探析建筑電氣設(shè)計(jì)中的綠色節(jié)能技術(shù)措施運(yùn)用

張小楊

（保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)研究院，河北 保定 071000）

引言

在日常生活生產(chǎn)中，在建筑物裝飾、使用的過程中，均會(huì)應(yīng)用到大量的電氣設(shè)備和照明裝置，消耗了大量的電力資源。工作人員未充分落實(shí)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致電力資源出現(xiàn)大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，導(dǎo)致資源短缺的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。在現(xiàn)代化的建筑建設(shè)與使用過程中，應(yīng)不斷加強(qiáng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與照明節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)工作，提高電力資源的使用效率，以達(dá)到建筑節(jié)能環(huán)保、降低能源消耗的目標(biāo)，構(gòu)建低碳社會(huì)。

一、建筑電氣設(shè)計(jì)下綠色節(jié)能概述

（一）建筑電氣節(jié)能概述

在保證使用電氣設(shè)備和系統(tǒng)正常的基礎(chǔ)上，建筑電氣節(jié)能考慮能源消耗和整體的經(jīng)濟(jì)效益，通過科學(xué)合理措施，有效減少電能損耗，對(duì)現(xiàn)存能源危機(jī)進(jìn)行緩解。在建筑中，電氣系統(tǒng)占據(jù)著重要位置，是其組成部分之一，發(fā)揮著不可替代和不可或缺的關(guān)鍵作用。不僅如此，在人們生活中，電氣已經(jīng)成了一種不可缺少的元素。因此，在實(shí)際展開建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)電氣節(jié)能展開高度重視，分別從照明和電氣兩大方面為出發(fā)點(diǎn)，科學(xué)合理的規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高自然能源利用率，例如地能熱、太陽能等，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能任務(wù)。與此同時(shí)，還要運(yùn)用電氣節(jié)能展開進(jìn)一步的規(guī)劃，針對(duì)現(xiàn)存能源危機(jī)進(jìn)行有效緩解，從而更好地推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展和繁榮。

（二）現(xiàn)代建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)符合現(xiàn)代建筑的綠色發(fā)展主題，力求在滿足建筑基本使用功能的條件下，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約的目的。近年來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)也隨之創(chuàng)新，誕生了一系列新工藝新技術(shù)。在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，如何最大限度地運(yùn)用新興技術(shù)與手段、合理選擇各種電氣設(shè)備及系統(tǒng)元件用以實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能，是建筑電氣設(shè)計(jì)工作中需要著重思考的問題。從當(dāng)下我國建筑電氣行業(yè)節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用及設(shè)計(jì)情況分析，國內(nèi)建筑電氣行業(yè)對(duì)于電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)還不夠深刻，具體表現(xiàn)在對(duì)于不同類型建筑節(jié)能設(shè)計(jì)理念認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于各類節(jié)能設(shè)備與系統(tǒng)的了解不夠深入，選擇能力有所匱乏，影響了建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的進(jìn)程。對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)人員而言，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)從各種電氣設(shè)備的節(jié)能性能入手，結(jié)合建筑項(xiàng)目自身的特點(diǎn)及建筑需求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電氣設(shè)備節(jié)能性能，提高其經(jīng)濟(jì)型，并采用合理的節(jié)能設(shè)計(jì)方法，控制建筑工程的建設(shè)以及使用成本。

二、建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)存在的主要問題

在建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中存在的一些問題影響了技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的效果。第一，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)水平不高或存在缺乏深度的情況。主要原因是我國的環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)思想提出較晚，而且環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)的施工難度較大，在節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)中缺乏實(shí)踐性的研究和探索，施工技術(shù)也制約了設(shè)計(jì)的內(nèi)容，使一些節(jié)能技術(shù)無法在設(shè)計(jì)中落實(shí)，無法保證設(shè)計(jì)的水平。第二，電氣節(jié)能技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中較少利用自然環(huán)境，更多的是建設(shè)中模式化應(yīng)用，沒有從建筑整體功能和施工上做整合，節(jié)能的設(shè)計(jì)很難得到承建方的認(rèn)可。產(chǎn)生這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)人員思想上被禁錮，缺乏對(duì)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，也沒有節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)思想，畏懼創(chuàng)新，所以在設(shè)計(jì)中不愿意做難度較高的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新，不愿意結(jié)合實(shí)地環(huán)境做技術(shù)調(diào)整，造成技術(shù)應(yīng)用缺乏深度。針對(duì)當(dāng)前建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，應(yīng)建立精細(xì)化的應(yīng)用措施，把握有效應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的原則，讓建筑電氣設(shè)計(jì)能夠科學(xué)、合理，保證電氣節(jié)能設(shè)計(jì)可以全面落實(shí)。第三，忽略技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益不是短時(shí)間內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)的，雖然原有支出的成本會(huì)高于常規(guī)的電氣設(shè)計(jì)，但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。個(gè)別管理工作人員只重視目前的經(jīng)濟(jì)效益和施工成本，忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，在建筑工程電氣設(shè)計(jì)時(shí)易產(chǎn)生一些由于節(jié)能技術(shù)施工費(fèi)用高而忽視節(jié)能技術(shù)的問題。

