現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)思考

胡秋忠

摘要：近些年來我國(guó)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，然而建筑行業(yè)在能耗上也是非常的大，這就需要在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中進(jìn)行建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。從目前建筑行業(yè)的發(fā)展來看，強(qiáng)化建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)既可以降低對(duì)能源的消耗，還能夠有效地緩解能源短缺的形勢(shì)。因此，在建筑電氣設(shè)計(jì)的過程中，若想全面落實(shí)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作，既需要以先進(jìn)的科技作為支撐，還需要深入對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的研究，在建筑電氣設(shè)計(jì)中采取行之有效的節(jié)能措施，以此來提升建筑物的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑;電氣節(jié)能;電氣設(shè)計(jì)

引言

目前，在不斷完善建筑物功能設(shè)計(jì)的同時(shí)，也要注重對(duì)能耗的控制，加強(qiáng)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及照明節(jié)能設(shè)計(jì)，進(jìn)而從根本上提升建筑物的綜合性能，一方面提高建筑物的能源利用率，節(jié)約能源;另一方面，推動(dòng)建筑電氣行業(yè)朝著節(jié)能方向發(fā)展進(jìn)步，提升建筑電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)性和實(shí)用性。建筑功能的實(shí)現(xiàn)離不開電氣系統(tǒng)，因此，建筑物中需要預(yù)留大量的電力負(fù)荷和用電接口，以滿足建筑物不同功能和不同場(chǎng)景的使用要求，提升用戶的體驗(yàn)感。此外，建筑物在后期運(yùn)行過程中需要從運(yùn)行成本和能源消耗等方面綜合考慮，以合理控制能源的利用。

1建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

由于城市建設(shè)速度加快，建筑材料大規(guī)模增加，從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，合理開展節(jié)能降耗戰(zhàn)略，現(xiàn)階段發(fā)展勢(shì)態(tài)良好而且得到了國(guó)民高度認(rèn)可，建筑節(jié)能效果顯著。現(xiàn)代化住宅設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，建筑群設(shè)計(jì)感格外突出是國(guó)內(nèi)城市建設(shè)的一大特點(diǎn)。而建筑電氣設(shè)計(jì)過程中的節(jié)能方式也層出不窮，需要始終堅(jiān)持建筑設(shè)計(jì)高效與節(jié)能降耗戰(zhàn)略相結(jié)合，助推國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)邁向新臺(tái)階，使建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展緊密相連?，F(xiàn)階段我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程不斷加快，建筑建設(shè)進(jìn)入黃金發(fā)展時(shí)期，如何把控建筑電氣能耗與住宅建筑電氣節(jié)能高效化，是可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。從全國(guó)綜合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，總體能耗中有近1/3來自建筑行業(yè)產(chǎn)生的能源消化。有研究指出，能耗增長(zhǎng)的步調(diào)不僅與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況一致，而且與人民物質(zhì)方面的需求相關(guān)。并且在我國(guó)，南方和北方存在很大區(qū)別，在北方的大部分城市都需要配置采暖設(shè)施，在全國(guó)建筑能耗中，南方城市占40%，但是大部分北方地區(qū)的居民居住面積總和卻低于南方，這與人口密度有直接關(guān)系。匯總整個(gè)建筑能耗類型，分析各自所占比例，可以明確看出電氣能耗在其中占據(jù)主要比例。電氣能耗包括照明設(shè)備用電占比15%～25%，空調(diào)設(shè)備用電占比40%～50%，水泵風(fēng)機(jī)設(shè)備用電占比10%～15%，顯然空調(diào)設(shè)備已然成為家居必備電氣。

2建筑電氣節(jié)能措施的原則

（1）實(shí)用性原則：實(shí)用性原則是指在保證人們生產(chǎn)生活的前提下節(jié)能，即要保證如照明功能等正常生產(chǎn)生活的基本需求，才能進(jìn)行節(jié)能，也就是要保證它的實(shí)際應(yīng)用。（2）經(jīng)濟(jì)性原則：節(jié)能措施實(shí)施的前提是要保障資金運(yùn)行費(fèi)用的合理性，要考慮資金問題，不能為了節(jié)能，無限制地使用高昂的產(chǎn)品和技術(shù)。所要實(shí)施的節(jié)能措施，要能夠達(dá)到使用資金的合理性，接下來才可以進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的選擇。（3）先進(jìn)技術(shù)原則：一般情況下，節(jié)能設(shè)計(jì)會(huì)有很多方案，設(shè)計(jì)者會(huì)經(jīng)過分析計(jì)算，在資金投入和設(shè)計(jì)方案綜合考慮后，采用最合理的節(jié)能方案。（4）環(huán)保原則：在滿足降低能耗和費(fèi)用的同時(shí)，仍然要考慮環(huán)境的因素，如果采取的方案對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染或者破壞，也是不可行的，采取的節(jié)能方案，同樣要保障對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

