建筑电气设计中节能技术分析

秦 园

安徽环境科技集团股份有限公司（230093）

1 电气设计及节能技术概述

1.1 建筑电气设计现状

建筑行业的快速发展，对电气行业起到了促进作用。建筑电气设计与其后续的能源消耗情况有直接关系。为实现能源节约，需要在设计的过程中，加强对电气系统的优化和调整。但在现阶段的电气系统设计发展过程中，仍存在对能源节约设计不重视的情况。大部分设计人员为方便省事，按照建筑类型对传统的电气设计进行调整，未能进行节能优化设计，导致电气能源消耗大的问题无法得到解决[1]。

1.2 节能技术及其重要性

节能技术对于建筑电气设计有着非常重要的作用，可有利于建设绿色节能建筑。节能技术的应用，不仅能够提升资源的利用率，减少能源消耗和浪费的情况，进一步实现对环境的保护作用，而且能够降低电气工程中的成本消耗。在工程建设的过程需要大量的材料，并且在建筑完毕后电气系统仍需要进行能源的消耗，因此，在电气系统中融入节能技术，能够减少能源和材料的消耗，使建筑工程在设计施工和实际应用的过程中，能够减少成本消耗，实现能源节约和高效利用。

2 建筑电气设计中节能技术的应用

2.1 照明系统中的节能技术

照明系统是电气设计中的重要一部分。灯具对电力的消耗相对较大，设计人员应通过恰当的方式优化灯具设计，提高灯具的利用效率。

首先，应选择具有高效节能效果的灯具。与普通灯具相比，节能灯具的能源消耗仅是普通灯具的1/5 作用，并且使用寿命更长。LED 节能灯相比普通节能灯，能够降低35%的电能消耗，使用寿命是普通灯具的6～8 倍，具有较强的节能效果。在建筑电气设计的过程中，可以根据建筑成本控制情况，在光源系统中增加LED 节能灯，减少能源的消耗，达到节能的效果[2]。

其次，应对灯具进行合理的设计应用。在照明时使灯具能够充分发挥作用，将不同类型的灯具组合使用，从而实现能源节约。如在对照明系统进行设计时，要对照明灯具组进行测试，了解其照明范围和强度，在其中选择若干个灯具，使用LED 等代替，补充光源的效果，使能源得到有效节约。该设计方式能够有效对照明系统进行合理优化，使能源消耗降低50%左右。

最后，对照明系统进行节能设计。在公共区域应调整灯具控制方式，转变控制模式，以便达到节能效果。如在公共楼道、卫生间等区域设置声控灯或者感应灯，在发出声音或者感应器识别到物体后开灯，在安静或识别无人的情况下自动关灯，避免长时间亮灯造成能源浪费的情况。

2.2 电动机节能技术

建筑中的电气系统中，动力系统对能源的消耗较大。在节能优化的过程中，应对电动机系统进行节能设计，降低电动机产生的能耗，提高建筑节能效果。想要实现电动机节能，一方面应提高电动机的能源使用效率，另一方面应降低无效能源消耗。

在设计优化过程中，设计人员应加强对先进节能电动机及相关设计的了解，根据电动机的设计使用情况进行综合设计。在选择电动机时，应了解电动机的负荷特性，选择更加节能的设备。可以根据不同的负荷，选择恰当的节能优化措施。如在连续负荷过程中，应分析电动机连接的相关设备，了解设备的实际负荷情况以及电动机输出功率情况，调整电动机、风机和水设计人员泵的运行，使其处于递减负荷状况，实现对电能的节约效果。若为断续负荷时，应分析停止电动机运行时产生的多余能量消耗。可以使用逆变器或者变频装置等设备，调节对电动机的速度，使其能够根据实际的负荷情况改变运行速度，如在轻负荷的情况下，控制电动机运行速度，使其低速运行，减少能量的消耗[3]。

此外，提高负载能够使电动机的运行效率提升，减少无用的消耗。一般在负载达到70%时，电动机运行效率相对较高。若负载在45%～70%，电动机运行效率相对较低。若负载率在25%～45%时，应及时降低电动机容量，减少对能源的消耗。

