关于节能技术在建筑电气设计中应用的研究

陈东明

水立方建设集团股份有限公司厦门分公司

1 引言

我国城市化步伐逐渐加快，建筑工程项目数量越来越多，但建筑行业在快速发展的同时，建筑行业的能源资源利用率较低，能源消耗问题日益凸显。新的发展时期，国家高度重视节能减排，为了有效地避免我国建筑行业能源资源的不必要浪费，实现建筑行业经济效益与社会效益最大化，需要有关人员将建筑节能合理的运用在建筑电气功臣的设计环节，从而实现整个建筑工程节能减排，促进建筑行业的稳步健康发展。

2 建筑电气设计过程中应用节能技术的重要意义

国家经济经济的发展，依赖于能源的发展，能源的短缺对经济的发展是一个根本性的制约因素，因此节能减排已经在各个领域普及开展，节能减排理念已成为我国社会经济发展的新常态。建筑行业在实际的施工过程中，必然会消耗大量的能源，因此建筑设计要结合现代化社会发展方向，不断创新建筑设计，方能有效地控制了能源的消耗，方能符合节能减排的要求。建筑工程中电气设备所占的比重越来越大，相应能源消耗也越来越多，所以建筑电气节能减排设计有着重要的意义。

3 目前我国节能技术在建筑电气设计中应用的现状

建筑工程数量日益增加，人们更加注重建筑工程设计的质量，而建筑电气设计质量是建筑用户直观体验的重要部分。目前国内建筑设计已经市场化，设计人员资格、能力水平良莠不齐，致使设计成果有的不能满足国家规定的相关标准以及设计过程中出现部分不合理性。如部分设计人员对建筑节能技术仍局限于建筑照明方面，而对于其他方面如空调系统，消防控制系统等没有进行详细的设计。部分设计人员只注重满足用户用电需求及用户体验，忽视了节能技术的应用，缺少应用节能技术的观念，从而增加了能源的损耗，并且使安全事故发生的概率提升。

4 节能技术在建筑电气设计中的具体应用

4.1 供配电系统方面的应用

在建筑的配电系统方面，设计人员应根据规范、规划要求、总体的建筑布局、各建筑主体的实际用电需求、用电负荷的配电距离，来确定合理的配电所位置、供配电方式、配电距离、配电路径、配电线缆、配电电气设备等。在挑选电缆过程中，根据计算出电线路中需要的电压数值与电流值挑选低阻抗力的线缆，从而能够有效地减少电流在输电线路中出现的耗损。在设计配电计划过程中，需要使供电系统的均衡得到有效保障，供配电机房需要挑选距离动力设备比较近的位置，进而拉近动力设备和配电室之间的距离。在配电系统中应设置无功补偿，无功补偿电容装置要充电，必须保证其处理无电状态，从而有效地降低能源的损耗，以期提升电气设计的质量和效率。在进行建筑内部电力输送线路的设计和制定时，应通盘考虑建筑系统各部分对于电力资源的实际需求情况，尽量保证电力线路全面覆盖、尽可能地拉近电力线缆与动力设备之间的距离，减少电流在输送过程中出现的损耗，以便于可以快速完成配电系统的节能设计。

4.2 照明系统设计方面的应用

在建筑电气设计过程中，照明系统是建筑电气的重要组成部分。全国年照明用电量约占总发电量的10%，且大部分是以低效照明为主，因此节能技术在照明系统中的应用是具有很大节约潜力。 因此在实际的设计过程中，重点从以下三个方面来做：

首先，根据建筑类型，功能需求及满足规范的前提下，选择合理的照明参数，如照度标准、亮度标准、色温及显色指数等。选择合理照明方式，如一般照明、局部照明及混合照明等。选择合理的节能照明设备，比如，通过使用型号为T8、T5的细管径直管形荧光灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光节能灯以及LED 灯等。在众多类型的灯具中，LED 灯具多样化的特征，如：节能、寿命长、体积小、环保等，能够有效地运用在各个领域。在挑选合理照明线路过程中，照明线路的损耗在输入电能中约占4%，其中供电方式与导线截面积是对照明线路损耗产生影响的重要因素，同时尽量将三相四线制供电当作照明用电系统的用电方式，尽可能地使三相供电平衡。

