建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)措施

李瑞敏

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030000）

隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能降耗越來(lái)越重要。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也需要遵循一定原則：滿足實(shí)際的應(yīng)用需求、合理控制成本以及采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。相關(guān)工作人員要進(jìn)一步落實(shí)好建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗的具體要求，結(jié)合問(wèn)題成因，制定更為有效的改進(jìn)措施，從而不斷提高工作的效率和質(zhì)量［1］。

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的要求

1）堅(jiān)持以人為本原則。在現(xiàn)代建筑中，無(wú)論是設(shè)計(jì)何種內(nèi)容，都必須要堅(jiān)持以人為本，將適合人們居住作為考慮的首要因素，而居住環(huán)境的濕熱是設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)因素。因此，在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，要堅(jiān)持“以人為本”，所謂“以人為本”就是相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員和施工人員在建筑氣建設(shè)期間，不僅能夠滿足人們?cè)谌粘Ｉ钪械膫€(gè)性需求，而且還可以使人們的居住空間，生活環(huán)境發(fā)生轉(zhuǎn)變，盡量降低建筑中的電氣能耗，減少污染物排放量；2）滿足經(jīng)濟(jì)效益。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要充分考慮我國(guó)的基本國(guó)情，要從經(jīng)濟(jì)角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，不得盲目節(jié)能，導(dǎo)致投資成本過(guò)高。而適當(dāng)增加部分投資，通過(guò)該方式，能夠短期或者在幾年內(nèi)，通過(guò)節(jié)能減排方式，降低運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用，進(jìn)而使設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益可以得到進(jìn)一步提高；3）減少設(shè)備能耗。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要最大程度減少其在運(yùn)行過(guò)程中的能耗情況，要采取合理措施達(dá)到節(jié)能減排的目的［2］。例如，變壓器、傳輸線路在實(shí)際運(yùn)行期間會(huì)消耗的大量能源都是無(wú)用的。因此，要減少這一部分的能耗，此外，針對(duì)建筑面積大、工程照明消耗能量較大建筑，為了減少其在運(yùn)行期間的電能消耗，要不斷加強(qiáng)對(duì)各種不同類(lèi)型先進(jìn)產(chǎn)品的應(yīng)用；4）降低線路能耗。輸送電能期間，避免不了會(huì)出現(xiàn)功率損耗問(wèn)題，功率損耗會(huì)受到電力系統(tǒng)參數(shù)、負(fù)荷大小等各項(xiàng)因素影響。因此，為了提升電網(wǎng)運(yùn)行效率，要減少電網(wǎng)無(wú)功功率及線損。

2 建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗的措施

2.1 對(duì)供配電系統(tǒng)及線路進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)

首先，所使用的線路材料一定要質(zhì)量過(guò)關(guān)，這些線路材料對(duì)配電系統(tǒng)是否有效節(jié)能環(huán)保有著直接性的影響。一般來(lái)說(shuō)，銅導(dǎo)體或者電纜是最佳的選擇。其次，應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑工程具體的耗電情況進(jìn)行詳細(xì)把握，以此來(lái)對(duì)配電線路具體安裝設(shè)計(jì)等進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，這對(duì)于合理推進(jìn)敷設(shè)工作具有很好的指導(dǎo)作用。在防護(hù)上，通常是選擇封閉的金屬線或者金屬管網(wǎng)，對(duì)于防火孔也需要及時(shí)進(jìn)行封堵，將線路進(jìn)行隱蔽處理，并確保內(nèi)部防火符合消防標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 努力在照明系統(tǒng)當(dāng)中體現(xiàn)出節(jié)能要求

