建筑電氣節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)分析

袁文

(山西建投城市運(yùn)營集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

不斷出臺(tái)的能源領(lǐng)域?qū)I(yè)報(bào)告指出，人類活動(dòng)是造成全球增溫現(xiàn)象發(fā)生的主要原因，需盡快采取行動(dòng)進(jìn)行節(jié)能減排。現(xiàn)階段，隨著全球能源供需關(guān)系緊張程度的不斷增加，各行各業(yè)都在采取相應(yīng)的措施以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，而電氣能耗問題作為制約建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，逐漸引起政府及相關(guān)管理部門的重視。

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

1.1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前階段，隨著我國科技水平與智能化設(shè)備發(fā)展速度的不斷提高，人們對(duì)于電子設(shè)備以及建筑對(duì)于自動(dòng)控制設(shè)備的依賴程度也在日益增加，相應(yīng)為建筑電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求。隨著我國政府及相關(guān)管理部門對(duì)于安全生產(chǎn)重視程度的不斷增加，建筑企業(yè)在保證工程質(zhì)量的同時(shí)往往將更多的關(guān)注點(diǎn)放在電氣設(shè)備的使用安全上，而忽視了對(duì)于節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上阻礙了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

然而，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源短缺之間矛盾的不斷增加，越來越多的人開始注意到電氣設(shè)備的使用對(duì)于環(huán)境所造成的不利影響，人們對(duì)建筑的要求也不僅僅停留在使用性能方面，而對(duì)其環(huán)保性、節(jié)能性產(chǎn)生了更大的興趣，相應(yīng)推動(dòng)了建筑企業(yè)對(duì)于節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。隨著我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，如圖1所示的智能一體化電氣建筑能效管理系統(tǒng)逐漸成為建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，不僅提高了設(shè)計(jì)人員自身的節(jié)能環(huán)保一是，也為節(jié)能技術(shù)在建筑電氣中的應(yīng)用提供了一定的參考價(jià)值。

圖1 智能一體化電氣建筑能效管理系統(tǒng)

1.2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)存在問題

現(xiàn)階段，雖然我國建筑企業(yè)及相關(guān)設(shè)計(jì)人員都在不斷提高節(jié)能環(huán)保意識(shí)，然而由于我國電氣節(jié)能技術(shù)研究起步較晚，且建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、電氣設(shè)備的多樣化都在不斷增加，在一定程度上為我國建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)帶來了較大的挑戰(zhàn)，相應(yīng)也產(chǎn)生了一系列亟待完善的問題。

電氣設(shè)計(jì)不規(guī)范。眾所周知，合理的電氣設(shè)計(jì)是建筑企業(yè)保障用戶用電安全的前提條件，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體的施工前，根據(jù)工程實(shí)際需求嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，確保其設(shè)計(jì)方案合理性的同時(shí)提高其節(jié)能性。然而，現(xiàn)階段，很多設(shè)計(jì)人員一味的追求節(jié)能設(shè)備的使用，而忽視了其必要性及科學(xué)性，從而造成了建筑企業(yè)過高的成本支出以及不必要的資源浪費(fèi)。

盲目追求藝術(shù)性。不斷加快的城市化建設(shè)速度為建筑行業(yè)創(chuàng)造了有利條件的同時(shí)，也增大了建筑設(shè)計(jì)師的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。因此，很多設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)過程中往往將更多的關(guān)注點(diǎn)放在其外觀的可觀賞性，從而采用大量的LED屏進(jìn)行裝飾，雖然提高了建筑的美觀性，但也造成了大量不必要的能源浪費(fèi)。

安全意識(shí)待提高。建筑內(nèi)的電氣設(shè)備通常會(huì)發(fā)生較強(qiáng)的干擾作用，這就要求相應(yīng)設(shè)計(jì)師充分考慮技術(shù)因素，將更多的關(guān)注點(diǎn)放在電氣設(shè)備潛能的最大發(fā)揮上，而不是一味的追求其復(fù)雜程度。然而，現(xiàn)階段，很多設(shè)計(jì)師為了凸顯其節(jié)能理念，而將多種節(jié)能設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，不僅不利于建筑企業(yè)的安全管理，也增大了建筑成本[1]。

