电气工程及绿色能源在建筑设计中的节能应用

夏春新

摘 要：节能化技术能够应用于不同行业和实际生活当中，是利国利民的绿色环保工程，不但给人类生产和生活带来了极大的便利，也给各个行业带来了节能利润。通过使用节能化技术，有助于提高生产效率和质量。电气工程系统结构复杂，自动化控制率较高，想要提高节能利用率，推进电气行业的持续发展，就要将节能化技术应用到其中，以提高控制效率和工作利用率，降低产业成本，提高经济效益和社会效益。文章主要阐述了节能化技术的应用，总结了节能化技术的主要特点，并对其理论依据进行了详解和实践应用。

关键词：电气工程;设计;建筑;绿色;节能

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.044

随着全国各行各产业的崛起，电力作为人们生活中不可缺少的能源，已经与生活、生产密不可分。所以，电力在人们生活生产中的重要性越来越高。电力应用在日常生活中的用电量越来越大，迫切需要更多的节能措施，以降低电力生产的发电压力，实现环保可持续发展。应通过电气工程中的各种技术手段，利用节能技术设计，使电力生产、输送及使用过程实现最大的节能化。

1 建筑电气工程节能设计

建筑设施供电设计原则。在现代建筑电气工程设计中，既要符合建筑设计的理论要求，也要从实际应用角度出发，在结合实际应用的情况下，充分发挥现有的节能技术，使建筑设施发挥出最大的使用效率。为建筑内的设施提供充足的电力，而且要达到节能最大化，从大到供电变压器，小到楼梯间的照明，使每一度电发挥得淋漓尽致，以达到节能的效果[1]。

2 电气工程节能设计方向

2.1 人性化、自动化设计

设计现代化、自动化的公共照明等公共设施公用系统。设计原则是用时送电，闲置时断电节能，使用一些新款节能产品。比如公共楼梯间照明，现在普遍采用声光控节能模式。但是，其缺点也很明显，就是外面有大一点的声音，照明灯也会启动点亮。这样，可以将其设计成红外光控，当红外线照射到活动的人员时才点亮照明灯;包括电梯在内，现在很多商场的自动电梯无人乘坐时，电梯处于断电状态，一旦有人员接近，电梯就会自动启动，在很大程度上进行节能。其实节能很简单，一个小小的电气自动装置就会节省很多的电量消耗。符合实际应用的微小设计改动，就可以实现设备自动化控制，在需要时开启，在不必要时关闭，达到高效节能的效果。

2.2 用电设备及电路节能设计

在进行电路设计时，首先要规避额外的功率损耗，如供电变压器损耗、电缆电线损耗等。设备和电路的电阻值大小，直接影响到有功功率的损耗，因此，从初始设计时，就要明确考虑到设备和电缆电线的质量问题。所使用的产品要明确使用的厂家及品牌，因为每个厂家的产品质量不一样，功耗也不一样，要尽量使用一些正规大厂家、大品牌的产品，在保证产品质量的前提下，将损耗降到最低，从而达到节能效果[2]。

其次，设计时要尽量缩短导线的长度。在设计线路走向时，要尽量取直线，走距离最短的分布，尽量不走弯路。这样，可以减少导线的使用量，减少成本投资，最大限度地减少电量损耗。低压线路要少走或不走回头线。如今，高层建筑越来越多，在低压配电室与竖井位置的布局上要进行科学论证，以使大部分线路向前送，从而极大降低往回输送的可能性。

采用动力设备调节。作为动力之源的电动机，是建筑内部中常见的一种动力设备。虽然其在实际生活中的使用相当普遍，不过其也存在着能源消耗过大的问题。未来的建筑电气节能设计可以从这方面下功夫。通过分析可知，其高能耗主要由两个方面的因素引起，即电动机效率和功率因数过低。对于前者来说，要想改变现状，采用高效率的电动机减少各部分的损耗，是一个很好的选择。对于后者来讲，在电动机运行前，要根据当前运动负荷合理选用电机，以实现功率因数的提高。或者对保持轻负荷运行的电动机采取三角一星切换装置，降低电动机的启动电压，从而实现功率因数的提升。

2.3 绿色能源在建筑设计中的应用

在社会不断发展的今天，能源消耗日益增加，节能减排迫在眉睫。所以，在进行城市建筑设计时，应尽量把节能设计理念放在首位。如楼宇经常用到的公用电设施、热水装置，特别是高层楼房地下停车场等24小时时刻用电的场所，都可以由环保经济的绿色能源来提供。比如，楼体原有设计的外挂玻璃，可以使用太阳能发电板代替，以不遮挡视线为原则，在太阳可以照射的位置安装太阳能发电板，以充分利用楼房的可利用空间，利用光照时间为楼宇照明及其他用电设施供电。特别是在夏季，光照时间长、太阳光线强烈，环保、经济性特别好。太阳能发电板平时发的电，可以供给楼体用电设施使用，多余的电量可以储存和并网。这样的设计，既节能又充分利用空间，唯一的缺点就是一次性投资大，回收成本慢。但是，对于长期投资是非常好的，多余的电量可以上网，同时可以争取到一部分国家绿色能源补贴，是利国利民的工程项目。所以，要提倡这方面的设计理念。如图1所示，是恒源环保节能有限公司在恒源热电公司水处理车间楼顶安装的太阳能光伏发电板，总装机容量为27kW，足够水处理车间的办公用电和日常照明用电使用，多余的电量可以并网输出到国家电网[3]。

同时，充分利用楼体空间架设太阳能集热器，充分收集太阳能辐射热量，利用自然循环和强制循环方法集中回收太阳能热量。但是，设计时需要考虑水费价格及住户对水费价格的接受程度反应，以及热水的冷却长度、传输距离对用户的影响，避免设备安装后由于使用率少而出现投资浪费。还应考虑到阴雨恶劣天气及冬季寒冷天气辐射不足对加热的影响，适当利用集中供热热量弥补收集太阳能热量的不足。设计前，应组织安装施工及用户业主代表等人员进行可行性研究，安装后进行物业集中管理，分户计量收费。这样，既改善了居住者的生活質量，又增加了物业收益，同时实现了节能减排，一举多得。如图2所示，是某单位的热水收集系统，可以满足正常生活用热水的需求[4]。

3 结语

为了让环境更环保、让人民过上更幸福的生活、让减排降耗落到实处，必须要使每个人都能认识到节能降耗的好处。所以，节能设计还在路上，任重道远，希望在不久的将来，节能降耗会遍布每个角落。文章从线路传输设计、简单自动控制、太阳能充分利用三个方面，分别提出了笔者对建筑节能设计的提议与部分思路。文章在分析现状后，也提出了节能设计的思考方向[5]。

参考文献

[1] 肖湘，肖可，周鹏程.探究电气工程自动化及其节能设计[J].决策探索，2019（12）：40.

[2] 田耕丞，刘春瑞.试论电气工程自动化及其节能设计[J].科学技术创新，2019（35）：170.

[3] 陈乐朋，左肖雄.节能设计角度下电气工程自动化技术研究[J].湖北农机化，2019（23）：191.

[4] 翟潘.电气工程自动化及其节能设计探究[J].电子世界，2019（18）：84.

[5] 罗英涛.关于电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨[J].科学技术创新，2019（23）：88.