對(duì)于建筑工程而言，照明系統(tǒng)是關(guān)鍵組成，應(yīng)當(dāng)按照綜合統(tǒng)一的要求進(jìn)行整體性規(guī)劃，確保將所有的照明燈等納入到綜合規(guī)劃當(dāng)中，將照明需要、節(jié)能要求等融合到一起，并且要對(duì)區(qū)域功能進(jìn)行管理與劃分。對(duì)照明系統(tǒng)和建筑工程外在風(fēng)格、電力損耗等之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。在具體設(shè)計(jì)上，要切實(shí)體現(xiàn)節(jié)能的基本要求，在規(guī)劃設(shè)計(jì)上，要努力將建筑風(fēng)格設(shè)計(jì)與節(jié)能功能體現(xiàn)兩者結(jié)合起來(lái)，注重對(duì)建筑工程所在區(qū)域的主體建筑風(fēng)格進(jìn)行了解，使用最為先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，這樣才能確保最終設(shè)計(jì)出的方案既融入了基本需要，也體現(xiàn)了地域風(fēng)格。在方案上可以選擇以下幾種：首先，是使用節(jié)能燈，這種燈具在市場(chǎng)上非常多，價(jià)格也比較低，LED燈具的節(jié)能效果非常好，能夠有效滿足照明節(jié)能的綜合性需要，可以將單位照明需要的燈具數(shù)量降到最低，但是從大規(guī)模應(yīng)用上來(lái)看，該技術(shù)還需要進(jìn)一步深化研究。其次，光源的節(jié)能是非常有必要的。高壓鈉燈，在實(shí)際使用當(dāng)中表現(xiàn)出了非常好的效果，實(shí)際使用時(shí)間非常久，整體的照明效果也非常理想。在大量的實(shí)踐應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，高壓汞燈和高壓鈉燈在相同條件下，實(shí)際達(dá)到的節(jié)能效果都在40%以上，為此，在照明燈光源的選擇上，應(yīng)當(dāng)主動(dòng)選擇使用效率高并且具有非常好節(jié)能效果的光源，這樣才能將單位電能更好的轉(zhuǎn)化為光能，這對(duì)于照明節(jié)能發(fā)揮著重要影響。

對(duì)于建筑工程電氣設(shè)計(jì)具體施工來(lái)說(shuō)，能否對(duì)電氣工程系統(tǒng)做到有效控制則是關(guān)鍵所在。隨著社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的加快，各種類(lèi)型的復(fù)雜建筑工程不斷增多，這些都對(duì)電氣系統(tǒng)控制工作提出了更高的要求，而這都與能源節(jié)約等有著直接性的關(guān)系。在現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中，人們的物質(zhì)生活水平顯著提高，實(shí)際的用電量也在直線增加，在具體用電當(dāng)中，照明系統(tǒng)的智能控制成為了一個(gè)重要方面。建筑電氣工程能否足夠安全，是與建筑電氣工程控制系統(tǒng)直接聯(lián)系在一起的。在傳統(tǒng)的建筑工程當(dāng)中，照明系統(tǒng)在實(shí)際控制上表現(xiàn)得較為簡(jiǎn)單，通常是以人工的方式進(jìn)行操作，但是如果是忘記或者操作失誤等都會(huì)導(dǎo)致資源出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間浪費(fèi)現(xiàn)象，但是，通過(guò)使用照明智能控制系統(tǒng)，依托于位置感應(yīng)跟蹤技術(shù)，可以對(duì)電網(wǎng)的所有供電進(jìn)行實(shí)時(shí)聲控和語(yǔ)音控制，這樣能夠?qū)①Y源能源的節(jié)約切實(shí)落到實(shí)處，對(duì)于節(jié)能環(huán)保水平的提升也大有裨益。

2.3 優(yōu)化變壓器

通常情況下，變壓器的損耗主要分為兩個(gè)方面：有功損耗和無(wú)功損耗。因此，在企業(yè)和相關(guān)工作人員對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，如果僅僅只關(guān)注了有功的損耗，便很難達(dá)到理想的節(jié)能目的，還是需要在建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其綜合特點(diǎn)展開(kāi)綜合性分析，以此為后續(xù)的工作提供正確的指導(dǎo)。同時(shí)，有功損耗主要包括了空載損耗和負(fù)載損耗兩個(gè)方面［3］。這也是建筑電氣設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的兩個(gè)組成部分?？蛰d損耗，也可以理解為鐵損即功率傳輸?shù)膿p耗，又可以細(xì)分為渦流損耗和變壓器鐵芯漏磁。而其造成損耗的大小，則更多會(huì)受到變壓器外部條件以及變壓器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。