2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性及原則

2.1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

國民經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)提供了有力支撐的同時(shí)，也為建筑企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向提出了更高的要求。隨著我國資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)進(jìn)程的逐漸加快，節(jié)能環(huán)保理念逐漸成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪械男袨閰⒖家罁?jù)，相應(yīng)也為建筑行業(yè)提供了轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向。與此同時(shí)，隨著我國政府及相關(guān)管理部門對(duì)于節(jié)能減排重視程度的不斷提高，建筑電氣作為高能耗行業(yè)，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)其加大節(jié)能技術(shù)研究并推廣應(yīng)用就成為建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展的必經(jīng)之路。

2.2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

現(xiàn)階段我國建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如表所示，因此，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下幾方面原則，見表1。

表1 建筑電氣節(jié)能改造內(nèi)容

經(jīng)濟(jì)性。良好的成本控制及經(jīng)濟(jì)收益是建筑企業(yè)的首要關(guān)注要素，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)首先遵循經(jīng)濟(jì)性原則，根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，避免不必要的成本支出；其次在進(jìn)行相關(guān)設(shè)備及建筑材料的選擇方面，應(yīng)充分考慮其成本因素，提高性價(jià)比，從而保證設(shè)計(jì)方案具有較高的可行性。

功能性。滿足用戶的用電與生活需求是建筑電氣設(shè)計(jì)的前提條件，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)工作時(shí)，首先應(yīng)保證照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)數(shù)值可以為用戶的日常工作和生活提供較為舒適的環(huán)境；同時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑的具體使用情況，對(duì)其具有的特殊功能進(jìn)行額外設(shè)計(jì)，從而確保供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

環(huán)保性。建筑電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)一方面需要提高電氣設(shè)備的利用效率，避免資源與能源的不必要浪費(fèi)；另一方面需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員遵循環(huán)保性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大程度的避免對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的不利影響。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑電氣用能情況進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量后，科學(xué)的選擇符合要求的電氣設(shè)備并形成相應(yīng)的控制系統(tǒng)，從而更好的實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能效果。

實(shí)用性。隨著相關(guān)技術(shù)人員對(duì)節(jié)能技術(shù)研究的不斷深入，現(xiàn)階段，越來越多的電氣節(jié)能設(shè)備出現(xiàn)在建筑市場(chǎng)中，為建筑電氣設(shè)計(jì)人員提供了更多選擇的同時(shí)也對(duì)其專業(yè)性有了更高的要求。這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)建筑各個(gè)環(huán)節(jié)的電氣設(shè)備需求情況進(jìn)行較為全面的了解，同時(shí)對(duì)各電氣設(shè)備的功能及性能進(jìn)行深入分析，以此實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。

3 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)就是將節(jié)能減排理念與傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合而形成的設(shè)計(jì)方案，從而避免不必要的資源與能源的浪費(fèi)，降低對(duì)環(huán)境所造成的不利影響。因此，電氣設(shè)計(jì)相關(guān)人員應(yīng)充分考慮以下四方面因素：一是盡量追求簡(jiǎn)潔的自動(dòng)控制系統(tǒng)。多樣的建筑電氣節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用雖然有利于節(jié)能減排的實(shí)施，但相應(yīng)也增大了前期的成本投入以及使用過程中的維護(hù)成本；二是充分結(jié)合工程所在地的外部因素，對(duì)于通風(fēng)環(huán)境好、日照時(shí)間短的地區(qū)，可以合理運(yùn)用建筑的地理優(yōu)勢(shì)，降低空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)長；三是電氣設(shè)備的選擇上，應(yīng)盡量選擇性能好、壽命長的設(shè)施，降低后期的檢修維護(hù)成本；四是節(jié)能理念的宣傳方面，相關(guān)設(shè)計(jì)人員不僅應(yīng)在硬件條件上增大節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用，還應(yīng)在日常電氣設(shè)備的應(yīng)用方面提高用戶的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，從而更好的幫助我國建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)[2]。

