電氣節能技術在建筑電氣工程中的運用

謝建國

電力系統在生產和生活的地位舉足輕重。建筑電氣工程中，既要確保工程的施工質量，又要盡可能降低不必要的能耗，以達到可持續發展的目標。因此，必須充分認識到電氣節能技術在建筑電氣工程中的作用，深入探究該技術的實際應用方法，從而更好地運用到實際工程中。

1 建筑電氣工程與節能技術

1.1 建筑電氣工程概述

建筑電氣工程主要以電力科學技術為手段，在建筑工程中運用先進的信息科學技術理論和電力科學技術，為建筑工程提供全方位的服務。隨著科技的飛速發展，我國對數字化城市、綠色生活、智慧建筑的要求越來越高。將現代信息技術應用到各個行業中，對傳統建筑業進行改造是建筑行業發展的趨勢。建筑智能化是一種新興產業，與現代信息技術有著密切的關聯。建筑工程的智能化為人們提供了舒適的工作和居住環境，帶來了空前的經濟效益和巨大的社會利益，未來仍有著廣闊的發展空間。

1.2 電氣節能技術的應用現狀

隨著城市化的迅速發展，我國的社會經濟也在不斷發展，各個行業都取得了很大的進步，尤其是建筑行業。我國建筑行業的能源消耗占全國能源消耗總量的1/3，因此必須通過科學的節能技術減少整個行業的耗能量。目前，我國各有關部門都非常重視電氣節能技術的發展應用，出臺了相關政策，但是與其他發達國家相比仍存在著巨大差距。盡管很多企業都意識到電氣節能技術的優越性，但是該技術在實際工程中并未得到充分應用。因此，在制定節能措施時，必須進一步統一規范，強化法律的約束力，以改善電氣節能技術的應用現狀。

1.3 電氣節能技術的應用原則

1.3.1 符合建筑相關標準的原則

建筑是一個系統的項目，而電氣節能是其中的一部分。節能設計方案應按照建筑相關標準和規范進行，其具體要求有：通過優化電網結構合理利用電力資源，降低能耗，從而達到節約用電的目的。因此，在建筑工程中，必須嚴格遵循國家有關安全技術規范進行設計，創造安全、穩定的用電環境。

1.3.2 環保節能原則

在建筑工程中，電氣節能技術的核心就是環保節能，倡導采用綠色的電力設備，以減少能源浪費及對環境的污染。在建筑電氣工程中，電氣節能技術在每一個環節的應用都應秉承環保節能原則，這也是電氣系統施工人員必須認真研究的課題。

1.3.3 適用性原則

適用性原則是建筑工程電氣節能技術能否得到發展和運用的重要理論依據，也是衡量可操作性的一個重要指標。建筑工程中電氣設備使用的適用性，為整個建筑提供了與人們的生活和工作需要相適應的物質條件，確保了建筑內部的良好環境，維護了有關工作正常進行。另外，在建筑工程電氣節能技術的設計和應用中，是否能夠實施節能技術，關鍵在于其經濟適用性。經濟適用原則是以建設項目的實際經濟效益為出發點，采取多種措施，降低建設項目成本，達到電氣節能技術指標，為建設項目帶來最大的經濟利益[1]。

2 電氣節能技術的應用問題

2.1 技術水平低，管理制度不完善

在我國建筑工程電氣自動化技術應用中，經常會出現各種問題，通常是由生產成本超支、產品質量不達標以及人為操縱不當等因素造成。究其根源主要是因為我國電力工程施工中缺乏現代技術手段，技術水平低，導致工程監理工作中存在一些問題。另外，管理制度不完善，導致管理體系存在漏洞，一旦出現問題，無法按照規章制度來追究相關責任。而且由于管理體系中處理問題的方式大多比較籠統，極大地影響了約束條款的有效性[2]。

2.2 應用范圍急需擴大

目前，在我國建筑電氣工程建設過程中，智能化技術的運用水平存在諸多不足，其應用領域還有待進一步擴大，電氣系統管理、故障監測以及電力設備的優化是實現智能化的關鍵。在今后的發展中，智能化已成為未來發展的趨勢，智能技術的應用也將越來越廣泛，因此需要深入研究建筑電氣的智能化方面[3]。

