建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術研究

牛美英 渠基磊 牛曉波

【摘 ?要】近年來，隨著我國經濟的快速發展，無論是建筑業，還是電氣技術都取得了突破性進展，建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術走進了公眾的視野。論文首先關注了綠色建筑電氣技術的作用和建筑電氣節能設計的原則的相關內容，并分析了建筑電氣節能設計和綠色建筑電氣技術，重點對建筑電氣節能技術的應用進行了探討，以提高我國建設水平，促進我國資源節約型社會的實現。

【Abstract】In recent years， with the rapid development of China's economy， both the construction industry and electrical technology have made a breakthrough. Building electrical energy saving design and green building electrical technology have entered the public's vision. This paper firstly focuses on the role of green building electrical technology and the related contents of the principles of building electrical energy saving design， and analyzes the building electrical energy saving design and green building electrical technology， focusing on the application of building electrical energy saving technology， so as to improve the construction level of our country and promote the realization of resource-saving society in our country.

【關鍵詞】綠色建筑;建筑電氣;電氣技術;節能設計

【Keywords】green building; building electrical; electrical technology; energy saving design

【中圖分類號】TU85;TU201.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2021）12-0191-03

1 引言

隨著社會的發展，我國建設工程越來越多，但隨之而來的建筑資源的消耗和浪費問題也十分嚴重。在建設項目中，如何采取有效措施減少資源浪費是一項重要且任重而道遠的任務。目前，我國建筑業在降低能耗方面遇到不少困難。因此，有必要采取有效措施解決建筑行業的能源消耗問題，這于工程順利實施具有重要意義。其中，節能技術是一項比較重要的工作，對建筑節能和能耗成本的方方面面都有重要影響。因此，在實際的建筑項目實施中，應時刻將節能牢記于心，充分利用電氣節能技術，最大限度地發揮能源的價值，提高其利用率，降低能耗，才能更好地促進建筑節能。

2 綠色建筑電氣技術的作用

對我國經濟建設和發展而言，綠色建筑建設具有現實意義和重要作用，可以更好地實現綠色建筑項目建設過程中環境污染和能源消耗的減少，從而促進企業獲得良好的經濟效益，實現雙贏的目的。綠色建筑建設可以促進經濟與環境協調發展，降低能源消耗，在此基礎上還可以實現資源的循環利用和清潔，減輕國民經濟發展的負擔，實現社會效益的提高。綠色建筑建設的實質意義在于檢測科技發展的現狀。科學技術的不斷更新和提高，可以促進建筑施工的合理性。綠色建筑理念在科技進步中占有重要地位。這一過程可以淘汰落后技術，逐步開發新技術和裝備，從而更好地促進我國經濟的持續增長[1]。

3 建筑電氣節能設計的原則

建筑電氣節能設計應堅持實際需求性、經濟適用性及節約環保的原則，具體分析如下。

3.1 實際需求性

在建筑電氣節能設計過程中，應充分考慮建筑的實際需要，兼顧建筑功能的需求和實際需要。建筑電氣的應用是為了更好地服務人們的生活，使人們在使用過程中更加便利。基于此，在建筑節能設計時應充分考慮到這一層面，力求能夠滿足人們在建筑使用過程中的日常需求，如路燈照明、電力的不間斷供應、保證管道的通暢、整潔衛生等，此外還包括一些對工藝方面的要求，在保證舒適的基礎上，盡量做到外觀具有美感。對于建筑電氣節能設計而言，滿足實際需求是基礎，也是根本，只有先滿足實際需求，其他的需求滿足才有意義。科學合理地控制和管理建筑，可更為高效地利用能源，達到節能降耗的目標，同時不對環境造成不利影響。但需要注意的是，決不能因噎廢食，過度強調節能環保的目的，而嚴格限制建筑電氣，這于建筑業發展十分不利[2]。

3.2 經濟適用性

經濟適用性是指在建筑節能設計中，充分考慮建筑物的經濟性和適用性，以確保建筑工程的經濟效益不受影響。目前，市場上各式各樣的建筑節能方面的先進技術和設備有很多，但在實際選用過程中，應兼顧成本和實際需求，選擇性價比更高的技術和設備。結合我國國情和建筑工程用戶的具體需求，科學選用電氣技術和設備。如果一味地使用高科技和高端設備，也許非但無法實現預期效果，還可能導致投資浪費等。因此，無論是在建筑電氣節能設計時，還是應用建筑電氣節能技術時，經濟適用性都是必須要考慮的一項重要因素。

