電氣工程及綠色能源在建筑設計中的節(jié)能應用

夏春新

摘 要：節(jié)能化技術能夠應用于不同行業(yè)和實際生活當中，是利國利民的綠色環(huán)保工程，不但給人類生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利，也給各個行業(yè)帶來了節(jié)能利潤。通過使用節(jié)能化技術，有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。電氣工程系統(tǒng)結構復雜，自動化控制率較高，想要提高節(jié)能利用率，推進電氣行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，就要將節(jié)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(chǎn)業(yè)成本，提高經(jīng)濟效益和社會效益。文章主要闡述了節(jié)能化技術的應用，總結了節(jié)能化技術的主要特點，并對其理論依據(jù)進行了詳解和實踐應用。

關鍵詞：電氣工程;設計;建筑;綠色;節(jié)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(chǎn)業(yè)的崛起，電力作為人們生活中不可缺少的能源，已經(jīng)與生活、生產(chǎn)密不可分。所以，電力在人們生活生產(chǎn)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(jié)能措施，以降低電力生產(chǎn)的發(fā)電壓力，實現(xiàn)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。應通過電氣工程中的各種技術手段，利用節(jié)能技術設計，使電力生產(chǎn)、輸送及使用過程實現(xiàn)最大的節(jié)能化。

1 建筑電氣工程節(jié)能設計

建筑設施供電設計原則。在現(xiàn)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(fā)，在結合實際應用的情況下，充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)能技術，使建筑設施發(fā)揮出最大的使用效率。為建筑內(nèi)的設施提供充足的電力，而且要達到節(jié)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(fā)揮得淋漓盡致，以達到節(jié)能的效果[1]。

2 電氣工程節(jié)能設計方向

2.1 人性化、自動化設計

設計現(xiàn)代化、自動化的公共照明等公共設施公用系統(tǒng)。設計原則是用時送電，閑置時斷電節(jié)能，使用一些新款節(jié)能產(chǎn)品。比如公共樓梯間照明，現(xiàn)在普遍采用聲光控節(jié)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(nèi)，現(xiàn)在很多商場的自動電梯無人乘坐時，電梯處于斷電狀態(tài)，一旦有人員接近，電梯就會自動啟動，在很大程度上進行節(jié)能。其實節(jié)能很簡單，一個小小的電氣自動裝置就會節(jié)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(xiàn)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(jié)能的效果。

2.2 用電設備及電路節(jié)能設計

在進行電路設計時，首先要規(guī)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(zhì)量問題。所使用的產(chǎn)品要明確使用的廠家及品牌，因為每個廠家的產(chǎn)品質(zhì)量不一樣，功耗也不一樣，要盡量使用一些正規(guī)大廠家、大品牌的產(chǎn)品，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，將損耗降到最低，從而達到節(jié)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(diào)節(jié)。作為動力之源的電動機，是建筑內(nèi)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(jié)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(shù)過低。對于前者來說，要想改變現(xiàn)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(jù)當前運動負荷合理選用電機，以實現(xiàn)功率因數(shù)的提高?；蛘邔Ρ３州p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(xiàn)功率因數(shù)的提升。

2.3 綠色能源在建筑設計中的應用

在社會不斷發(fā)展的今天，能源消耗日益增加，節(jié)能減排迫在眉睫。所以，在進行城市建筑設計時，應盡量把節(jié)能設計理念放在首位。如樓宇經(jīng)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(huán)保經(jīng)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(fā)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(fā)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(huán)保、經(jīng)濟性特別好。太陽能發(fā)電板平時發(fā)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(wǎng)。這樣的設計，既節(jié)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(wǎng)，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(huán)保節(jié)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(fā)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(wǎng)輸出到國家電網(wǎng)[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(huán)和強制循環(huán)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(xiàn)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(yè)主代表等人員進行可行性研究，安裝后進行物業(yè)集中管理，分戶計量收費。這樣，既改善了居住者的生活質(zhì)量，又增加了物業(yè)收益，同時實現(xiàn)了節(jié)能減排，一舉多得。如圖2所示，是某單位的熱水收集系統(tǒng)，可以滿足正常生活用熱水的需求[4]。

3 結語

為了讓環(huán)境更環(huán)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(jié)能降耗的好處。所以，節(jié)能設計還在路上，任重道遠，希望在不久的將來，節(jié)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(jié)能設計的提議與部分思路。文章在分析現(xiàn)狀后，也提出了節(jié)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(jié)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(jié)能設計[J].科學技術創(chuàng)新，2019（35）：170.

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

[4] 翟潘.電氣工程自動化及其節(jié)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(jié)能設計探討[J].科學技術創(chuàng)新，2019（23）：88.