建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術

李世峰

（中外建工程設計與顧問有限公司山西分公司，山西 太原 030000）

0 引言

近些年，隨著能源問題日漸嚴峻，國民整體素質的提升，對建筑電氣的綠色節能有著越來越高的關注度，電氣風格也隨之發生了一定的變化。在現代建筑電氣設計過程中需要以國家相關政策和要求為基礎合理地完成電氣系統的規劃設計和應用，要保證所有的細節都能夠和國家標準要求相符合。

1 節能降耗建筑電氣設計的重要性

在保障電氣系統運行效率與質量的基礎上，為達到有效降低電氣能耗的目標，在涉及建筑電氣的設計環節中，通過多元化的技術手段與建設理念，對建筑電氣的耗能標準進行調整與優化，就是建筑電氣節能降耗設計的主要目標與內容。社會是隨著能源的損耗而進步的，現階段我國各項基礎能源相對緊缺，而建筑能耗在整體社會的總能耗中占十分重大的比例，并且建筑能耗的占比是相對動態的，會隨著我國社會經濟水平的進步而不斷上升。在建筑項目的建設過程中，各個建筑的電氣設備、供電系統所耗費能源的增長速度遠遠超過了我國發電領域的進步水平，這一問題從而引發了建筑能源供不應求的矛盾，因此建筑電氣設計中的節能降耗愈加重要，遵循節能降耗的電氣設計具有十分重要的現實意義[1]。

2 建筑工程電氣節能設計發展中存在的不足

2.1 電氣設計質量不達標

我國對建筑領域的發展要求不斷提升，在建筑工程電氣設計工作中，要求保證建筑電氣工程設計質量達標的基礎上實現節能環保的目標。但是，隨著我國國民經濟水平的提升，電氣設備的數量不斷提升，建筑工程電氣設計呈現出多養護發展特點，其能源消耗量明顯提升。但是，在實際發展中，相關技術人員基于自身專業技術水平等因素現象，導致建筑電氣設計與我國電氣工程設計標準存在差距，部分新型電氣設備安裝以及調試中存在較大的問題，甚至電氣設計技術人員在工作中出現盲目設計的情況，沒有結合建筑電氣工程的實際情況以及電氣設計行業標準，導致建筑電氣設計存在嚴重的質量風險，對于建筑工程電氣節能設計的重視程度降低，相關的環保意識不足。

2.2 建筑電氣設計缺乏科學性

建筑工程發展中，電氣系統設計占據非常關鍵的地位，電氣設計質量直接影響建筑工程的整體設計水平。但是，當前我國建筑電氣設計施工中，由于多種因素的影響，建筑工程電氣設計環保性不能達到新時代要求，與當前綠色建筑施工發展趨勢相背離。在建筑電氣節能設計分析中發現，當前的建筑電氣工程在設計過程中沒有結合工程實際情況，導致電氣設計與實際連接不夠緊密，電氣結構設計存在問題，嚴重降低建筑電氣工程設計質量，引發建筑電氣安全隱患，增添安全風險[2]。另外，我國相關部門對建筑電氣工程節能設計的重視程度較低，沒有制定相關的管理制度，導致建筑能源消耗過大，存在能源浪費現象。

3 建筑電氣節能設計遵循的原則

3.1 基于建筑工程的實際情況出發

隨著我國經濟的發展，電氣設備成為建筑工程中重要的一部分，并且能提升人們的生活質量，因此，在建筑電氣設計占據非常關鍵的地位。隨著人們節能環保意識的不斷提高，開展建筑電氣節能設計已經非常關鍵，在設計過程中，電氣工程節能設計人員要基于建筑工程的實際情況出發，保證電氣設計的合理性，同時外形設計要滿足當代人們審美要求。其次，在設計過程中，要考量電氣設備的適用性，在保證其質量的基礎上開展建筑電氣節能設計。

3.2 經濟性原則

在建筑電氣節能設計工作中，一定要基于經濟性原則，整合我國電氣市場中先進的節能技術手段，結合建筑工程的實際情況，保證建筑電氣節能設計成本穩定的基礎上，最大限度地提升資金的利用率，降低建筑電氣成本消耗過量的情況，保證建筑電氣工程穩定開展。

