節(jié)能理念下的民用建筑電氣設(shè)計(jì)措施

張建堂

（甘肅省建材科研設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730020）

在當(dāng)前社會(huì)迅速發(fā)展的大背景下，人們的生活水平日益提升，生活中和工作中所涉及的用電設(shè)備也是種類(lèi)繁多、數(shù)量劇增，于是會(huì)不可避免地引發(fā)較為嚴(yán)重的能源消耗問(wèn)題。因此，現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越關(guān)注如何將節(jié)能環(huán)保理念融入民用建筑電氣設(shè)計(jì)中來(lái)，這對(duì)于我國(guó)建筑領(lǐng)域的綠色節(jié)能發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義，也符合“碳達(dá)峰、碳中和”的能源戰(zhàn)略目標(biāo)要求。

1 民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

針對(duì)民用建筑電氣設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其直接影響到人們的日常生活和工作，基于此，應(yīng)該重視在民用建筑領(lǐng)域進(jìn)行電氣合理化設(shè)計(jì)，不斷優(yōu)化相關(guān)用電設(shè)備。結(jié)合當(dāng)前民用建筑的發(fā)展方向，充分考慮用電設(shè)備具有多樣化、智能化的特點(diǎn)，越來(lái)越多的高新技術(shù)措施將會(huì)應(yīng)用在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中。在傳統(tǒng)的民用建筑中智能控制裝置選用較少，往往都是通盤(pán)考慮來(lái)設(shè)計(jì)樓層整個(gè)系統(tǒng)的電路，并沒(méi)有根據(jù)功能需求進(jìn)行區(qū)別化處理，這樣不僅會(huì)造成人們生活中的操作不便，還存在著一定的浪費(fèi)現(xiàn)象。從這個(gè)角度來(lái)看，在民用建筑領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)充分重視節(jié)能措施的應(yīng)用。

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平日益提高，家居生活中的用電設(shè)備也會(huì)越來(lái)越多，這就應(yīng)該從整體上綜合來(lái)考慮電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作，可以有效遏制能源過(guò)度消耗而帶來(lái)的浪費(fèi)情況，并能有效地降低經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，我國(guó)正處于快速城鎮(zhèn)化發(fā)展時(shí)期，城市人口呈現(xiàn)出較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，民用建筑的迅速發(fā)展必然存在著不斷增多的用電設(shè)備以及越來(lái)越高的用電量，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)巨大的電能消耗問(wèn)題。所以，在實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)該重視如何精準(zhǔn)開(kāi)展節(jié)能減排，并能有效控制好能源消耗問(wèn)題，這也是我國(guó)未來(lái)發(fā)展中應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

2 民用建筑電氣設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合民用建筑電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)，應(yīng)該進(jìn)一步落實(shí)好建筑領(lǐng)域內(nèi)綠色節(jié)能技術(shù)的規(guī)范制度，以便更好地適應(yīng)建筑電氣綠色化、節(jié)能化的規(guī)范發(fā)展要求。一般來(lái)說(shuō)，在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，其規(guī)范制度主要涉及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范兩個(gè)方面，應(yīng)該結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)在產(chǎn)品選用、高效運(yùn)行以及綠色控制等方面進(jìn)行研究，進(jìn)一步落實(shí)好規(guī)范制度的執(zhí)行[1]。根據(jù)民用建筑綠色節(jié)能技術(shù)的特點(diǎn)，合理選擇建筑用電指標(biāo)，更好地實(shí)現(xiàn)綠色和節(jié)能要求。針對(duì)民用建筑電氣設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該遵循規(guī)范制度的要求，在電氣設(shè)計(jì)中加強(qiáng)整體及各環(huán)節(jié)綠色節(jié)能的控制水平，逐步完善綠色節(jié)能環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)民用建筑電氣系統(tǒng)的優(yōu)化。

3 民用建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的原則

3.1 滿(mǎn)足基本需求

結(jié)合具體的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，首先從建筑應(yīng)滿(mǎn)足的使用功能出發(fā)，節(jié)能設(shè)計(jì)不可影響業(yè)主的正常用電，必須保證公用設(shè)備、家用電器的常規(guī)應(yīng)用。電氣設(shè)計(jì)還應(yīng)符合民用建筑的安全要求，此部分內(nèi)容不可忽視，比如確保應(yīng)急照明、消防電梯、消防風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備的正常用電。

3.2 減少系統(tǒng)消耗

在進(jìn)行用電設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，肯定存在著設(shè)備自身的損耗情況，為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，相關(guān)單位則應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)綜合考察分析，相應(yīng)地落實(shí)好有針對(duì)性的改進(jìn)計(jì)劃，進(jìn)一步控制好用電設(shè)備的無(wú)功消耗。重視提升宣傳推廣力度，結(jié)合實(shí)際情況制定相應(yīng)的規(guī)章制度來(lái)有效約束浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)全民節(jié)能的目標(biāo)。

