公共建筑中建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究

姚德勇

摘? ? 要：隨著節(jié)能環(huán)保呼聲的日益高漲，“建筑節(jié)能”已經(jīng)深入人心。在建筑工程領(lǐng)域，電氣是能耗較高的施工項(xiàng)目。因此做好電氣節(jié)能設(shè)計(jì)則是確保建筑節(jié)能的重要舉措。文章以公共建筑為例，詳細(xì)探討公共建筑中建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：公共建筑;建筑電氣;節(jié)能設(shè)計(jì)

1? 引言

工業(yè)生產(chǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使人們對能源的需求日益加大，相應(yīng)地帶來了巨大的節(jié)能減排壓力，公共建筑建筑投人使用后需要消耗大量能源，會(huì)間接增加溫室氣體的排放，在施工的同時(shí)會(huì)對環(huán)境造成影響。為將節(jié)能、低碳、環(huán)保理念滲人其中，有必要推廣發(fā)展為綠色建筑工程。通過電氣節(jié)能設(shè)計(jì)緩解能源和減排壓力，優(yōu)化資源配置，提高資源利用效率，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

2? 公共建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

2.1? 對緩解能源緊張問題具有重要作用

目前，我們對電力資源的需求量隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展而逐漸增加，導(dǎo)致我國的電力資源變得日益短缺。電力行業(yè)是一個(gè)需要投入很多成本、需要消耗很多的能源、并且對環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較大的污染的行業(yè)，因此必須進(jìn)行節(jié)能發(fā)展從而保證發(fā)展的可持續(xù)性。對于目前我國的建筑電氣工程來說，節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作，能夠在很大程度上緩減我國能源日益緊張的問題。

2.2? 對環(huán)境質(zhì)量的提高具有重要作用

在現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，環(huán)境污染的問題已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn)電力行業(yè)在對電力進(jìn)行生產(chǎn)的過程中會(huì)對環(huán)境的質(zhì)量產(chǎn)生一些不好的影響。因此，在進(jìn)行施工之前，需要對建筑電氣進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，這樣不但能夠減少能源的消耗，使電力行業(yè)保持環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展，而且還有利于環(huán)境質(zhì)量的提升，使人們能夠擁有比較舒適、健康的居住環(huán)境。

3? 公共建筑中建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1? 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

對公共建筑中供配電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要全方位入手，掌握用電設(shè)備的運(yùn)行功率和負(fù)荷能力，隨后為公共建筑選擇適宜的節(jié)能裝置，達(dá)到節(jié)能效果。在供配電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，變壓器損耗不容忽視，應(yīng)當(dāng)根據(jù)變壓器負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，合理分配其負(fù)載。也可以在同一變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)變壓器的并聯(lián)，確保變壓器與驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力保持一致，結(jié)合變壓器負(fù)載做出使用量的調(diào)整，避免運(yùn)行中消耗過多電能。在電力供給過程中展開電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。以保障供配電系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生過多損耗為目的，加強(qiáng)對系統(tǒng)的整體控制，對用電設(shè)備運(yùn)行功率和用電量做出合理調(diào)配，實(shí)現(xiàn)電壓與電流的有效分配。同時(shí)，安裝配電箱可避免電力損耗過多，應(yīng)用數(shù)字軟件對變壓器的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對電能損耗量進(jìn)行監(jiān)測，并設(shè)定用電量閉值區(qū)間，當(dāng)電能損耗超過闌值范圍時(shí)，系統(tǒng)判定為故障，運(yùn)維人員應(yīng)立即展開修復(fù)，實(shí)現(xiàn)對供配電系統(tǒng)的智能化控制。除了變壓器以外，線路的電能損耗也比較大，為了達(dá)到節(jié)能效果，避免電能在傳輸過程中出現(xiàn)過多損耗，應(yīng)科學(xué)選擇導(dǎo)線線型、線徑和導(dǎo)線材料，避免導(dǎo)線過熱和過負(fù)荷。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)需保證負(fù)荷中心設(shè)計(jì)合理，電纜從變配電室引出并向四周敷設(shè)，敷設(shè)長度不應(yīng)超過200m，末端導(dǎo)線引出后向燈具敷設(shè)，長度應(yīng)小于50m。電纜線型選擇時(shí)應(yīng)考慮其導(dǎo)電性，對線路外部做好放熱設(shè)計(jì)，使線路耐高溫。使用鋁銅復(fù)合線作為導(dǎo)線材料，它能代替以往的銅芯材料。也可以使用適用于公共建筑、變電站等大電流輸送的鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線，該材質(zhì)下的線路結(jié)構(gòu)簡單，金具與零部件數(shù)量不多，可以保證線路安全運(yùn)行。雙回路線路中，能夠短時(shí)間內(nèi)承載另一端回路的載流量，給另一端回路爭取足夠的搶修維護(hù)時(shí)間。鋼芯耐熱鋁合金導(dǎo)線內(nèi)含有合金成分，在提高導(dǎo)線高溫性能的同時(shí)，導(dǎo)線截面較大、載流量增加，可以耐高溫，不僅導(dǎo)電率高且損耗小，有效降低電能損耗。

