建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

高艷麗

（太原市惠新建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西太原 030000）

1 電氣設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用意義

無(wú)論何時(shí)，我們都要將建筑電氣的設(shè)計(jì)放在改革創(chuàng)新的原則之上，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，向西方發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，將綠色能源應(yīng)用作為重要發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以此滿足人們對(duì)于建筑行業(yè)的需求，同時(shí)減輕能源浪費(fèi)，提升經(jīng)濟(jì)價(jià)值。將綠色節(jié)能建筑電氣設(shè)計(jì)作為重要的建筑行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，也是有效維護(hù)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方法。

1.1 保障建筑物安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)

無(wú)論何時(shí)，我們都要將建筑電氣的設(shè)計(jì)放在改革創(chuàng)新的原則之上，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，向西方發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，將綠色能源應(yīng)用作為重要發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以此滿足人們對(duì)建筑行業(yè)的需求，同時(shí)減少能源浪費(fèi)，提升經(jīng)濟(jì)價(jià)值。將綠色節(jié)能建筑電氣設(shè)計(jì)作為重要的建筑行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，也是有效維護(hù)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方法。

1.2 提高生活質(zhì)量以及環(huán)境質(zhì)量

就當(dāng)前情況來(lái)看，我國(guó)在建筑行業(yè)中，應(yīng)用的大多數(shù)電器設(shè)備依然消耗能源巨大，而且在設(shè)備運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致人們的生活品質(zhì)受影響。為解決這一內(nèi)容，工作人員需要運(yùn)用合理有效的方法，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，節(jié)省能源消耗。例如，工作人員可以利用風(fēng)能、電能等清潔性能源維持大功率設(shè)備的運(yùn)營(yíng)，滿足工程的能源需求。

2 當(dāng)前我國(guó)電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展速度也與日俱增，然建筑行業(yè)的飛速發(fā)展直接使我國(guó)能源的消耗同步增長(zhǎng)，加大了我國(guó)能源的消耗總量。為有效節(jié)能，我國(guó)建筑工作這要在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用重視程度，以此提高工作效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，建筑工程師在設(shè)計(jì)工程之前就要先設(shè)計(jì)出對(duì)節(jié)能技術(shù)科學(xué)合理應(yīng)用，提高工作的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，確保其工程內(nèi)容能夠滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展和建筑要求，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

就當(dāng)前我國(guó)人民的生活水平提升速度來(lái)看，我們對(duì)于電器的需求量逐漸增大，這也致使工程項(xiàng)目中的建筑電氣設(shè)計(jì)成為重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。然而，我國(guó)大多數(shù)的工程項(xiàng)目建設(shè)人員更重視用戶的電量需求，完全忽視了建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)的融合，致使建筑工程完成后，造成能源大量消耗，使整個(gè)建筑工程的安全和發(fā)展受到威脅。除此之外，我們還通過(guò)調(diào)查了解到，不少建筑工作者完全忽視了能源短缺的問(wèn)題，無(wú)論是企業(yè)和個(gè)人都沒(méi)有建立良好的節(jié)能意識(shí)，而我國(guó)相關(guān)政府也沒(méi)有給予相應(yīng)政策，節(jié)能環(huán)保的宣傳工作沒(méi)有落實(shí)到位，使國(guó)民的節(jié)能意識(shí)較為薄弱，很多能源在日常生活中被浪費(fèi)消耗。

3 節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

在整個(gè)建筑過(guò)程中，電力工程的覆蓋面積廣，而且整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)容十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)者不僅要設(shè)計(jì)電氣鋪設(shè)的居多細(xì)節(jié)，還要增強(qiáng)整個(gè)建筑的節(jié)能效果，從而推進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。本文結(jié)合上述的建筑原則，對(duì)一些建筑工程的設(shè)計(jì)實(shí)際案例進(jìn)行分析，從而探究節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的具體方法。

