关于建筑电气设计中节能措施的探究

吴 军

福建联创智业建设工程有限公司

1 建筑电气设计中节能降耗措施的意义

在实施电气设计工作的过程中，最主要的内容是使用多种措施确保建筑电气节能降耗标准的有效落实，如此一来，就能够在降低建筑物电能损耗的同时，全面保障建筑电气的使用功能。在国民经济快速发展的前提下，工业化水平也得到了明显的提升，能源危机已经成为目前影响社会发展的关键问题。同时，我国作为一个能源紧缺的国家，大量的天然气以及石油等能源仍然需要进口来获取。在实际生活生产中，怎样才能够最大限度降低能源的消耗使各个行业所面临的一项重要问题。建筑领域，在社会能耗中建筑电气能耗占据着重要部分，而且随着经济的快速发展，建筑电气能耗在社会能耗中的占比也呈现出逐渐增长的趋势，如图1所示。据不完全统计，相比于发电设备增长速度，我国电力设备增长速度比较迅猛，这样一来就会加剧我国能源供给的威胁。因此，研究电气节能降耗措施，能够降低建筑电气的能耗或者减缓建筑电气的增长速度，这对社会发展来说意义重大。

2 电气节能设计的基本原则

尽管建筑行业已经开始关注电气节能设计工作，但是在实际落实该项工作的过程中很多细节部分仍然不是很到位，从整体上来说，工作人员的专业技术水平无法适应建筑工程项目的各项工作开展要求，设计方案与实际安装工作不符的现象比较常见。电气节能设计作为一项技术性工作，对设计人员的专业水平提出了较高的要求，因此，设计人员不能通过劣化业主使用体验以及损害建筑项目自身功能的方法来实现节能减排的效果，否则就会导致投入超出节省的电能，这种做法是得不偿失的。所以，建筑电气节能设计工作的开展需要遵循以下原则。

2.1 满足建筑物的正常功能

对于普通的建筑物而言，其正常功能主要包含了为满足室内空调舒适性的要求必须具备的进风量；不同场所的色温和亮度；娱乐场、体育场以及医疗机构等必须具备的在实际落实电气节能设计工作的过程中，需要充分考虑到设计方案是否会对正常功能的发挥产生影响，在确保方案合理，可行的前提下予以使用。

2.2 考虑实际的投资效益

节能只是强化工程项目建设效益的一项重要措施，不能只考虑节能而忽略投资经济效益，否则，就会导致节能设备的投入超出预期，从而增加工程项目的建设成本。因此，节能措施的使用应该严格按照工程项目的实际情况进行，在经过综合分析之后选用合适的节能材料和节能设备，在此基础之上，制定科学合理的节能措施，在规定的年限内使用节能降耗的方式来实现回收投资的目的。

2.3 减少无谓的能源消耗

节能是在满足其他正常使用功能的前提下进行的，是对不必要的电能的消耗，不能从正常使用的电能入手。由此可见，节能设计的第一步是找出与建筑自身功能无关的电能消耗，在此基础之上，再进行节能措施的设计。通过终结以往的经验，可以得知不必要的电能消耗主要有电路传输过程中的功率损耗、变压过程中的功率损耗以及没有严格按照场景变化而自动调节亮度的大面积照明损耗等。

3 建筑电气设计现状

3.1 建筑电气的设计与研究

相比于其他发达国家，我国的建筑电气发展起步相对较晚，所以，直至发展到更高层次的今天，仍然无法避免起步阶段落后现象带来的音响，因此，这就需要我们应该使用更加全面以及先进的新技术来解决历史遗留下的问题。然而，随着人们对建筑需求的不断提升，对于相关设备的要求也在逐渐上升，另一方面也导致建筑能耗增加，这种能耗主要体现在建筑电气方面。和其他建筑电气发展比较先进的国家相比，我国的新兴技术不足，并且发展不均衡，这一系列问题将会对我国建筑行业未来的发展产生很大的影响。