三、建筑電氣設(shè)計(jì)中的綠色節(jié)能技術(shù)措施運(yùn)用分析

（一）變壓器的選擇與優(yōu)化

相關(guān)工作人員進(jìn)行建筑電氣相關(guān)設(shè)計(jì)的過程，如果沒有在變壓器選取這一方面予以重視，那么就很容易導(dǎo)致高能耗，使后期所需的成本大大增加。用時(shí)已久的變壓器也會(huì)消耗更多的電能，為了能夠真正地降低使用成本，相關(guān)人員必須及時(shí)地去對(duì)使用已久的變壓器進(jìn)行更換。在這一方面，工作人員可以去選擇綠色節(jié)能型的變壓器。而為了能夠真正使功率的損耗降到最低，相關(guān)工作人員除了可以去選用綠色節(jié)能型的變壓器，還可以去對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，但在這個(gè)過程當(dāng)中，工作人員需要在不影響變壓器性能的情況下對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，這方面的工作需要由專門的技術(shù)人員來進(jìn)行。變壓器優(yōu)化工作的進(jìn)行，主要還是由工作人員對(duì)不同用途的變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，但如果要真正地去優(yōu)化變壓器，還要有專門的技術(shù)人員去對(duì)變壓器的負(fù)荷率進(jìn)行規(guī)范，去對(duì)變壓器的負(fù)荷能力進(jìn)行分配。變壓器的實(shí)際應(yīng)用還需要有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，也就是說，相關(guān)工作人員必須要保證在一個(gè)好的環(huán)境之下去運(yùn)行變壓器。變壓器只有良好的環(huán)境之下運(yùn)行，工作人員才能夠及時(shí)地去解決變壓器運(yùn)行過程當(dāng)中發(fā)生的問題。一般情況下，變壓器的運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生噪音，為了解決這類問題，工作人員就必須對(duì)變壓器的運(yùn)行效率進(jìn)行優(yōu)化。在變壓器的選擇與優(yōu)化方面所進(jìn)行的一系列的工作，都可以在很大程度上提高變壓器的運(yùn)行效率，并且能夠減少變壓器對(duì)電能的消耗，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器的優(yōu)化。

（二）暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)

由于我國現(xiàn)在人口眾多，大規(guī)模的開發(fā)都是集中在大城市，這些大城市的建筑工程的發(fā)展都在向著高層發(fā)展。我國的建筑電氣設(shè)計(jì)的快速發(fā)展給暖通工程也提出了很大的挑戰(zhàn)，但是我國的暖通工程的供應(yīng)量一直非常不理想，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。但是如果在暖通空調(diào)工程中應(yīng)用到節(jié)能技術(shù)的話，可以有效降低空調(diào)的系統(tǒng)消耗，自從這個(gè)設(shè)想被提出來后很多專家覺得可行性很高，也可以有效的解決現(xiàn)在暖通工程中的一些問題。所以說必須在暖通空調(diào)的安裝施工中大力推行節(jié)能技術(shù)，除此之外，如果在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也融入節(jié)能技術(shù)的話，進(jìn)一步提升現(xiàn)在制作圖紙的精確性，不僅可以做到低碳環(huán)保，還能夠讓人們的生活質(zhì)量更加完善。設(shè)計(jì)人員要對(duì)以前遇到的一些問題進(jìn)行改良，并且不斷完善，通過現(xiàn)在的數(shù)字化技術(shù)不僅可以繪制出更加完美的施工圖，而且使用節(jié)能技術(shù)的話可以減少一些暖通工程中的支出成本，因此各大企業(yè)必須要重視節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)安裝施工中的應(yīng)用。

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

配電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用主要以變壓器選擇、管線分布為主。變壓器處于24h 工作狀態(tài)，耗能較大，并且功率越大損耗越大，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)就需要合理選擇變壓器，降低功率損耗，使變壓器能夠滿足建筑用電需要。在設(shè)計(jì)中應(yīng)先確定節(jié)能型變壓器的選擇，然后在實(shí)際選擇時(shí)預(yù)留適當(dāng)?shù)牧浚ＷC施工用期的負(fù)載率為75%～85%，以此減少變壓器的維護(hù)費(fèi)用，穩(wěn)定供電，保證經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮建筑群落的規(guī)模和發(fā)展，針對(duì)分期建設(shè)的建筑工程應(yīng)設(shè)計(jì)多臺(tái)變壓器為具體的方案，避免輕載過程中的損耗。在建筑的配電系統(tǒng)中，最大的電能損耗就是線路。不合理的管線分布讓配電過程中的損耗較大，還容易造成電力安全隱患。對(duì)此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理分布，減少線損。其中要考慮配電小間及配電室的位置，控制供電半徑，減少供電長(zhǎng)度，避免返送的情況發(fā)生。在設(shè)計(jì)中還要科學(xué)選擇配電線的材料，保證送電安全，控制線纜界面，以此提高配電效率。同時(shí)在管線分布上要做無功補(bǔ)償，保證三項(xiàng)電荷平衡。

