现代建筑电气节能设计思考

胡秋忠

摘要：近些年来我国建筑行业实现了快速的发展，然而建筑行业在能耗上也是非常的大，这就需要在建筑工程项目设计的过程中进行建筑电气节能设计。从目前建筑行业的发展来看，强化建筑电气节能设计既可以降低对能源的消耗，还能够有效地缓解能源短缺的形势。因此，在建筑电气设计的过程中，若想全面落实电气节能设计工作，既需要以先进的科技作为支撑，还需要深入对电气节能设计工作的研究，在建筑电气设计中采取行之有效的节能措施，以此来提升建筑物的质量。

关键词：现代建筑;电气节能;电气设计

引言

目前，在不断完善建筑物功能设计的同时，也要注重对能耗的控制，加强建筑电气节能设计及照明节能设计，进而从根本上提升建筑物的综合性能，一方面提高建筑物的能源利用率，节约能源;另一方面，推动建筑电气行业朝着节能方向发展进步，提升建筑电气系统的系统性和实用性。建筑功能的实现离不开电气系统，因此，建筑物中需要预留大量的电力负荷和用電接口，以满足建筑物不同功能和不同场景的使用要求，提升用户的体验感。此外，建筑物在后期运行过程中需要从运行成本和能源消耗等方面综合考虑，以合理控制能源的利用。

1建筑电气节能设计的重要性

由于城市建设速度加快，建筑材料大规模增加，从长远利益出发，合理开展节能降耗战略，现阶段发展势态良好而且得到了国民高度认可，建筑节能效果显著。现代化住宅设计不断创新，建筑群设计感格外突出是国内城市建设的一大特点。而建筑电气设计过程中的节能方式也层出不穷，需要始终坚持建筑设计高效与节能降耗战略相结合，助推国内建筑设计迈向新台阶，使建筑设计和节能环保、可持续发展紧密相连。现阶段我国社会经济发展迅速，城市化进程不断加快，建筑建设进入黄金发展时期，如何把控建筑电气能耗与住宅建筑电气节能高效化，是可持续发展的重要环节。从全国综合统计数据可知，总体能耗中有近1/3来自建筑行业产生的能源消化。有研究指出，能耗增长的步调不仅与国家经济发展情况一致，而且与人民物质方面的需求相关。并且在我国，南方和北方存在很大区别，在北方的大部分城市都需要配置采暖设施，在全国建筑能耗中，南方城市占40%，但是大部分北方地区的居民居住面积总和却低于南方，这与人口密度有直接关系。汇总整个建筑能耗类型，分析各自所占比例，可以明确看出电气能耗在其中占据主要比例。电气能耗包括照明设备用电占比15%～25%，空调设备用电占比40%～50%，水泵风机设备用电占比10%～15%，显然空调设备已然成为家居必备电气。

2建筑电气节能措施的原则

（1）实用性原则：实用性原则是指在保证人们生产生活的前提下节能，即要保证如照明功能等正常生产生活的基本需求，才能进行节能，也就是要保证它的实际应用。（2）经济性原则：节能措施实施的前提是要保障资金运行费用的合理性，要考虑资金问题，不能为了节能，无限制地使用高昂的产品和技术。所要实施的节能措施，要能够达到使用资金的合理性，接下来才可以进行设计方案的选择。（3）先进技术原则：一般情况下，节能设计会有很多方案，设计者会经过分析计算，在资金投入和设计方案综合考虑后，采用最合理的节能方案。（4）环保原则：在满足降低能耗和费用的同时，仍然要考虑环境的因素，如果采取的方案对环境产生了污染或者破坏，也是不可行的，采取的节能方案，同样要保障对环境的保护。

3节能技术目前的应用发展情况

随着我国科技的发展，电气设备的需求量越来越大。大多数电气设计人员认识不到节能技术在电气设计、施工中的重要作用，忽视了节能技术的发展，导致我国建筑行业资源浪费严重。建筑企业和设计者节能与环保意识淡薄，在电气设计环节增加了能耗，会破坏自然环境，造成能源短缺。国内部分城市在某些时期甚至采取限电措施，严重影响了人们的日常生活和工作。对此，相关单位应充分认识到电气节能设计的重要性，积极采取有效措施降低设备能耗，保证电气设备的正常运行，充分发挥其社会效益和经济效益。

4建筑电气节能设计分析

4.1合理选择节能变压器

首先，在节能变压器的选择上，需要分析变压器的有功损耗。从变压器的空载损耗来看，其则是常出现的一种损耗方式，也就是人们常说的“铁损”。从引起该种损耗方式的因素来看，则是因为铁芯涡流与漏磁所引起的。因此，该种损耗方式所引起的损耗值与变压器的负荷大小并无关系，而是受变压器铁芯材料、制造工艺等因素的影响。所以，在建筑电气节能设计工作开展的过程中，需要结合建筑物的具体情况来选择节能变压器，从而降低变压器的空载损耗。其次，在选择节能变压器时，也需要考虑到变压器的有载损耗，也就是人们常说的“线损”，其受到变压器绕组的电阻大小、实际负荷率的影响比较多，尤其是绕组的电阻值越大所产生的线损更大。因此，在具体设计的过程中，设计人员需要选择电阻值比较小的材料来进行绕组，目前铜芯则是最为节能的绕组材料。另外，经实践证明，变压器的复杂率也会影响变压器的线损，当负载率处于50%时，可以使得变压器的线损处于最低状态，然而此时变压器的铁损比较多，这就难以发挥出良好的节能效果。所以，对于节能变压器的选择，则需要将变压器的负载率最好控制在75%～85%之间，以此来全面发挥节能变压器的效果。

