建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)措施探討

王利佳 邱小松

【摘 要】建筑電氣設(shè)計(jì)作為整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)中最主要的環(huán)節(jié)之一，對(duì)于建筑企業(yè)的生存和發(fā)展起到了重要的作用。而現(xiàn)階段，我國(guó)的能源問(wèn)題已然成為了一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題，牽動(dòng)著我國(guó)的發(fā)展。各行各業(yè)都必須努力做到節(jié)約能源。作為耗能極大的建筑行業(yè)更是如此?；诖耍疚木蛯?duì)建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；節(jié)能；設(shè)計(jì)；技術(shù)

1、建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀及意義

1.1、現(xiàn)狀及不足

與國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)相比，我國(guó)實(shí)際的能源利用率較低。目前，我國(guó)固定面積中建筑電氣總耗能量比美國(guó)等發(fā)達(dá)地區(qū)高2倍左右，在發(fā)達(dá)地區(qū)中，先進(jìn)的節(jié)能型、自供應(yīng)型建筑設(shè)施占總量的4成左右。另一方面，由于我國(guó)的人口眾多，耗能巨大，因此如何實(shí)現(xiàn)建筑電氣的有效節(jié)能逐漸成為政府及相關(guān)部門現(xiàn)階段工作的重點(diǎn)。

雖然，政府對(duì)建筑電氣節(jié)能方面給與了高度的關(guān)注，但我國(guó)對(duì)于這方面的研究起步較晚，對(duì)建筑節(jié)能還沒(méi)有形成統(tǒng)一的解釋。因此，節(jié)能措施的應(yīng)用沒(méi)有得到完善的規(guī)范的支持，對(duì)于工作人員來(lái)講，還缺乏約束的能力。目前，在建筑電氣的節(jié)能建設(shè)中，大多數(shù)企業(yè)仍停留在僅對(duì)照明等簡(jiǎn)單電氣進(jìn)行優(yōu)化的環(huán)節(jié)，并沒(méi)有對(duì)建筑電氣的節(jié)能進(jìn)行細(xì)化的分析和研究，因此我國(guó)建筑電氣節(jié)能建設(shè)的速度較為緩慢。

1.2、重要意義

如今，在建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，節(jié)能逐漸成為現(xiàn)代化建筑建設(shè)的主流，對(duì)建筑電氣進(jìn)行節(jié)能處理是建筑項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)整體節(jié)能的重要前提。因此，在建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段中，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在科技不斷發(fā)展的影響下，多種多樣的節(jié)能性電器和設(shè)備大量的出現(xiàn)在市面上，為建筑電氣的節(jié)能工作提供了極大的幫助。通常情況下，建筑項(xiàng)目的存在時(shí)間很長(zhǎng)，在正常條件下不會(huì)發(fā)生太大變化，然而對(duì)于建筑內(nèi)部所需資源來(lái)講，隨著時(shí)間的推移會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，越來(lái)越多的新型技術(shù)、材料的出現(xiàn)和應(yīng)用逐漸取代了建筑中的不可再生資源，在人們節(jié)能意識(shí)不斷深化的過(guò)程中，節(jié)能技術(shù)、材料勢(shì)必會(huì)得到更為完善的發(fā)展。在建筑項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，始終貫徹新節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并在發(fā)展的過(guò)程中逐漸完善建筑節(jié)能的相關(guān)規(guī)定，從而全面提高我國(guó)建筑電氣的節(jié)能水平，在社會(huì)中起到節(jié)能減排的帶頭作用。

2、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中十分常見(jiàn)的問(wèn)題

對(duì)于建筑工程而言，電氣設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)。可是這些年，隨著人們電氣需求量的不斷攀升，使得許多的專業(yè)人士開(kāi)始不重視甚至忽略了建筑電氣設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)，因此，在越來(lái)越多的大型建筑或者家庭住宅里，出現(xiàn)了電氣安裝不合格、混亂的問(wèn)題，電氣設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)、居民盲目用電的現(xiàn)象也屢見(jiàn)不鮮。因?yàn)榻ㄖ姎獾脑O(shè)計(jì)師們一味只追求客戶的滿意度，忽略了電氣節(jié)能這一重大問(wèn)題，這樣不僅給整個(gè)建筑工程和住宅居民埋下了很多的安全隱患，也使得電氣建筑產(chǎn)生的能源損耗問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。而另一方面，人們大多沒(méi)有意識(shí)到我們能源緊缺的現(xiàn)狀，從而導(dǎo)致能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