3 電氣節能技術在建筑工程中的應用

3.1 空調系統節能技術

建筑電氣工程進行節能優化設計的過程中，相關人員必須提高對空調系統節能技術的重視程度。由于配電網絡中存在大量問題，這些均會造成大量的電能消耗。因此，技術人員應結合實際情況以及中央空調的技術規范和能源需求，與有關電力部門進行科學合理的溝通，并根據需求調整相應的供電線路，保證所安裝的配電網科學、合理，從而能夠在空調系統中應用更多的節能技術。同時，技術人員還需要合理優化中央空調的內部結構，使其能夠獨立管理中央空調的溫度、濕度，以便達到較為完善的配置。另外，還要對能源節約技術進行科學的研究和應用，達到合理利用節能技術的目的[4]。

3.2 照明系統節能技術

在建筑景觀照明設計中，電氣節能技術人員應采取調壓、調頻等技術，以達到節能控制的目的。例如，針對電力供應中后半段的電力負荷偏小、電網電壓偏高的特點，技術人員可以利用自動化的節電系統，達到調壓和頻率調節的目的。在數據網絡系統構建中，將無線遙控器和無線通信技術相結合，并與電網的配電箱相連，對其進行遠程監測，從而控制項目所處電網[5]。這一過程需要電氣節能技術人員按照照明規范和照明模式的要求進行系統的設定。

3.3 變壓器的節能方法

建筑電氣工程中，采用了較多大容量的變壓器。根據統計，在發電、供電、用電的過程中，由于變壓器自身的有功和無功的雙重損失，采用節電技術減少損失是節省能源的關鍵。為了減少電力系統中變壓器的損耗，可以采用以下2種方法。

第一，采用節電變壓器。目前，國內已出現一些節能變壓器，其產品質量達到使用標準，整體功耗比普通變壓器降低25%左右。

第二，選用符合要求的變壓器。在施工過程中，應結合實際情況，合理確定變壓器的容量和數量，并將采購與運輸成本結合起來，以節約項目成本。

3.4 動力系統應用中的節能措施

對于電力系統，由于其生產、供給均由對應的生產廠商提供，因此必須從實際操作過程實現節能管理。而且在設備運行中，相關技術人員可以有效避免空載現象。若在此期間發現電力系統的相關工作負載有明顯降低的征兆，則有關技術人員應適當調整所涉及的頻率裝置，確保運行速度能夠與當前電網的實際情況相適應，從而實現無空載的節能目標。此外，相關技術人員應明確剖析總體供電狀態和相關設備的結構特點，以便根據實際情況采用更加合理、完善的方式進行合理的布局。為此，相關主管必須對各大樓各層進行分組作業，并充分利用各樓層的樓梯管理體系，確保多個樓梯系統協調一致，各系統之間形成良性交互，最終實現對樓梯系統的整體管理。在管理期間，如果出現部分動力系統暫停工作的現象，應立刻停止該部分系統所對應的電力供應，并等到系統恢復正常后再繼續供應電力，以防止資源浪費。

3.5 通風、排水與暗室設計方面的節能技術

節能技術還可以應用于通風、排水和暗室的設計中。第一，在通風方面的運用。必須與智能控制系統相結合，并根據實際情況進行相應的管路設計。第二，在排水系統方面的應用。節能排水技術要求采用相應的變頻調速設備，進行負壓供水，以達到節水、節能、凈化水質的目的。第三，在暗室設計方面的應用。暗室主要是指地下室和電梯之間的密閉空間，必須具有緊急且足夠的電力供應，以便突發事件發生時能夠及時處理。尤其對于電梯這種日常使用頻次較高的場所，要保證安全、節能，因此必須根據設計圖布置線路，以減少能耗。

3.6 電動機節能技術

在工程建設中，電機與暖通設備、管道設備以及建筑設備等相匹配，為了便于使用，通常選擇同一廠家。電動機的節能技術一般在運行階段得以充分體現，但要確保工作性能，實現全過程的節能，就必須了解其選用原理，并根據特點選用合適的型號。在實際工作中，采用勵磁方法可以有效調整輸入端的電壓、電流，而異步電動機具有一定的功率因子，通常維持在0.8 左右。因此，當需要使用大容量的發電機時，一般會選擇同步電動機。

