建筑电气的节能设计策略探析

2013-08-15闫晓辉

山西建筑 2013年14期

闫晓辉

(中煤科工集团重庆设计研究院山西分院，山西太原 030009)

国家的经济和技术发展迅速，一系列的技术变革和发展也增加了能源物质的需求，大量能源物质的消耗所引发的环境问题也让环保节能技术的重要性日益凸显。建筑行业的蓬勃发展，展现了一个国家和地区的繁荣富强，然而建筑的兴起也使得能源损耗问题日趋严重，建筑电气的节能设计也得到了更多的关注和认同。

1 建筑电气的定义和发展现状

所谓建筑电气，是指在建筑物的建设过程中引进新的电气理论和技术，建造为居民提供便利的电气系统。电气技术中以电力技术、信息技术和智能化技术为主要内容。

在经济发展迅速的今天，国家的能源损耗日渐严重，能源损耗导致的一些问题和现象也越来越明显，环境问题的破坏、能源缺乏的现象等都给人们敲响了警钟，环保节能意识也开始深入人心。我国近年来的建筑行业发展迅速，民用建筑和商业建筑不断兴起扩大，然而在环保节能方面却存在着严重的忽视，导致了能源的大量损耗和浪费。

2 建筑电气的节能设计原则

在设计建筑电气的节能系统的过程中，设计师需要谨记设计原则，认真落实每一个工程工序。

1)电气的节能系统需要体现出适用性的特点。这需要设计师在建筑物的空间内设计合适的环境基础，以此增加需求能源的使用量，保证建筑物的电气设备的动力需求。

2)电气的节能系统需要体现出经济性的特点。电气的节能系统在设计中，设计师需要合理地把握好设计过程的资金投入，在保证电气节能技术的合理应用的同时也保证了其经济性。

3)电气的节能系统需要体现出节能性的特点。结合建筑物的自身功能和能源的需求量，合理设计相关的电气节能系统，减少不必要的能源流失。比如减少变压器和传输电路中的无功损耗。

3 建筑电气节能设计的策略

能源日益紧缺的今天，节能技术的开发和应用需要更大力度去进行，建筑电气节能系统也需要设计师更加合理科学地设计，保障能源的合理损耗和居民的生活需求。

3.1 供配电系统的节能方法

以下几项节能设计，在各个方面都体现出了自身节能性的特点:

1)供电电压需要合理调配。在供电环境和条件不变的情况下，供电电压的大小直接关系到了电能的损耗程度，施加的电压越高，电能的损耗就越大，因此设计师在供电电压的选择时需要进行相关的计算和分析。

2)供配电系统的结构尽可能简单。配电系统中，配电级数要有效地进行控制，一般不赞成太高的配电级数，级数越高，相应的电能需求也就越高。

3)变压器的选择需要多加考虑。在整个配电系统中，变压器的挑选也是需要考虑的。作为配电系统中的一个组成部分，变压器在运行中也会产生一定的能量损耗，其中的铁耗主要与变压器的铁芯有着直接关系，铁芯的材料的不同带来的铁耗大小也就不同，因此在变压器的选购中要特别注意铁芯部分。而除了铁耗之外，变压器还会产生铜耗，铜耗的大小与变压器的自身物理性质无关，更主要的是与变压器的负荷量有所联系，因此在节能系统中对于变压器的台数和运行模式都需要加以调配，减少变压器的铜耗。

4)降低传输线路的损耗。电气系统中，线路的损耗主要与线路的长度和连接的负载有所联系，因此在系统的设计过程中要将线路的功率系数加以调整提高，将导线的电阻减小，这样线路在电能传输过程中的损耗也就有所降低。线路在布置过程中尽量以直线进行布局，有效减少电能的传输路程;对于电缆的导线截面积需要多加考虑;在线路的布局上，尽量减少线路的分配路程。

3.2 动力系统的节能方法

一个建筑物，内部的家电设备的运行与电动机息息相关，然而，电动机的使用也使得能耗量加大，因此需要适当地提高电动机的运行效率，减少能源的损耗。以下几点做法，对提高电动机的工作效率都起到了一定的作用:

