绿色建筑电气系统及其节能设计的探讨

遆茂文

（太原智博热电工程设计有限公司，山西 太原 030027）

0 引言

在现阶段我国建筑行业发展中，绿色建筑的受重视程度越来越高，其作为推动建筑行业节能减排以及优化建筑物居住舒适度的重要建筑工程项目类型，确实表现出了较为理想的应用价值，应该引起高度重视。为了切实提升绿色建筑构建和应用水平，在前期规划设计中，切实践行节能理念极为必要，节能设计应该贯彻落实到绿色建筑的方方面面，尤其是对于电气系统这一能源消耗较大的构成部分，设计人员更是需要引起高度重视，以便更好实现对于整体电气节能效益的提升，解决原有电气系统运行中存在的能耗损失问题，相关研究极为必要。

1 绿色建筑电气系统概述

绿色建筑是现阶段建筑行业发展的一个重要趋势，其主要目的是推动建筑工程项目的绿色化发展，力求切实增强建筑工程项目的节能效益、资源节约效益以及绿化环保效果，最终营造出更为宜居的建筑物。电气系统作为绿色建筑中不容忽视的重要构成部分，必然也就需要引起高度关注，以便切实解决原有电气系统运行中容易出现的问题和缺陷，维系绿色建筑电气系统的高效可持续发展，尤其是对于建筑电气系统运行中存在的严重电力能源损耗现象，设计人员更是需要予以切实解决，以便由此更好优化绿色建筑应用价值。

具体到绿色建筑电气系统的构建和运用而言，因为面临着当前建筑物使用者越来越高的要求以及绿色建筑体系的不断完善和发展，自身复杂性更为突出，要求能够围绕着电气系统的各个构成部分以及功能需求进行综合分析，以便更好优化绿色建筑的应用价值。比如针对整个绿色建筑的供电需求就需要予以满足，设计人员应该确保供配电设计方案较为适宜合理，避免在供电层面遇到较为严重的隐患。在此基础上，绿色建筑电气系统中涉及的所有电气设备以及相关用电系统，都需要引起重视，以便在优化配置的基础上，保障相应功能得以发挥[1]。当然，鉴于绿色建筑的特点，在电气系统构建中还需要切实考虑到节能方面的需求，因为电力能源是绿色建筑中最为普遍使用的一类能源，该方面一旦出现问题，则必然也就会影响到绿色建筑的应用效果。

2 绿色建筑电气系统设计要求

2.1 满足功能要求

在绿色建筑电气系统设计中，为了形成较为理想的优化效果，确保相应电气系统设计方案得以形成有序指导，能促使绿色建筑电气系统得以发挥出应有价值，从各个方面的功能需求着手予以满足极为必要，应该将其作为设计人员的重要原则。基于此，绿色建筑电气系统设计人员需要全方位分析了解整个绿色建筑中的所有电气系统构成部分，尤其是需要结合绿色建筑后续应用功能需求，探讨如何借助于合理适宜的电气系统布置方案予以满足，解决功能层面存在的限制问题。例如，为了较好满足绿色建筑在后续长期应用中的照明需求，设计人员就需要重点围绕着照明系统予以优化设计，确保照明设施布置较为适宜合理，同时配置好供电线路，避免在照明功能方面出现严重限制问题[2]。因为当前绿色建筑项目应用要求越来越高，和电气系统相关联的功能要求往往表现在多个方面，设计人员应该予以综合兼顾，以便更好优化相应系统功能价值，最终更好为绿色建筑服务，提升绿色建筑应用性能。

2.2 契合绿色建筑项目需求

绿色建筑电气系统设计还应该注重契合绿色建筑项目，设计人员需要保障相应设计方案较为适宜合理，能够形成较为理想的针对性和个性化特点。因为各个绿色建筑之间往往存在着较为明显的差异，不存在任何一套电气系统设计方案适应于所有绿色建筑，无论是在电气设备的应用需求，还是在相关电力线路的配置中，往往都表现出了明显不同，如此也就需要相应电气系统设计工作予以适应性处理，避免在设计方案中出现不可行或者不合理因素。基于此，绿色建筑电气系统设计人员应该以自身项目为出发点，在综合分析明确自身个性化需求的基础上，匹配性进行电气系统优化设计。例如，绿色建筑电气系统设计人员应该首先针对项目整体结构进行深入分析，从结构入手明确项目各个空间需要的照明条件以及其他功能要求，进而才能够匹配性设置相关电气设备，同时布置好相应线路，促使最终相应电气系统可以较好服务于绿色建筑项目[3]。

