建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术

李世峰

（中外建工程设计与顾问有限公司山西分公司，山西 太原 030000）

0 引言

近些年，随着能源问题日渐严峻，国民整体素质的提升，对建筑电气的绿色节能有着越来越高的关注度，电气风格也随之发生了一定的变化。在现代建筑电气设计过程中需要以国家相关政策和要求为基础合理地完成电气系统的规划设计和应用，要保证所有的细节都能够和国家标准要求相符合。

1 节能降耗建筑电气设计的重要性

在保障电气系统运行效率与质量的基础上，为达到有效降低电气能耗的目标，在涉及建筑电气的设计环节中，通过多元化的技术手段与建设理念，对建筑电气的耗能标准进行调整与优化，就是建筑电气节能降耗设计的主要目标与内容。社会是随着能源的损耗而进步的，现阶段我国各项基础能源相对紧缺，而建筑能耗在整体社会的总能耗中占十分重大的比例，并且建筑能耗的占比是相对动态的，会随着我国社会经济水平的进步而不断上升。在建筑项目的建设过程中，各个建筑的电气设备、供电系统所耗费能源的增长速度远远超过了我国发电领域的进步水平，这一问题从而引发了建筑能源供不应求的矛盾，因此建筑电气设计中的节能降耗愈加重要，遵循节能降耗的电气设计具有十分重要的现实意义[1]。

2 建筑工程电气节能设计发展中存在的不足

2.1 电气设计质量不达标

我国对建筑领域的发展要求不断提升，在建筑工程电气设计工作中，要求保证建筑电气工程设计质量达标的基础上实现节能环保的目标。但是，随着我国国民经济水平的提升，电气设备的数量不断提升，建筑工程电气设计呈现出多养护发展特点，其能源消耗量明显提升。但是，在实际发展中，相关技术人员基于自身专业技术水平等因素现象，导致建筑电气设计与我国电气工程设计标准存在差距，部分新型电气设备安装以及调试中存在较大的问题，甚至电气设计技术人员在工作中出现盲目设计的情况，没有结合建筑电气工程的实际情况以及电气设计行业标准，导致建筑电气设计存在严重的质量风险，对于建筑工程电气节能设计的重视程度降低，相关的环保意识不足。

2.2 建筑电气设计缺乏科学性

建筑工程发展中，电气系统设计占据非常关键的地位，电气设计质量直接影响建筑工程的整体设计水平。但是，当前我国建筑电气设计施工中，由于多种因素的影响，建筑工程电气设计环保性不能达到新时代要求，与当前绿色建筑施工发展趋势相背离。在建筑电气节能设计分析中发现，当前的建筑电气工程在设计过程中没有结合工程实际情况，导致电气设计与实际连接不够紧密，电气结构设计存在问题，严重降低建筑电气工程设计质量，引发建筑电气安全隐患，增添安全风险[2]。另外，我国相关部门对建筑电气工程节能设计的重视程度较低，没有制定相关的管理制度，导致建筑能源消耗过大，存在能源浪费现象。

3 建筑电气节能设计遵循的原则

3.1 基于建筑工程的实际情况出发

随着我国经济的发展，电气设备成为建筑工程中重要的一部分，并且能提升人们的生活质量，因此，在建筑电气设计占据非常关键的地位。随着人们节能环保意识的不断提高，开展建筑电气节能设计已经非常关键，在设计过程中，电气工程节能设计人员要基于建筑工程的实际情况出发，保证电气设计的合理性，同时外形设计要满足当代人们审美要求。其次，在设计过程中，要考量电气设备的适用性，在保证其质量的基础上开展建筑电气节能设计。

3.2 经济性原则

在建筑电气节能设计工作中，一定要基于经济性原则，整合我国电气市场中先进的节能技术手段，结合建筑工程的实际情况，保证建筑电气节能设计成本稳定的基础上，最大限度地提升资金的利用率，降低建筑电气成本消耗过量的情况，保证建筑电气工程稳定开展。

