研究節(jié)能理念下的民用建筑電氣設(shè)計措施

付雷

（重慶長廈安基建筑設(shè)計有限公司貴陽分公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

近年來，用電需求不斷增加，電能消耗比較大。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2021 年，全社會用電量83128 億千瓦時，同比增長10.3%，較2019 年同期增長14.7%，兩年平均增長7.1%。其中，城鄉(xiāng)居民生活用電量11743 億千瓦時，同比增長7.3%。我國提出“雙碳”目標(biāo)，各個領(lǐng)域都在積極探索節(jié)能減排措施。建筑是用電的重要場景，做好建筑電氣節(jié)能設(shè)計，對減少用電環(huán)節(jié)的能源消耗，促進節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)，可起到重要作用。

1 民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計的意義

人們的日常工作與生活，對電能的需求很大。隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，居民用電量也越來越大，因此電能供需矛盾相對突出。積極優(yōu)化電氣設(shè)計，提高整體的設(shè)計水平，實現(xiàn)電氣節(jié)能，保證電能的穩(wěn)定性至關(guān)重要。民用建筑中運行著各類設(shè)備設(shè)施，且設(shè)備數(shù)量很多，對電氣設(shè)計的要求很高，引入先進的技術(shù)手段，提高電能利用率，適應(yīng)節(jié)能環(huán)保發(fā)展要求，具有重要的意義。民用建筑電氣的能源消耗很大，若想實現(xiàn)節(jié)能，需圍繞電氣系統(tǒng)設(shè)計和運行節(jié)能控制，采取有效的措施，切實保障電氣節(jié)能目標(biāo)實現(xiàn)。實踐中，要以保證居民用電需求為前提，構(gòu)建安全穩(wěn)定高效率運行的電氣系統(tǒng)，為使用者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2 民用建筑電氣設(shè)計的基本原則

2.1 滿足居民用電需求

從民用建筑電氣設(shè)計的要求分析，滿足居民用電需求是基本要求。在設(shè)計方案時應(yīng)充分考慮建筑使用功能，保障業(yè)主的正常使用，滿足公用設(shè)備和家用電器的常規(guī)應(yīng)用需求。與此同時，電氣設(shè)計還要達到建筑的安全要求，保證應(yīng)急照明和消防風(fēng)機等消防用電負荷和重要用電負荷在火災(zāi)或緊急情況下的正常使用。民用建筑電氣設(shè)計前，做好用電負荷的調(diào)查和測算，獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，為電氣設(shè)計及節(jié)能優(yōu)化提供支持，保障電氣系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)合理性。在電氣設(shè)計時，科學(xué)合理部署，優(yōu)化電氣線路和設(shè)備布置，保障電氣穩(wěn)定安全運行，減少電能消耗，促使電氣節(jié)能水平得到提高，實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。

2.2 減少能源消耗

電氣運行中各類用電設(shè)備的能耗很大，面臨著設(shè)備自身損耗的問題，為高效化處理此類問題，必須結(jié)合建筑用電的實際情況，積極采取優(yōu)化和完善的措施，強化用電設(shè)備的無功消耗。在進行民用建筑電氣設(shè)計時，貫徹節(jié)能理念，積極構(gòu)建能源智能化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源消耗情況的有效監(jiān)測和控制，進而減少能源浪費，提高運行期間的能源管理水平。根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計的需求，圍繞電氣系統(tǒng)運行的特點，展開全面的分析，提出科學(xué)合理的電能監(jiān)測和控制方案，保障電氣系統(tǒng)高效化運行，創(chuàng)造更多的效益。

2.3 注重結(jié)合新形勢

建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，必須要注重能源的控制，進行科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計?；凇半p碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實施背景，建筑領(lǐng)域?qū)?jié)能減排設(shè)計和管理提出更高的要求，力求通過設(shè)計和施工以及運行優(yōu)化，有效控制能源消耗。隨著各類新型用電設(shè)備的出現(xiàn)，設(shè)備的自身節(jié)能減排性能得到有效提升，為民用建筑電氣節(jié)能設(shè)計提供更多的支持，設(shè)計時需結(jié)合實際情況，合理推廣使用新型用電設(shè)備，助力電氣節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。認(rèn)真貫徹節(jié)能理念，對民用建筑電氣設(shè)計方案進行全面優(yōu)化，保障電氣節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用效益。