（四）有效使用高光效節(jié)能光源

第一，在具有較低高度的建筑物中對(duì)熒光燈進(jìn)行使用，使自然觀的重要作用得到充分的發(fā)揮，進(jìn)而使室內(nèi)得到光照需求的滿足。第二，在具有較高高度的建筑物中，可以對(duì)金屬鹵化物燈進(jìn)行利用。這種燈具有顯著的照明效果、較長(zhǎng)的使用時(shí)間以及具有一定的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，同時(shí)在室外建筑中也有普遍的使用，在寬闊的場(chǎng)地以及有著較高高度的建筑物中具有非常明顯的照明效果。第三，在具有較高高度且較大維護(hù)難度的建筑物中，通常對(duì)無極熒光燈進(jìn)行利用來照明。需要特別注意的是，熒光高壓燈、熱輻射燈等會(huì)對(duì)能源造成較大的消耗，盡可能地不在建筑照明中投入使用。同時(shí)，還可以優(yōu)化設(shè)計(jì)照明燈具的反射面。通過實(shí)驗(yàn)案例的大量結(jié)合可以看出，對(duì)于普通節(jié)能燈來說，其反射面擁有的效率越高，則節(jié)能會(huì)呈現(xiàn)出越高的效率。假如普通節(jié)能燈能夠提升10K的反射面效率，則能夠使燈具明顯提高使用效果。除此之外，還可以對(duì)燈具進(jìn)行合適的選擇。在有效設(shè)計(jì)有著較高照明要求的場(chǎng)所時(shí)，可以對(duì)照明燈具進(jìn)行高壓鈉材質(zhì)的選擇，這種燈具不但有著較低的造假，同時(shí)，有著較好的光面反射效果。

（五）優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)，降低動(dòng)力損耗

動(dòng)力用電設(shè)備是民用建筑中必須安裝的系統(tǒng)，動(dòng)力用電系統(tǒng)一般用于供暖、制冷等方面，這些功能都會(huì)造成大量的電量消耗，所以民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也要注意控制動(dòng)力系統(tǒng)的資源損耗，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從以下幾方面降低在動(dòng)力系統(tǒng)方面的能源損耗。緊跟時(shí)代潮流，使用高效能的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，在節(jié)能的情況下增加其運(yùn)行效率。設(shè)立合理科學(xué)的補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的循環(huán)使用，促進(jìn)電機(jī)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電機(jī)資源的節(jié)約。大功率電動(dòng)機(jī)可采用軟啟動(dòng)裝置。消防用電動(dòng)機(jī)選用星三角啟動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過流跳閘。優(yōu)化動(dòng)力設(shè)備控制系統(tǒng)，采用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)備的自動(dòng)化控制，既減少了人力資源的投入，還能使動(dòng)力設(shè)備更精確地工作。

四、建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向

在節(jié)能環(huán)保的理念下，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展主要以應(yīng)用可再生資源為主，并且針對(duì)信息化和現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)，光伏建筑一體化是主要發(fā)展方向，讓建筑具備發(fā)電的功能，提高節(jié)能的效率，實(shí)現(xiàn)環(huán)保。光伏建筑一體化技術(shù)是將光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用到建筑當(dāng)中，為建筑的運(yùn)行提供能源，其主要的設(shè)計(jì)形式有屋頂一體化、遮陽棚一體化、墻體一體化三種。屋頂一體化應(yīng)用是將光伏陣列安裝在建筑的屋頂，這樣可以延長(zhǎng)發(fā)電系統(tǒng)的工作時(shí)長(zhǎng)，將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是當(dāng)前設(shè)計(jì)應(yīng)用中最為普遍的一體化技術(shù)，其缺點(diǎn)是屋頂?shù)拿娣e較小，輸出功率有限。遮陽棚一體化在屋頂一體化的基礎(chǔ)上增加了面積，但是對(duì)于光伏組件要求較高，需要有較高的防水和抗壓性，工程造價(jià)的成本高。墻體一體化技術(shù)主要應(yīng)用于我國的南方地區(qū)，其優(yōu)勢(shì)在于能夠有效吸收太陽光的熱量，既能降低建筑內(nèi)部的溫度，又能保證陽光的照射；其缺點(diǎn)是沒有可調(diào)節(jié)性，會(huì)受到太陽角度的影響。建筑設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)建筑的規(guī)模、預(yù)算、地理位置來選擇合適的技術(shù)形式做設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國越來越重視綠色節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，建筑電氣設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，使用綠色節(jié)能技術(shù)可以對(duì)建筑成本進(jìn)行有效把控，從而獲取良好的環(huán)保效益，提高我國建筑業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)我國建筑電氣領(lǐng)域的突破創(chuàng)新。