3.1 建筑電氣供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

建筑供配電系統(tǒng)作為保障用戶用電安全與穩(wěn)定的前提條件，需要電氣設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范及要求根據(jù)其負(fù)載情況、負(fù)荷分布、供電距離等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，避免安全事故的發(fā)生。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)節(jié)能工作設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面內(nèi)容：一是設(shè)備選擇上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際用電情況進(jìn)行變壓器的選擇，同時(shí)應(yīng)考慮其環(huán)保性及節(jié)能性。二是數(shù)量的選擇上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格參考變壓器的使用規(guī)范，進(jìn)行相關(guān)節(jié)能方案的設(shè)計(jì)，降低其損耗的同時(shí)保證其運(yùn)行安全性；三是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)建筑電氣設(shè)備電力運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行較為全面的考察，從而更為科學(xué)的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，為后續(xù)的負(fù)荷切換提供一定參考；四是線路的使用上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在保證其輸電效果的同時(shí)，應(yīng)盡量選擇電阻較低的到西安，并根據(jù)電氣設(shè)備分布情況對(duì)其布線情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，避免線損的大量產(chǎn)生；五是節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用上，對(duì)于供配電線路可以采用增加導(dǎo)線截面的方式進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，避免不必要的資源浪費(fèi)。

3.2 建筑電氣照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

照明系統(tǒng)作為建筑工程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)有著不容忽視的影響。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑實(shí)際照明需求開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，在保證照明質(zhì)量及亮度滿足用戶需求的同時(shí)，采用相關(guān)措施降低能源消耗情況。在具體的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意以下幾方面內(nèi)容：一是充分利用建筑所在地的地理優(yōu)勢(shì)，最大程度的實(shí)現(xiàn)對(duì)自然光的利用程度，可以通過反光設(shè)備等對(duì)其進(jìn)行引入，以此減小照明設(shè)施的使用范圍；二是在照明設(shè)備的選擇上，盡量選擇通光效果好的設(shè)備，通過降低單位面積的照明需求來實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的節(jié)能效果；三是在照明系統(tǒng)自動(dòng)控制方面，利用光控裝置及聲控裝置來保證照明系統(tǒng)的合理使用，避免不必要的能源浪費(fèi)；四是在設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格遵循國家相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，保證照明系統(tǒng)滿足建筑工程的實(shí)際需求。

3.3 建筑電氣通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

我國自然資源稟賦豐富，太陽能、風(fēng)能等可再生能源具有較為鮮明的地域分布特點(diǎn)。因此，建筑電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分利用建筑所在地的自然資源，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如對(duì)于對(duì)于日照資源豐富的地區(qū)，在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)配工作，在冬季減小通風(fēng)量，在夏季則相應(yīng)提高其通風(fēng)功率，從而為用戶提供更為舒適的居住環(huán)境的同時(shí)降低能源消耗情況；對(duì)于風(fēng)能資源的較為豐富的地區(qū)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理利用其地理方位，加強(qiáng)建筑的自然風(fēng)通風(fēng)情況，同時(shí)借助相應(yīng)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)效果的最大化實(shí)現(xiàn)；對(duì)于雨水較為充沛的地區(qū)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以利用建筑周圍的園林植被，通過相應(yīng)的溫感傳輸裝置實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的良好控制。

3.4 建筑電氣空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

隨著人們對(duì)生活舒適度要求的不斷提高，空調(diào)系統(tǒng)逐漸成為建筑電氣設(shè)備中不可缺少的重要組成部分，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的編制時(shí)，充分考慮以下兩方面內(nèi)容：一是在設(shè)計(jì)方案的編制上，充分利用建筑所在地的氣候條件、天氣情況等外部因素，來合理設(shè)置空調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而為人們提供更為舒適的居住環(huán)境，也避免來不必要的能源浪費(fèi)；二是在空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，可以利用相關(guān)的傳感裝置實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，比如對(duì)于不常用的公共區(qū)域降低空調(diào)的使用頻率，對(duì)于經(jīng)常與外界空氣進(jìn)行交換的區(qū)域則加強(qiáng)通風(fēng)模式的設(shè)定等[3]。