4 電氣節能技術的應用策略

4.1 提升電氣系統功率因數

在電氣系統發展和運行的過程中，通過科學、合理的方式提高該系統的功率因數，可以有效減少變壓器的損失，達到節能要求。提高系統功率因數的有效途徑有以下3 個。第一，采用電容實現無功補償，持續提高整個系統的運行速度，其工作原理及關鍵在于將電容器所產生的電能轉化為無功功率，以消除滯后與補償功率造成的作用力，從而有效降低工作中產生的損耗。第二，在電力設備與調速方式相同的情況下，單靠自然功率不可能維持工作，而采用無功補償裝置，可以有效降低線路損失。第三，對電力集中的地區進行補償，確保電力設施的正常使用。

4.2 合理優化供配電線路系統

通過配電網的連接，可以實現供電和負載控制的一體化。但是，電力供應與分配過程中仍然存在一些缺陷，其中最主要的問題就是電力的大量損失。因此，在進行供配電網規劃時，應著重考慮如何合理規劃配電網，盡可能減少配電網的連接和供電線的使用，降低電網損失，達到節能效果。合理優化電力系統的線路，主要采取如下措施。

（1）合理選用導線材料。應充分考慮各種金屬材料的電阻率導線的損耗與導線的電阻有密切的關系，因此，在選用導線時，應遵循經濟實用的原則，選用低電阻率的材料，目前銅芯電線較為符合需求。

（2）減少配線。線路縮短的距離越多，損失也就越大，可見線路損失與線路長度有著密切聯系。因此，在進行供配電網設計時，應盡量避免采用配線連接，以減少配線，使配電網與負載中心直接毗鄰。例如，為了降低輸電線路損失，需要讓輸電線路盡量接近負荷中心。此外，由于很多高層住宅都會發生分支線路逆向供電的不良情況，導致電力損失很大，因此在設計時應為每1 座豎井配設1條主干線，以減少分支線路的逆向供電。

（3）限制空載運行。在所有供電和分配系統中，電動機和其他很多電氣設備都會處于無負載運行狀態。這就使得無法充分利用電力，從而產生大量的電力損失。因此，設計人員可以采用高功率的同步電動機替代異步電動機，降低線路損失。

4.3 建筑節能的計量與管理

在施工過程中，計量管理是衡量建筑能耗情況的重要手段，使用者只能通過計量器具了解建筑能耗的基本情況。因此，相關單位在進行建筑電氣節能設計時，應對其進行嚴格的計量管理，每一個地區的能耗，不管是居民還是小區，都需要單獨測量，這樣才能更好地掌握能耗的基本情況。同時，還要做好相關記錄，以便更好地理解和分析建筑電氣節能設計和運行效果。對一些耗電較高的電氣設備，也要進行監控和測量，防止裝置出現故障。另外，應對電氣系統的節能設計進行嚴格的計量管理，以防止因計量失誤造成的能耗損失。

4.4 重視節能新技術

目前，電氣節能技術在我國建設工程中的應用越來越廣泛。要加強電氣節能設計的投入力度，并不斷完善工藝技術，降低經濟發展對生態環境造成的負面影響，全面實現綠色節能經濟的基本需求。此外，還需要加強對新技術的研究和開發，以及新的技術和設備的推廣與應用。從當前電氣節能技術和新能源技術發展等方面來看，政府也要從財政上給予扶持，加強對建筑電氣節能設計的管理。

4.5 巧妙利用自然光

為了達到更好的節能效果，必須嚴格遵守國家有關的節能要求，要充分認識到自然光的作用，創造出良好的自然光線進入環境。也就是說，必須加大采光孔，加大采光面積，并選用透光率高的材料，最大限度利用自然光。此外，合理設計建筑內部的色彩，以淺色調為主，這樣也可以充分利用自然光線。

4.6 重視防火設計

有效預防民用建筑的電氣火災，必須對其進行合理的消防設計。在設計時要嚴格遵循有關設計標準，注意技術上的一些小問題，以達到預防電氣火災的目的。在進行電氣系統設計時，要充分考慮電氣設備的負荷問題，避免因長時間使用或負荷過大而導致火災。在選擇材料時要選用正規廠家生產的材料，以達到家用負荷需求，有效避免家庭電氣設備著火。

5 結語

隨著經濟水平的提升，人們的生活水平也不斷提高，電能的利用對人們的生活質量產生了一定的影響。因此，有關部門應加強利用先進的能源技術和設備，以保證能源的利用率和品質，從而提升建筑及有關單位電氣系統的運行品質，促進電氣節能技術的發展。