3.3 節能環保性原則

在當前建筑電氣工程發展中，保證其節能性原則是非常關鍵的，在實際設計過程中，相關技術人員要具備節能環保施工理念，降低建筑能源消耗過大，調整我國建筑產業能源消耗結構，促進我國社會的可持續發展[3]。因此，建筑工程電氣節能設計人員在設計過程中，要基于節能環保行為原則，最大限度地降低電氣能源消耗，積極采用先進的技能技術手段，降低建筑電氣工程對自然環境的影響，實現我國建筑領域節能環保發展目標。

4 建筑電氣節能設計策略

4.1 照明系統節能設計策略

在建筑工程電氣節能設計環節之中，需要工作人員合理分析照明系統的設計要求，結合照明系統內部結構進行層次化分析研究，照明系統是建筑工程的必備設施之一，也需要由工作人員從細節快速把控照明系統的節能設計方法與原則，及時開展的照明系統的設計工作，將照明系統的節能設計環節引入建筑電氣節能設計具體環節之中，充分運用綠色建筑電氣技術進一步優化照明系統節能設計工作的整體步驟[4]。伴隨著現代化節能技術以及綠色施工技術的進一步發展，各式各樣的節能型照明設備已逐漸應用于建筑工程施工建設具體環節之中，廣大人民群眾也已充分意識到節能型照明設備的應用價值。首先，工作人員以及技術操作人員需要選用節能型照明燈具以及相關設備，必須要保障照明燈具可以長時間使用，必須保證照明燈具可以在一段時間之內保持正常運轉，隨后對照明設備的節能效果進行細節優化與調整。在工作人員應用照明系統的過程中，必須要對照明系統內部的每一個照明設備進行技術檢驗與分析，必須對照明設備的電壓以及電流進行適當調整，必須保證照明設備的電壓可以符合行業技術標準，避免照明設備在實際應用的過程中出現電壓不穩或者是電流較大的情況，從而為建筑工程的合理開展以及后續管理工作提供有效保障。在開展電氣系統設計安裝工作的過程中，也需要由工作人員分析光源所在的角度與位置，合理分析自然光源與人工光源的設計模式，調整人工公園的設計角度以及照射位置，在設計方案之中對相關的數據以及各種信息進行多次運算與處理。其次，在選擇燈具的過程中，工作人員必須要選擇質量上乘的照明器具，避免在照明設備使用的過程中出現設備故障問題，從而嚴重影響到建筑工程施工建設進度，甚至為后續的驗收工作以及管理工作造成許多麻煩與困難。現階段，出現了一部分智能型照明設備，與傳統類型的掌能設備相比，智能型智能設備可以通過互聯網信息技術實現有效控制，也可以運用自動化控制技術或者是半自動化控制技術和控制照明設備的亮度與照明市場也可以控制照明設備的照射角度，通過智能調控等方式，合理控制智能型智能設備的亮度與強度，可以實現節約電力資源的目的。我國也有一部分建筑工程開始應用智能型照明設備，逐步組建現代化智能照明系統，對照明時間以及照明強度、亮度的控制，可以實現照明系統內部電壓的自我調節，可以精確計算照明設備的耗電量，以便工作人員及時調整照明設備的使用方式。

4.2 電動機節能設計策略

在建筑工程開展設計工作以及施工工作的過程中，需要相關工作人員將電動機的設計結構融入整個設計圖紙之中，工作人員需要考慮電動機的耗能情況，適當調整電動機的運行方式，結合電動機運行效率以及功率的相關數值，逐步減少電力資源，避免浪費過程電力資源，從而影響建筑工程施工建設質量。當電動機處于非正常運轉狀態的過程中，可能會出現過度的能源損耗問題，這些能源損耗問題可能無法被及時察覺，可能會在潛移默化的過程中浪費諸多電力資源，對此公司人則必須要在設計或安裝電動機設備的過程中，科學、合理控制電動機的能源損耗，或者是在電動機內部安裝補償電容設備以及其他類型的智能控制設備，也可以選擇在電動機內部核心零部件表面安裝自動化控制設備以及遠紅外監控設備，全過程監控電動機的運轉情況，一旦電動機出現非正常運轉情況或者是出現過度的能源損耗情況，則需要由工作人員通過血紅外監控設備，及時了解電動機的運轉情況，及時調整電動機的運轉模式，避免再度出現能源損耗或者是電力資源浪費問題。最后，在建筑電氣節能設計圖紙之中，工作人員需要精確計算某一電動機的實際耗能情況，運用互聯網信息技術以及數字化整合技術，針對相應的數據進行統籌與分析，集中計算某一電動機的耗能量，避免使用耗能量過大的電動機以及相關電動設備。

