关于节能技术在建筑电气设计中应用的研究

裴雁鸿

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

0 引言

目前，电气设计在建筑工程设计中占有重要地位。不合理的问题会影响电力系统的正常运行，阻碍建筑业的健康发展。当前，我国社会经济快速发展，对建设项目的需求和标准不断提高。这将促进建筑业的快速发展，同时，中国的能源短缺问题将更加严重。在这种情况下，需要推动建筑电气工程节能发展目标的实现，促进建筑企业的健康发展，逐步提高建筑节能的重要性，在建筑电气设计中树立降低能耗的设计理念，积极采用先进的节能技术，充分发挥其功能和价值。

在建设工程的建设中，电气设计直接关系建设工程的整体质量和功能，是影响电力系统正常的关键因素，对建筑业的长远发展也有很大的影响。随着社会经济的持续增长和人均物质生活水平的显著提高，给建筑企业的发展带来了广阔的发展空间，但也出现了各个层面的资源短缺问题，为有效降低能耗，建筑企业需要建立节能技术措施，优化建筑电气设计，尽可能降低能耗，实现节能减排，促进建筑业的健康可持续发展。因此，加强节能技术措施在建筑电气设计中的应用，有助于改善过去的能源转型问题，减少对环境的破坏和影响，并考虑建筑业的后续发展。下文分析了节能技术的现状与意义，提出了节能技术应用的相关措施。

1 节能技术在我国建筑电气设计中的应用现状

1.1 能源消耗问题严重

现阶段，我国建筑工程快速发展，能源消耗问题也越来越严重，成为大众广泛关注的焦点。具体数据显示，我国建筑耗能占耗能总量的30%以上，而且在未来的发展过程中还有持续上升的趋势。此外，目前建筑电气设计中部分设计师过于注重经济成本和能源成本，导致建筑舒适度大打折扣，不仅不能满足建筑使用者的需求，也不能充分发挥建筑的功能。因此，应采用更加科学合理的设计方案，在满足建筑功能和舒适性的前提下应用节能技术，使建筑投入使用时达到最大的经济、生态和社会效益[1]。

1.2 建设单位管理人员缺乏节能意识

施工过程中还存在一些不利于节能环保技术实施的问题。例如，管理者环保意识的缺失可能会导致建筑工程朝着节能环保理念以外的方向发展，使得节能技术难以在建筑电气设计中发挥重要作用，从而造成能源和资源的浪费。一些建筑企业把经济效益作为企业建设的最重要内容，而忽视了节能技术在建筑工程电气设计中的应用，不利于节能技术的发展。因此，企业应将节能意识作为建筑电气设计的重要组成部分，在建筑项目开发中应用节能技术，实现经济、生态和社会的共同发展。

1.3 节能技术的研发和应用存在障碍

节能技术开发要花费大量的成本。在实际的R&D过程中，既要注意最大限度的节能，又要考虑技术投入的适用性。但是在研究的过程中，二者往往会互相排斥，从而忽略了技术实际应用中需要考虑的很多因素，投资成本也会增加。另外，要考虑节能技术投资的具体经济效益，不能盲目发展以经济为唯一内容的技术。在实际应用中，节能技术也面临很多障碍，替代的速度和成本也是应用中需要考虑的。

2 节能技术在建筑电气设计中的应用

2.1 供配电系统方面的应用

在住宅供电设计中，建筑师应制定出相应的供电配置、配电方案、供电高度、配电方向、供电线路、配电线路等。根据标准、设计条件、建筑整体设计结构、各建筑业主的实际供电要求、电气设备的供电要求。在电缆选择过程中，通过估算输电线路所需的最大电流和电流值，可以选择电流力最小的电缆，从而更有效地减少输电线路中大电流的损耗。在制定供电计划的过程中，为了有效地保证供电平衡，配电间必须相对靠近驱动装置，以减少驱动装置与配电间的差异。电源应安装无功补偿。对于互补型无功补偿电容器设备，为了提高电气设计的质量和性能，需要保证报废时处于无电状态，合理降低功耗。在建筑内设计配置电源出线时，要考虑建筑系统各组成部分对电力资源的实际需求，最大限度地覆盖整个电力线路，最大限度地缩短电力电缆与用电设备之间的距离，减少电流传输过程中的损耗，快速实现建筑供电系统的节能设计。

2.2 节能技术照明系统设计方面的应用

在建筑电气设计系统中，照明设备是电气设计的主要部分。我国照明用电量仅占全国总发电量的10%，而且大部分是低效照明机构。因此，将省电方法应用于照明系统可以节省大量空间。因此，在实际使用过程中，应重点关注以下3个方面：首先，如果符合建筑业态、使用要求和标准，请选择相应的照明参数，如照明标准、亮度标准、色温、色彩指数等。选择合适的照明方式：一般照明、局部照明、混合照明等。请选择合适的节能照明设施，包括T8和T5标准窄管荧光灯、金属卤化物灯、小型荧光低碳灯、LED照明等。在各种类型的照明设备中，LED照明设备因其节能、寿命长、体积小、环保等诸多特点，可以在各个方面得到合理利用。在选择理想照明电路的过程中，照明电路的功耗约占总输入功率的4%，所以供电方式和导线截面积是影响照明电路功耗的主要原因。以三相四线供电系统作为照明电网的主供电方案，可以最大限度地实现三相供电平衡。其次，根据自然环境照明区域功能要求、自然采光度和照明环境条件，通过完善照明系统、关闭和照明运动来实现节能。例如，在C-BUS智能照明系统中，光传感器可以根据环境光的变化自动开启和关闭照明电路，也可以在环境光较亮时手动关闭一些照明设备。另外，当空调和电灯的门窗被人体红外传感器自动控制时，可以直接关闭空调。利用光传感器，可以随着夏天的光线降低百叶窗，防止室内温度过度升高，某种意义上可以达到节能的目的。最后，在设计照明控制系统的过程中，要根据工程要求，充分利用自然光，尽可能缩短照明使用时间，延长寿命，防止不必要的电力消耗。通过自然光，可以有效改善工作环境，给人以舒适的感觉，保证居住人员的心理健康。此外，室内和室外照明表面的自然反射率可以提高光源的效率。例如，白墙的自然反射系统可以节约70%～80%的节能[2]。图1为声光控系统照明设计、图2为照明系统设计的应用。

