建筑电气设计中节能降耗措施研究

2020-12-20国策众合北京建筑工程设计有限公司晋城太行分公司

门窗 2020年4期

王丽国策众合（北京）建筑工程设计有限公司晋城太行分公司

1 前言

能源在现代社会发展中是重要支柱之一，所以各行各业在发展的过程中都应注重节能降耗问题，在节能降耗的理念下开展各项工作。而建筑业作为社会中能源消耗最高的产业之一，自然更要如此。在现代建筑设计中，电气设计是一项关键设计内容，同时电气系统也是建筑中的主要能耗部分，因而必须基于节能降耗来进行建筑电气设计，以最大限度地提高工程的经济效益与社会效益。

2 基于节能降耗的建筑电气设计的必要性

众所周知，自然界中的能源并非取之不尽、用之不竭的，而是有限的，如果人们一味地对能源不加节制地开采和使用的话，早晚会遭到大自然的反噬。因此，现代任何行业的发展都必须以节能降耗为基本理念，建筑行业亦然。建筑行业是一个能源消耗巨大的行业，建筑能耗在社会总能耗中占有极大比重，而电气系统作为建筑中最重要的系统之一，其能耗也非常巨大。所以，若想达到降低建筑能源消耗的目的，首先应对建筑电气系统进行节能降耗设计。而且，能源花费也往往是一笔较大支出，一旦建筑中的能源消耗量过大，则建筑的运行成本也会有所提高，因此基于节能降耗的建筑电气设计还有助于降低建筑成本，提高建筑效益。综上，基于节能降耗的建筑电气设计是十分具有必要性的。

3 建筑电气设计节能措施应遵循的原则

3.1 实用性原则

随着经济的发展和生活水平的提升，人们对于居住的质量、公共场所建筑的质量都有了更高的要求，因此，现阶段的建筑节能设计坚持以人为本的发展理念，结合人们的实际需求，还应实现电气设备的节能，保障用户在使用节能建筑时的安全。

3.2 成本控制原则

节能技术在建筑电气中应用的同时，还应对成本进行有效控制，不能达到降耗的目的却提高成本，应用经济型的电气设备，合理使用资金。对于应用过程，应该时刻跟进和监督，避免问题的产生，花费时间进行维护和保养是必须的，合理的应用节能技术，提高资源的利用效率，从而获取最大化的节能效果。

3.3 发展性原则

目前节能技术的使用还存在着一些问题，需要设计者根据自身的状况加以改进，更好的推进建筑电气节能降耗的目的，同时还应坚持用发展的眼光看问题，学习发达国家先进的节能经验，并在自身的建筑工程设计中加以应用，降低建筑企业的经济损失，提升企业的经济效益。

4 建筑电气设计中节能降耗的措施

4.1 变压器节能设计

变压器是高层建筑电气系统中的重要设备之一，通过合理设计变压器，可以有效降低电气能耗。分析变压器的能源损耗可知，其主要包含了两类损耗：一类是有功损耗，另一类是无功损耗。而为了最大限度地降低变压器的能源损耗，应在其设计过程中结合建筑工程的实际情况进行综合分析，将以上两种损耗情况都考虑在内。变压器的负荷率极大地影响着负载损耗，一般情况下，将建筑电气系统的负荷率控制在0.75～0.85范围内即可满足节能降耗需求。总而言之，在变压器设计中始终都要以实际需求为导向，根据实际需求来合理选择变压器容量及台数等，这样才能够有效实现节能降耗目标。

4.2 配电系统节能设计

在建筑电气设计中有一个环节十分重要，即对配电系统的节能设计。配电系统的设计与许多方面有关联，既要统筹全局规划，也要根据具体情况，满足建筑的布局以及系统更新方面分配的要求，要统筹建筑面积中各项用电设备的分布情况才能实现规划。在规划过程中要考虑综合的供电范围半径，实现电能的低耗，并且机房和竖井的设置也要合理和实用。在建筑中，要明确电力负荷中心，变配电所以及供配电设备要在其附近，这样，可以缩短配电的半径，也能减少一些电路上的损耗。电源的进出点也需要细节的兼顾。因此配电系统需要进行综合的设计和规划，要将负荷、用电容量以及实际工程、规模和供电实际情况以及最终的发展规划纳入统筹的条件。另外，还需要综合经济效益，做到实际的减能减耗，最终选择最合适、合理的供电方式，设置配电系统，并为维护和管理打下基础。

