電氣工程及綠色能源在建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能應(yīng)用

夏春新

摘 要：節(jié)能化技術(shù)能夠應(yīng)用于不同行業(yè)和實(shí)際生活當(dāng)中，是利國(guó)利民的綠色環(huán)保工程，不但給人類(lèi)生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大的便利，也給各個(gè)行業(yè)帶來(lái)了節(jié)能利潤(rùn)。通過(guò)使用節(jié)能化技術(shù)，有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。電氣工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化控制率較高，想要提高節(jié)能利用率，推進(jìn)電氣行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，就要將節(jié)能化技術(shù)應(yīng)用到其中，以提高控制效率和工作利用率，降低產(chǎn)業(yè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文章主要闡述了節(jié)能化技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)了節(jié)能化技術(shù)的主要特點(diǎn)，并對(duì)其理論依據(jù)進(jìn)行了詳解和實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣工程;設(shè)計(jì);建筑;綠色;節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.044

隨著全國(guó)各行各產(chǎn)業(yè)的崛起，電力作為人們生活中不可缺少的能源，已經(jīng)與生活、生產(chǎn)密不可分。所以，電力在人們生活生產(chǎn)中的重要性越來(lái)越高。電力應(yīng)用在日常生活中的用電量越來(lái)越大，迫切需要更多的節(jié)能措施，以降低電力生產(chǎn)的發(fā)電壓力，實(shí)現(xiàn)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。應(yīng)通過(guò)電氣工程中的各種技術(shù)手段，利用節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，使電力生產(chǎn)、輸送及使用過(guò)程實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能化。

1 建筑電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑設(shè)施供電設(shè)計(jì)原則。在現(xiàn)代建筑電氣工程設(shè)計(jì)中，既要符合建筑設(shè)計(jì)的理論要求，也要從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，在結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的情況下，充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)，使建筑設(shè)施發(fā)揮出最大的使用效率。為建筑內(nèi)的設(shè)施提供充足的電力，而且要達(dá)到節(jié)能最大化，從大到供電變壓器，小到樓梯間的照明，使每一度電發(fā)揮得淋漓盡致，以達(dá)到節(jié)能的效果[1]。

2 電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)方向

2.1 人性化、自動(dòng)化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)現(xiàn)代化、自動(dòng)化的公共照明等公共設(shè)施公用系統(tǒng)。設(shè)計(jì)原則是用時(shí)送電，閑置時(shí)斷電節(jié)能，使用一些新款節(jié)能產(chǎn)品。比如公共樓梯間照明，現(xiàn)在普遍采用聲光控節(jié)能模式。但是，其缺點(diǎn)也很明顯，就是外面有大一點(diǎn)的聲音，照明燈也會(huì)啟動(dòng)點(diǎn)亮。這樣，可以將其設(shè)計(jì)成紅外光控，當(dāng)紅外線照射到活動(dòng)的人員時(shí)才點(diǎn)亮照明燈;包括電梯在內(nèi)，現(xiàn)在很多商場(chǎng)的自動(dòng)電梯無(wú)人乘坐時(shí)，電梯處于斷電狀態(tài)，一旦有人員接近，電梯就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，在很大程度上進(jìn)行節(jié)能。其實(shí)節(jié)能很簡(jiǎn)單，一個(gè)小小的電氣自動(dòng)裝置就會(huì)節(jié)省很多的電量消耗。符合實(shí)際應(yīng)用的微小設(shè)計(jì)改動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化控制，在需要時(shí)開(kāi)啟，在不必要時(shí)關(guān)閉，達(dá)到高效節(jié)能的效果。

2.2 用電設(shè)備及電路節(jié)能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先要規(guī)避額外的功率損耗，如供電變壓器損耗、電纜電線損耗等。設(shè)備和電路的電阻值大小，直接影響到有功功率的損耗，因此，從初始設(shè)計(jì)時(shí)，就要明確考慮到設(shè)備和電纜電線的質(zhì)量問(wèn)題。所使用的產(chǎn)品要明確使用的廠家及品牌，因?yàn)槊總€(gè)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量不一樣，功耗也不一樣，要盡量使用一些正規(guī)大廠家、大品牌的產(chǎn)品，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，將損耗降到最低，從而達(dá)到節(jié)能效果[2]。

其次，設(shè)計(jì)時(shí)要盡量縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)線路走向時(shí)，要盡量取直線，走距離最短的分布，盡量不走彎路。這樣，可以減少導(dǎo)線的使用量，減少成本投資，最大限度地減少電量損耗。低壓線路要少走或不走回頭線。如今，高層建筑越來(lái)越多，在低壓配電室與豎井位置的布局上要進(jìn)行科學(xué)論證，以使大部分線路向前送，從而極大降低往回輸送的可能性。