3.3 节能环保性原则

在当前建筑电气工程发展中，保证其节能性原则是非常关键的，在实际设计过程中，相关技术人员要具备节能环保施工理念，降低建筑能源消耗过大，调整我国建筑产业能源消耗结构，促进我国社会的可持续发展[3]。因此，建筑工程电气节能设计人员在设计过程中，要基于节能环保行为原则，最大限度地降低电气能源消耗，积极采用先进的技能技术手段，降低建筑电气工程对自然环境的影响，实现我国建筑领域节能环保发展目标。

4 建筑电气节能设计策略

4.1 照明系统节能设计策略

在建筑工程电气节能设计环节之中，需要工作人员合理分析照明系统的设计要求，结合照明系统内部结构进行层次化分析研究，照明系统是建筑工程的必备设施之一，也需要由工作人员从细节快速把控照明系统的节能设计方法与原则，及时开展的照明系统的设计工作，将照明系统的节能设计环节引入建筑电气节能设计具体环节之中，充分运用绿色建筑电气技术进一步优化照明系统节能设计工作的整体步骤[4]。伴随着现代化节能技术以及绿色施工技术的进一步发展，各式各样的节能型照明设备已逐渐应用于建筑工程施工建设具体环节之中，广大人民群众也已充分意识到节能型照明设备的应用价值。首先，工作人员以及技术操作人员需要选用节能型照明灯具以及相关设备，必须要保障照明灯具可以长时间使用，必须保证照明灯具可以在一段时间之内保持正常运转，随后对照明设备的节能效果进行细节优化与调整。在工作人员应用照明系统的过程中，必须要对照明系统内部的每一个照明设备进行技术检验与分析，必须对照明设备的电压以及电流进行适当调整，必须保证照明设备的电压可以符合行业技术标准，避免照明设备在实际应用的过程中出现电压不稳或者是电流较大的情况，从而为建筑工程的合理开展以及后续管理工作提供有效保障。在开展电气系统设计安装工作的过程中，也需要由工作人员分析光源所在的角度与位置，合理分析自然光源与人工光源的设计模式，调整人工公园的设计角度以及照射位置，在设计方案之中对相关的数据以及各种信息进行多次运算与处理。其次，在选择灯具的过程中，工作人员必须要选择质量上乘的照明器具，避免在照明设备使用的过程中出现设备故障问题，从而严重影响到建筑工程施工建设进度，甚至为后续的验收工作以及管理工作造成许多麻烦与困难。现阶段，出现了一部分智能型照明设备，与传统类型的掌能设备相比，智能型智能设备可以通过互联网信息技术实现有效控制，也可以运用自动化控制技术或者是半自动化控制技术和控制照明设备的亮度与照明市场也可以控制照明设备的照射角度，通过智能调控等方式，合理控制智能型智能设备的亮度与强度，可以实现节约电力资源的目的。我国也有一部分建筑工程开始应用智能型照明设备，逐步组建现代化智能照明系统，对照明时间以及照明强度、亮度的控制，可以实现照明系统内部电压的自我调节，可以精确计算照明设备的耗电量，以便工作人员及时调整照明设备的使用方式。

4.2 电动机节能设计策略

在建筑工程开展设计工作以及施工工作的过程中，需要相关工作人员将电动机的设计结构融入整个设计图纸之中，工作人员需要考虑电动机的耗能情况，适当调整电动机的运行方式，结合电动机运行效率以及功率的相关数值，逐步减少电力资源，避免浪费过程电力资源，从而影响建筑工程施工建设质量。当电动机处于非正常运转状态的过程中，可能会出现过度的能源损耗问题，这些能源损耗问题可能无法被及时察觉，可能会在潜移默化的过程中浪费诸多电力资源，对此公司人则必须要在设计或安装电动机设备的过程中，科学、合理控制电动机的能源损耗，或者是在电动机内部安装补偿电容设备以及其他类型的智能控制设备，也可以选择在电动机内部核心零部件表面安装自动化控制设备以及远红外监控设备，全过程监控电动机的运转情况，一旦电动机出现非正常运转情况或者是出现过度的能源损耗情况，则需要由工作人员通过血红外监控设备，及时了解电动机的运转情况，及时调整电动机的运转模式，避免再度出现能源损耗或者是电力资源浪费问题。最后，在建筑电气节能设计图纸之中，工作人员需要精确计算某一电动机的实际耗能情况，运用互联网信息技术以及数字化整合技术，针对相应的数据进行统筹与分析，集中计算某一电动机的耗能量，避免使用耗能量过大的电动机以及相关电动设备。