3.3 節約環保

在建筑電氣節能設計過程中，能耗和環境保護是需要注意的問題，二者同樣重要?？茖W合理地進行電氣節能設計，可實現降低能耗、保護環境的目的。建筑物的電氣安裝首要任務是保證建筑物的功能，在確保建筑物功能的基礎上，可通過優化與建筑功能無關的電氣部分，對這些部分進行合理的節能設計，降低能耗。此外，為降低建筑能耗，合理運用高科技控制技術也是一項科學有效手段，如變壓器功率調節、智能照明等，在保證設備選型的原則、性能和效果的基礎上，盡量選擇低能耗、不會影響環境的設備。

4 建筑電氣節能設計的方法

4.1 電燈節能的方法

對于施工單位來說，電燈是必不可少的物品，生產中是離不開照明的，沒有了照明很可能意味著無法生產，尤其是夜間施工時，沒有照明更是寸步難行，建筑物對照明的需求十分巨大，因此，當前基本上采用高功率和功耗大的光源，通常是大容量光源和大功率燈泡，雖然光源種類繁多，但耗電量大。因此，在這方面應選擇合理、節能、明亮的燈泡。其次要充分利用陽光，因為陽光是最環保的照明方式，所以利用一定的反射原理利用陽光是最好的方法，也是最節能的方法。另外，在選擇照明工具時，一定要合理選擇易于清潔、時間容易控制的照明工具。在有條件的情況下，應盡量選擇智能控制的照明工具，如此可大大節約電能。最后，盡量選擇新能源照明工具，如太陽能燈泡等照明工具[3]。

4.2 在電力系統上進行節能設計

電力系統的節能設計主要是為了減少輸電過程中的電力損耗。我們都知道，建筑物的供電系統一般由供電局供電，但在電力轉換的過程中會有一定的損耗。因此，建筑物的供電設備必須選擇低能耗設備并使用高壓電源，另外，變電站的位置對于能源消耗也存在一定影響，應將其設置在科學合理的位置上。同時選用節能變壓器，通過改造這些現有設備，可達到節約電能的目的。

4.3 電動機節能設計

建筑電氣節能電動機的節能設計也比較重要，這是降低能耗設計的重要組成部分。電動機主要是成套設備，這使得電氣部分的設計具有局限性。在運行過程中要實現節能，需依據實際需要對設備進行優化設計。安裝現場補償電容器可以減少線損，以及電機低效率的輕載和空載運行條件。通過應用變頻調速，可使電動機更好地適應負載的變化，進而提升電動機的整體效率，實現節約電能的目標?？照{系統的循環泵是一種用于交通運輸的變頻控制技術，這樣的設計有助于有效節能[4]。

4.4 空調的節能設計

空調是建筑物中不可缺少的電器。無論是中央空調還是柜式空調，它們的耗電量都非常高，尤其是中央空調，若未合理使用，能耗極高。在整體空調設計中，需要聘請資深專家對整棟建筑的空調設計進行合理分區。保證空調在冬夏兩季合理布置，制冷量和制熱量恰到好處，不浪費能源。同時，盡量使用空調智能溫控系統，以節約用電。

5 綠色建筑電氣技術

綠色建筑電氣技術通常包括光伏建筑一體化技術、建筑能耗監測技術及綠色照明技術等，具體分析如下。

5.1 光伏建筑一體化技術

光伏建筑一體化技術可以充分體現綠色建筑的無污染特性，對于綠色建筑設計來說，該技術是首選。光伏建筑一體化技術替代傳統電能，將太陽能光伏產品應用于建筑，可有效降低建筑能耗。因此，根據建筑的實際需要，光伏建筑一體化設計并網或獨立的光伏發電系統，其基礎技術是太陽能電池組，將太陽輻射轉化為電能[5]。

5.2 建筑能耗監測技術

建筑能耗監控技術作為一種綜合控制系統，具體來說是指對綠色建筑中的光伏建筑一體化和綠色照明技術進行統一控制的系統。通過優化建筑能耗監測技術，可實現綠色建筑中所有用電設備能耗的統一管理，而且可以實現自動化控制和信息處理，成為完全滿足綠色建筑需求的建筑。

5.3 綠色照明技術

綠色照明技術是電器節能系統中非常重要的組成部分，主要表現在節能光源的使用上，如LED等照明設備。與以往的建筑照明設備相比，其光利用效率可高達80%～90%，光質高，也有“綠色光源”之稱，使用壽命長。實驗的理論結果是10萬小時，綠色環保，材料中不含汞，所以材料可以回收利用，符合現在的綠色環保理念[6]。

