關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能措施的探究

吳 軍

福建聯(lián)創(chuàng)智業(yè)建設(shè)工程有限公司

1 建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能降耗措施的意義

在實(shí)施電氣設(shè)計(jì)工作的過程中，最主要的內(nèi)容是使用多種措施確保建筑電氣節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)的有效落實(shí)，如此一來，就能夠在降低建筑物電能損耗的同時(shí)，全面保障建筑電氣的使用功能。在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的前提下，工業(yè)化水平也得到了明顯的提升，能源危機(jī)已經(jīng)成為目前影響社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵問題。同時(shí)，我國作為一個(gè)能源緊缺的國家，大量的天然氣以及石油等能源仍然需要進(jìn)口來獲取。在實(shí)際生活生產(chǎn)中，怎樣才能夠最大限度降低能源的消耗使各個(gè)行業(yè)所面臨的一項(xiàng)重要問題。建筑領(lǐng)域，在社會(huì)能耗中建筑電氣能耗占據(jù)著重要部分，而且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑電氣能耗在社會(huì)能耗中的占比也呈現(xiàn)出逐漸增長的趨勢(shì)，如圖1所示。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，相比于發(fā)電設(shè)備增長速度，我國電力設(shè)備增長速度比較迅猛，這樣一來就會(huì)加劇我國能源供給的威脅。因此，研究電氣節(jié)能降耗措施，能夠降低建筑電氣的能耗或者減緩建筑電氣的增長速度，這對(duì)社會(huì)發(fā)展來說意義重大。

2 電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則

盡管建筑行業(yè)已經(jīng)開始關(guān)注電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作，但是在實(shí)際落實(shí)該項(xiàng)工作的過程中很多細(xì)節(jié)部分仍然不是很到位，從整體上來說，工作人員的專業(yè)技術(shù)水平無法適應(yīng)建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)工作開展要求，設(shè)計(jì)方案與實(shí)際安裝工作不符的現(xiàn)象比較常見。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)技術(shù)性工作，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平提出了較高的要求，因此，設(shè)計(jì)人員不能通過劣化業(yè)主使用體驗(yàn)以及損害建筑項(xiàng)目自身功能的方法來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，否則就會(huì)導(dǎo)致投入超出節(jié)省的電能，這種做法是得不償失的。所以，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的開展需要遵循以下原則。

2.1 滿足建筑物的正常功能

對(duì)于普通的建筑物而言，其正常功能主要包含了為滿足室內(nèi)空調(diào)舒適性的要求必須具備的進(jìn)風(fēng)量；不同場(chǎng)所的色溫和亮度；娛樂場(chǎng)、體育場(chǎng)以及醫(yī)療機(jī)構(gòu)等必須具備的在實(shí)際落實(shí)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的過程中，需要充分考慮到設(shè)計(jì)方案是否會(huì)對(duì)正常功能的發(fā)揮產(chǎn)生影響，在確保方案合理，可行的前提下予以使用。

2.2 考慮實(shí)際的投資效益

節(jié)能只是強(qiáng)化工程項(xiàng)目建設(shè)效益的一項(xiàng)重要措施，不能只考慮節(jié)能而忽略投資經(jīng)濟(jì)效益，否則，就會(huì)導(dǎo)致節(jié)能設(shè)備的投入超出預(yù)期，從而增加工程項(xiàng)目的建設(shè)成本。因此，節(jié)能措施的使用應(yīng)該嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行，在經(jīng)過綜合分析之后選用合適的節(jié)能材料和節(jié)能設(shè)備，在此基礎(chǔ)之上，制定科學(xué)合理的節(jié)能措施，在規(guī)定的年限內(nèi)使用節(jié)能降耗的方式來實(shí)現(xiàn)回收投資的目的。