3.3 注重經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于建筑領(lǐng)域中的節(jié)能減排，主要途徑就是有效控制能源浪費(fèi)問(wèn)題，避免在浪費(fèi)的基礎(chǔ)上開(kāi)展設(shè)計(jì)。當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)于民用建筑發(fā)展蘊(yùn)藏著大量的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在此過(guò)程中，各種高科技的新型用電設(shè)備層出不窮。所以，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)一切從實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益提升，達(dá)到預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。

4 民用建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的具體措施

4.1 配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）重視配電方案的優(yōu)化選擇。針對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行分析，一定要從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合較為合理可信的數(shù)據(jù)及信息，有效進(jìn)行各方面用電負(fù)荷的核算。在進(jìn)行民用建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該從用電容量入手，并結(jié)合其數(shù)值來(lái)選擇相應(yīng)的電力變壓器。此過(guò)程中，在符合用戶(hù)需求的基礎(chǔ)上盡量不使用大功率設(shè)備；同時(shí)，盡量選用節(jié)能型變壓器，以便進(jìn)一步有效控制變壓器自身的電能損耗。另外，應(yīng)充分考慮季節(jié)性的用電高峰等實(shí)際情況，也應(yīng)結(jié)合實(shí)際預(yù)留后續(xù)增加設(shè)備的容量[2]。

（2）重視配電線(xiàn)路的電能損耗。在選擇線(xiàn)纜的過(guò)程中，線(xiàn)纜橫截面積是依據(jù)民用建筑用電負(fù)荷計(jì)算確定的，也應(yīng)該綜合考慮經(jīng)濟(jì)影響因素。在進(jìn)行線(xiàn)纜的優(yōu)化選擇中，一般結(jié)合民用建筑的功能特點(diǎn)，在滿(mǎn)足用戶(hù)的安全使用要求的情況下，優(yōu)先選擇導(dǎo)電率較小的金屬材料。同時(shí)，針對(duì)短距離敷設(shè)線(xiàn)路，應(yīng)該控制好線(xiàn)纜長(zhǎng)度，避免浪費(fèi)；針對(duì)長(zhǎng)距離敷設(shè)情況，可適當(dāng)增大線(xiàn)纜橫截面積，雖然使得投資費(fèi)用有所增加，但能有效避免配電線(xiàn)路安全隱患和事故，符合安全用電要求。

（3）重視配電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題。結(jié)合用電需求情況，合理設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)，全面有效地提升配電系統(tǒng)效率，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益要求。在實(shí)踐過(guò)程中，為了有效降低能源損失，可以采用并聯(lián)電容器的無(wú)功補(bǔ)償方式，有效降低無(wú)功功率的浪費(fèi)。具體環(huán)節(jié)中，還可以利用電容的集中補(bǔ)償或者分散補(bǔ)償?shù)却胧沟糜秒娖焚|(zhì)得到提升。另外，無(wú)功補(bǔ)償還可以進(jìn)一步保障民用建筑用電設(shè)備的運(yùn)行效率，有效降低能源損耗，符合預(yù)期節(jié)能要求。

4.2 照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是民用建筑中不可或缺的重要組成部分，通過(guò)該部分電氣設(shè)計(jì)的合理化配置，能夠有效實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能效果，重點(diǎn)包括以下幾部分內(nèi)容。

（1）盡量使用新型節(jié)能燈具。針對(duì)當(dāng)前的民用設(shè)備應(yīng)用進(jìn)行分析，存在著照明燈具多樣化的情況，用戶(hù)具有比較大的選擇空間。傳統(tǒng)模式中，民用建筑都是采用白熾燈、熒光燈，但隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，傳統(tǒng)燈具還是存在著較大的能源消耗問(wèn)題。相比于傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈而言，LED燈、高效節(jié)能燈具更能有效控制用電資源的浪費(fèi)問(wèn)題。同時(shí)，新型節(jié)能燈具都具較高的利用率，且使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，可有效避免資源浪費(fèi)。因此，通過(guò)對(duì)節(jié)能燈具的選擇能夠?qū)崿F(xiàn)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，滿(mǎn)足節(jié)能環(huán)保要求[3-4]。

（2）積極利用新型控制方式以達(dá)到節(jié)能效果。在照明系統(tǒng)采用新型控制方式，對(duì)照明裝置具有更強(qiáng)的控制作用，可有效避免存在的電力資源浪費(fèi)問(wèn)題，提升照明系統(tǒng)的工作效率，以便更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期節(jié)能效果，符合電氣設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范。比如，根據(jù)民用建筑的照明特點(diǎn)，在樓梯間、走道、前室等公共部位安裝聲光控制照明裝置，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人情況下停止公共部位照明燈具工作的節(jié)能需求，可有效避免資源浪費(fèi)。

（3）進(jìn)一步提升太陽(yáng)能資源的利用。針對(duì)用電緊張的現(xiàn)狀，應(yīng)該積極充分利用好太陽(yáng)能資源的優(yōu)勢(shì)來(lái)應(yīng)對(duì)能源浪費(fèi)。我國(guó)的地理位置條件決定了大部分城市具備較為充足的太陽(yáng)能資源，所以，在進(jìn)行民用建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該充分將太陽(yáng)能資源合理化應(yīng)用，充分利用自然采光，白天盡量不使用人工照明，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

4.3 變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)

