建筑电气系统节能技术设计研究

咸世友

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1 建筑电气节能优化设计

在体系结构、通信、监控和网络等领域,先进科学技术对体系结构、系统及管理的要求都非常高。随着建筑的演变，用户拥有了更加实用、舒适、安全的生活空间，但大量电气设备的使用都需要非常严格的控制，因为其直接决定了建筑的能源效率。因此，采用最新最先进的技术，创新研发、优化设计是降低建筑能耗的有效途径。

建筑师必须采取更多的节能设计，统一结构要求，提高电气节能设计的综合水平。设计人员可详细检查和规划自己的工作，管理节能项目，不断促进电气工程技能的发展，实现节能节约型社会。

设计单位必须对电气各分项工程进行详细的负荷计算并采取相应的节能措施，且在确定设计方案时，要以节能的设计理念为指导，在进行任何工程项目之前与客户进行有效沟通，根据工程应用的荷载特性和功能规范，在综合技术分析的基础上考虑周围结构和环境特性，确定最优方案[1]。

2 电气工程节能设计原则

电气工程节能设计的本质是节约能源，降低能耗，减少经济成本。因此，电气工程的节能设计要遵循实用性、科学节能性、低碳经济性原则。无论设计人员如何节能，首先要遵循实用性原则。电气工程必须能够稳定运行，不会影响各用电设备的运转情况，更不会影响用户的生活以及安全。此外，还必须保证用电情况符合规范、规定。其次，设计人员还需要考虑如何科学节能。电气工程节能其本质即提高能源利用率，因此，任何节能技术、创新技术必须符合科学性原则。此外，设计人员需要全面了解整个建筑工程的概况，只有这样设计人员才能科学地、合理地推算预测整个工程所产生的电气能耗和环保利用效果，设计出合理科学的图纸，减少施工所产生的能耗。最后，设计人员还需要考虑低碳经济性原则。任何一个建筑工程在保证工程质量的前提下，都会考虑降低经济成本，如施工成本等。而降低经济成本本身就体现了“节能”原则。电气工程需要在此基础上进一步降低能源成本和经济成本。设计人员在进行图纸设计，选用电气设备、节能设备时，需要从一个建筑物的整体、未来长期运行的角度进行考虑。只有这样设计的图纸才能规范化、合理化、高效化，才能有效地控制经济成本，降低能耗。此外，设计人员还需考虑所采用的节能技术手段和设备。适当的技术手段能够有效降低技术花费。而合适的设备，如可长时间使用、能够循环使用的设备则能有效节省设备费用以及维修费用。

3 建筑电气系统节能技术设计研究施工方法

3.1 建筑配电系统的节能技术设计施工

建筑工程配电系统节能设计是电气系统设计的核心，在进行配电系统节能设计时，应从建筑工程电气系统整体出发进行考虑。依照建筑工程整体布局、区域用电设备分配等情况考虑配电系统的设置，确定配电机房和竖井的位置。应将建筑电气系统的供配电设备、变配电靠近电气系统的负荷中心，缩短配电系统的配电半径，兼顾配电系统进出线的走线情况，保证进出线走线清楚，可使用不同的颜色标记，方便后续维修施工。从建筑工程电气系统配电设备整体出发，进行节能设计考虑，以保证最终设计的建筑工程配电系统，可达到节能使用的目的，建筑电气系统的配线设备应以合理的供电方式和供电电压进行操作，推动建筑行业绿色发展。

3.2 照明系统的节能技术

第一，充分地利用阳光。太阳光是目前最有效且免费的光源，对于太阳光的合理利用，可以大大减少电气的能源消耗，从而提升高层建筑的环保效果，另外，还可以降低照明成本，使得高层建筑的经济效益大幅提高。对于高层建筑的内部照明设备，应该增加窗户的面积，使得太阳光能够更多地引入建筑内部，可设置一些侧窗、天窗以及光栅板等，提高阳光的入射效果，实现更好地照明。第二，配置合适的灯具。在进行灯具的选择时，应该根据实际的照明需要选择光效适合的灯具。对于阳光能够照射到的地方，应该设置一些光效较暗的灯具，从而更好地配合太阳光，实现高效照明的同时，提高高层建筑的节能效果。而在走廊或者门厅处，由于较为昏暗，太阳光的照射不足，因此，需要设置一些亮度较大的节能灯具，实现高效的照明效果。第三，选用一些节能高效的电器附件。通过选择一些节能型的电子触发器、电感镇流器等，对照明灯具进行控制，在光线充足时减少灯具的工作时间，降低灯具的功耗，从而起到很好的节能效果[2]。