3節(jié)能技術(shù)目前的應(yīng)用發(fā)展情況

隨著我國(guó)科技的發(fā)展，電氣設(shè)備的需求量越來越大。大多數(shù)電氣設(shè)計(jì)人員認(rèn)識(shí)不到節(jié)能技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)、施工中的重要作用，忽視了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致我國(guó)建筑行業(yè)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。建筑企業(yè)和設(shè)計(jì)者節(jié)能與環(huán)保意識(shí)淡薄，在電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)增加了能耗，會(huì)破壞自然環(huán)境，造成能源短缺。國(guó)內(nèi)部分城市在某些時(shí)期甚至采取限電措施，嚴(yán)重影響了人們的日常生活和工作。對(duì)此，相關(guān)單位應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，積極采取有效措施降低設(shè)備能耗，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

4.1合理選擇節(jié)能變壓器

首先，在節(jié)能變壓器的選擇上，需要分析變壓器的有功損耗。從變壓器的空載損耗來看，其則是常出現(xiàn)的一種損耗方式，也就是人們常說的“鐵損”。從引起該種損耗方式的因素來看，則是因?yàn)殍F芯渦流與漏磁所引起的。因此，該種損耗方式所引起的損耗值與變壓器的負(fù)荷大小并無關(guān)系，而是受變壓器鐵芯材料、制造工藝等因素的影響。所以，在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作開展的過程中，需要結(jié)合建筑物的具體情況來選擇節(jié)能變壓器，從而降低變壓器的空載損耗。其次，在選擇節(jié)能變壓器時(shí)，也需要考慮到變壓器的有載損耗，也就是人們常說的“線損”，其受到變壓器繞組的電阻大小、實(shí)際負(fù)荷率的影響比較多，尤其是繞組的電阻值越大所產(chǎn)生的線損更大。因此，在具體設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要選擇電阻值比較小的材料來進(jìn)行繞組，目前銅芯則是最為節(jié)能的繞組材料。另外，經(jīng)實(shí)踐證明，變壓器的復(fù)雜率也會(huì)影響變壓器的線損，當(dāng)負(fù)載率處于50%時(shí)，可以使得變壓器的線損處于最低狀態(tài)，然而此時(shí)變壓器的鐵損比較多，這就難以發(fā)揮出良好的節(jié)能效果。所以，對(duì)于節(jié)能變壓器的選擇，則需要將變壓器的負(fù)載率最好控制在75%～85%之間，以此來全面發(fā)揮節(jié)能變壓器的效果。

4.2合理運(yùn)用節(jié)能型燈具與高效光源

照明是人類生活、工作最基本的需求，建筑內(nèi)人們對(duì)照明設(shè)備的需求量往往較大。照明設(shè)備功效受照明設(shè)備性能、設(shè)備規(guī)格、設(shè)備材料的影響，所以在選擇燈具時(shí)，應(yīng)該選擇節(jié)能效果較好的照明設(shè)備，在保證國(guó)家規(guī)范要求的照度和照明功率密度值的前提下，選擇能源消耗較低的照明設(shè)施，以取得理想的照明成效。一方面，在選取照明設(shè)施的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)低碳、低能耗的準(zhǔn)則，市場(chǎng)上照明設(shè)備的種類較多且比較復(fù)雜，每種照明設(shè)施均有適合的場(chǎng)所。在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)從全局出發(fā)，選擇性能優(yōu)良的照明設(shè)備，由于對(duì)照明設(shè)備的需求量較大，為了最大限度地降低照明設(shè)備的成本，可以選用固定供應(yīng)商，這樣就能保證照明設(shè)備的售后。另一方面，在進(jìn)行建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要選擇高效的光源。例如，辦公建筑內(nèi)燈具可選用稀土三基色熒光燈具配電子鎮(zhèn)流器，商業(yè)建筑內(nèi)可選LED燈具，室外亮化和景觀照明采用LED燈具。

4.3供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的核心部分是供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合建筑物的實(shí)際情況，合理規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的負(fù)荷指標(biāo)，而這些指標(biāo)的制定要嚴(yán)格按照不壓縮、不浪費(fèi)的原則來執(zhí)行。同時(shí)，供配電系統(tǒng)涉及到供電設(shè)備的安裝部署、規(guī)格型號(hào)的選擇等，其綜合配置要具有一定的合理性，在滿足系統(tǒng)功能的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果。對(duì)于供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，還需要綜合考慮建筑物中的配電房、開閉所等，一般需要根據(jù)不同類型建筑物的用電指標(biāo)對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行負(fù)荷用電量的估算。在設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)明確項(xiàng)目建設(shè)中有沒有用電量較大的設(shè)備，如消防水泵、廚房設(shè)備、舞臺(tái)的聲、光、電設(shè)備等。如果有的話就需要對(duì)其用電量進(jìn)行單獨(dú)核算，避免電力的過度浪費(fèi)，也需要保證各種用電設(shè)備的合理配置，避免存在漏項(xiàng)問題，確保估算用電量接近實(shí)際用電負(fù)荷[3]。如果出現(xiàn)建筑物與配電房之間供電距離較遠(yuǎn)的情況，需要合理控制電壓損失，其控制方式有增大導(dǎo)線截面積等。但是，一般情況下，低壓線路的供電半徑應(yīng)該控制在250m以內(nèi)。尤其是開閉所和配電房位置的設(shè)置要嚴(yán)格遵守相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范。