4.3 合理選擇變壓器

如果變壓器負載率偏低，將增加一次投資和二次運行費用，十分不利于節能。在建筑設計中應根據負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，合理分配負荷，實現三相負荷平衡。大量實踐證明，變壓器負載率為70%～85%時最經濟節能。應選用新型節能低損耗變壓器，如非晶合金變壓器，并合理安排變壓器的運行臺數，在運行時隨各變壓器的負載率及時調整負荷，以使變壓器盡量處于接近最佳負載率的運行狀態[5]。

4.4 提高電梯的運作效率

在建筑中，使用相對頻繁的動力設備包括電梯、消防樓梯、貨梯等。在選擇電梯的電力拖動方式和控制方式時，要以載重量、上升高度和停層方式等作為依據，進行全面對比，合理選擇控制、管理計劃等，從而提升運作效率和水平。電梯的電力驅動的形式包括交流驅動和直流驅動兩種類型。在一些中、高檔電梯中，可借助變壓變頻調速的辦法，以對、組作為單位設置電梯組，并采用并聯控制或者群控的形式。在計算多部電梯的電源容量時，需要考慮到同時系數，以220V 單相電源作為建筑電梯的電源。如果選擇的是多級梯或者雙自動扶梯，負荷要和三相線路連接，讓三相負荷趨于穩定。

4.5 完善暖通空調系統的節能效果

作為現代建筑設備中的關鍵部分，暖通空調系統是智能化管理的關鍵，能夠為人們提供適宜的環境。但是，在建筑整體中，暖通空調系統的能源消耗也十分大，針對暖通空調系統節能進行研究具有突出價值。暖通空調系統的結構較復雜，涉及冷凍水系統、冷卻水系統、熱交換器系統、通風系統、空氣調節系統等。暖通空調系統的運作表現出間接性的特點，需要使用可以自動開啟和停止的控制設備，控制空調、新風機組等設備的開啟和停止。

5 建筑電氣節能技術

5.1 建筑耗能監控技術

建筑耗能監控技術主要是對建筑電氣系統進行全面的監控，基于實時監控數據實現降低能源消耗的目標。在建筑耗能監控技術應用過程中，主要是基于建筑物照明系統、空調系統、供水系統，利用現代化傳感技術以及設備，對建筑能源消耗實施監控并進行全面的分析。如：分時段分區域調節燈具的亮度、根據室內環境溫度調整空調功率、根據用水量調整水泵輸出功率等，在保證建筑工程實際需要的基礎上實現節能。在我國建筑電氣節能設計發展背景下，建筑耗能監控技術的適用性較差，受建筑工程施工類型的限制，導致其應用程度較低，現階段建筑耗能監控技術主要應用在大型綜合體以及商場中。但是，建筑能耗監控技術在部分發達國家較為先進，能夠取得較為明顯的節能效果。

5.2 太陽能技術

在節能環保意識發展背景下，我國不斷提升新能源開發重視程度，例如太陽能、風能等等，在建筑電氣節能設計過程中，強化太陽能技術應用，既滿足現代化建筑工程功能性要求，又能實現降低成本以及能源消耗的目的。

5.3 節能照明技術

在節能照明技術應用過程中，基于建筑工程的實際情況，基于光源實時調節，實現電能源節能發展的效果，例如積極應用節能型燈具設備等等。在建筑電氣設計中采用LED 燈具能夠降低87%的電能消耗，并且能夠有效地提升燈泡的使用年限，降低成本消耗。因此，在建筑電氣節能設計過程中，積極開展節能照明技術，提升LED 燈具設備的應用程度，在提升建筑設計美感的同時節省電能源的消耗。

6 結語

綜上所述，在建筑工程中，電氣節能設計一直是大眾關注的熱點。目前我國提倡發展綠色環保電氣設計模式，實現了建筑工程的自動化、信息化、節能化管理，明確了現代化建筑工程的發展方向。同時，希望越來越多的建筑工程技術人員把握目前的綠色建筑發展方向，采用更多先進的電氣節能措施，減少能源消耗，提高居住環境質量。