2.3 減少無謂的能源消耗

節(jié)能是在滿足其他正常使用功能的前提下進(jìn)行的，是對(duì)不必要的電能的消耗，不能從正常使用的電能入手。由此可見，節(jié)能設(shè)計(jì)的第一步是找出與建筑自身功能無關(guān)的電能消耗，在此基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行節(jié)能措施的設(shè)計(jì)。通過終結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)，可以得知不必要的電能消耗主要有電路傳輸過程中的功率損耗、變壓過程中的功率損耗以及沒有嚴(yán)格按照?qǐng)鼍白兓詣?dòng)調(diào)節(jié)亮度的大面積照明損耗等。

3 建筑電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

3.1 建筑電氣的設(shè)計(jì)與研究

相比于其他發(fā)達(dá)國家，我國的建筑電氣發(fā)展起步相對(duì)較晚，所以，直至發(fā)展到更高層次的今天，仍然無法避免起步階段落后現(xiàn)象帶來的音響，因此，這就需要我們應(yīng)該使用更加全面以及先進(jìn)的新技術(shù)來解決歷史遺留下的問題。然而，隨著人們對(duì)建筑需求的不斷提升，對(duì)于相關(guān)設(shè)備的要求也在逐漸上升，另一方面也導(dǎo)致建筑能耗增加，這種能耗主要體現(xiàn)在建筑電氣方面。和其他建筑電氣發(fā)展比較先進(jìn)的國家相比，我國的新興技術(shù)不足，并且發(fā)展不均衡，這一系列問題將會(huì)對(duì)我國建筑行業(yè)未來的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響。

3.2 設(shè)計(jì)重視度不夠

如今，盡管社會(huì)的各行各業(yè)都越來越重視節(jié)能減排工作，特別是對(duì)于建筑節(jié)能方面。盡管各方面的壓力都在逐漸增加，但是在具體開展設(shè)計(jì)工作的過程中，為了使用更低的材料預(yù)算以及獲取更高的利潤，設(shè)計(jì)師往往會(huì)在完成相同熱負(fù)荷條件下使用最便宜的設(shè)備，但是這些設(shè)備并不具備節(jié)能功效，由于核心組件的廉價(jià)使其關(guān)鍵性能受到了嚴(yán)重的影響，并且能耗太大，違背了節(jié)能減排理念。

4 建筑電氣設(shè)計(jì)中的具體節(jié)能措施

4.1 流程規(guī)劃

在傳統(tǒng)的建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，普遍存在不重視前期工作的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計(jì)流程的規(guī)劃存在很多問題，因此，在后期實(shí)際開展施工作業(yè)的過程中，就增加了改進(jìn)和優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)的工作量，盡管這樣一來也能夠有效確保建筑電氣系統(tǒng)的性能，但是會(huì)對(duì)能源的控制效果產(chǎn)生影響，而且還會(huì)增加工程造價(jià)?，F(xiàn)下的電氣設(shè)計(jì)工作的開展，需要在節(jié)能理念的引導(dǎo)下進(jìn)行，應(yīng)該做好前期管控工作，并且要對(duì)各個(gè)作業(yè)流程進(jìn)行合理規(guī)劃，通過對(duì)流程的嚴(yán)格把控，起到有效控制能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。此外，方案設(shè)計(jì)工作的開展，還需要各個(gè)參與方將對(duì)所需材料設(shè)備以及操作流程的分析作為一項(xiàng)重要內(nèi)容，必要的情況下，還需要開展模型模擬工作，一次來有效提升設(shè)計(jì)工作的有效性以及科學(xué)性，盡可能避免各種類似問題的出現(xiàn)。對(duì)于方案的選擇，需要合理使用對(duì)比分析法，從眾多的備選方案中選出經(jīng)濟(jì)性好、合理性強(qiáng)的方案，從而將其用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。這種方法的使用，不僅能夠降低工程造價(jià)，同時(shí)還能夠滿足建筑物的節(jié)能降耗需求，以此來全面提升設(shè)計(jì)方案的合理性。