4.3 合理选择变压器

如果变压器负载率偏低，将增加一次投资和二次运行费用，十分不利于节能。在建筑设计中应根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，合理分配负荷，实现三相负荷平衡。大量实践证明，变压器负载率为70%～85%时最经济节能。应选用新型节能低损耗变压器，如非晶合金变压器，并合理安排变压器的运行台数，在运行时随各变压器的负载率及时调整负荷，以使变压器尽量处于接近最佳负载率的运行状态[5]。

4.4 提高电梯的运作效率

在建筑中，使用相对频繁的动力设备包括电梯、消防楼梯、货梯等。在选择电梯的电力拖动方式和控制方式时，要以载重量、上升高度和停层方式等作为依据，进行全面对比，合理选择控制、管理计划等，从而提升运作效率和水平。电梯的电力驱动的形式包括交流驱动和直流驱动两种类型。在一些中、高档电梯中，可借助变压变频调速的办法，以对、组作为单位设置电梯组，并采用并联控制或者群控的形式。在计算多部电梯的电源容量时，需要考虑到同时系数，以220V 单相电源作为建筑电梯的电源。如果选择的是多级梯或者双自动扶梯，负荷要和三相线路连接，让三相负荷趋于稳定。

4.5 完善暖通空调系统的节能效果

作为现代建筑设备中的关键部分，暖通空调系统是智能化管理的关键，能够为人们提供适宜的环境。但是，在建筑整体中，暖通空调系统的能源消耗也十分大，针对暖通空调系统节能进行研究具有突出价值。暖通空调系统的结构较复杂，涉及冷冻水系统、冷却水系统、热交换器系统、通风系统、空气调节系统等。暖通空调系统的运作表现出间接性的特点，需要使用可以自动开启和停止的控制设备，控制空调、新风机组等设备的开启和停止。

5 建筑电气节能技术

5.1 建筑耗能监控技术

建筑耗能监控技术主要是对建筑电气系统进行全面的监控，基于实时监控数据实现降低能源消耗的目标。在建筑耗能监控技术应用过程中，主要是基于建筑物照明系统、空调系统、供水系统，利用现代化传感技术以及设备，对建筑能源消耗实施监控并进行全面的分析。如：分时段分区域调节灯具的亮度、根据室内环境温度调整空调功率、根据用水量调整水泵输出功率等，在保证建筑工程实际需要的基础上实现节能。在我国建筑电气节能设计发展背景下，建筑耗能监控技术的适用性较差，受建筑工程施工类型的限制，导致其应用程度较低，现阶段建筑耗能监控技术主要应用在大型综合体以及商场中。但是，建筑能耗监控技术在部分发达国家较为先进，能够取得较为明显的节能效果。

5.2 太阳能技术

在节能环保意识发展背景下，我国不断提升新能源开发重视程度，例如太阳能、风能等等，在建筑电气节能设计过程中，强化太阳能技术应用，既满足现代化建筑工程功能性要求，又能实现降低成本以及能源消耗的目的。

5.3 节能照明技术

在节能照明技术应用过程中，基于建筑工程的实际情况，基于光源实时调节，实现电能源节能发展的效果，例如积极应用节能型灯具设备等等。在建筑电气设计中采用LED 灯具能够降低87%的电能消耗，并且能够有效地提升灯泡的使用年限，降低成本消耗。因此，在建筑电气节能设计过程中，积极开展节能照明技术，提升LED 灯具设备的应用程度，在提升建筑设计美感的同时节省电能源的消耗。

6 结语

综上所述，在建筑工程中，电气节能设计一直是大众关注的热点。目前我国提倡发展绿色环保电气设计模式，实现了建筑工程的自动化、信息化、节能化管理，明确了现代化建筑工程的发展方向。同时，希望越来越多的建筑工程技术人员把握目前的绿色建筑发展方向，采用更多先进的电气节能措施，减少能源消耗，提高居住环境质量。