采用動(dòng)力設(shè)備調(diào)節(jié)。作為動(dòng)力之源的電動(dòng)機(jī)，是建筑內(nèi)部中常見(jiàn)的一種動(dòng)力設(shè)備。雖然其在實(shí)際生活中的使用相當(dāng)普遍，不過(guò)其也存在著能源消耗過(guò)大的問(wèn)題。未來(lái)的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)可以從這方面下功夫。通過(guò)分析可知，其高能耗主要由兩個(gè)方面的因素引起，即電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)過(guò)低。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，要想改變現(xiàn)狀，采用高效率的電動(dòng)機(jī)減少各部分的損耗，是一個(gè)很好的選擇。對(duì)于后者來(lái)講，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行前，要根據(jù)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)負(fù)荷合理選用電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的提高。或者對(duì)保持輕負(fù)荷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)采取三角一星切換裝置，降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的提升。

2.3 綠色能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在社會(huì)不斷發(fā)展的今天，能源消耗日益增加，節(jié)能減排迫在眉睫。所以，在進(jìn)行城市建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量把節(jié)能設(shè)計(jì)理念放在首位。如樓宇經(jīng)常用到的公用電設(shè)施、熱水裝置，特別是高層樓房地下停車(chē)場(chǎng)等24小時(shí)時(shí)刻用電的場(chǎng)所，都可以由環(huán)保經(jīng)濟(jì)的綠色能源來(lái)提供。比如，樓體原有設(shè)計(jì)的外掛玻璃，可以使用太陽(yáng)能發(fā)電板代替，以不遮擋視線為原則，在太陽(yáng)可以照射的位置安裝太陽(yáng)能發(fā)電板，以充分利用樓房的可利用空間，利用光照時(shí)間為樓宇照明及其他用電設(shè)施供電。特別是在夏季，光照時(shí)間長(zhǎng)、太陽(yáng)光線強(qiáng)烈，環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性特別好。太陽(yáng)能發(fā)電板平時(shí)發(fā)的電，可以供給樓體用電設(shè)施使用，多余的電量可以?xún)?chǔ)存和并網(wǎng)。這樣的設(shè)計(jì)，既節(jié)能又充分利用空間，唯一的缺點(diǎn)就是一次性投資大，回收成本慢。但是，對(duì)于長(zhǎng)期投資是非常好的，多余的電量可以上網(wǎng)，同時(shí)可以爭(zhēng)取到一部分國(guó)家綠色能源補(bǔ)貼，是利國(guó)利民的工程項(xiàng)目。所以，要提倡這方面的設(shè)計(jì)理念。如圖1所示，是恒源環(huán)保節(jié)能有限公司在恒源熱電公司水處理車(chē)間樓頂安裝的太陽(yáng)能光伏發(fā)電板，總裝機(jī)容量為27kW，足夠水處理車(chē)間的辦公用電和日常照明用電使用，多余的電量可以并網(wǎng)輸出到國(guó)家電網(wǎng)[3]。

同時(shí)，充分利用樓體空間架設(shè)太陽(yáng)能集熱器，充分收集太陽(yáng)能輻射熱量，利用自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)方法集中回收太陽(yáng)能熱量。但是，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮水費(fèi)價(jià)格及住戶(hù)對(duì)水費(fèi)價(jià)格的接受程度反應(yīng)，以及熱水的冷卻長(zhǎng)度、傳輸距離對(duì)用戶(hù)的影響，避免設(shè)備安裝后由于使用率少而出現(xiàn)投資浪費(fèi)。還應(yīng)考慮到陰雨惡劣天氣及冬季寒冷天氣輻射不足對(duì)加熱的影響，適當(dāng)利用集中供熱熱量彌補(bǔ)收集太陽(yáng)能熱量的不足。設(shè)計(jì)前，應(yīng)組織安裝施工及用戶(hù)業(yè)主代表等人員進(jìn)行可行性研究，安裝后進(jìn)行物業(yè)集中管理，分戶(hù)計(jì)量收費(fèi)。這樣，既改善了居住者的生活質(zhì)量，又增加了物業(yè)收益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，一舉多得。如圖2所示，是某單位的熱水收集系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足正常生活用熱水的需求[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

為了讓環(huán)境更環(huán)保、讓人民過(guò)上更幸福的生活、讓減排降耗落到實(shí)處，必須要使每個(gè)人都能認(rèn)識(shí)到節(jié)能降耗的好處。所以，節(jié)能設(shè)計(jì)還在路上，任重道遠(yuǎn)，希望在不久的將來(lái)，節(jié)能降耗會(huì)遍布每個(gè)角落。文章從線路傳輸設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單自動(dòng)控制、太陽(yáng)能充分利用三個(gè)方面，分別提出了筆者對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的提議與部分思路。文章在分析現(xiàn)狀后，也提出了節(jié)能設(shè)計(jì)的思考方向[5]。

參考文獻(xiàn)

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[4] 翟潘.電氣工程自動(dòng)化及其節(jié)能設(shè)計(jì)探究[J].電子世界，2019（18）：84.

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