建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)設(shè)計研究

咸世友

山東天啟智能工程有限公司 山東濟南 250101

1 建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

在體系結(jié)構(gòu)、通信、監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域,先進科學技術(shù)對體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)及管理的要求都非常高。隨著建筑的演變，用戶擁有了更加實用、舒適、安全的生活空間，但大量電氣設(shè)備的使用都需要非常嚴格的控制，因為其直接決定了建筑的能源效率。因此，采用最新最先進的技術(shù)，創(chuàng)新研發(fā)、優(yōu)化設(shè)計是降低建筑能耗的有效途徑。

建筑師必須采取更多的節(jié)能設(shè)計，統(tǒng)一結(jié)構(gòu)要求，提高電氣節(jié)能設(shè)計的綜合水平。設(shè)計人員可詳細檢查和規(guī)劃自己的工作，管理節(jié)能項目，不斷促進電氣工程技能的發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能節(jié)約型社會。

設(shè)計單位必須對電氣各分項工程進行詳細的負荷計算并采取相應(yīng)的節(jié)能措施，且在確定設(shè)計方案時，要以節(jié)能的設(shè)計理念為指導，在進行任何工程項目之前與客戶進行有效溝通，根據(jù)工程應(yīng)用的荷載特性和功能規(guī)范，在綜合技術(shù)分析的基礎(chǔ)上考慮周圍結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性，確定最優(yōu)方案[1]。

2 電氣工程節(jié)能設(shè)計原則

電氣工程節(jié)能設(shè)計的本質(zhì)是節(jié)約能源，降低能耗，減少經(jīng)濟成本。因此，電氣工程的節(jié)能設(shè)計要遵循實用性、科學節(jié)能性、低碳經(jīng)濟性原則。無論設(shè)計人員如何節(jié)能，首先要遵循實用性原則。電氣工程必須能夠穩(wěn)定運行，不會影響各用電設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，更不會影響用戶的生活以及安全。此外，還必須保證用電情況符合規(guī)范、規(guī)定。其次，設(shè)計人員還需要考慮如何科學節(jié)能。電氣工程節(jié)能其本質(zhì)即提高能源利用率，因此，任何節(jié)能技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)必須符合科學性原則。此外，設(shè)計人員需要全面了解整個建筑工程的概況，只有這樣設(shè)計人員才能科學地、合理地推算預(yù)測整個工程所產(chǎn)生的電氣能耗和環(huán)保利用效果，設(shè)計出合理科學的圖紙，減少施工所產(chǎn)生的能耗。最后，設(shè)計人員還需要考慮低碳經(jīng)濟性原則。任何一個建筑工程在保證工程質(zhì)量的前提下，都會考慮降低經(jīng)濟成本，如施工成本等。而降低經(jīng)濟成本本身就體現(xiàn)了“節(jié)能”原則。電氣工程需要在此基礎(chǔ)上進一步降低能源成本和經(jīng)濟成本。設(shè)計人員在進行圖紙設(shè)計，選用電氣設(shè)備、節(jié)能設(shè)備時，需要從一個建筑物的整體、未來長期運行的角度進行考慮。只有這樣設(shè)計的圖紙才能規(guī)范化、合理化、高效化，才能有效地控制經(jīng)濟成本，降低能耗。此外，設(shè)計人員還需考慮所采用的節(jié)能技術(shù)手段和設(shè)備。適當?shù)募夹g(shù)手段能夠有效降低技術(shù)花費。而合適的設(shè)備，如可長時間使用、能夠循環(huán)使用的設(shè)備則能有效節(jié)省設(shè)備費用以及維修費用。

3 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)設(shè)計研究施工方法

3.1 建筑配電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)設(shè)計施工

建筑工程配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計是電氣系統(tǒng)設(shè)計的核心，在進行配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)從建筑工程電氣系統(tǒng)整體出發(fā)進行考慮。依照建筑工程整體布局、區(qū)域用電設(shè)備分配等情況考慮配電系統(tǒng)的設(shè)置，確定配電機房和豎井的位置。應(yīng)將建筑電氣系統(tǒng)的供配電設(shè)備、變配電靠近電氣系統(tǒng)的負荷中心，縮短配電系統(tǒng)的配電半徑，兼顧配電系統(tǒng)進出線的走線情況，保證進出線走線清楚，可使用不同的顏色標記，方便后續(xù)維修施工。從建筑工程電氣系統(tǒng)配電設(shè)備整體出發(fā)，進行節(jié)能設(shè)計考慮，以保證最終設(shè)計的建筑工程配電系統(tǒng)，可達到節(jié)能使用的目的，建筑電氣系統(tǒng)的配線設(shè)備應(yīng)以合理的供電方式和供電電壓進行操作，推動建筑行業(yè)綠色發(fā)展。

3.2 照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

第一，充分地利用陽光。太陽光是目前最有效且免費的光源，對于太陽光的合理利用，可以大大減少電氣的能源消耗，從而提升高層建筑的環(huán)保效果，另外，還可以降低照明成本，使得高層建筑的經(jīng)濟效益大幅提高。對于高層建筑的內(nèi)部照明設(shè)備，應(yīng)該增加窗戶的面積，使得太陽光能夠更多地引入建筑內(nèi)部，可設(shè)置一些側(cè)窗、天窗以及光柵板等，提高陽光的入射效果，實現(xiàn)更好地照明。第二，配置合適的燈具。在進行燈具的選擇時，應(yīng)該根據(jù)實際的照明需要選擇光效適合的燈具。對于陽光能夠照射到的地方，應(yīng)該設(shè)置一些光效較暗的燈具，從而更好地配合太陽光，實現(xiàn)高效照明的同時，提高高層建筑的節(jié)能效果。而在走廊或者門廳處，由于較為昏暗，太陽光的照射不足，因此，需要設(shè)置一些亮度較大的節(jié)能燈具，實現(xiàn)高效的照明效果。第三，選用一些節(jié)能高效的電器附件。通過選擇一些節(jié)能型的電子觸發(fā)器、電感鎮(zhèn)流器等，對照明燈具進行控制，在光線充足時減少燈具的工作時間，降低燈具的功耗，從而起到很好的節(jié)能效果[2]。