4.2合理运用节能型灯具与高效光源

照明是人类生活、工作最基本的需求，建筑内人们对照明设备的需求量往往较大。照明设备功效受照明设备性能、设备规格、设备材料的影响，所以在选择灯具时，应该选择节能效果较好的照明设备，在保证国家规范要求的照度和照明功率密度值的前提下，选择能源消耗较低的照明设施，以取得理想的照明成效。一方面，在选取照明设施的过程中，应当根据低碳、低能耗的准则，市场上照明设备的种类较多且比较复杂，每种照明设施均有适合的场所。在设计照明系统时，应从全局出发，选择性能优良的照明设备，由于对照明设备的需求量较大，为了最大限度地降低照明设备的成本，可以选用固定供应商，这样就能保证照明设备的售后。另一方面，在进行建筑电气照明节能设计时，需要选择高效的光源。例如，办公建筑内灯具可选用稀土三基色荧光灯具配电子镇流器，商业建筑内可选LED灯具，室外亮化和景观照明采用LED灯具。

4.3供配电系统节能设计

建筑电气节能设计的核心部分是供配电系统的设计，结合建筑物的实际情况，合理规划建设项目的负荷指标，而这些指标的制定要严格按照不压缩、不浪费的原则来执行。同时，供配电系统涉及到供电设备的安装部署、规格型号的选择等，其综合配置要具有一定的合理性，在满足系统功能的同时达到节能的效果。对于供配电系统节能设计，还需要综合考虑建筑物中的配电房、开闭所等，一般需要根据不同类型建筑物的用电指标对整个建筑物进行负荷用电量的估算。在设计阶段需要重点明确项目建设中有没有用电量较大的设备，如消防水泵、厨房设备、舞台的声、光、电设备等。如果有的话就需要对其用电量进行单独核算，避免电力的过度浪费，也需要保证各种用电设备的合理配置，避免存在漏项问题，确保估算用电量接近实际用电负荷[3]。如果出现建筑物与配电房之间供电距离较远的情况，需要合理控制电压损失，其控制方式有增大导线截面积等。但是，一般情况下，低压线路的供电半径应该控制在250m以内。尤其是开闭所和配电房位置的设置要严格遵守相关工程技术规范。

4.4动力设备中的应用

建筑业用电使用的大多是符合国家节能减排标准的标准及非标设备。要使供电设施达到二次节能，必须防止供电设施超负荷运行，降低系统能耗。大多数用电设备（如大型电动机、冷冻机等）在启动时都会引起电网电压波动，消耗一部分启动功率。在这种情况下，可以采用降压启动器或转化器等启动方式，以降低系统的能耗。空调是最耗电的部分。在空调设计中，应选择合适的空调系统，完善其结构布局，根据建筑物各区域温湿度的要求合理设计空调。同时，应尽量选择节电型空调设备。为了充分发挥电气工程技术的作用和价值，大多数电气设备都具有需要使用无功功率的发动机，建立合理的无功补偿机制，也是实现节能的重要途径。

4.5合理选择导线的经济截面

纵观长期发展来看，选取电缆线路过程中，一般的线路截面会参照短路电流和电压进行标定，保证系统运行安全稳定后尽可能缩小截面，以此达到节约目标。但该设计方案通常也会造成电能耗损量的提高，进而无法降低成本。由此来说，选取线路截面参数时，要充分考量载流值，保证线路通量达到预定要求，并降低额外损耗，从而在电缆线路运行过程中达到经济效益最大化。根据载流量来调整电缆线路的截面情况，能够降低不必要损耗，为系统运行创造良好环境。不仅如此，线路的经济截面也需要超过发热截面，以此为电缆线路安全提供保障，尽可能消除风险隐患。与此同时，实际确定导线参数时，还需要综合分析电阻率指标，尽可能选用电阻率低的线路。为控制导线长度，要缩减荷载中心和变电所间距离，达到节能目标。

4.6利用清洁能源

在設计电气时，需要注意使用清洁能源。洁净能源的利用是我国电气建设的重要方向。清洁能源主要有地热、风能及太阳能。相关设计单位应采用清洁能源，减少能耗。例如，光伏发电系统可用于建设电气设施，通过光伏技术可将太阳能转化为电能，从而持续为建筑提供电能。同时在实际施工中也可采用清洁能源，促进节能。

4.7引入自动化控制技术

建筑照明系统节能在设计期间，还有高度重视处理优化控制方面内容，通过先进化、现代化的控制手段，进一步优化运用建筑照明系统，从而在后续使用期间防止产生损耗严重的情况。例如在建筑照明系统中，当前应用十分广泛的节能方法之一就是自动化控制技术，采用感声以及感光等传感器，灵活调控照明系统，在不需要时防止出现长期照明的情况，与此同时，还能实时调节光照强度，从而优化控制能耗损失。

结束语

总而言之，在建筑工程项目建设的过程中，为了有效地避免能源供应不足的情况，需要将节能减排作为国家的基本国策。科技的进步实现了电能利用率的提升，但在具体应用的过程中也需要注意其中产生的问题。虽然现阶段通过建筑电气节能设计全面落实了节能减排理念，但是依需要深化对建筑电气节能设计的研究，相关设计人员则需要对工作进行总结，以此来实现建筑电气节能设计工作的高效开展。

参考文献

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