3 民用建筑電氣設(shè)計的要點

3.1 積極推廣使用可再生能源

從減少電能的角度分析，積極推廣可再生能源，實現(xiàn)對太陽能和風(fēng)能以及地?zé)崮艿鹊娜胬茫刂齐娔艿南?，具有重要的意義。利用能源集成利用系統(tǒng)，發(fā)揮可再生能源的應(yīng)用優(yōu)勢，做到清潔可再生，助力光伏發(fā)電的應(yīng)用。近年來，隨著建筑節(jié)能要求的不斷提高，在用電方面正在積極推廣使用光伏發(fā)電技術(shù)，使得建筑的電氣系統(tǒng)構(gòu)成出現(xiàn)很大變化，為實現(xiàn)高效化節(jié)能，要求結(jié)合實際情況，進行全面優(yōu)化設(shè)計，保障可再生能源得到合理利用，降低電能的消耗和浪費。

3.2 做好供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

民用建筑電氣系統(tǒng)中，供配電為重要模塊。在進行電氣設(shè)計時，構(gòu)建電能質(zhì)量分析和治理系統(tǒng)，優(yōu)化供配電系統(tǒng)節(jié)能方案，妥善處理無功補償?shù)认嚓P(guān)問題，促使功率因數(shù)指標(biāo)達到要求，以免產(chǎn)生用電風(fēng)險被供電部門罰款或者中斷供電。通過提高電能功率因數(shù)，還可以降低變壓器的運行損耗，促使電氣系統(tǒng)的節(jié)能水平得到提升。在新建和改擴建等建筑中，利用電能質(zhì)量分析和治理系統(tǒng)，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的無功補償和諧波抑制等的全面控制。結(jié)合民用建筑的特點，對電能質(zhì)量問題，通過科學(xué)合理設(shè)計，保障供電的質(zhì)量，同時達到安全高效化運行的目的。民用建筑電氣設(shè)計環(huán)節(jié)，工作人員要具有節(jié)能意識，圍繞每個環(huán)節(jié)進行設(shè)計優(yōu)化，全面提升供配電系統(tǒng)的運行效果，達到節(jié)能環(huán)保的要求。結(jié)合供配電系統(tǒng)應(yīng)用需求，設(shè)計多種方案，并且進行方案的對比分析，選擇適宜的方法，保障民用建筑電氣設(shè)計方案的質(zhì)量達到要求，創(chuàng)造更多的效益。