其次，根据照明的分区效果、天然采光范围、照明场景变化需求，采用先进的照明控制系统，实现开关的启闭或照度的升降，是实现节能的重要途径。如C-BUS智能照明管理系统，利用光线感应能够依据环境光自动开闭灯光回路，如果环境光变亮的情况下，可以自动关闭一部分灯光；同时其还可以根据人体红外感应自动掌控空调与灯光的开闭，在窗户打开的情况下，其可以直接关闭空调；利用光线感应，可以根据夏天太阳光线放下遮阳卷帘，避免室内温度过高，继而可以在一定程度上达到节能的目的。

最后，在照明系统设计过程中，要根据设计需求尽可能充分利用自然光，从而最大限度地降低照明灯具的使用时间，进而提高使用寿命，从而有效地避免能源出现不必要的损耗。借助自然光还可以有效的改变工作环境，给人带来舒适感，确保人员的身心健康。通过室内受光面的反射性，有利于提升光的使用率，比如白色墙面的反射系统可以高达70%至80%左右，同时还可以达到节约电能的目的。

4.3 变压器方面的应用

通过实现变压器的节能，有利于减少自身的耗损，提升变压器的使用效率。所以，工作人员需要合理的挑选变压器的台数、类型以及容量，从而实现电气节能的效果。如果变压器的容量选择太大，长时间进行低效率的运行，就会提高其自身的损耗。为了降低变压器产生的损耗，如果使用容量既大，变压器台数又多的时，想要合理的分配负荷就需要缩减变压器的台数，选择容量大的变压器。节能型变压器的铁损主要是漏磁损耗与贴心涡流损耗组合而成，其中矽钢片的性能与铁芯制造工艺决定着变压器铁损的发小，因此，变压器需要选择使用节能型变压器。挑选合理的变压器连接组别、电压分接头以及变压比，有利于变压器正常运行，同时还可以起到节能的作用。

4.4 动力设备中的应用

建筑行业所使用的动力设备大部分是厂家生产的标准及非标准设备，都已满足国家的节能减排标准，如果想要使动力设备实现二次节能化，需要防止动力设备出现空载运转的状况，从而可以保证动力系统的正常运转，降低能源消耗。大部分动力设备在开启过程中都会使供电网络出现电压波动，进而耗费一些启动电能，在这种情况下，可以使用在当今建筑系统中，增设软启动器或变频器启动来减少电能的浪费。空调系统消耗的电能占比重最高，所以，在设计空调系统过程中需要挑选合适的空调设计方案，完善空调系统的结构布局，同时根据建筑物对各个区域温度、湿度的要求对其进行合理的设计，同时尽可能选择使用节能效果好的空调设备，针对空调系统需要合理的分配电力资源，以便于使建筑技能技术的作用与价值在电气设计中得到充分发挥。动力设备中大部分含有电机设备，均需消耗无功功率，均会使线缆的功率因数下载，因此合理设置无功补偿装置也是实现电气节能的重要途径。

此外，要根据建筑的总体设计方案以及实际运营状况，借助现代化的信息技术，AI智能技术、物联网技术来确保建筑整体的高效节能运转，最大限度地降低能源的损耗，从而实现建筑工程电气设计的科学性、有效性、节能性。

5 结束语

现阶段，伴随着时代的不断进步和发展，使人们的生活方式发生翻天覆地的变化，同时在一定程度上还提升了人们的生活水平，更加追求高标准、高品质的生活。人们也更加关注环境污染以及节能减排问题。对于建筑电气设计来说，在电气设计的各个环节合理的使用节能技术，如，在配电系统、电气输电系统、照明系统、变压器及用电设备等设计环节使用节能减排技术已成为现代建筑设计的发展趋势。总之，建筑电气的节能潜力很大，电气设计应坚持适应性、节约性、先进合理性原则，选用节能效果好的设备，使用科学的节能设计技术，遵照节能标准展开设计，使人们感到舒适，有利于人们的健康，进而达到建筑工程节能减排的最终目的，使人、自然、建筑和谐共处。