图1 声光控系统照明设计

图2 照明系统设计的应用

2.3 变压器方面的应用

交流变压器节电可以降低自身消耗，提高交流变压器的使用效果。因此，为了节约能源，员工必须科学合理地选择变压器设备的数量、类型和体积。但是，如果变压器设备的容量选择范围过大，或者长时间进行性能降级操作，变压器设备本身的消耗就会增加。由于交流变压器容量范围广，数量多，为了降低交流变压器的消耗，必须减少交流变压器的数量，或者选择更大的交流变压器，使负荷分配更加科学合理。节能变压器的铁损一般由漏磁损耗与极贴心化密涡流损耗串联而成。随着硅钢片的特性和铁芯的制造技术，交流变压器的铁损越来越小，所以变压器系统设备必须采用节能型变压器。选择合适的变压器系统设备的接线组别、变压器比以及电流分接头，可以起到变压器系统设备正常运行和节电的作用。图3为变压器的应用。

图3 变压器的应用

2.4 节能技术动力设备中的应用

建筑行业使用的动力设备主要是工厂制造新产品和非标设备，符合一定的节能减排要求。因此，要实现电力设备的二次节能，保证励磁设备的正常运行，降低电能消耗，就必须避免电力设备的空载运行。在启动过程中，电力线产生的许多功率器件的电流发生变化，造成启动功率的浪费。因此，可以通过增加电流控制系统中软启动装置和发电机的启动电流来降低功率损耗，在日常使用过程中，空调用电量占比最大。因此，在空调设计中，我们必须选择最佳的空调设计方案。在空调设计和布置中，应根据建筑物不同区域对空气温度和相对湿度的要求，科学合理地设置建筑物。在设计中，也要选择节能效果好的空调。根据中央空调设计的要求，科学合理地布置电气设备，使建筑技术设计的功能和作用在电气设计中得以发挥。电力中的大多数电气设备都消耗能量。当无功功率较低时，需要下载电缆功率因数，因此合理设计无功补偿装置也是一个重要的方法。图4为动力设备中的应用。

图4 动力设备中的应用

3 建筑电气设计中节能技术的应用措施

3.1 降低日常电力损耗

在电力传输过程中可能会损耗一定的电力资源。如果能减少这种损耗，电力系统的传输效率将会大大提高。通过相关内容的分析，相关损耗与传输线的长度和负载密切相关，应通过降低负载电阻来优化。这一目标主要通过选择合适的导线来实现。特别是在输电线路较长的情况下，要使用相对大面积的导线，以保证输电线路的稳定运行。在敷设电线的过程中，尽量减少缠绕、无效线和运输损耗。或者在冷却管上工作。通过这两点，可以最大限度的控制电路损耗，解决能源问题。

3.2 在照明系统中充分应用节能技术

通过制定节电规划，积极采用高效节电技术和产品，优化用电方式，提高能源效率，减少电力消耗，并配合落实各项负荷管理措施。电气系统最重要的方面是照明系统。如果这种控制合理，建筑系统的功率损耗可以大大降低。节能照明技术可以有效解决这一问题，相关研究表明更容易适应节能照明设计。为了增强群众的节能意识，首先解决照明能源问题，我们首先应该选择合适的照明设备。相较而言，LED照明价格低、寿命长、环保、能耗低，非常适合在建筑中使用。在灯具的零部件选择方面可以选择节能的镇流器，节能镇流器比传统镇流器更节能。此外，智能照明系统可以节省能源，探照灯是最常用的智能照明系统[6]。

3.3 选择合适的变压器，增强电气资源的利用效率

目前大部分建筑都是采用高压供电方式，选择合适的变压器能够保证电源的稳定性。但是变压器本身也会带来一些损耗。这是节能工作中不可避免的。为了尽量减少变压器的损耗，需要根据情况选择最佳的变压器，这也是建筑电气设计的重要任务之一。变压器主要考虑铜耗和铁耗两个方面。影响铁耗的主要因素是制造技术。为了减少这部分，必须选择制造标准更高的产品。铜耗的主要影响因素是负载，控制器的铜耗要定量控制[7]。

4 结语

为了实现建筑业的可持续发展目标，有必要加强绿色节能建筑的电气设计，这将有助于促进我国的经济建设和发展。当前，在建筑电气设计过程中应遵循改革创新的原则，逐步改变传统的设计理念，不断学习发达国家的先进技术，引导建筑电气设计向绿色节能方向发展。具体而言，需要进一步优化电气系统设计方案，在满足人们基本需求的同时避免能源浪费，增加新能源利用的占比，提高各方面的经济价值，以绿色节能建筑的电气设计为发展目标，有效促进我国社会的经济发展。