電氣工程及綠色能源在建筑設計中的節能應用

夏春新

摘 要：節能化技術能夠應用于不同行業和實際生活當中，是利國利民的綠色環保工程，不但給人類生產和生活帶來了極大的便利，也給各個行業帶來了節能利潤。通過使用節能化技術，有助于提高生產效率和質量。電氣工程系統結構復雜，自動化控制率較高，想要提高節能利用率，推進電氣行業的持續發展，就要將節能化技術應用到其中，以提高控制效率和工作利用率，降低產業成本，提高經濟效益和社會效益。文章主要闡述了節能化技術的應用，總結了節能化技術的主要特點，并對其理論依據進行了詳解和實踐應用。

關鍵詞：電氣工程;設計;建筑;綠色;節能

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.044

隨著全國各行各產業的崛起，電力作為人們生活中不可缺少的能源，已經與生活、生產密不可分。所以，電力在人們生活生產中的重要性越來越高。電力應用在日常生活中的用電量越來越大，迫切需要更多的節能措施，以降低電力生產的發電壓力，實現環保可持續發展。應通過電氣工程中的各種技術手段，利用節能技術設計，使電力生產、輸送及使用過程實現最大的節能化。

1 建筑電氣工程節能設計

建筑設施供電設計原則。在現代建筑電氣工程設計中，既要符合建筑設計的理論要求，也要從實際應用角度出發，在結合實際應用的情況下，充分發揮現有的節能技術，使建筑設施發揮出最大的使用效率。為建筑內的設施提供充足的電力，而且要達到節能最大化，從大到供電變壓器，小到樓梯間的照明，使每一度電發揮得淋漓盡致，以達到節能的效果[1]。

2 電氣工程節能設計方向

2.1 人性化、自動化設計

設計現代化、自動化的公共照明等公共設施公用系統。設計原則是用時送電，閑置時斷電節能，使用一些新款節能產品。比如公共樓梯間照明，現在普遍采用聲光控節能模式。但是，其缺點也很明顯，就是外面有大一點的聲音，照明燈也會啟動點亮。這樣，可以將其設計成紅外光控，當紅外線照射到活動的人員時才點亮照明燈;包括電梯在內，現在很多商場的自動電梯無人乘坐時，電梯處于斷電狀態，一旦有人員接近，電梯就會自動啟動，在很大程度上進行節能。其實節能很簡單，一個小小的電氣自動裝置就會節省很多的電量消耗。符合實際應用的微小設計改動，就可以實現設備自動化控制，在需要時開啟，在不必要時關閉，達到高效節能的效果。

2.2 用電設備及電路節能設計

在進行電路設計時，首先要規避額外的功率損耗，如供電變壓器損耗、電纜電線損耗等。設備和電路的電阻值大小，直接影響到有功功率的損耗，因此，從初始設計時，就要明確考慮到設備和電纜電線的質量問題。所使用的產品要明確使用的廠家及品牌，因為每個廠家的產品質量不一樣，功耗也不一樣，要盡量使用一些正規大廠家、大品牌的產品，在保證產品質量的前提下，將損耗降到最低，從而達到節能效果[2]。

其次，設計時要盡量縮短導線的長度。在設計線路走向時，要盡量取直線，走距離最短的分布，盡量不走彎路。這樣，可以減少導線的使用量，減少成本投資，最大限度地減少電量損耗。低壓線路要少走或不走回頭線。如今，高層建筑越來越多，在低壓配電室與豎井位置的布局上要進行科學論證，以使大部分線路向前送，從而極大降低往回輸送的可能性。

采用動力設備調節。作為動力之源的電動機，是建筑內部中常見的一種動力設備。雖然其在實際生活中的使用相當普遍，不過其也存在著能源消耗過大的問題。未來的建筑電氣節能設計可以從這方面下功夫。通過分析可知，其高能耗主要由兩個方面的因素引起，即電動機效率和功率因數過低。對于前者來說，要想改變現狀，采用高效率的電動機減少各部分的損耗，是一個很好的選擇。對于后者來講，在電動機運行前，要根據當前運動負荷合理選用電機，以實現功率因數的提高。或者對保持輕負荷運行的電動機采取三角一星切換裝置，降低電動機的啟動電壓，從而實現功率因數的提升。

2.3 綠色能源在建筑設計中的應用

在社會不斷發展的今天，能源消耗日益增加，節能減排迫在眉睫。所以，在進行城市建筑設計時，應盡量把節能設計理念放在首位。如樓宇經常用到的公用電設施、熱水裝置，特別是高層樓房地下停車場等24小時時刻用電的場所，都可以由環保經濟的綠色能源來提供。比如，樓體原有設計的外掛玻璃，可以使用太陽能發電板代替，以不遮擋視線為原則，在太陽可以照射的位置安裝太陽能發電板，以充分利用樓房的可利用空間，利用光照時間為樓宇照明及其他用電設施供電。特別是在夏季，光照時間長、太陽光線強烈，環保、經濟性特別好。太陽能發電板平時發的電，可以供給樓體用電設施使用，多余的電量可以儲存和并網。這樣的設計，既節能又充分利用空間，唯一的缺點就是一次性投資大，回收成本慢。但是，對于長期投資是非常好的，多余的電量可以上網，同時可以爭取到一部分國家綠色能源補貼，是利國利民的工程項目。所以，要提倡這方面的設計理念。如圖1所示，是恒源環保節能有限公司在恒源熱電公司水處理車間樓頂安裝的太陽能光伏發電板，總裝機容量為27kW，足夠水處理車間的辦公用電和日常照明用電使用，多余的電量可以并網輸出到國家電網[3]。

同時，充分利用樓體空間架設太陽能集熱器，充分收集太陽能輻射熱量，利用自然循環和強制循環方法集中回收太陽能熱量。但是，設計時需要考慮水費價格及住戶對水費價格的接受程度反應，以及熱水的冷卻長度、傳輸距離對用戶的影響，避免設備安裝后由于使用率少而出現投資浪費。還應考慮到陰雨惡劣天氣及冬季寒冷天氣輻射不足對加熱的影響，適當利用集中供熱熱量彌補收集太陽能熱量的不足。設計前，應組織安裝施工及用戶業主代表等人員進行可行性研究，安裝后進行物業集中管理，分戶計量收費。這樣，既改善了居住者的生活質量，又增加了物業收益，同時實現了節能減排，一舉多得。如圖2所示，是某單位的熱水收集系統，可以滿足正常生活用熱水的需求[4]。

3 結語

為了讓環境更環保、讓人民過上更幸福的生活、讓減排降耗落到實處，必須要使每個人都能認識到節能降耗的好處。所以，節能設計還在路上，任重道遠，希望在不久的將來，節能降耗會遍布每個角落。文章從線路傳輸設計、簡單自動控制、太陽能充分利用三個方面，分別提出了筆者對建筑節能設計的提議與部分思路。文章在分析現狀后，也提出了節能設計的思考方向[5]。

參考文獻

[1] 肖湘，肖可，周鵬程.探究電氣工程自動化及其節能設計[J].決策探索，2019（12）：40.

[2] 田耕丞，劉春瑞.試論電氣工程自動化及其節能設計[J].科學技術創新，2019（35）：170.

[3] 陳樂朋，左肖雄.節能設計角度下電氣工程自動化技術研究[J].湖北農機化，2019（23）：191.

[4] 翟潘.電氣工程自動化及其節能設計探究[J].電子世界，2019（18）：84.

[5] 羅英濤.關于電氣工程自動化信息技術及其節能設計探討[J].科學技術創新，2019（23）：88.