4.2 供配電系統(tǒng)方面

（1）導(dǎo)線與電纜的選擇。建筑電氣設(shè)計(jì)工作的開展，通常所設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)的電壓為380V，這也是引發(fā)不同程度電纜損耗的主要原因。相關(guān)研究表明，如果電纜長度超過200m，此時(shí)，無法保障電纜的經(jīng)濟(jì)效益。所以，建筑電氣設(shè)計(jì)工作的開展，需要將變壓器和用電設(shè)備之間的距離控制在200m 的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，對(duì)于電纜的敷設(shè)，為了能夠盡可能縮短距離，最大限度保障節(jié)能效果，就需要嚴(yán)格遵循直線敷設(shè)的原則。例如，小容量供配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，為了能夠增加電纜的截面以及導(dǎo)線的截面，應(yīng)該將其科學(xué)集中起來，以此來提供所需的供電服務(wù)。使用這種方法的優(yōu)勢(shì)在于可以降低后期線路運(yùn)行過程中的線損，但是，初期投資相對(duì)較高。

（2）科學(xué)提升功率。降低變壓器損耗的一項(xiàng)關(guān)鍵措施是科學(xué)提升變壓器的功率，該方法的使用能夠起到節(jié)能的效果。在選擇變壓器設(shè)備的時(shí)候，需要將功率指標(biāo)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容來關(guān)注，并且要有效落實(shí)無功率就地補(bǔ)償工作。低壓設(shè)備無功功率補(bǔ)償需要使用低壓側(cè)電容器，相應(yīng)的高壓設(shè)備的無功功率的補(bǔ)償則需要用到高壓側(cè)的電容器。

（3）盡力保障三相負(fù)荷的平衡性。在難以有效確保三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)的前提下，變壓器和配電線路的電能損耗現(xiàn)象就會(huì)隨之加劇，配電會(huì)出現(xiàn)零序電流的情況。三相線路不平衡現(xiàn)象和電能損耗之間呈正比例分布的關(guān)系，隨著三相線路中不平衡度的減少，電能損耗也會(huì)隨之降低，二者之間的具體關(guān)系為：三相線路中的不平衡度減少50%，電能損耗現(xiàn)象將會(huì)降低15%。由此可見，要想有效提升三相負(fù)荷的平衡度，就需要從降低電能損耗現(xiàn)象入手。實(shí)際操作的時(shí)可以通過對(duì)不對(duì)稱的負(fù)荷使用交換相等的方法進(jìn)行分配處理，全面保障在不同的供電點(diǎn)中都有相應(yīng)的不對(duì)稱負(fù)荷的連接，在此過程中，面對(duì)負(fù)荷接入點(diǎn)中的短路容量，還需要采取科學(xué)的方法進(jìn)行處理，借助無功補(bǔ)償裝置調(diào)整不平衡點(diǎn)，最大限度保障三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，將三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象產(chǎn)生的損耗降到最低。

4.3 節(jié)能設(shè)備方面

（1）選擇合適的變壓器。由于高壓供電現(xiàn)象在建筑電氣中難以避免，所以，合適的變壓器的選擇至關(guān)重要。變壓器的電能損耗在整個(gè)建筑電氣總體能耗中占據(jù)的比例比較大，而變壓器中的主要能耗是鐵耗和銅耗，這兩種材料的損耗會(huì)直接影響到系統(tǒng)的負(fù)荷。所以，對(duì)于變壓器的選擇需要充分考慮到它們之間的這種關(guān)系。通過結(jié)合實(shí)際建筑工程項(xiàng)目的負(fù)載變化，嚴(yán)格把控使用變壓器的數(shù)量以及變壓器的具體容量，對(duì)變壓器進(jìn)行系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)，來起到有效控制影響變壓器負(fù)荷變化的銅耗和鐵耗。

（2）選擇合適的動(dòng)力設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)工作的開展，對(duì)于風(fēng)機(jī)以及水泵等動(dòng)力設(shè)備的應(yīng)用必不可少，然而，這些設(shè)備的使用對(duì)于能源的消耗量也比較大，因此，應(yīng)該從電動(dòng)機(jī)的選擇入手，將節(jié)能環(huán)保作為選擇電動(dòng)機(jī)的主要依據(jù)，充分結(jié)合建筑項(xiàng)目的實(shí)際需求確定電動(dòng)機(jī)的種類。但是，在使用電動(dòng)機(jī)的過程中，空載問題比較常見，這就要去應(yīng)該有效落實(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程的監(jiān)督管理工作，盡可能使電動(dòng)機(jī)在滿足使用需求的前提下減少能源消耗。