3.5 建筑電梯系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

隨著高層建筑及超高層建筑越來越多的出現(xiàn)在城市建設(shè)中，電梯逐漸成為建筑工程中不可缺少的重要組成部分，相應(yīng)也增大了建筑行業(yè)的能耗水平。因此，在電梯系統(tǒng)的建設(shè)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意以下四方面內(nèi)容：一是在對(duì)其速度控制方式的選擇方面，應(yīng)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，通過變頻調(diào)速的方式動(dòng)態(tài)調(diào)整電梯運(yùn)行情況，從而更好的降低電梯設(shè)備的能耗水平。對(duì)于老舊小區(qū)來說，傳統(tǒng)的電梯系統(tǒng)其自動(dòng)化控制水平較低，無法根據(jù)使用情況等進(jìn)行科學(xué)的速度控制，從而造成了大量不必要的資源浪費(fèi)。二是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)容量的設(shè)置方面，需要根據(jù)電梯系統(tǒng)的實(shí)際使用情況及運(yùn)行模式進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，從而在保證電梯滿足使用要求的同時(shí)，通過降低電機(jī)能耗情況實(shí)現(xiàn)節(jié)能。三是在控制系統(tǒng)的設(shè)置方面，相關(guān)設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)合理的設(shè)置電梯位置，提高電梯使用效率，避免長時(shí)間空載的情況出現(xiàn)。四是采用能量回饋技術(shù)，通過提高電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性來降低配電系統(tǒng)的能量損耗，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果[4]。

4 建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化措施

4.1 推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式不同，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以幫助設(shè)計(jì)師將建筑工程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，從而保證設(shè)計(jì)方案合理性的同時(shí)提高工作效率。在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，其主要應(yīng)用環(huán)節(jié)如圖2所示。首先需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)對(duì)減重工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，為后續(xù)工作的順利進(jìn)行提供一定依據(jù)；其次在電氣設(shè)計(jì)過程中，可以利用相關(guān)軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可視化處理，通過清晰的圖像更為直觀的展現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)方案中的具體細(xì)節(jié)，從而更好的幫助相關(guān)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患；最后，相關(guān)技術(shù)人員還可利用BIM技術(shù)的碰撞檢查功能，對(duì)電氣設(shè)計(jì)方案中可能存在的問題進(jìn)行安全檢查，并對(duì)提出的解決方案進(jìn)行驗(yàn)證，以此更好的保證用戶對(duì)于相關(guān)設(shè)備的使用安全。

圖2 BIM技術(shù)在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.2 加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)

如上文所述，建筑電氣技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)于建筑使用的安全性與可靠性有著不容忽視 的作用，相應(yīng)也凸顯了建筑電氣設(shè)計(jì)師的重要性。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員首先要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并不斷的對(duì)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行較為深入的了解與掌握，提高自身綜合素養(yǎng)；其次，要在具體的設(shè)計(jì)過程中，不斷對(duì)國家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，充分掌握電氣設(shè)備的具體性能及安裝要求，在長期的經(jīng)驗(yàn)積累及實(shí)踐過程中提高自身實(shí)際能力[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展，電氣技術(shù)的應(yīng)用不僅影響著建筑工程質(zhì)量及后續(xù)使用安全，相應(yīng)也對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益有著較為直接的影響。與此同時(shí)，不斷提高的節(jié)能環(huán)保意識(shí)也為建筑企業(yè)提出了更高的要求，這就要求建筑電氣設(shè)計(jì)相關(guān)人員不斷提高自身專業(yè)水平，加強(qiáng)對(duì)電氣節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用，為我國建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。