在民用建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，變壓器是不可或缺的重要電力設(shè)備，在當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求下，應(yīng)該結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況合理化選擇變壓器，有效降低不必要的電能消耗。我國(guó)電力資源面臨著日趨緊張的現(xiàn)狀，民用建筑電能損耗中變壓器損耗占有很大比重，這也直接增加了用電成本。針對(duì)變壓器的綠色節(jié)能來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該選用高效節(jié)能型變壓器，以便有效控制變壓器的有功功率損耗，提高變壓器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。首先，結(jié)合建筑實(shí)際用電工況保證變壓器空載損耗符合項(xiàng)目要求，再?gòu)淖儔浩鞯倪\(yùn)行來(lái)分析，適當(dāng)加強(qiáng)數(shù)量方面的匹配，使變壓器負(fù)荷分配科學(xué)、合理化；其次，確定變壓器的合理容量，不僅要考慮變壓器的負(fù)荷率，還應(yīng)該對(duì)于變壓器負(fù)載進(jìn)行重點(diǎn)考察，以保障最優(yōu)運(yùn)行工況，從而有效實(shí)現(xiàn)變壓器損耗的降低；最后，從負(fù)荷分析的角度出發(fā)，選擇與之匹配的變壓器，盡量選用低噪聲變壓器，避免對(duì)民用建筑環(huán)境造成噪音污染[5]。

4.4 電動(dòng)機(jī)設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)在民用建筑中同樣具有非常重要的作用，其工作效率直接影響到民用建筑電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合當(dāng)前的新型技術(shù)，應(yīng)該充分發(fā)揮好綠色節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的電能損耗有所降低。比如，某小區(qū)的建筑電氣節(jié)能改造項(xiàng)目，將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)設(shè)備。針對(duì)小區(qū)存在著能耗較高電動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況，在相應(yīng)的節(jié)能考核指標(biāo)的要求下，有目的地開(kāi)展了針對(duì)電動(dòng)機(jī)方面的綠色節(jié)能改造工作，從項(xiàng)目的實(shí)際情況出發(fā)，選用高效率的電動(dòng)機(jī)可利用變頻器來(lái)平穩(wěn)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步降低了電動(dòng)機(jī)的空載及輕載負(fù)荷，能有效降低電動(dòng)機(jī)損耗。重新更換的電動(dòng)機(jī)具備自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速的功能，結(jié)合負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化及時(shí)匹配相適應(yīng)的轉(zhuǎn)速，符合綠色節(jié)能的要求[6]。在具體的電氣改造中，對(duì)于功率在50 kW 及以上的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)單獨(dú)配置電壓表、電流表、有功電能表等計(jì)量?jī)x表，便于檢測(cè)與計(jì)量電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的有關(guān)參數(shù)，有效控制能源消耗。

4.5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

縱觀民用建筑的綠色節(jié)能技術(shù)發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)也是非常重要的組成部分。重點(diǎn)結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)綠色節(jié)能策略，在某民用高層建筑案例中進(jìn)行相關(guān)的分析和探討。該民用建筑為高層住宅項(xiàng)目，地下兩層為停車(chē)庫(kù)，地上為26 層，空調(diào)系統(tǒng)中建筑工程綠色節(jié)能技術(shù)有著明顯的應(yīng)用。結(jié)合建筑項(xiàng)目的特點(diǎn)，考慮到夏天高溫天氣空調(diào)制冷使用量巨大的實(shí)際情況，在此建筑中應(yīng)用分體式空調(diào)，勢(shì)必會(huì)造成大量的電能消耗。其實(shí)，大部分空調(diào)處于待機(jī)狀態(tài)，存在著較為嚴(yán)重的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，并且還會(huì)增大安全事故發(fā)生的幾率。就此案例的空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)從2 個(gè)方面來(lái)考慮綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。一是重視屋面、墻體的綠色設(shè)計(jì)，積極將植被養(yǎng)護(hù)用于節(jié)能設(shè)計(jì)中，能有效降低建筑內(nèi)部溫度，妥善地處理了太陽(yáng)光直射的問(wèn)題，進(jìn)一步降低了空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于電力資源的依賴(lài)性；同時(shí)，在屋頂綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中，將綠色植物布置在屋頂，墻體采用隔熱性較強(qiáng)的材料，避免造成空調(diào)能耗增加；二是借助于先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)約化和智能化運(yùn)行的要求，智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制建筑的空調(diào)系統(tǒng)，可有效地開(kāi)展空調(diào)運(yùn)行、操作管理等，準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合實(shí)際需求情況，有效實(shí)現(xiàn)智能化的遠(yuǎn)程控制，從而進(jìn)一步解決空調(diào)運(yùn)行的中能耗問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們當(dāng)前正在面臨著較為嚴(yán)重的電力資源短缺問(wèn)題，在這樣的背景下，應(yīng)該從各個(gè)方面盡量避免由于資源浪費(fèi)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的深入推進(jìn)，房屋建筑面積也隨之逐漸增多，這就要求，民用建筑的電力設(shè)備設(shè)施需要更加重視節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，從各個(gè)方面有效遏制能源浪費(fèi)的現(xiàn)象發(fā)生。