3.1 在配電線路設(shè)計(jì)的應(yīng)用

很多建成的建筑物之所以耗能巨大，是因?yàn)榕潆娋€路設(shè)計(jì)不合理。為了避免這一問(wèn)題出現(xiàn)，電器設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之前就要將節(jié)能技術(shù)和配電線路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)結(jié)合在一起，在保證線路設(shè)計(jì)合理的同時(shí)，盡量減小能源的消耗。在該方面，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)應(yīng)用線路的選材和配電線路的合理布局等多種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此保證建筑物的節(jié)能效果和建筑工程的資金節(jié)省。

從線路材料的選擇考慮，當(dāng)前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的電線路材料有兩種：①鋁芯；②銅芯。相比之下，銅芯的負(fù)載率大，而且銅芯穩(wěn)定性好，反觀鋁芯，不但阻力較大，耗能量大，而且在流量較低，強(qiáng)度也不佳，在使用過(guò)程中很容易產(chǎn)生各種問(wèn)題。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)工作者可以將配電線路設(shè)計(jì)所使用的材料選擇為銅線材料，既能有效節(jié)約成本，也能將環(huán)保的意識(shí)融入其中，增強(qiáng)配電線路的使用壽命，減少能源消耗。

從線路布局方面考慮，通常情況下，配電線路的輸電線越長(zhǎng)，其所消耗能源越大。為此，設(shè)計(jì)工作者需要結(jié)合整個(gè)建筑的空間布局，盡可能節(jié)省電路線的供電距離，從而減少不必要的能源消耗，同時(shí)減輕線路損耗。按正常標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，供電設(shè)備與變壓器間的距離應(yīng)控制在200m 內(nèi)。舉例說(shuō)明，某建筑工作者在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，極大縮短了變壓器和負(fù)荷中心間的距離。除此之外，該設(shè)計(jì)者還將季節(jié)性負(fù)荷和常用性負(fù)荷供電設(shè)計(jì)在不在同一干線上，其含義是將照明線路和空調(diào)線路設(shè)計(jì)不同干線。這樣的設(shè)計(jì)安排能夠在春秋兩季不用空調(diào)的情況下，節(jié)省干線的電力損耗，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3.2 在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

變壓器和電機(jī)設(shè)備是建筑中主要的電氣設(shè)備，而其能耗與設(shè)備參數(shù)具有直接的關(guān)系，因此，若想在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，涉及人員必須對(duì)其進(jìn)行合理選擇與參數(shù)優(yōu)化配置。

對(duì)于變壓器設(shè)計(jì)而言，變壓器容量的選擇應(yīng)根據(jù)建筑負(fù)荷及工程成本等多元化因素進(jìn)行確定，在保障其能夠在建筑中高效運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)能耗最小化。若建筑負(fù)荷具備季節(jié)性特征，則應(yīng)在工程成本合理范圍內(nèi)排布兩臺(tái)變壓器，當(dāng)建筑處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下即使一臺(tái)變壓器處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)其轉(zhuǎn)變?yōu)楦哓?fù)荷運(yùn)行時(shí)同時(shí)開(kāi)啟兩臺(tái)變壓器，從而獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于電機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)而言，若想實(shí)現(xiàn)電機(jī)設(shè)備能耗的控制與減少，就必須做好其功率調(diào)節(jié)工作。例如，當(dāng)建筑所配備的電動(dòng)機(jī)效率較高時(shí)，則需要通過(guò)配備電容器等配套設(shè)施實(shí)現(xiàn)電路損耗的降低，同時(shí)降低電機(jī)設(shè)備運(yùn)行的空載、輕載負(fù)荷。在進(jìn)行電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的有效控制，可以配備變頻器，從而實(shí)現(xiàn)能耗的節(jié)約。另外，當(dāng)建筑中電機(jī)功率大于50kW，則需要單獨(dú)配備電流表與電壓表，便于獲取電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗問(wèn)題，避免發(fā)生能源浪費(fèi)。