3.2? 照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）使用感應(yīng)設(shè)備，降低照明系統(tǒng)運(yùn)行能耗。建議公共建筑采用智能照明控制系統(tǒng)，使建筑照明方式更合理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要聯(lián)系氣候與天氣變化情況，應(yīng)用紅外動(dòng)靜探測器可達(dá)到智能照明效果。紅外探測器控制系統(tǒng)適用于公用圖書館、休息室等安靜區(qū)域，紅外探測器可以檢測人員出人情況，有人經(jīng)過時(shí)燈具自動(dòng)照明，人員離開后燈具電源自動(dòng)關(guān)閉。（2）照明設(shè)備在安裝時(shí)應(yīng)重視節(jié)能設(shè)計(jì)，優(yōu)先選擇高效率照明設(shè)備。從公共建筑的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格人手，對照明系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照系統(tǒng)要求和檔次確定照明標(biāo)準(zhǔn)值。如果公共建筑墻面與地面使用的是白色或米色等淺色建筑材料，電氣設(shè)計(jì)時(shí)可以充分利用太陽光提高室內(nèi)亮度。空調(diào)房中將照明系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化組合，應(yīng)用多光源方式滿足公共建筑對亮度的要求。（3）選擇高效的發(fā)光源與科學(xué)的鎮(zhèn)流器。發(fā)光二極管作為綠色光源，是當(dāng)前市面上具有強(qiáng)勁競爭力的節(jié)能光源，它不僅耗電少、免維護(hù)，且安全綠色環(huán)保，是固體冷光源，與白熾燈相比能減少50%以上的耗電量。鎮(zhèn)流器的科學(xué)使用在一定程度上可以達(dá)到節(jié)能減耗的效果，T8熒光燈使用電子鎮(zhèn)流器后，照明安裝功率與單位面積內(nèi)照明功率平均值能下降20%。

3.3? 電梯系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）使用變頻驅(qū)動(dòng)方式，即變頻調(diào)速系統(tǒng)，變頻驅(qū)動(dòng)是目前電梯應(yīng)用最常見的節(jié)能驅(qū)動(dòng)方式，變頻調(diào)速控制的逆變器連接傳動(dòng)電機(jī)，對牽引進(jìn)線端流頻率進(jìn)行改變，以達(dá)到對牽引機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行控制。電壓以及其供電的頻率的改變能夠使得牽引轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)生改變，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要的最大條件發(fā)生變化，因此調(diào)速時(shí)使電機(jī)的轉(zhuǎn)差率變化很小，降低了轉(zhuǎn)差功率損耗。與能量回饋裝置一起進(jìn)行工作的時(shí)候，還能夠得到能量的再生，從而節(jié)省了能源。（2）使用能量回饋裝置。使用IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）等有關(guān)的組件設(shè)計(jì)能量回饋系統(tǒng)，同時(shí)采用電梯軟啟動(dòng)方案，比如傳統(tǒng)的改變電阻連接方式改變啟動(dòng)電流，也能起到一定的節(jié)能效果。

3.4? 空調(diào)及給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）降低空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、玻璃窗日照、室內(nèi)熱源散熱、新風(fēng)處理時(shí)都會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱帶來的能源消耗占比較大，約40%，新風(fēng)處理時(shí)消耗的能量有30%。人們在設(shè)計(jì)公共建筑空調(diào)系統(tǒng)時(shí)會(huì)對負(fù)荷指標(biāo)加以估算，從安全的角度考慮空調(diào)設(shè)計(jì)。如果指標(biāo)過大，系統(tǒng)冷熱源或換熱設(shè)備容量將會(huì)超過需求。因此，對公共建筑空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重對系統(tǒng)的負(fù)荷設(shè)計(jì)間。（2）充分利用自然通風(fēng)技術(shù)，使空調(diào)系統(tǒng)最大限度地使用自然通風(fēng)。季節(jié)與季節(jié)過渡時(shí)期推薦使用自然通風(fēng)，為室內(nèi)帶來新鮮空氣，降低室內(nèi)溫度。夜間使用自然通風(fēng)能降低公共建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱，夜間通風(fēng)能夠讓白天室內(nèi)溫度降低2℃，且室內(nèi)氣流組織會(huì)更加合理。（3）選擇適宜的空調(diào)冷熱源。公共建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)消耗的能量大多為冷熱源系統(tǒng)的消耗，從公共建筑空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模、空調(diào)功能、冷熱負(fù)荷、地區(qū)天氣條件、環(huán)保規(guī)定等方面人入手，采用水冷冷水機(jī)組和鍋爐、熱泵、嗅化銼吸收式和鍋爐、直燃式澳化鏗吸收機(jī)組等冷熱源方式。水冷冷水機(jī)組的運(yùn)行需要一個(gè)冷卻水系統(tǒng)，其中包含冷卻塔設(shè)備和水泵設(shè)備，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定耗水量，建議系統(tǒng)在水源充足的地區(qū)使用。（4）熱回收技術(shù)。應(yīng)用熱回收系統(tǒng)可以將公共建筑內(nèi)外余熱或廢熱進(jìn)行回收，并將回收的人熱量用于加熱設(shè)備的熱源，實(shí)現(xiàn)熱回收，這將是綠色建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的未來發(fā)展方向。

4? 結(jié)束語

總之，利用節(jié)能技術(shù)對公共建筑電氣進(jìn)行設(shè)計(jì)是電氣未來的發(fā)展方向，并且對減少能源消耗、提高能源的使用效率具有非常重要的作用。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，一定要采取一些積極有效的節(jié)能措施，并且不斷地優(yōu)化建筑電氣，從而為人們健康便利的生活提供良好的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳逸群.建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)措施研究[J].居舍，2020（10）.

[2] 閆唯嘉.大型公共建筑中建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（19）.