3.3 做好電氣照明節(jié)能設(shè)計

從使用需求的角度分析，電氣照明是重點。積極貫徹節(jié)能理念，并且采取以下措施實現(xiàn)電氣照明節(jié)能：①使用新型節(jié)能燈具。通過對民用設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀分析，在照明燈具的選擇方面，用戶有著很多的選擇，可結(jié)合自身的喜好選擇。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)中，使用的是普通的熒光燈等，后期逐漸推廣使用LED 燈和高效節(jié)能燈，實現(xiàn)對用電資源浪費問題的有效控制。隨著節(jié)能燈具的發(fā)展，涌現(xiàn)出很多高效的產(chǎn)品，能源利用率水平很高，且產(chǎn)品的使用壽命很長，能夠防止資源浪費。在進行節(jié)能設(shè)計時，可結(jié)合用戶的使用需求，同時考慮節(jié)能要求，進行電氣節(jié)能設(shè)計的優(yōu)化，達到節(jié)能環(huán)保的要求。在設(shè)計中應(yīng)選擇相同功率情況下光通量較高的產(chǎn)品，提高電能轉(zhuǎn)化率。②采取新型控制方式。實現(xiàn)照明系統(tǒng)的節(jié)能控制，積極推廣新型控制模式，強化對照明裝置的運行控制，減少電能的浪費，提高系統(tǒng)工作效率，有著重要的意義。傳統(tǒng)的控制方式在樓梯間和走道等位置，設(shè)置聲光控制照明裝置，可達到無人情況下的停止用電，避免產(chǎn)生資源浪費。隨著科技水平的不斷提高，構(gòu)建智能照明系統(tǒng)，采取總線組網(wǎng)的方式，利用IP 網(wǎng)關(guān)接入智能照明控制系統(tǒng)，能夠做到定時控制、高峰全開以及亮度調(diào)節(jié)。實際應(yīng)用中利用照明系統(tǒng)，可以按照事前預(yù)設(shè)的模式運行，有效改善空間光色和立體感以及色飽和度，滿足人們的燈光需求。結(jié)合民用建筑的特點，對室外景觀照明，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)進行供電，并且室內(nèi)電氣照明系統(tǒng)全部選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，保證照明的質(zhì)量，同時達到能源節(jié)約。實際應(yīng)用中，可支持光照度監(jiān)測，結(jié)合自然光的變化情況，實施照明控制與調(diào)節(jié)，最大程度上滿足人們的需求。對公共區(qū)域和走廊等，利用紅外或者微波類人體感應(yīng)器，并且利用智能控制面板做到各類場景照明控制，合理控制燈具的點亮?xí)r間。在車庫設(shè)計過程中，公區(qū)主要用電設(shè)備為照明燈具，其使用場景也存在一定規(guī)律性，車道燈具采用隔燈控制并在供電回路配置時間繼電器，可通過分時分段控制對應(yīng)回路燈具點亮來達到節(jié)能目的。同時，車位位置采用紅外或雷達感應(yīng)燈具，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅，可有效節(jié)約電能。除此之外，對于樓梯間照明利用人體感應(yīng)探測技術(shù)實施控制；對于設(shè)備房及過道采取分組就地控制的方法；對于建筑室外的路燈和景觀等，采取光照度控制結(jié)合時控的方法，實現(xiàn)集中化控制；監(jiān)控系統(tǒng)的界面設(shè)計友好，可實時化顯示每個區(qū)的照明狀態(tài)[1]。合理規(guī)劃用電高低峰期，節(jié)約電能。

3.4 電纜設(shè)施的節(jié)能設(shè)定

民用建筑電氣運行中，電纜作為電能傳導(dǎo)的重要工具，影響到電力供應(yīng)的成效與穩(wěn)定性，因此要做好嚴(yán)格控制。目前，電纜產(chǎn)品類型豐富多樣，實施電氣節(jié)能設(shè)計，必須要結(jié)合實際需求，同時考慮節(jié)能效果，合理選定電纜的型號[2]。一般來說，常見的電纜材料，主要銅材料和鋁材料以及鋁合金等，可結(jié)合具體需求優(yōu)選材料。建筑室內(nèi)的照明區(qū)域，為保障電力的供應(yīng)效果，選擇的電纜單根線芯截面面積不可以超過2.5mm2。在具體選擇方面，需要結(jié)合實際情況，展開綜合分析，選擇合理的電纜規(guī)格，保證電纜設(shè)施型號達到電氣節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，防止電纜材料型號過大造成能源浪費，同時合理規(guī)劃主要設(shè)備房位置，優(yōu)化電氣線路路由，減少有色金屬的消耗。加強對電纜材料質(zhì)量的控制，切實保障電纜材料的使用效果，助力建筑電氣節(jié)能目標(biāo)實現(xiàn)。

3.5 設(shè)備的節(jié)能設(shè)計

首先，變壓器的節(jié)能設(shè)計?；诠?jié)能理念，開展民用建筑電氣設(shè)計，必須注重變壓器設(shè)備的節(jié)能設(shè)計和優(yōu)化，保障整體的運行效率。根據(jù)節(jié)能環(huán)保指標(biāo)進行評估，優(yōu)選變壓器產(chǎn)品，防止電能浪費。目前，民用建筑的用電需求不斷增加，電力資源日益緊張，而建筑電能損耗很大，尤其是變壓器損耗，使得電能消耗的水平比較高，因此要注重變壓器的節(jié)能設(shè)計。在實踐中積極推廣使用綠色節(jié)能型變壓器，強化對產(chǎn)品的有功功率損耗控制，促進裝置高效化運行。實際選擇中結(jié)合用電工況進行分析，確保變壓器的空載損耗可以達到工程要求，之后開展變壓器運行分析，保障數(shù)量的充足，實現(xiàn)對設(shè)備負荷的科學(xué)合理分配，最大程度上保障變壓器的運行效益[3]。在變壓器裝置容量的選擇方面，科學(xué)合理考慮變壓器的負荷率與負載，切實保障設(shè)備達到最優(yōu)運行狀態(tài)，最大程度上降低設(shè)備損耗。對備選的產(chǎn)品，進行全面的分析，優(yōu)選高性能的變壓器，保障電氣節(jié)能目標(biāo)實現(xiàn)。

