能損耗現象將會降低15%。由此可見，要想有效提升三相負荷的平衡度，就需要從降低電能損耗現象入手。實際操作的時可以通過對不對稱的負荷使用交換相等的方法進行分配處理，全面保障在不同的供電點中都有相應的不對稱負荷的連接，在此過程中，面對負荷接入點中的短路容量，還需要采取科學的方法進行處理，借助無功補償裝置調整不平衡點，最大限度保障三相負荷處于平衡狀態，將三相負荷不平衡現象產生的損耗降到最低。

4.3 節能設備方面

（1）選擇合適的變壓器。由于高壓供電現象在建筑電氣中難以避免，所以，合適的變壓器的選擇至關重要。變壓器的電能損耗在整個建筑電氣總體能耗中占據的比例比較大，而變壓器中的主要能耗是鐵耗和銅耗，這兩種材料的損耗會直接影響到系統的負荷。所以，對于變壓器的選擇需要充分考慮到它們之間的這種關系。通過結合實際建筑工程項目的負載變化，嚴格把控使用變壓器的數量以及變壓器的具體容量，對變壓器進行系統化的設計，來起到有效控制影響變壓器負荷變化的銅耗和鐵耗。

（2）選擇合適的動力設備。電氣設計工作的開展，對于風機以及水泵等動力設備的應用必不可少，然而，這些設備的使用對于能源的消耗量也比較大，因此，應該從電動機的選擇入手，將節能環保作為選擇電動機的主要依據，充分結合建筑項目的實際需求確定電動機的種類。但是，在使用電動機的過程中，空載問題比較常見，這就要去應該有效落實電動機運行過程的監督管理工作，盡可能使電動機在滿足使用需求的前提下減少能源消耗。

（3）對電能進行專業計量與科學管理。電氣設備的實際能耗與電氣系統計量裝置的精準性和專業性有著直接的關系，所以，對于電能的計量和管理，需要用到科學專業的方法進行。首先，用電計量裝置的選擇應該以工程項目的實際需要以及相關標準要求為依據。其次，對于電能計量裝置各項相關指標的確定，不能僅僅憑借標準的各項數字參數來判斷，需要以計算的方法來獲取有功功率、電壓電量以及無功功率等各項電能計量裝置的參數指標。再次，計量儀器的選擇應該嚴格遵循合理性以及科學性的原則，以免由于測量誤差而引發能源損耗問題。

4.4 建筑照明方面

（1）合理利用自然光源。建筑照明設計工作的開展，需要將自然光源和人工照明的有機結合作為一項重要內容。在建筑物室內盡可能引入自然光源，這樣一來不僅能夠滿足室內照明的要求，同時還能夠提高室內實際溫度，在降低室內照明電能損耗的同時起到節約能源的作用。

（2）科學選擇節能燈具。相比于節能燈，普通的熒光燈和白熾燈的能耗都相對較高，所以，在開展建筑電氣節能設計工作的過程中，應該將燈具的合理選擇作為一項重要內容。盡管節能燈的價格要高于熒光燈和白熾燈，但是，其不僅能耗低而且使用壽命長，所以從整體經濟效益而言，節能燈的禁忌效益要遠遠高于普通的熒光燈和白熾燈。

（3）合理設置照明控制方式。為了能夠有效達到建筑照明節能設計目標，就需要設置合理的照明控制方式。對于不同地區的照明情況，需要盡可能做到一燈一控，在公共區域中，為了節省照明能耗，需要用到聲控、觸摸控制以及感應控制等控制照明燈具的方法。嚴格按照兆明路線設置穩壓供電系統，合理控制照明燈具的供電時間，將能源消耗問題降到最低。一燈一控的回路控制模式，普及公共區域照明的延時觸摸控制方式、聲光控制模式以及感應控制方式等。根據實際照明需求設置照明線路穩壓供電，合理控制照明燈具的供電時間，以免照明燈具引發大量的能源消耗問題。

（4）重視太陽能資源的有效利用。我國擁有著富饒的太陽能資源，因此，為了能夠起到節能降耗作用，可以將這種可再生資源合理應用在建筑電氣節能設計中，比如，將其用在建筑用電以及公共區域的電力供應中，將太陽能資源的照明效果充分發揮出來。這種方法不僅能夠滿足人們的正常生活用電需求，同時還能夠滿足建筑電氣節能需要。

5 結束語

總而言之，建筑行業落實節能減排工作的重要措施是建筑電氣設計節能，該項工作的開展能夠推動社會的可持續發展。因此，建筑電氣節能設計工作的開展，需要專業的設計人員基于工程項目的實際需求，不斷優化節能設計方案，采取針對性的節能措施全面保障整個建筑工程的電氣節能效果，以此來推動社會的健康可持續發展。