與此同時(shí)，在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中較為普遍的就是技術(shù)上的問(wèn)題。常見(jiàn)的有由于供電線路的迂回使得電能出現(xiàn)了大量的無(wú)用消耗、變壓器和用電單位兩者之間的距離不合理等；電路設(shè)計(jì)或者設(shè)備選擇不合理，水泵、風(fēng)機(jī)之內(nèi)的設(shè)備無(wú)法使用最好的狀態(tài)工作等；有許多手動(dòng)的設(shè)備，出現(xiàn)問(wèn)題但卻無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，造成了嚴(yán)重的電能資源浪費(fèi)；在設(shè)計(jì)建筑物照明的部分的時(shí)候，籠統(tǒng)的就全部使用了強(qiáng)度較大的照明設(shè)備，而且沒(méi)有細(xì)心考究照明設(shè)備的開(kāi)關(guān)選擇等等，這些都造成了大量的資源浪費(fèi)。

3、建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

3.1、配電系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員和施工人員需要結(jié)合配電系統(tǒng)的實(shí)際容量、配點(diǎn)距離和電氣設(shè)備的功能、特點(diǎn)等內(nèi)容合理設(shè)計(jì)，盡可能地縮短變配電所與負(fù)荷中心之間的距離。這樣做，不但能夠大大節(jié)省輸電材料，還能夠有效降低輸電過(guò)程中消耗的電能，從而發(fā)揮出節(jié)能的作用。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要合理選擇電源變壓器的數(shù)量和容量，改變變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而起到一定的節(jié)能效果。另外，在完全放電的狀態(tài)下，電容器才能充電。如果電容器中還有電就充電，會(huì)增加電能的耗費(fèi)。因此，在實(shí)際工作中，要防止這種問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2、照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是建筑中的重要組成部分，該系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是不可忽視的。盡管白熾燈安全、簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，光色好，價(jià)格較低，但是，其發(fā)光率不高，不利于節(jié)能。在實(shí)際的施工過(guò)程中，可以選取高效能的光源。在室內(nèi)場(chǎng)所，應(yīng)該盡量選用功率較小的熒光燈、高壓鈉燈和LED節(jié)能燈，而在室外或道路照明中，可以使用金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等。如果使用熒光燈和氣體放電燈，就需要安裝電容器。另外，建筑物中要盡量使用一些自然光，靠近室外的地方要充分利用自然光。

3.3、降低線路和產(chǎn)品的電能浪費(fèi)

在高層建筑中，線路中的電能損耗也是電能浪費(fèi)的重要方面。因此，電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路時(shí)，要重視線路耗能的情況。根據(jù)機(jī)械長(zhǎng)度和發(fā)熱條件，盡量選擇低壓線路截面，以降低線路的電能損耗。同時(shí)，也可以選取電阻率較小的材料作為線路的導(dǎo)線，例如鋁線和銅芯導(dǎo)線等。同時(shí)，還要選取低能耗的變壓器和無(wú)噪聲、節(jié)能型號(hào)的接觸器。

3.4、提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)是一種有效的節(jié)省電能的方法。要想提高自然功率因數(shù)，可以通過(guò)選取異步電機(jī)、使用同步電動(dòng)機(jī)和實(shí)現(xiàn)電力變壓器輕載運(yùn)行的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在無(wú)功功率的人工補(bǔ)償環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以使用高低壓柜集中與分散就地補(bǔ)償?shù)姆绞窖a(bǔ)償，但這要根據(jù)高層建筑中電力設(shè)備的實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量使三相負(fù)荷達(dá)到平衡狀態(tài)，采取相應(yīng)措施有效提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，選擇合適的容量和地點(diǎn)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

