节能技术在建筑电气设计中的运用

张利萍

【摘要】国家大力推行节约能源政策背景下，将节能技术应用在建筑电气设计中，能够提高建筑电气设计的科学性和合理性。文章首先阐述建筑电气设计中的节能原则，并对电气工程各个关键环节节能潜力进行分析，探讨节能技术在建筑电气设计中的实际应用。

【关键词】建筑工程；节能技术；电气设计；潜力分析

改革开放以来，国民经济高速发展，我国建筑节能事业取得长足发展和进步，从管理组织的完善到相关技术标准的制定，我国开始尝试建立一整套节能技术规范，并将其应用到实际工作中。节能环保理念的顺利实施，需要节能技术的支持，因此要对技能技术进行不断创新和优化。如何在建筑电气设计中有效控制能耗，进而减少成本支出，是建筑电气设计师需要重点思考的问题。

一、建筑电气设计的主要节能原则

（一）满足建筑基本功能

在进行建筑电气节能设计时，首先应使设计满足建筑物基本功能需要，包括照明需要、温度调控需要等基础性用电需求。同时，建筑电气节能设计还需要符合现代化施工工艺要求，例如针对一些大型办公或娱乐建筑，通常需要对照明系统进行特殊设计，以满足建筑物独特的照明需求，也就是说在满足基本照明的基础上，起到美观、美化和亮化的作用。

（二）充分考虑设计方案的经济效益

建筑电气设计过程中，要 兼顾到电力技能要求，而实现良好建筑电气节能减排，需要以我国国情和各地区经济发展实际情况进行。也就是说，建筑电气节能减排应充分考虑到建筑物的经济效益和社会效益，不能为了节能而去浪费不必要的支出，进而增加运行成本。

（三）设计应以减少能源消耗为主

现阶段，随着我国用地资源的日益紧张，很多地区开始兴建高层或超高层建筑，用来缓解用地矛盾。但是，高层建筑楼层较高，内部功能和设施也比较齐全，需要消耗大量资源、能源来维持其自身正常运行。正是基于这种情况，往往导致很多能源浪费情况，为了更好的解决能源消耗过大的现状，需要对建筑物日常能源使用状况进行调查，掌握各个环节总体使用情况，在不影响建筑物正常使用功能的基础上，进一步较少电气设备，进而降低能耗。

二、节能技术在建筑电气设计中的运用

目前，我国高层建筑用能转化率较低，且在总能耗中的占比逐年上升，但是这种现状也从另外一个方面说明高层建筑节能设计具有较大空间。根据高层公用建筑用能特点，认为在进行节能设计时，可以通过以下两种方式实现。首先，降低高层建筑基础设施长期运行平均能耗，例如电梯，进而减少电力传输空转能耗。其次，综合考虑不同设备能源使用情况，分析设备剩余能量输出，提升废旧利用率。总体来说，高层建筑电气设计节能技术可通过降低建筑物冷热负荷、合理运行空调和通风系统、降低照明系统和其他用电设备能耗等实现。

以某高层办公建筑为例进行分析，该建筑属于高层建筑范畴，共25层（包括地下2层），配有中央空调系统（集中式），冷源则采用蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组，且该建筑冬季供热需求量较大。

（一）暖通空调设备节能潜力分析及设计要点

根據高层办公建筑空调系统能耗特点，节能设计应从冷源系统选择和空调系统运行两方面进行考虑。冷源系统中的冷水机组加工简单、易于操作，可实现无级调节功能。同时，冷源系统运动部件比较少，成本低廉，也不会产生较大的噪音，因而不会对臭氧层产生较大破坏力。但是，多年实践经验表明，这种机组虽然能够节省用电，但不具备节能作用。因此，合理选择冷源系统，对减少能耗、节约能源具有推动作用。而针对空调运行系统来说，新风空调系统会按照净化空调系统相关技术进行处理。因此，要保证空调系统设置具有安全性和可靠性，并在满足室内指标规范的基础上进行节能控制，保证空调系统具备足够新风量。根据高层建筑实际使用功能和负荷量，可采取分时、分区方法进行管理。

针对该高层建筑的能耗特点，并针对暖通空调设备测试结果，认为暖通空调设备存在较大能耗，具有较大的节能潜力，因此应在保证高层建筑基本能源利用的基础上，采取相应措施改进暖通空调耗能设计。根据调查结果，很多高层建筑将夏季室温控制在15-21℃，相对湿度控制在50%左右，而冬季室温则控制在 21-25℃，相对湿度控制在55%左右。这个结果并不能满足国家节能规范中的相关标准，存在能源浪费现象。应采取相关措施降低能耗，例如，在保证人员舒适性前提下，将夏季空调温度适当提升，降低冬季空调温度。因此，在进行建筑电气设计时，应根据高层建筑室内空气温度（湿度）测试结果，结合该高层建筑所在位置，对电气设计方案进行整改，在保证系统最佳运行效率的同时，设计出比较节能的方案。

（二）照明设备节能潜力分析及设计要点

通过对类似建筑物照明系统能耗进行分析，总结出照明设备能耗约占整个高层建筑能耗的20%左右。为充分达到照明设计对“照明功率密度值”的要求，满足高层建筑每层的照明需要，要对照明设计进行优化，并选择高效质优的照明器材，辅之以完善的配电系统和科学合理的控制方式，最终获得最佳照明设计方案。照明设备节能主要体现在两个方面，一是灯具光源选型，另外一个方面主要体现在科学管理上。在对类似建筑物公共区域照明设备调查时发现，很多照明控制多数为人工控制，考虑到办公建筑晚上人员流动较少，可将部分区域认为照明控制改为声光控制，相应减少照明用电，做到从细节处进行节能整改。

在对该高层建筑进行电气设计时，考虑到照明系统属于建筑物的重要构成部分，因此该系统节能设计不能忽视的主要因素。例如，尽管现阶段白炽灯使用简单安全、价格低廉、光色较好，且便于维护，但是白炽灯发光率较低，并不能对节能减排产生促进作用。因此，早电气设计过程中，可为建筑物设计高效能的光源，而在每层室内场所中，应尽量选择荧光灯或LED节能，这些照明工具功率较小，能够达到节能效果。对于室外照明，可应用金属卤化物灯，或高压钠灯，这是由于若在室外应用荧光灯或气体放电灯，常常需要安装一些电容器，不利于节能环保。而在靠近室外的位置，则要充分利用自然光，以达到节能减排效果。

（三）配电系统节能潜力分析及设计要点

在进行电气设计时，考虑到配电系统实际容量及相关电气设备主要特点，认为科学合理的减少变配电所和负荷间的实际距离，能够减少输电材料的用量，同时还可以减少输电过程中的电能消耗，从而实现节能。另外，若设计人员能动科学设置电源变压器容量，并合理选择变压器数量，不仅能够优化其自身的结构设计，也能够达到一定节能作用。另外，很多电容器必须在完全放电情况下才能进行充电，若在电容器中还有电的情况下进行充电，则会增加消耗。基于以上分析，认为配电系统有很多节能潜力值得去挖掘，并在电气设计中加以体现。例如，在进行配电线路设计时，应选择具有高导电率的导体，例如铝芯电缆、铜芯电缆或电源等。

结束语：

我国能源利用率较低，且能源转化率不高，高层建筑作为公共建筑中能耗相对较高的建筑类型，在国家大力推行节约能源政策背景下，应将节能技术应用在建筑电气设计中，需要对建筑物主要能耗资料进行收集和总结，并重点分析建筑物的节能潜力，进而对节能技术的使用及节能途径进行研究。

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