3.3 節(jié)能燈具的安裝

變壓器作為電氣工程的主要原件，變壓器的質(zhì)量和效率能夠直接影響整個建筑物電力系統(tǒng)的效率。變壓器首先需要保證整個建筑物的需求，其次考慮節(jié)能、環(huán)保、低損耗。選擇變壓器時要考慮變壓器的容量，容量過低容易損壞甚至燒壞變壓器；而高容量的變壓器雖然能夠滿足建筑物的需求，但是會造成資源浪費。因此，如何選擇適宜的變壓器是減少變壓器能耗的關(guān)鍵步驟。目前，常用的選擇變壓器依據(jù)是變壓器的經(jīng)濟負荷率，而當負荷率能夠維持在70%左右時是比較適合的變壓器。此外，選擇變壓器時，還需要因地制宜。不同的環(huán)境和建筑物，選擇變壓器的方式也不同。當建筑物類型為大型時，如圖書館、體育館時，通常采用節(jié)能的干式變壓器；而當所處環(huán)境為電壓波動較大的場所時，則應(yīng)采用有載調(diào)壓功能的變壓器。

3.4 降低建筑線路電能損耗

可以通過減少建筑工程電氣系統(tǒng)線路的電能損耗，達到建筑電氣工程節(jié)能設(shè)計施工的目的。電線線路是建筑工程電氣系統(tǒng)正常運行實施的基礎(chǔ)條件，電能須通過電線線路的傳輸運送到指定部件進行操作，因此，電線線路傳輸過程中，可能造成的電能浪費量較多。

建筑工程電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計可從降低電線線路電能損耗入手。在建筑工程電氣系統(tǒng)設(shè)計過程中，電氣系統(tǒng)設(shè)計人員可從實際需求出發(fā)，以機械長度和發(fā)熱需求為電線線路設(shè)計的導向，選擇低壓線路截面，減少電線線路的電能傳輸距離，使用電阻率較小的材料或能耗較低的變壓器，減少電能在線路傳輸過程中的浪費。

3.5 電梯系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

對于高層建筑的電氣設(shè)備組成來說，電梯系統(tǒng)也是重要的組成部分，同時，電梯系統(tǒng)的能耗情況也不容小覷。對于一些高層建筑而言，其超高的樓層意味著電梯設(shè)備的使用情況十分頻繁，同時，產(chǎn)生的能耗非常多。因此，在對電梯系統(tǒng)進行節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用時，必須從以下幾個方面進行考慮：第一，在高層建筑的電梯系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速的控制方式，實現(xiàn)電梯設(shè)備能耗的降低。傳統(tǒng)的電梯設(shè)備自動化控制程度不高，對于電梯沒有合理的調(diào)速控制，造成了大量的能源消耗，因此，安裝變頻調(diào)速控制器，可以動態(tài)地調(diào)節(jié)電梯的運行速度，使得電梯系統(tǒng)的能耗大大降低。第二，根據(jù)電梯的實際運行情況，合理地設(shè)置電機的驅(qū)動容量，大大降低電機的能源損耗，在提高電梯運行效果的同時降低能耗，達到很好的節(jié)能效果。第三，合理地設(shè)置控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電梯的位置，實現(xiàn)電梯利用率的最大化，減少電梯空載的情況，降低電梯系統(tǒng)的能源損耗。第四，采用能量回饋技術(shù)，使電梯在運行的過程中對于電氣的消耗相對穩(wěn)定，減少配電變壓器的損耗，從而實現(xiàn)節(jié)能的效果。

3.6 補償技術(shù)

設(shè)計人員在進行電力系統(tǒng)設(shè)計時，不僅要考慮所設(shè)計的電力系統(tǒng)能夠覆蓋整個建筑物，而且需要考慮電力系統(tǒng)的補償。由于電力系統(tǒng)中大部分設(shè)備屬于感性特性的負載，而這種特性將直接造成這些電氣設(shè)備功率因素下降，進而增大電能和能耗。此外，其他因素也會導致電力系統(tǒng)正常運行時產(chǎn)生能耗。因此，需要補償設(shè)備或技術(shù)手段進行電力系統(tǒng)的補償。補償設(shè)備或技術(shù)手段使得電力系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定，進一步保證用戶的生活質(zhì)量和安全性能。設(shè)計人員需要加深對電氣設(shè)備參數(shù)的了解，能夠合理地分析數(shù)據(jù)如電壓、電容量等，只有這樣才能較好地完善設(shè)計方案。此外，設(shè)計人員可采用先投入應(yīng)用的方式，通過實時跟蹤了解、分析所用設(shè)備的電功率變化情況，進行選擇相應(yīng)的補償設(shè)備或技術(shù)手段[3]。

4 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展,環(huán)境污染、全球變暖、自然資源枯竭等問題越來越突出,中國開始倡導節(jié)能減排和保護環(huán)境。在建筑領(lǐng)域,推廣節(jié)能智能技術(shù),致力于節(jié)能建筑的建設(shè),節(jié)約自然資源,保護環(huán)境。研究對中國的建筑電氣節(jié)能設(shè)計進行了探討和分析,提出了我國建筑節(jié)能存在的問題并采取了相應(yīng)的措施,以期能為人們創(chuàng)造更舒適的環(huán)境。