1)对电动机的负荷需求要做好估测工作，再结合电动机的负荷大小进行型号挑选。

2)在电动机的挑选过程中，其自身性能需要认真分析，尽量选用效率较高的电动机为对象，自身效率越高，能量损耗值也就越低，工作效率也就更高。

3)对于电动机的控制方法也需要加以研究，使电动机能够更加高效地运行，例如交流电动机的运行可以以变频调速的方法进行控制。

3.3 照明系统的节能方法

在建筑工程中，照明系统的应用区域和范围都较广，这也就使得照明系统的能耗成为了建筑系统能耗中的一个不可忽视的组成部分。据相关报道指出，照明系统所造成的能耗在整个建筑能耗中占到了15%～25%，所以在照明系统的技术方法上都要求设计师加以更改完善，例如照明光源的选择、照明设备的控制方式等，这些都对照明系统的能耗控制起到一定的作用。

设计师需要结合多种因素对照明系统的节能系统进行设计，在照明系统能够满足居民的生活工作需求和建筑本身功能作用的情况下，对照明系统的输送导线上的电能损耗要加以控制，对不必要的能源损耗要尽量减少。对于照明光源的选择上，要严格遵循相关的照度标准，提高光源的使用效率，减少浪费。在光源设备的选择上，要选择照明效果优质出色并且环保节能的光源设备。传统使用的白炽灯在灯光质量和使用效果方面都有所欠缺，对于电能的损耗更是严重，因此白炽灯在照明系统中并不适合应用，其自身也逐步被社会淘汰;LED节能灯和荧光灯则受到了广泛的推崇，在光源质量和使用效果方面都较为出色，且对于电能的损耗也远远低于白炽灯，正是这些优点，使得LED节能灯和荧光灯在建筑工程的照明系统方面得到了广泛的应用和推广。在照明系统的线路布置上，供电的方式不同，输电导线的类型规格不同都在不同程度上影响了照明系统的电能损耗值。相关的科学实践证明，照明系统以三相四线制进行供电运行能够将线路的电能损耗大大减少，这种供电方式在建筑照明工程中同样受到了推广和应用。

自然光是一种取之不尽的资源，同时也是一种具备经济性和环保节能性的能源物质，因此将自然光引进到照明系统中也是一种降低建筑电气能耗和节约能源的有效途径，自然光的干净无污染在保护环境的同时也起到了绿色节能作用，在照明系统中所起到的积极作用也是不容忽视的，设计师在照明系统的设计中更应该考虑到自然光的自身优势，在设计过程中加大自然光源的使用率。例如，在建筑设计中可以装配透光性能较好的玻璃，满足室内的采光条件;配置相关的光电传感器用来控制电气照明设备，当光线强度和面积能够满足居民的生活工作需求时，控制电气设备的照明系统停止照明，切换成以自然光为光源对象的照明方式，减少照明系统中不必要的电能损耗;建筑过程中还可以考虑应用反射光线能力较强的建筑材料，提高建筑室内的照明强度，减少电气照明设备的使用;在人流量较少的建筑区域要配置相关的声控开关和光线传感器，避免在无人走动时造成电能的浪费。

3.4 空调系统的节能方法

在建筑能耗总值中，空调系统的能耗值也占据了很大一个部分，随着电气节能技术的不断开发和发展，空调系统其节能技术的巨大的发展空间和潜力也开始有所呈现。空调系统在节能性上的改进方法主要是结合空调自身在能耗方面的时间规律，对空调合理地进行启停控制;或者可以在不同季节的负荷情况进行水泵分设控制;对空调系统的变风量和变流量采取更加完善的控制方法;还可以在参数设置方面进行设计，根据室内二氧化碳的浓度的大小对空调系统的新风量和温度标准进行控制，进而让空调系统能够更加节能高效地服务居民。

3.5 引进建筑设备自动化管理系统

在科学技术和经济进步飞快的今天，计算机技术、网络信息技术等自动化设备也相继得到了发展，在建筑工程中，面对能源紧张的严峻现状，对这些高科技电气设备的管理也就显得更加重要，建筑设备自动化管理控制系统的出现也使得这一问题得到了有效解决。在建筑工程中引进建筑设备自动化管理控制系统，能够有效地对建筑设备中的采暖系统、通风系统、给水排水系统和热水供应系统等进行更为科学有效地控制管理，保证了每种电气设备的稳定运作，也在满足了居民生活工作需求的同时，大大降低了建筑设备的电能损耗。