（3）對(duì)電能進(jìn)行專業(yè)計(jì)量與科學(xué)管理。電氣設(shè)備的實(shí)際能耗與電氣系統(tǒng)計(jì)量裝置的精準(zhǔn)性和專業(yè)性有著直接的關(guān)系，所以，對(duì)于電能的計(jì)量和管理，需要用到科學(xué)專業(yè)的方法進(jìn)行。首先，用電計(jì)量裝置的選擇應(yīng)該以工程項(xiàng)目的實(shí)際需要以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求為依據(jù)。其次，對(duì)于電能計(jì)量裝置各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)的確定，不能僅僅憑借標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)數(shù)字參數(shù)來判斷，需要以計(jì)算的方法來獲取有功功率、電壓電量以及無功功率等各項(xiàng)電能計(jì)量裝置的參數(shù)指標(biāo)。再次，計(jì)量?jī)x器的選擇應(yīng)該嚴(yán)格遵循合理性以及科學(xué)性的原則，以免由于測(cè)量誤差而引發(fā)能源損耗問題。

4.4 建筑照明方面

（1）合理利用自然光源。建筑照明設(shè)計(jì)工作的開展，需要將自然光源和人工照明的有機(jī)結(jié)合作為一項(xiàng)重要內(nèi)容。在建筑物室內(nèi)盡可能引入自然光源，這樣一來不僅能夠滿足室內(nèi)照明的要求，同時(shí)還能夠提高室內(nèi)實(shí)際溫度，在降低室內(nèi)照明電能損耗的同時(shí)起到節(jié)約能源的作用。

（2）科學(xué)選擇節(jié)能燈具。相比于節(jié)能燈，普通的熒光燈和白熾燈的能耗都相對(duì)較高，所以，在開展建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的過程中，應(yīng)該將燈具的合理選擇作為一項(xiàng)重要內(nèi)容。盡管節(jié)能燈的價(jià)格要高于熒光燈和白熾燈，但是，其不僅能耗低而且使用壽命長，所以從整體經(jīng)濟(jì)效益而言，節(jié)能燈的禁忌效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的熒光燈和白熾燈。

（3）合理設(shè)置照明控制方式。為了能夠有效達(dá)到建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)，就需要設(shè)置合理的照明控制方式。對(duì)于不同地區(qū)的照明情況，需要盡可能做到一燈一控，在公共區(qū)域中，為了節(jié)省照明能耗，需要用到聲控、觸摸控制以及感應(yīng)控制等控制照明燈具的方法。嚴(yán)格按照兆明路線設(shè)置穩(wěn)壓供電系統(tǒng)，合理控制照明燈具的供電時(shí)間，將能源消耗問題降到最低。一燈一控的回路控制模式，普及公共區(qū)域照明的延時(shí)觸摸控制方式、聲光控制模式以及感應(yīng)控制方式等。根據(jù)實(shí)際照明需求設(shè)置照明線路穩(wěn)壓供電，合理控制照明燈具的供電時(shí)間，以免照明燈具引發(fā)大量的能源消耗問題。

（4）重視太陽能資源的有效利用。我國擁有著富饒的太陽能資源，因此，為了能夠起到節(jié)能降耗作用，可以將這種可再生資源合理應(yīng)用在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，比如，將其用在建筑用電以及公共區(qū)域的電力供應(yīng)中，將太陽能資源的照明效果充分發(fā)揮出來。這種方法不僅能夠滿足人們的正常生活用電需求，同時(shí)還能夠滿足建筑電氣節(jié)能需要。

5 結(jié)束語

總而言之，建筑行業(yè)落實(shí)節(jié)能減排工作的重要措施是建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能，該項(xiàng)工作的開展能夠推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的開展，需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員基于工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，不斷優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)方案，采取針對(duì)性的節(jié)能措施全面保障整個(gè)建筑工程的電氣節(jié)能效果，以此來推動(dòng)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展。