其次，做好電動機設(shè)備的節(jié)能設(shè)計。民用建筑電氣系統(tǒng)中，電動機占據(jù)著重要的地位，設(shè)備的運行效率關(guān)系到民用建筑電氣系統(tǒng)。為提升整體的節(jié)能環(huán)保水平，充分利用新型技術(shù)，切實發(fā)揮綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，嚴(yán)格控制電動機的電能損耗。例如，在民用建筑電氣節(jié)能改造中，引入綠色節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)對電動機設(shè)備運行能耗的控制。對能耗較高的電動機，進行全面的綠色節(jié)能改造，結(jié)合實際需求，優(yōu)選高性能的電動機，借助變頻器實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的控制，避免電動機空載和輕載問題的出現(xiàn)，減少電動機運行損耗[4]。使用的電動機，必須要注重性能的分析，優(yōu)選高性能的設(shè)備，嚴(yán)格控制運行的效率，防范能耗問題的出現(xiàn)。

最后，做好其他用電設(shè)備的節(jié)能設(shè)計。民用建筑的綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計的要求，充分考慮節(jié)能環(huán)保要求，積極探索綠色節(jié)能方案，實現(xiàn)對各類用能設(shè)備的能源消耗控制。在設(shè)計環(huán)節(jié)充分利用現(xiàn)代化手段，對建筑電氣系統(tǒng)的能源消耗情況展開全面分析，提出優(yōu)化和完善的措施，切實保障電氣系統(tǒng)運行的效果。作為設(shè)計人員必須要具有節(jié)能環(huán)保意識，積極借鑒相關(guān)工程的設(shè)計做法和經(jīng)驗，探索高效化設(shè)計的方法，切實保障電氣設(shè)計方案的科學(xué)合理性，防范能耗問題的出現(xiàn)[5]。對設(shè)計的方案進行深度優(yōu)化和分析，提升設(shè)計的質(zhì)量，助力電氣系統(tǒng)高效化運行，創(chuàng)造更多的效益和價值。使用的各用能設(shè)備，都要符合節(jié)能的要求，減少對電能的消耗，同時提升整體的能耗控制水平，最大程度上保障建筑電氣設(shè)計的效果，防范各類問題的出現(xiàn)。

3.6 注重后期運行的能耗控制

目前，智慧建筑快速發(fā)展，在建筑控制系統(tǒng)中積極推廣使用各類現(xiàn)代化技術(shù)，如大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)等，實現(xiàn)對各個系統(tǒng)的高效化控制。在電氣節(jié)能設(shè)計方面，充分挖掘數(shù)據(jù)信息的價值，實現(xiàn)對能源消耗的監(jiān)測，實時了解電能運行效果，做好電能的管理，保障能源消耗化利用，促使民用建筑高效運行。根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計的情況，分析能源監(jiān)測的需求，構(gòu)建能源高效化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源運行的精細化管理，切實保障節(jié)能設(shè)計效果實現(xiàn)[6]。除此之外，強化對設(shè)備的運行管理，全面了解用電設(shè)備的用能情況，展開全面的分析，助力電氣節(jié)能管理。

4 結(jié)語

綜上所述，民用建筑電氣設(shè)計要保證人們的用電需求得到滿足，同時達到能源消耗控制的要求，實現(xiàn)節(jié)能降耗，促進建筑高效化運行。從電氣設(shè)計的分析總結(jié)，既需要嚴(yán)格優(yōu)選節(jié)能降耗的產(chǎn)品，也要優(yōu)化部署電氣線路，做好電能監(jiān)測管理，切實達到節(jié)能降耗。文中結(jié)合實踐，總結(jié)了電氣設(shè)計要點和方法，以期為相關(guān)人員提供參考借鑒。