4.3 降低线路损耗

造成能耗损失的另一情况就是电力传输过程中线路上的消耗。电力传输上的损耗一般和线路的材料、质量以及电路的承载、负荷有关，因此，在传输过程中会有不同的消耗。在实际节能操作中会通过提升功率因数、使用优良材质的线路、减少电阻、减少无功功率来进行解决。一般有两种方法：（1）为电力传输设计最优良的传输线路，缩短线路路径长度。为此在电路设计中设计人员需要对线路走向十分熟悉，对建筑实际电路设计也能有较好的认识，才能将线路设计合理，在减少线路损耗的同时，又便于操作。（2）精确电流输送所需要的线路横截面积，为保证不同时间段、不同季节在使用时电流的阻力都最小，线路横截面积可以比需要的再大一级。另外，可以将季节供暖、供凉线路与一般生活用电的线路分开，在不使用供暖、空调等大功率时就使用一般的日常线路，这样就可以有效减少电阻和损耗。

4.4 电动机节能设计

电动机设计是建筑电气节能设计优化中的一个部分，其在实际应用的过程中，产生损耗的主要原因是其在实际应用过程中的连续负荷，且输出功率在提升的背景下不匹配建设用地的负荷量。而在对电动机进行节能设计的过程中，应当从两个方面来进行优化，其分别为电动机的工作效率与功率因素。在对电动机进行调整的过程中可以采取变频装置对其工作效率进行调整，根据电动机在实际应用过程中所需承担的负荷量来控制电动机的运行转速，从而实现节能的目的。而通过电动机功率因数的提升，使其自身的输出效率得到提高，也同样可以实现节能的目的。例如，某设计人员对电动机进行优化调整的过程中，首先对其负荷的性质进行了明确，在发现其为连续负荷后，采取了对应的措施，使电动机的输出功率能够与其具体的负荷量相匹配，并通过对风门与阀门的控制，使电动机的运行转速适当得到了降低，从而令电动机的电能消耗得到了控制。

4.5 建筑电气照明系统中的节能设计

4.5.1 建筑电气照明系统需采用高效光源

在建筑电气照明系统的节能设计中，施工人员需要尽可能地采用高效节能光源。我国传统电气照明系统中所采用的白炽灯，由于其安装维护简单、光色好、便宜等一系列的特点得到广泛的应用。但是随着目前节能环保理念的深入人心，白炽灯由于其耗能量过大，已逐渐地被建筑电气照明系统所弃用。目前，首先，白炽灯只应用于局部的艺术照明和古董字画的照明中；其次，在工厂和体育馆照明中，施工人员通常采用低压钠灯和高压钠灯，由于该照明设备光亮度较高且色温较低，所以在应用过程中具有量大面广的特点；最后，在商场和展厅照明过程中，施工人员通常采用三基色荧光灯和稀土金属荧光灯，由于这种照明设备色温范围较广且颜色失真度较小，因此，在商场和展厅照明应用中可以凸显物品和人的皮肤。

4.5.2 建筑电气照明系统需尽量结合自然采光

在建筑电气照明系统的节能设计中，施工人员需要尽可能地结合自然采光。在建筑物靠近室外的部分，施工人员可以将门窗进行扩大，并采用透光率较好的玻璃门窗，这样就可以在日常使用的过程中，充分地利用外界的自然光进行照明。对于在教室、商场、大厅等大空间场所进行照明的过程中，施工人员可以在灯具的设计过程中采用与外窗平行的方式进行分级控制，这样就可以在照明的过程中充分地利用双侧的自然光，节约照明系统应用过程中消耗的电能。