3.3 节能灯具的安装

变压器作为电气工程的主要原件，变压器的质量和效率能够直接影响整个建筑物电力系统的效率。变压器首先需要保证整个建筑物的需求，其次考虑节能、环保、低损耗。选择变压器时要考虑变压器的容量，容量过低容易损坏甚至烧坏变压器；而高容量的变压器虽然能够满足建筑物的需求，但是会造成资源浪费。因此，如何选择适宜的变压器是减少变压器能耗的关键步骤。目前，常用的选择变压器依据是变压器的经济负荷率，而当负荷率能够维持在70%左右时是比较适合的变压器。此外，选择变压器时，还需要因地制宜。不同的环境和建筑物，选择变压器的方式也不同。当建筑物类型为大型时，如图书馆、体育馆时，通常采用节能的干式变压器；而当所处环境为电压波动较大的场所时，则应采用有载调压功能的变压器。

3.4 降低建筑线路电能损耗

可以通过减少建筑工程电气系统线路的电能损耗，达到建筑电气工程节能设计施工的目的。电线线路是建筑工程电气系统正常运行实施的基础条件，电能须通过电线线路的传输运送到指定部件进行操作，因此，电线线路传输过程中，可能造成的电能浪费量较多。

建筑工程电气系统节能设计可从降低电线线路电能损耗入手。在建筑工程电气系统设计过程中，电气系统设计人员可从实际需求出发，以机械长度和发热需求为电线线路设计的导向，选择低压线路截面，减少电线线路的电能传输距离，使用电阻率较小的材料或能耗较低的变压器，减少电能在线路传输过程中的浪费。

3.5 电梯系统的节能技术

对于高层建筑的电气设备组成来说，电梯系统也是重要的组成部分，同时，电梯系统的能耗情况也不容小觑。对于一些高层建筑而言，其超高的楼层意味着电梯设备的使用情况十分频繁，同时，产生的能耗非常多。因此，在对电梯系统进行节能技术的应用时，必须从以下几个方面进行考虑：第一，在高层建筑的电梯系统中使用变频调速的控制方式，实现电梯设备能耗的降低。传统的电梯设备自动化控制程度不高，对于电梯没有合理的调速控制，造成了大量的能源消耗，因此，安装变频调速控制器，可以动态地调节电梯的运行速度，使得电梯系统的能耗大大降低。第二，根据电梯的实际运行情况，合理地设置电机的驱动容量，大大降低电机的能源损耗，在提高电梯运行效果的同时降低能耗，达到很好的节能效果。第三，合理地设置控制系统，调节电梯的位置，实现电梯利用率的最大化，减少电梯空载的情况，降低电梯系统的能源损耗。第四，采用能量回馈技术，使电梯在运行的过程中对于电气的消耗相对稳定，减少配电变压器的损耗，从而实现节能的效果。

3.6 补偿技术

设计人员在进行电力系统设计时，不仅要考虑所设计的电力系统能够覆盖整个建筑物，而且需要考虑电力系统的补偿。由于电力系统中大部分设备属于感性特性的负载，而这种特性将直接造成这些电气设备功率因素下降，进而增大电能和能耗。此外，其他因素也会导致电力系统正常运行时产生能耗。因此，需要补偿设备或技术手段进行电力系统的补偿。补偿设备或技术手段使得电力系统能够更加稳定，进一步保证用户的生活质量和安全性能。设计人员需要加深对电气设备参数的了解，能够合理地分析数据如电压、电容量等，只有这样才能较好地完善设计方案。此外，设计人员可采用先投入应用的方式，通过实时跟踪了解、分析所用设备的电功率变化情况，进行选择相应的补偿设备或技术手段[3]。

4 结语

随着社会的发展,环境污染、全球变暖、自然资源枯竭等问题越来越突出,中国开始倡导节能减排和保护环境。在建筑领域,推广节能智能技术,致力于节能建筑的建设,节约自然资源,保护环境。研究对中国的建筑电气节能设计进行了探讨和分析,提出了我国建筑节能存在的问题并采取了相应的措施,以期能为人们创造更舒适的环境。