3.3 在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

作為建筑電氣工程中能耗占比較高的一部分，照明系統(tǒng)的能耗占電氣工程總能耗的30%～40%，是應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，也因其重要性該環(huán)節(jié)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是最為成熟的，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)也是最為豐富的。在照明系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)在照明需求基礎(chǔ)上多元化應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)的完善，具體內(nèi)容分為以下幾點(diǎn)：

（1）照明方式的選擇。從綠色環(huán)保角度出發(fā)，設(shè)計(jì)師應(yīng)重視對(duì)自然光的利用，充分發(fā)揮自然光的照明作用，從而降低照明系統(tǒng)的使用頻率，最大限度進(jìn)行能源節(jié)約。例如通過(guò)對(duì)建筑朝向及窗戶的合理設(shè)計(jì)，使室內(nèi)能夠更長(zhǎng)時(shí)間的接受自然光照，并且使接受自然光照的面積最大化。再如在地下建筑中，可通過(guò)光導(dǎo)照明系統(tǒng)的應(yīng)用，以采光裝置進(jìn)行外界自然光線的收集，將自然光以導(dǎo)管折射傳達(dá)至地下室，在以漫射裝置完成其發(fā)散與均勻處理，從而使地下室也能夠更多的自然光進(jìn)行照明，降低建筑應(yīng)用照明系統(tǒng)而產(chǎn)生的能耗與成本。

（2）光源的選擇。根據(jù)建筑對(duì)照明需求的不同，設(shè)計(jì)師應(yīng)該對(duì)光源進(jìn)行合理配置，從而控制照明系統(tǒng)的電力能耗。例如，針對(duì)住房建筑需求采用熒光燈作為光源；針對(duì)公共建筑對(duì)燈具顯色性的需求，應(yīng)優(yōu)先選擇節(jié)能熒光燈或LED 燈作為光源；針對(duì)室外照明系統(tǒng)需求，應(yīng)采用高壓鈉燈/LED 作為光源，同時(shí)還可應(yīng)用光伏技術(shù)，科學(xué)應(yīng)用太陽(yáng)能電池板，使燈具可通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電。

（3）照明裝置的選擇。對(duì)于建筑中非常期需要照明的區(qū)域，為了降低電能損耗可以選擇在照明裝置中應(yīng)用光明與生命控制系統(tǒng)，使燈具不長(zhǎng)期處于點(diǎn)亮狀態(tài)，從而控制能源損耗。例如在樓道中應(yīng)用生命控制系統(tǒng)，在路燈裝置中應(yīng)用聲光控制系統(tǒng)，都能夠在滿足建筑用戶照明需求的同時(shí)降低照明系統(tǒng)的能耗。

（4）先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)的支持下，節(jié)能技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，并且不斷向智能化發(fā)展。因此，在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師也應(yīng)積極應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，對(duì)照明系統(tǒng)的亮度與照明范圍進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。例如，C-BUS 智能照明管理系統(tǒng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)的光線感應(yīng)功能能夠根據(jù)環(huán)境亮度對(duì)室內(nèi)亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)燈具的自動(dòng)關(guān)閉，而其人體紅外線感應(yīng)功能，能夠自行控制空調(diào)溫度與窗戶開(kāi)度，在保障室內(nèi)環(huán)度舒適性的同時(shí)節(jié)約建筑能耗。

4 總結(jié)

能源緊缺是一個(gè)世界性的問(wèn)題，在時(shí)代發(fā)展過(guò)程中對(duì)于能源造成大量的損耗，從而導(dǎo)致能源越來(lái)越稀少。近些年來(lái)，我國(guó)倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，越來(lái)越重視綠色環(huán)保理念的落實(shí)與推廣。尤其是在耗能較高的建筑行業(yè)中，為了進(jìn)一步降低能源消耗，強(qiáng)調(diào)在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，從而在保障建筑質(zhì)量與功能的前提下，有效的降低成本及能源損耗。而隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展與突破，其節(jié)能效果越來(lái)越顯著，適用性與實(shí)用性越來(lái)越高，更有利于在建筑電氣設(shè)計(jì)中的普遍應(yīng)用，有助于建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能目的的達(dá)成。