建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析探讨

王志斌

摘要：本文首先分析了建筑电气工程节能设计的重要性，接下来详细阐述了提高现代建筑电气系统节能设计效果的有效方法，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：建筑事业;电气工程;节能减耗

引言

我国社会经济的高速发展需要更多的资源支持，但是有限的资源供给已经越来越难以满足日益增长的需要。如今，建筑行业的能耗占比仍然在进一步增长，消耗的能源主要是不可再生资源，在这种情况下，必须采取社会与自然和谐共生的策略，减少资源的用量并提高能源的利用率，只有这样才能实现建筑行业的进一步发展。目前国家推出了一系列的政策与法规促进绿色建筑的发展，地方也出台了相关的政策，这些政策会产生正向的引导作用，推动绿色建筑节能的发展。

1建筑电气工程节能设计的重要性

1.1建筑电气节能设计有利于缓解能源紧张

在我国现代化科学技术高速发展的今天，能源紧缺问题已成为我国社会发展中亟待解决的重要问题之一。近几年随着我国电力工程事业的逐渐发展，对于电力资源的需求量愈加增大，致使我国整体的电力资源越来越紧缺。电气行业作为一个能源消耗严重、投入成本较高且存在一定环境污染的工业产业，节能减耗已经成为了其长效发展的必然趋势，就我国现阶段建筑电气工程而言，对其进行节能化设计作为我国电气工程进行施工建设的重点工作，在缓解能源紧张等方面发挥着重要的作用。因此，为了有效地缓解能源紧张、实现节能减排，加强电气工程节能化设计已成为我国现阶段建筑领域电气工程发展建设的重要目标。

1.2建筑电气节能设计有利于提高环境质量

近年来，由于我国社会生产力水平的快速提高，环境污染问题已然成为了我国现阶段国家发展过程中的重点关注问题。电气工程作为现代科技领域的核心产业之一，其在建设发展过程中对环境质量造成了一定的影响。因此，在施工建设前对电气工程进行有效地节能设计，不仅有利于降低能源消耗、实现绿色及环保的发展模式，还能够以此来从根本上提高环境质量，为人们创造良好的生活环境，从而来实现节能减排的期望，为我国社会主义社会向环境友好型以及资源节约型方向的转变打下良好的基础。

2提高现代建筑电气系统节能设计效果的有效方法分析

2.1提高变压器设备选择的合理性

在进行建筑电气设计时，变压器容量的合理选择是提高建筑电气系统节能效果的重要环节。一般变压器容量小于实际需要，出现过载情况时，电能损耗将明显增加，而且变压器如果长期处于超负荷运行状态下时，也会对电气系统的运行安全造成一定的风险隐患。相反，如果变压器容量明显超出了实际的需要，就会增加供电系统的空载损耗，并影响变压器的使用效率。因此设计人员应充分了解建筑工程的实际负荷情况，并合理确定变压器容量，一般应将变压器的负荷率控制在30%到80%之间为最佳。目前比较常用的节能变压器主要包括箱式变压器、干式变压器、单相配电的D10型变压器、S11型变压器以及非晶合金型的变压器设备等。其中S11型变压器能够将空载损耗减少约10%到25%左右，且其空载电流能够比叠片铁心型降低的50%左右。此外，该类型变压器在运行中所产生的噪音水平也相对较低，减少了周边环境的噪音污染。而D10型变压器由于采用的柱上式的密封结构，可以在负荷中心附近安装，且对维护管理的要求比较低。其负载损耗以及空载损耗均比相同容量条件下的三相变压器小，同时所需要的材料用量也比较少，且造价降低了20%到30%左右。节能效果更为突出的是新型的SBH15型非晶合金节能变压器，其空载损耗与传统的S11型变压器相比，仅为其20～30%左右，可以有效降低损耗，但是存在价格相对较高的问题，需要设计人员结合建筑工程使用者的用点特点来选择变压器的具体类型型号。