2.3 节能降耗

绿色建筑电气系统设计往往还需要重点从节能降耗入手，这也是确保绿色建筑特点得以凸显的重要手段，应该引起设计人员高度重视。基于绿色建筑电气系统设计中节能降耗要求的满足，设计人员应该首先综合全面分析整个电气系统的布置要求，在满足上述功能要求以及体现适应性的基础上，分析明确其中可能存在的所有能耗损失问题，进而针对这些问题进行调整和改进，最终尽量避免任何不必要的电力能源消耗。因此，绿色建筑电气系统设计人员应该具备较高节能意识，力求注重实现所有能耗问题的准确掌握，在被动采取优化策略予以改进和调整的同时，还应该注重运用一些先进技术手段，以便更大程度上提升绿色建筑电气系统的节能效益。比如绿色建筑电气系统中可以适当引入运用一些先进节能设施，同时注重运用自动化调控手段，由此更好发挥出相应电气系统的应有功能价值，同时避免可能出现严重能耗损失问题，避免和绿色建筑的基本要求相违背。

3 绿色建筑电气系统节能设计策略

3.1 配电系统节能设计

绿色建筑电气系统节能设计应该首先从配电系统入手，配电系统作为整个绿色建筑电气系统中比较关键的构成部分，一旦该方面出现问题，不仅仅会直接影响到整个绿色建筑的供电效果，同时也会产生严重能耗损失，设计人员应该秉持节能理念予以优化设计。基于绿色建筑配电系统的设计要求来看，为了形成较为理想的节能效益，设计人员应该首先注重明确用电负荷中心，进而将变配电所设置在用电负荷中心，避免两者间存在的明显偏差，产生严重能耗问题。在此基础上，配电系统方面的节能设计还需要重点关注于变压器的恰当选择，因为变压器运行不当带来的能耗损失问题同样也不容忽视，设计人员应该结合市政供电电压以及绿色建筑供电电压，确定好适宜合理的配电级数后，选择相匹配的变压器设备，以便通过变压器的合理设置来有效提升其节能效益[4]。在变压器选用设计时，设计人员还需要重点考虑到负载率状况，一旦变压器的负载率不当，则会影响到变压器运行效率，进而容易产生严重能耗损失问题。基于该方面诉求，设计人员应该尽量确保变压器的负载率在40%～70%，由此更好提升其应用性能，在长期运行中具备更强节能效益。当然，具体到配电系统中变压器选用上，设计人员还应该注重优先选择节能型变压器，逐步淘汰一些传统滞后的变压器设备，由此解决变压器运行中可能出现的严重能耗损失问题。

3.2 线路节能设计

绿色建筑电气系统节能设计还应该高度关注所有线路，这也是针对性处理相应能耗损失问题的关键手段。在绿色建筑电气系统中的线路节能设计中，设计人员应该首先具备全局性视野，全方位关注从变配电所到所有用电设备的距离长度，进而确保相应总长度尽可能地短，由此实现相应线路过长带来能耗损失的防控。在变配电所能够尽量处于绿色建筑用电负荷中心的同时，设计人员还需要重点从线路的布置入手，尽量避免走弯路，由此更好缩短不必要的线路，以此形成理想的节能效果。因为当前绿色建筑电气系统中布线复杂性更为突出，为了有效实现所有线路的综合优化设计，除了设计人员要理清思路，明确所有设计目标外，积极引入运用一些先进辅助设计工具极为必要，比如BIM 技术的应用就可以形成理想优化辅助设计效果，便于在解决线路相互之间矛盾冲突问题的同时，促使总线路长度更短。当然，为了更好从绿色建筑电气系统的线路层面进行节能设计，设计人员往往还需要具体关注线路自身的优化设计，以此更好解决线路运行中出现的严重线损问题。比如设计人员在确保绿色建筑工程造价符合要求的基础上，优先运用铜线，且适当增加铜线截面积，如此也就可以促使相应线路的电阻值降低，有效实现线路长期运行中损耗的降低，符合节能设计要求[5]。