2.3 配电系统中节能技术应用

在对建筑工程配电系统进行设计时，为降低对能源的浪费，应对系统进行合理调整和设计。

首先，电路过长会使电路的损耗提高，设计时应尽量缩短配电系统中的电路结构，形成恰当的电网结构，减少电能浪费现象。在10 kV 电缆设计的过程中，传统的电网往往呈现放射状，电网的连接效果不理想，并且距离过长导致消耗量较高，因此对电网优化时可以将结构转化为环网结构，使电网的连接效果和使用效率得到有效提升。

其次，在供配电的过程中，电能的需求量和供应量相近时，其对能量的使用效率高，在能量供应不变时需求量降低。系统中用电设备的负荷降低时，将会出现电力浪费的现象。在优化设计时，使用变压器对电流的供应量进行调整，避免负荷降低和轻载的情况，根据电力使用和消耗的情况进行合理的供应，提高电力的实际应用效果。

再次，在供配电设计过程中，变压器的应用较为重要。恰当地变压调整能够起到节能效果，但变压器使用不合理，不仅会浪费能源，还会使配电线发生损耗，影响整体的管理效果。一般情况下，在电路设计时，对三相不平衡度有一定的要求，其中变压器出口应≤10%，分支线应≤20%，行线电流≤25%。不平衡度超过标准后，会对电路产生较大的不良影响，使变压器和配电系统中的安全隐患提升，同时，对能源的消耗和对线路的损毁情况均会提升，因此，在配电系统设计的过程中，需要尽量降低三相不平衡度数值，实现能源的节约。

最后，为在使配电系统的运行过程中节能效果更加突出，应对其进行精准控制。在设计时，可以尝试使用智能管理系统，通过智能技术对电气系统进行控制，有效识别能源利用效果，对能源利用系统进行调整，对能源浪费的情况进行识别和控制，从而加大对能源的节约。

2.4 可再生能源的利用

可再生资源在建筑中的利用是目前节能建筑设计的方向之一。常见的可再生能源包括水能、太阳能、风能、地热能等。我国对于可再生能源的利用较为重视，2020 年使用可再生能源发电量达到了22 148 kW·h，同比增长8.4%。可再生能源的利用已经成为节能技术的重要组成部分，建筑中对能源的消耗占比逐渐增大。在现代化建筑设计中，为减少对能源的消耗，应加强对节能技术的应用，在建筑设计中使用可再生能源，减少对能量的消耗。

2.4.1 太阳能资源转化技术

由于太阳能在我国领土覆盖率为68%左右，在地球某一点24 h 内接收的太阳能辐射照度相当于102 000 TW 的能量，因此太阳能较为丰富。常见的太阳能利用方式为光伏和光热两种，利用方式相对简单，能够在建筑中合理应用。如将太阳能集热器融入建筑屋面或围护结构，提高建筑的结合保温效果，为建筑内部提供热水。或者使用太阳能电池板，将太阳能转化为电能，为建筑供电，降低建筑的运行成本。

2.4.2 加强对地热能的利用

地热能主要来自地球内部的热量，同时，含有一部分太阳能。目前，主要使用地源热泵技术来实现对地热能的利用。相关人员在建筑设计前，分析地下热能分布情况，并采取合理的利用方式，充分利用当地的地热资源。使用双循环系统和热交换器等设备，对地下热能进行合理应用，为建筑供暖和供热水，降低对能源的消耗。

2.4.3 对自然温差的利用

利用白天热夜晚冷的特点进行节能设计，使用蓄热材料将白天的热量进行储存，在晚上为建筑供暖。利用新材料将夜晚的冷气储存，在白天释放，实现对室内温度的合理调节，降低空调能源耗费。

3 结语

相关设计人员应充分了解建筑需求和具体情况，提供针对性的节能设计，实现对能源的节约和保护。同时，加强对新材料的使用，提高对可再生能源的利用，减少能源消耗，达到节约成本和保护环境的目的。