建筑電氣節(jié)能優(yōu)化熱點(diǎn)問題及方法論述

張 哲 山東省省直機(jī)關(guān)房產(chǎn)服務(wù)中心

1 前言

只有科學(xué)設(shè)計(jì)建筑電氣，才能確保建筑事業(yè)良性發(fā)展。優(yōu)化電力設(shè)備結(jié)構(gòu)，是建筑事業(yè)未來發(fā)展的必經(jīng)之路。因此，在設(shè)計(jì)建筑電力方案時(shí)，需保障電氣設(shè)計(jì)足夠規(guī)范、合理且實(shí)用，以此有效提高能源利用效率。

2 目前建筑電氣設(shè)計(jì)問題

2.1 電氣設(shè)計(jì)方案問題

在編制建筑電氣設(shè)計(jì)方案之際，電氣設(shè)計(jì)人員需充分考慮電氣施工細(xì)節(jié)。但是大多施工人員并未注意這一點(diǎn)，導(dǎo)致建筑電氣設(shè)計(jì)方案缺少合理性。在后期電氣施工時(shí)，常常出現(xiàn)各種質(zhì)量隱患，無形中加大電氣安全事故爆發(fā)頻率。

2.2 電氣設(shè)計(jì)深度不足

在建筑電氣施工時(shí)，不同的外界施工因素均會(huì)影響施工進(jìn)度，甚至致使電氣設(shè)計(jì)未曾按照預(yù)期方案執(zhí)行，達(dá)不到預(yù)期建設(shè)需求，使得安裝電氣以及電氣設(shè)備應(yīng)用時(shí)存在大很多問題，令后期建筑功能大打折扣。同時(shí)，如若在設(shè)計(jì)建筑電氣方案時(shí)，未曾詳細(xì)描述電氣系統(tǒng)規(guī)格及型號(hào)，在采購(gòu)設(shè)備時(shí)則難以精準(zhǔn)采購(gòu)相關(guān)設(shè)備，施工過程中極有可能出現(xiàn)安裝問題，從而引發(fā)一系列質(zhì)量問題。

2.3 電氣設(shè)計(jì)不符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定

在電氣設(shè)計(jì)編制時(shí)，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)依據(jù)主觀設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)完成任務(wù)。所以在編制及設(shè)計(jì)過程中，常會(huì)出現(xiàn)諸多主觀方面的問題。如，未按照國(guó)家規(guī)定進(jìn)行編制，過度追求成本，而忽略質(zhì)量問題。再如，在具體選擇低壓配電線路時(shí)，線路截面偏小。然而，在具體施工過程中，用電負(fù)荷較大，如果在使用過程中出現(xiàn)“三相負(fù)荷”，則會(huì)打破線路電流輸出平衡度，出現(xiàn)諸多隱患，誘發(fā)安全事故。

3 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

3.1 滿足建筑物使用功能

在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循建筑基本功能節(jié)能原則，滿足基本照明亮度、建筑內(nèi)部樓道暢通度及空調(diào)溫度等日常用電需求。此外，還要符合現(xiàn)代化特殊工藝要求。例如，一些大型娛樂場(chǎng)所之內(nèi)，需要設(shè)計(jì)獨(dú)特的照明系統(tǒng)，以此提升亮化程度，達(dá)到工藝照明要求，發(fā)揮優(yōu)良的美化作用及亮化作用。

3.2 考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益

建筑電氣節(jié)能活動(dòng)要符合我國(guó)基本國(guó)情，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)效益問題，避免出現(xiàn)盲目性特點(diǎn)，不要因過度節(jié)能而忽略資金成本，不可過度浪費(fèi)資金，有效控制建筑電氣使用成本。

3.3 節(jié)省無謂消耗能量

于高層建筑來說，由于樓層偏高，內(nèi)部人口偏多，需要消耗大量的能源維持日常運(yùn)行。但是，在建筑物投入使用階段，不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些不必要的能源浪費(fèi)情況。為了制定針對(duì)性解決計(jì)劃，應(yīng)進(jìn)一步分析建筑日常能源使用情況，掌握每一環(huán)節(jié)對(duì)能源的消耗程度，從而制定針對(duì)性節(jié)能計(jì)劃，減少不必要的能量消耗。

4 建筑電氣節(jié)能優(yōu)化問題優(yōu)化措施

4.1 供配電系統(tǒng)節(jié)能措施

供配電系統(tǒng)節(jié)能措施，主要在運(yùn)輸途中以及轉(zhuǎn)換途中控制能耗。具體有以下幾種途徑：①精心選擇供電電壓，如果供電情況相同，電壓偏高，電量損失越少。②謹(jǐn)慎選擇簡(jiǎn)約的供電系統(tǒng)，選購(gòu)該系統(tǒng)時(shí)一定要關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量。③合理選擇變壓器容量，結(jié)合建筑物實(shí)際需求進(jìn)行采購(gòu)，避免出現(xiàn)浪費(fèi)現(xiàn)象。④考慮電纜電線截面是否與電流密度相符，如若不相符也會(huì)直接影響節(jié)能狀況。⑤需牢牢把握整體功率因素，必要條件下提升功率因素。結(jié)合這幾點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)在現(xiàn)有的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，仍存在一些難點(diǎn)需要攻克。為此，需要正視建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的缺陷，綜合制定電器節(jié)能計(jì)劃，以確保建筑電氣節(jié)能符合當(dāng)代發(fā)展要求，為節(jié)能事業(yè)良性發(fā)展而助力。