6 建筑電氣節能技術的應用

建筑電氣節能技術的應用主要體現在3個方面，分別是供電設備中的節能技術、照明設施節能技術、中央空調節能技術，具體分析如下。

6.1 供電設備中的節能技術

在建筑電氣節能設計期間，供配電系統是能耗的關鍵部分。因此，在建筑電氣節能設計過程中，設計人員應根據設備本身的性能和特點，根據用電負荷和設備容量要求進行合理的設計和選型，以保證電氣設備具有良好的工作狀態，并確保在實際應用中降低能耗。為進一步保證建筑電氣的安全性和合理性，需要合理控制建筑配電和供電系統的水平，確保其在規定范圍內。如果用戶相同，高壓配電技術必須控制在2個層面。在此范圍內，低壓配電級數控制在3級以內，從而實現對功耗的有效控制。其中，供配電系統主要采用2條進線的形式，這樣既要保證兩路電源一致，又要使線路中的電能消耗降到最低。此外，電源電壓的選擇也會一定程度上影響能源消耗，通常情況下，電源電壓越高，功耗就越低?；诖耍梢酝ㄟ^可靠的電源電壓設置來控制功耗。在這個過程中，線路保護是十分必要的，供電質量必須有保障。電纜是控制能耗的重要表現形式。一般來說，能耗和電纜的電阻之間呈正比關系，電纜的電阻越小，能耗越低。如果投資呈指數級增長，則需要充分評估長期和短期收益，合理選擇電纜的材料[7]。

6.2 照明設施節能技術

現階段，在節能環保的發展中，我國各領域的行業已經認識到節能環保的重要性。對生產設施設備進行節能改造和創新，設計更多新功能。不斷優化工作流程，促進能源使用量逐步增加。室內照明采用節能設計，不僅節能降耗，節能設計的照明還會讓人更舒適。在照明設施的節能設計中，可以根據光源和燈具的情況進行選擇和布置，從而促進智能控制，保證照明節能運行效率的提高。在光源的選擇上，一般選擇LED照明，因為這種照明方式具有環保效果，使用壽命長，顯色性高，最重要的是它具有高效節能的特點。LED照明在發光二極管的發展方面取得了重大進展，也推動了光源向更高層次的發展。建筑電器照明配件的選擇首先要滿足室內裝修風格，再從審美上將二者搭配起來，才能保證室內照明的舒適度。對于燈具的效率來說，燈具的選擇是重中之重，對節能也有一定的作用。當前市場上，就外觀層面上來說，LED燈具和其他燈具并無太大區別，但在節能方面存在較大差異，LED是一種高效節能的燈具，不僅能滿足消費者對外觀美感的追求，在實際應用中節約能源方面的功效更是十分明顯[8]。

6.3 中央空調節能技術

中央空調包括冷卻水系統和冷凍水系統的變頻調速技術。冷卻水系統是指收集進出水溫差和空調主機水溫信息，以滿足自動調節水泵的效果。溫差調節過程中水泵轉速保持不變，系統調節不夠準確。因此，在這種情況下，需要加水進行調節，可以促進節能。在冷凍水系統變頻調速技術中，通過采集冷凍主機與冷凍泵進出水的溫差來實現水泵的自動調節。其中，溫差信號能真實反映制冷主機在回水與出水之間的溫差，壓差信號能充分表達回水與出水制冷泵之間的壓差。如果室內溫度有一定的變化，就會直接用溫差信號來表示。然后根據變頻器對制冷泵的轉速進行一定程度的調整，從而保證有效的控制。當壓差信號發生變化時，應利用水泵的輸出功率條件來保證房間的空氣調節。

7 結語

綜上所述，要使節能降耗成為現實，設計人員必須做好前期規劃，使電氣設計在具體應用過程中達到健康、環保、節能、高效的綜合目標。目前，節能已成為綠色建筑的剛性指標。 在建筑電氣節能設計中，應特別注意中央空調、照明系統、供配電設施等大功率電氣設備的節能設計。同時，要在滿足人們基本能源需求的前提下，減少能源浪費，采取合理的科技手段，有效控制和利用設施和能源，打造環保節能建筑，使綠色建筑理念家喻戶曉。

【參考文獻】

【1】李莉芳，沈飛.綠色建筑電氣節能設計與能源管理系統可行性研究及解決方案[J].現代建筑電氣，2021，12（01）：8-12.

【2】王嘉磊.從某辦公樓設計實例談建筑電氣節能設計技術[J].智能建筑電氣技術，2013，7（06）：57-61.

【3】金千.淺談太陽能光伏發電技術在建筑電氣節能設計中的應用[J].價值工程，2012，31（26）：82-83.

【4】推綠色建筑 促電氣節能 2011中國（國際）建筑電氣節能技術論壇隆重召開[J].電氣應用，2011，30（22）：6.

【5】解志剛.關于綠色建筑中電氣節能設計的應用解析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（13）：50-51.

【6】史海疆.建筑電氣節能設計探討 訪悉地國際顧問設計有限公司電氣副總工宋鎮江[J].電氣應用，2014，33（06）：4-6.

【7】推動建筑電氣節能 共創綠色美好未來——2012中國（國際）建筑電氣節能技術論壇隆重召開[J].建筑電氣，2013，32（01）：14-16.

【8】楊杰.對于建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術的探析[J].現代裝飾（理論），2016（11）：202-203.