3.3 无功补偿设计

绿色建筑电气系统节能设计工作的开展还应该重点考虑到无功补偿的合理运用，以便借助于无功补偿实现对于原有电气系统运行中明显能耗损失问题的防控。基于绿色建筑电气系统的长期运行状态进行分析，如果功率因数控制不当，相对过低，则会明显增加电气系统运行过程中的能耗损失问题。设计人员在该方面问题解决时，合理运用无功补偿极为必要，无功补偿方案的应用可以实现相应能耗损失问题的缓解，促使电气系统在运行中维持较高的功率因数，进而也就可以更好实现对于电气系统运行稳定性的优化保障，同时有效解决不必要的能耗损失问题。结合现阶段绿色建筑电气系统运行要求来看，为了形成理想节能效益，功率因数不应该低于0.9，如此也就需要以此为目标进行无功补偿设计，避免在无功补偿中出现明显不到位或者偏差问题。这也就对于电气设计人员提出了较高要求，其不仅仅需要具备扎实的理论知识和专业技能，往往还需要对于绿色建筑电气系统较为熟悉，如此才能够更为有效地设置无功补偿装置，促使其可以在电气系统节能方面发挥最佳作用。

3.4 照明系统节能设计

绿色建筑电气系统节能设计还应该积极关注照明系统，照明系统作为绿色建筑中不可或缺的重要构成部分，日常应用相对较为频繁，虽然照明系统总的耗电量并不是特别突出，相对于其他很多高能耗电气设备，照明系统的用电量较低；但是因为照明系统的应用时间相对较长，必然也就容易出现一些不必要的能耗损失，成为节能设计的重要目标。在绿色建筑照明系统节能设计中，设计人员应该首先从照明设备入手，不同照明设备的能耗往往存在明显差异，设计人员也就应该在确保照明效果的同时，优先选择一些低能耗照明灯具，由此更好提升整个照明系统的节能效果，比如当前越来越普遍使用的三基色荧光灯以及LED 灯，均可以表现出较高的节能效益，应该逐步替代传统的各类滞后照明灯具[6]。此外，在绿色建筑照明系统节能设计中，设计人员还应该注重规避因为不必要的照明时间启动，出现能耗损失问题，这也就需要从控制方式入手进行优化，借助于智能化控制手段，实现所有照明灯具的最优化启动和关闭，避免任何照明设备长时间启动，如此也就能够在满足人们照明需求的基础上，体现更强节能效果。

3.5 电气设备节能设计

绿色建筑电气系统节能设计除了关注照明系统中的所有照明灯具，其他电气设备同样也应该予以优化控制，以便更好实现这些方面能耗损失问题的防控，保障整个电气系统更为节能高效。因为当前绿色建筑中电气设备越来越多，在营造舒适健康生活空间的同时，必然也伴随着较为明显的能耗损失问题，电气节能设计人员应该予以积极关注，力求确保所有电气设备能够在高效运行的同时，避免不必要的能耗损失。比如针对绿色建筑中的暖通系统、给排水系统、电梯设施等，在长期运行中都会需要大量的电力能源，而其中必然也存在能耗损失，基于这部分电力能耗损失进行优化控制同样极为必要。具体到这些电气设备的节能优化设计中，设计人员不仅仅需要具体到单个电气设备的优化选型入手予以把关，往往还应该重点考虑到相关系统的整体运行状况，规避各个系统运行中出现的相互矛盾和异常问题，由此更好提升其运行效率，避免电力能源严重损耗[7]。

4 结语

综上所述，绿色建筑作为未来建筑行业重要发展趋势，针对其中电气系统进行优化布置极为必要，尤其是从节能设计入手，更为契合绿色建筑要求。为了更好优化绿色建筑电气系统节能设计效果，设计人员应该立足于各个常见能耗损失问题，采取相匹配的策略予以优化处理，进而提高电力能源利用率。