4.2 照明系統(tǒng)節(jié)能措施

首先，在照明節(jié)能管理方面，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)分類。于工作場(chǎng)所，要做到“人走燈滅”，加強(qiáng)管理力度，并增加照明燈開關(guān)數(shù)量，以保障達(dá)到預(yù)期中的節(jié)能效果。對(duì)于大型工作場(chǎng)所，應(yīng)進(jìn)行分區(qū)控制，靈活應(yīng)用調(diào)光開關(guān)、定時(shí)開關(guān)以及節(jié)能開關(guān)等。

其次，需結(jié)合不同場(chǎng)所的實(shí)際照明需求，選擇性價(jià)比高的節(jié)能燈具。同時(shí)，在照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取節(jié)能型鎮(zhèn)流器就地補(bǔ)償氣體放電燈。關(guān)于需要調(diào)光的場(chǎng)所，應(yīng)適當(dāng)采取調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。

最后，要科學(xué)優(yōu)化照明方案，在選擇照明方案時(shí)，可按照“混合照明”及“一般照明”等情況加以區(qū)分，針對(duì)有空調(diào)的房間選擇照明空調(diào)組合系統(tǒng)方案[1]。然而，對(duì)于一些光色要求高及光源要求高的場(chǎng)所，必要時(shí)可選擇混光照明方案，既保障照明需求，又能在充足照明基礎(chǔ)上高效節(jié)能。

4.3 建筑設(shè)備節(jié)能措施

在設(shè)計(jì)建筑設(shè)備電氣節(jié)能措施時(shí)，應(yīng)參照下面幾點(diǎn)內(nèi)容。

（1）設(shè)置建筑設(shè)備監(jiān)控方案，需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)控制空調(diào)與給排水系統(tǒng)等情況。結(jié)合具體設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)與建筑管理要求，優(yōu)化控制方案。在保障其使用功能前提下，科學(xué)控制系統(tǒng)節(jié)能狀態(tài)。

（2）參照負(fù)荷性及實(shí)際運(yùn)行狀況，科學(xué)選擇高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)。如果電動(dòng)機(jī)功率不低于250kW，且持續(xù)負(fù)載運(yùn)行，可應(yīng)用高效率同步電動(dòng)機(jī)。如果電動(dòng)機(jī)功率低于200kW，則要采取高壓電動(dòng)機(jī)，從而減少線損與銅量。在負(fù)載要求達(dá)標(biāo)時(shí)，通過異步電動(dòng)機(jī)，可通過調(diào)壓方式節(jié)電，將其控制在固有范圍內(nèi)。條件允許情況下，還可設(shè)置無功補(bǔ)償，以此提升電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行功率因數(shù)。

（3）參照建筑類型、建筑服務(wù)對(duì)象訴求等，考慮電梯設(shè)計(jì)使用要求，以及系統(tǒng)控制技術(shù)要點(diǎn)，合理選擇節(jié)能高效的電梯產(chǎn)品，并參照實(shí)際狀況優(yōu)化電梯系統(tǒng)，有效調(diào)整配置線路與電氣保護(hù)方案[2]。

4.4 變壓器節(jié)能措施

當(dāng)變壓器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生損耗。變壓器節(jié)能，主要是減少變壓器工作時(shí)產(chǎn)生的不必要損耗。有關(guān)電建筑電氣中變壓器的節(jié)能應(yīng)用要點(diǎn)，在于全方位了解建筑物供電系統(tǒng)整體符合情況，結(jié)合建筑能耗情況，遵守經(jīng)濟(jì)性原則，采用科學(xué)的變壓器容量與數(shù)量，從而進(jìn)一步優(yōu)化變壓器。

在變壓器作業(yè)過程中，影響其功效的因素，主要是“損耗”與“變壓器負(fù)荷”。正常應(yīng)用變壓器過程中，變壓器實(shí)際負(fù)荷如果維持在30%～75%之間，變壓器則屬于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。如果變壓器實(shí)際負(fù)荷率高達(dá)50%，則表示變壓器正處于高效運(yùn)行狀態(tài)。因此，需要建筑施工單位謹(jǐn)慎選擇變壓器，結(jié)合具體情況選擇實(shí)際負(fù)荷率偏小的變壓器，或者提升變壓器負(fù)荷率，將變壓器負(fù)荷率提高到80%之上保障變壓器高效運(yùn)行。