3.5、變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)

為了提高變壓器的工作效率，減少損失，對(duì)變壓器進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)在以下方面：1）優(yōu)選變壓器數(shù)目與容量，科學(xué)調(diào)整電壓負(fù)荷，確保變壓器能夠低損耗狀態(tài)下高效運(yùn)行；2）選擇大于10型、非晶合金的節(jié)能性變壓器，這類變壓器運(yùn)行效率高、安靜、輕便等優(yōu)勢(shì)特征，變壓器通常的運(yùn)行負(fù)載率也要控制在0.85，控制變壓器工作環(huán)境的溫度，防止由于溫度過(guò)高所導(dǎo)致的負(fù)載變化。

3.6、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能化設(shè)計(jì)

為了控制線路由于輸送超前無(wú)功導(dǎo)致的有功性損耗，采取了就地補(bǔ)償電容器的模式，而且將高效發(fā)電機(jī)裝配在電梯內(nèi)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與運(yùn)行效率，有效減少了電動(dòng)機(jī)的能量耗費(fèi)，也有效控制了電動(dòng)機(jī)的輕載、空載工作，以及變頻調(diào)速模式能夠有效控制能量損耗。將變頻調(diào)速器裝入配電系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化作用，當(dāng)配電系統(tǒng)負(fù)荷較弱時(shí)，進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，確保其同變化的負(fù)荷協(xié)調(diào)一致，利用變頻調(diào)速器能夠保證電機(jī)在空載狀態(tài)下的工作效率，以便獲得節(jié)能的效果。

4、建筑電氣節(jié)能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1、依托光能的照明系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

照明工程將打破對(duì)電氣系統(tǒng)的依賴，而是加強(qiáng)對(duì)光能的開(kāi)發(fā)和利用，在未來(lái)幾十年內(nèi)，光源將日益發(fā)揮照明功能和作用，例如：增設(shè)光井、高透光率的門窗等等，光源具有天然、環(huán)保、儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn)，在具體應(yīng)用中勢(shì)必要發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)功效，充分利用光能進(jìn)行照明，減少對(duì)電力系統(tǒng)電能的損耗，或者加強(qiáng)對(duì)電力照明系統(tǒng)自身的改良，引入環(huán)保節(jié)能燈具、或者聲光控制技術(shù)等等。

4.2、水源熱泵空調(diào)技術(shù)

一些智能化建筑系統(tǒng)，其內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)得到了節(jié)能化發(fā)展，最具典型技術(shù)當(dāng)屬水源熱泵空調(diào)技術(shù)，這一技術(shù)具有綠色環(huán)保、節(jié)能高效、無(wú)污染等特征，因?yàn)榈叵滤c土壤在一定時(shí)間與范圍內(nèi)其溫度能夠維持穩(wěn)定狀態(tài)，水源熱泵技術(shù)正好利用了這一特點(diǎn)，同以往的普通空調(diào)相比，空調(diào)的機(jī)組效能明顯得到提升，節(jié)能效果達(dá)到60%以上，而且因?yàn)樗礋岜弥械乃疁赝ǔＬ幱诜€(wěn)定狀態(tài)，這就使得機(jī)組能夠在一個(gè)安全、穩(wěn)定且低能耗狀態(tài)下運(yùn)行。同時(shí)，電梯系統(tǒng)也得到了節(jié)能化發(fā)展，具體體現(xiàn)為：很多建筑物內(nèi)注重電梯設(shè)施類型的科學(xué)優(yōu)選，小機(jī)房電梯正在逐漸取代傳統(tǒng)電梯，因?yàn)槠鋬?nèi)部配置的無(wú)齒輪曳引機(jī)有效控制了電能損耗，其節(jié)能成效良好。

總言之，采取合理的電氣節(jié)能技術(shù)措施不僅能給建筑電氣系統(tǒng)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)有效資源的高效利用，最大限度地減少電氣系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響，為建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)、綠色環(huán)保、低成本可持續(xù)建筑發(fā)展。因此在以后的實(shí)際工作中必須得到我們的重視發(fā)展。

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