4.4動(dòng)力設(shè)備中的應(yīng)用

建筑業(yè)用電使用的大多是符合國(guó)家節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)設(shè)備。要使供電設(shè)施達(dá)到二次節(jié)能，必須防止供電設(shè)施超負(fù)荷運(yùn)行，降低系統(tǒng)能耗。大多數(shù)用電設(shè)備（如大型電動(dòng)機(jī)、冷凍機(jī)等）在啟動(dòng)時(shí)都會(huì)引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，消耗一部分啟動(dòng)功率。在這種情況下，可以采用降壓?jiǎn)?dòng)器或轉(zhuǎn)化器等啟動(dòng)方式，以降低系統(tǒng)的能耗。空調(diào)是最耗電的部分。在空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)，完善其結(jié)構(gòu)布局，根據(jù)建筑物各區(qū)域溫濕度的要求合理設(shè)計(jì)空調(diào)。同時(shí)，應(yīng)盡量選擇節(jié)電型空調(diào)設(shè)備。為了充分發(fā)揮電氣工程技術(shù)的作用和價(jià)值，大多數(shù)電氣設(shè)備都具有需要使用無功功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，建立合理的無功補(bǔ)償機(jī)制，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要途徑。

4.5合理選擇導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面

縱觀長(zhǎng)期發(fā)展來看，選取電纜線路過程中，一般的線路截面會(huì)參照短路電流和電壓進(jìn)行標(biāo)定，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定后盡可能縮小截面，以此達(dá)到節(jié)約目標(biāo)。但該設(shè)計(jì)方案通常也會(huì)造成電能耗損量的提高，進(jìn)而無法降低成本。由此來說，選取線路截面參數(shù)時(shí)，要充分考量載流值，保證線路通量達(dá)到預(yù)定要求，并降低額外損耗，從而在電纜線路運(yùn)行過程中達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。根據(jù)載流量來調(diào)整電纜線路的截面情況，能夠降低不必要損耗，為系統(tǒng)運(yùn)行創(chuàng)造良好環(huán)境。不僅如此，線路的經(jīng)濟(jì)截面也需要超過發(fā)熱截面，以此為電纜線路安全提供保障，盡可能消除風(fēng)險(xiǎn)隱患。與此同時(shí)，實(shí)際確定導(dǎo)線參數(shù)時(shí)，還需要綜合分析電阻率指標(biāo)，盡可能選用電阻率低的線路。為控制導(dǎo)線長(zhǎng)度，要縮減荷載中心和變電所間距離，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

4.6利用清潔能源

在設(shè)計(jì)電氣時(shí)，需要注意使用清潔能源。潔凈能源的利用是我國(guó)電氣建設(shè)的重要方向。清潔能源主要有地?zé)?、風(fēng)能及太陽(yáng)能。相關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)采用清潔能源，減少能耗。例如，光伏發(fā)電系統(tǒng)可用于建設(shè)電氣設(shè)施，通過光伏技術(shù)可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，從而持續(xù)為建筑提供電能。同時(shí)在實(shí)際施工中也可采用清潔能源，促進(jìn)節(jié)能。

4.7引入自動(dòng)化控制技術(shù)

建筑照明系統(tǒng)節(jié)能在設(shè)計(jì)期間，還有高度重視處理優(yōu)化控制方面內(nèi)容，通過先進(jìn)化、現(xiàn)代化的控制手段，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)用建筑照明系統(tǒng)，從而在后續(xù)使用期間防止產(chǎn)生損耗嚴(yán)重的情況。例如在建筑照明系統(tǒng)中，當(dāng)前應(yīng)用十分廣泛的節(jié)能方法之一就是自動(dòng)化控制技術(shù)，采用感聲以及感光等傳感器，靈活調(diào)控照明系統(tǒng)，在不需要時(shí)防止出現(xiàn)長(zhǎng)期照明的情況，與此同時(shí)，還能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，從而優(yōu)化控制能耗損失。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中，為了有效地避免能源供應(yīng)不足的情況，需要將節(jié)能減排作為國(guó)家的基本國(guó)策?？萍嫉倪M(jìn)步實(shí)現(xiàn)了電能利用率的提升，但在具體應(yīng)用的過程中也需要注意其中產(chǎn)生的問題。雖然現(xiàn)階段通過建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)全面落實(shí)了節(jié)能減排理念，但是依需要深化對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的研究，相關(guān)設(shè)計(jì)人員則需要對(duì)工作進(jìn)行總結(jié)，以此來實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作的高效開展。

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