2.2合理选择配电线路的导线

在进行电气节能设计时，导线材料的材质和规格将对其通电效率产生重要的影响，因此也是节能设计中所必须考虑的因素之一。可以通过以下公式来计算配电线路的能耗：ΔP=3I2R×10-3其中ΔP代表的是输电线路所产生的功率损耗值，其单位为kW;I和R则代表的是电流值和电阻值，其单位则分别为A和Ω。而电阻值R与导线长度以及电阻率为正比例关系，而与导线截面则为反比例关系，其计算公式为：R=ρL/S其中L代表导线长度，S代表导线截面面积，ρ代表电阻率。现代建筑电气系统中目前主要使用铜芯以及铝芯这两类导线。虽然铝质导线的价格相对较低，然而其在导电性能以及安全性方面与铜质导线相比也相对较差。因此设计人员应对各种因素进行综合性的分析评价，如果具备条件时应尽可能选择铜质导线以提高其通电效率。例如在设计照明系统的配电线路时，要减少电能损耗必须根据电压降的允许范围来进行导线截面的选择，同时还要根据导线的机械强度以及发热条件等来进行验算。通常在采取四线三相的配电系统内，线路中最大三相不平衡性电流以及单相负荷的最大值应大于其零线截流量的允许范围，同时还要符合接零保护的相关技术规范。而由于相线以及零线在单相线路中所流经的电流相同，所以零线与相线也应选择相同的截面面积。以较短距离配电线路的设计为例，在确定导线截面时只需要考虑电流值即可;而较长距离的输电线路设计中设计人员应对导线采取增加截面面积的方式来提高通电效率，其导线截面的选择应参考电压降的限定值，以提高节能的效果。虽然增加导线截面积会增加线路敷设成本，不过在电气系统的运行过程中将通过减少能耗、提高通电效率的方式来降低运行成本。还可以采取将电压等级提高方式来减少损耗，当电压增加10%时，可以降低约17.4%的传输损耗。

2.3照明系统节能设计

电气照明技术作为一种综合性技术，在电气工程施工建设及运行的过程中发挥着重要的作用，照明系统是建筑工程运行过程中进行人工照明的各种设施的总称，对其进行节能化设计是我国现阶段建筑电气节能设计所采取的重要节能措施，而且照明设备不仅仅是建筑工程的基础设施，其同样还是建筑投入使用过程中用户使用作为频繁的重要设备。因此在对其进行节能设计时，主要应该考虑的是根据用户的实际生活需要，在保证建筑照明设施质量安全及照明效果良好的前提下，以此来从根本上降低照明系统基础设施的使用功耗，从而达到节能减耗的目的。合理选择照明设计将直接关系到照明系统的节能效果。设计人员在选择灯具时应充分考虑灯具效率因素，尽量选择低压荧光灯、透光罩灯或者开敞型灯灯效率在60%以上的设备来保证照明效果能够满足实际需要，并减少对能源的消耗。此外，新型的LED灯具具有更大的功率和较好的照明效果，同时能够有效减少对电力资源的消耗。因此在设计中应结合建筑的实际照明特点和需要，来选择相应的照明设备。例如在设计建筑面积较大的工业厂房或者体育场等工程项目的照明系统时，设计人员应选择金属卤化灯或者高压钠灯等照明设备，以满足此类建筑对于照明时长以及照明光效的较高要求。而在设计办公楼、学校以及其他商用建筑的照明系统时，由于其建筑层高大多在4.5m以内，因此可以选择直管荧光灯等照明设备。特别是目前比较长远的T5型灯管不仅具有较好的光效，能够长时间使用，而且其节能效果也比传统灯管提高了10%以上，成为了电气节能设计中广泛使用的一种照明设备。此外在设计住宅、餐饮住宿等建筑的照明系统时，设计人员应尽量选择节能效果更好的紧凑式荧光灯等照明设备。虽然该类型的灯具在建设成本上相对较高，但其在后期使用中的节能效果十分明显，同时也能够很好地满足照明需要，因此可以极大地弥补初期的建设成本。

2.4采取抑制谐波方式来提高节能效果

谐波不仅会影响建筑电气系统的正常运行，而且由于其会降低电动机以及用电设备的工作效率，并导致变压器出现局部过热的情况，因此不仅会对设备造成损耗，同时增加线损。电气设计人员可以采取在变压器低压侧设置无源或者有源滤波装置的方式来抑制谐波的产生，也可以采取综合运用不同类型滤波装置的方式来提高抑制效果，从而实现净化电路，减少电气系统运行的安全风险的目的，同时还能够有效减少能源以及对电气设备的损耗，延长电气设备的使用寿命，提高电气设计的节能效果。以照明设备中的荧光灯为例，其负荷类型为非线性类，在设备工作过程中会产生谐波，并影响用电设备以及线性负荷的正常运行。故而设计人员应采取单独为非线性负荷设计配电回路的方式将其分隔开来，从而减少谐波所造成的能耗，并提高电气系统运行的安全性和稳定性。

结语

在国民经济不断发展的今天，随着社会各个领域对电力资源需求量的不断增加，节能设计作为我国现阶段建筑电气工程的重要设计目的，将其广泛地应用到我国电力工程的施工设计过程中，不仅有利于我国绿色生产理念的推行和节能减排发展策略的贯彻落实，还能够有效地解决我国现阶段电力能源紧缺的问题，达到电气工程在运行过程中节能减耗的目的，以及对电力事业的发展有着积极的帮助，为促进我国建筑产业的可持续发展做出了重要的贡献。

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