在建筑電氣設(shè)計(jì)的變壓器優(yōu)化中，負(fù)載損耗也是十分重要的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。通常情況下，當(dāng)負(fù)荷率等于0.5時(shí)，變壓器的能耗是最小的。但是在實(shí)際的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，往往需要將負(fù)荷率控制在0.75～0.85。同時(shí)，實(shí)際的建筑電氣變壓器型號(hào)選擇，也需要先對(duì)建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際需求進(jìn)行考量，然后再去選擇變壓器的容量。期間，企業(yè)和相關(guān)工作人員也需要保證變壓器的容量不能夠小于用電設(shè)備的實(shí)際需求。過(guò)程中，如果變壓器的容量過(guò)大，則會(huì)加劇鐵損；如果變壓器的容量過(guò)小，則會(huì)無(wú)法滿足建筑電氣工作的需求。

2.4 電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

電機(jī)在高層建筑中的應(yīng)用非常普遍，尤其在通風(fēng)系統(tǒng)和電梯升降系統(tǒng)中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電機(jī)能耗占高層建筑各類(lèi)電氣設(shè)備總能耗量的比重超過(guò)65%，因此，做好電機(jī)設(shè)備的節(jié)能降耗對(duì)于優(yōu)化整個(gè)建筑內(nèi)的電氣節(jié)能降耗工作具有決定性意義。

1）合理選定電機(jī)類(lèi)型。若想提高電機(jī)的能耗，就必須提高電機(jī)有效功率的占比，故應(yīng)先確定電機(jī)的裝機(jī)容量，本著高效節(jié)能的基本原則，應(yīng)選取容量達(dá)標(biāo)的高效電機(jī)，對(duì)于異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子應(yīng)優(yōu)先使用鼠籠型。

2）選用變頻電機(jī)。隨著電機(jī)頻率控制技術(shù)的快速發(fā)展，變頻電機(jī)已成為節(jié)能電機(jī)的典范，變頻電機(jī)在傳統(tǒng)恒頻電機(jī)基礎(chǔ)上增加了閉環(huán)頻率控制系統(tǒng)，當(dāng)外部負(fù)載響應(yīng)變化時(shí)，電機(jī)可根據(jù)負(fù)載工況調(diào)整轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載與轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)匹配。建筑電氣領(lǐng)域使用的變頻電機(jī)通常采用SCR（晶閘管）和GTR兩種變頻系統(tǒng)。

3）無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。當(dāng)電機(jī)的電感指標(biāo)過(guò)大時(shí)，會(huì)影響輸電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，輸電網(wǎng)電壓變化會(huì)反作用于電機(jī)，進(jìn)而影響電機(jī)的工作效率。故可使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)提高輸電網(wǎng)的功率因子值，具體可通過(guò)增設(shè)濾波設(shè)備或并聯(lián)電容予以改善［4］。

2.5 合理研發(fā)利用可再生資源

要想落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，人們?cè)谖磥?lái)一段時(shí)間要加強(qiáng)對(duì)各種不同類(lèi)型新能源的研發(fā)與應(yīng)用，這不僅可以解決我國(guó)目前面臨的能源危機(jī)問(wèn)題，也可以改善生態(tài)環(huán)境。在新能源中太陽(yáng)能是應(yīng)用最廣泛的一種能源，而且也是利用程度很高的一種能源，隨著人們對(duì)其深入研究，以及各項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用變得更加廣泛，而且也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。在應(yīng)用太陽(yáng)能系統(tǒng)期間，作為設(shè)計(jì)人員要對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的日光輻射量、日常時(shí)長(zhǎng)、雷雨天氣造成的影響，以及建筑結(jié)構(gòu)需要利用多少電量等各項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行全面分析，在明確這些問(wèn)題的基礎(chǔ)上，在建筑設(shè)計(jì)中與新能源技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，確保最終設(shè)計(jì)的合理性，進(jìn)而減少能源消耗。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨我國(guó)城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，大量人口涌入城市，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，為實(shí)現(xiàn)建筑電氣的低耗、可持續(xù)發(fā)展，建筑電氣的節(jié)能降耗設(shè)計(jì)理念逐步深入人心，這對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑電氣的節(jié)能降耗目的無(wú)疑是至關(guān)重要的一步。因此，在開(kāi)展建筑電氣的設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中，必須以建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，以降低能耗為基本原則，通過(guò)輸配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗設(shè)計(jì)、照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置等方式，切實(shí)達(dá)到建筑電氣節(jié)能降耗的既定目標(biāo)要求。