最后，為了實(shí)現(xiàn)高效降低建筑能耗的目標(biāo)，在擴(kuò)建以及改建時(shí)，需要具體施工單位準(zhǔn)備節(jié)能功效偏強(qiáng)的新型變壓器設(shè)備，以避免設(shè)備老化而造成不必要的成本損失[3]。

4.5 電動(dòng)機(jī)節(jié)能措施

在設(shè)計(jì)建筑物節(jié)能電氣時(shí)，初期階段關(guān)于建筑電動(dòng)機(jī)的節(jié)能，僅考慮電動(dòng)機(jī)自身節(jié)能以及局部系統(tǒng)節(jié)能效果，未從整體角度考慮整個(gè)建筑物如何有效節(jié)能。電動(dòng)機(jī)本身具有節(jié)能特點(diǎn)，但其同樣會(huì)影響其他裝置，從而削弱其他裝置節(jié)能效果。

在電機(jī)輕載運(yùn)行之際，其消耗電能與負(fù)載下降程度不成正比例。面對(duì)這種情形，就可采取變頻調(diào)速器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，促使其在運(yùn)行時(shí)可與負(fù)載變化狀況相呼應(yīng)。采取變頻調(diào)節(jié)方式，提升電動(dòng)機(jī)輕載效率，即可提高節(jié)能水平。然而，變頻調(diào)節(jié)設(shè)備相對(duì)昂貴，在應(yīng)用時(shí)飽受限制。

還可以考慮軟啟動(dòng)措施，在軟啟動(dòng)時(shí)，需嚴(yán)格控制電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)，電流變化趨勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)，不會(huì)引起電壓與電網(wǎng)的大幅度波動(dòng)。在采取軟啟動(dòng)措施時(shí)，也不會(huì)影響其他電壓與電流，可確保其長(zhǎng)時(shí)期維持在穩(wěn)定運(yùn)作的狀態(tài)中[4]。因此，在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，軟啟動(dòng)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，相比變頻控制，其最大優(yōu)點(diǎn)在于成本偏低，但其對(duì)通風(fēng)要求與散熱要求偏高，更適用于大容量電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。

4.6 其他節(jié)能技術(shù)

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)時(shí)，有關(guān)電氣設(shè)計(jì)的要求相對(duì)高一些。因此，需積極踐行節(jié)能環(huán)保理念。在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需參照我國(guó)建筑施工照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，滿足其他功率要求。在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要適當(dāng)增加節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器以及電感器應(yīng)用比例。

具體來說，在設(shè)計(jì)建筑電梯間以及建筑樓道時(shí)，可采取聲控開關(guān)。在設(shè)計(jì)庭院照明系統(tǒng)時(shí)，可使用光控開關(guān)以及聲控開關(guān)等[5]。在設(shè)置車庫(kù)照明系統(tǒng)時(shí)，需要參照不同車道因素、停車位因素等分級(jí)控制系統(tǒng)，而在設(shè)置大型走廊及禮堂、大廳等公共場(chǎng)所用電系統(tǒng)時(shí)，則應(yīng)積極引入樓宇自控或集中控制等方法，結(jié)合不同建筑使用功能，合理控制照明系統(tǒng)，綜合應(yīng)用調(diào)光控制、開關(guān)控制及調(diào)聲控制等形式，增強(qiáng)現(xiàn)代建筑節(jié)能效果。

4.7 利用新能源及新技術(shù)

首先，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w的自然條件，在建筑工程施工時(shí)，滿足總體性價(jià)比要求與工程安全、社會(huì)效益要求情況下，在建筑電氣工程中積極引入太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)及其產(chǎn)品。通過太陽(yáng)能，為照明路燈燈具以及無電場(chǎng)和太陽(yáng)能電源系統(tǒng)供電，從而有效節(jié)能。

其次，如若經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件允許，就可采取“光導(dǎo)玻璃”等，或者設(shè)置反光管及集光器系統(tǒng)，提升照明效果，節(jié)約照明時(shí)的耗電量。

最后，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇壽命長(zhǎng)、高效節(jié)能的LED 光源，配備與其相關(guān)的配套燈具系統(tǒng)，避免應(yīng)用光效低的普通燈具。一般來講，將普通燈具改造拼裝后，其整體的驅(qū)動(dòng)裝置質(zhì)量偏差。因此，需選擇高標(biāo)準(zhǔn)LED 產(chǎn)品，以此最大限度展現(xiàn)LED 照明優(yōu)勢(shì)[6]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在建筑工程中，建筑電氣是實(shí)現(xiàn)建筑使用功能的關(guān)鍵應(yīng)用之一。在建筑施工時(shí)，需結(jié)合項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)及具體技術(shù)條件，嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)建設(shè)規(guī)范，緊跟時(shí)代腳步，升級(jí)電氣節(jié)能方案，以確保有效降低建筑節(jié)能消耗。