3.2 设计重视度不够

如今，尽管社会的各行各业都越来越重视节能减排工作，特别是对于建筑节能方面。尽管各方面的压力都在逐渐增加，但是在具体开展设计工作的过程中，为了使用更低的材料预算以及获取更高的利润，设计师往往会在完成相同热负荷条件下使用最便宜的设备，但是这些设备并不具备节能功效，由于核心组件的廉价使其关键性能受到了严重的影响，并且能耗太大，违背了节能减排理念。

4 建筑电气设计中的具体节能措施

4.1 流程规划

在传统的建筑电气设计工作中，普遍存在不重视前期工作的现象，导致设计流程的规划存在很多问题，因此，在后期实际开展施工作业的过程中，就增加了改进和优化电气设计的工作量，尽管这样一来也能够有效确保建筑电气系统的性能，但是会对能源的控制效果产生影响，而且还会增加工程造价。现下的电气设计工作的开展，需要在节能理念的引导下进行，应该做好前期管控工作，并且要对各个作业流程进行合理规划，通过对流程的严格把控，起到有效控制能源浪费的现象。此外，方案设计工作的开展，还需要各个参与方将对所需材料设备以及操作流程的分析作为一项重要内容，必要的情况下，还需要开展模型模拟工作，一次来有效提升设计工作的有效性以及科学性，尽可能避免各种类似问题的出现。对于方案的选择，需要合理使用对比分析法，从众多的备选方案中选出经济性好、合理性强的方案，从而将其用到实际设计中。这种方法的使用，不仅能够降低工程造价，同时还能够满足建筑物的节能降耗需求，以此来全面提升设计方案的合理性。

4.2 供配电系统方面

（1）导线与电缆的选择。建筑电气设计工作的开展，通常所设计的供电系统的电压为380V，这也是引发不同程度电缆损耗的主要原因。相关研究表明，如果电缆长度超过200m，此时，无法保障电缆的经济效益。所以，建筑电气设计工作的开展，需要将变压器和用电设备之间的距离控制在200m 的范围内。与此同时，对于电缆的敷设，为了能够尽可能缩短距离，最大限度保障节能效果，就需要严格遵循直线敷设的原则。例如，小容量供配电设备的设计，为了能够增加电缆的截面以及导线的截面，应该将其科学集中起来，以此来提供所需的供电服务。使用这种方法的优势在于可以降低后期线路运行过程中的线损，但是，初期投资相对较高。

（2）科学提升功率。降低变压器损耗的一项关键措施是科学提升变压器的功率，该方法的使用能够起到节能的效果。在选择变压器设备的时候，需要将功率指标作为一项重要内容来关注，并且要有效落实无功率就地补偿工作。低压设备无功功率补偿需要使用低压侧电容器，相应的高压设备的无功功率的补偿则需要用到高压侧的电容器。

（3）尽力保障三相负荷的平衡性。在难以有效确保三相负荷处于平衡状态的前提下，变压器和配电线路的电能损耗现象就会随之加剧，配电会出现零序电流的情况。三相线路不平衡现象和电能损耗之间呈正比例分布的关系，随着三相线路中不平衡度的减少，电能损耗也会随之降低，二者之间的具体关系为：三相线路中的不平衡度减少50%，电能损耗现象将会降低15%。由此可见，要想有效提升三相负荷的平衡度，就需要从降低电能损耗现象入手。实际操作的时可以通过对不对称的负荷使用交换相等的方法进行分配处理，全面保障在不同的供电点中都有相应的不对称负荷的连接，在此过程中，面对负荷接入点中的短路容量，还需要采取科学的方法进行处理，借助无功补偿装置调整不平衡点，最大限度保障三相负荷处于平衡状态，将三相负荷不平衡现象产生的损耗降到最低。

4.3 节能设备方面

（1）选择合适的变压器。由于高压供电现象在建筑电气中难以避免，所以，合适的变压器的选择至关重要。变压器的电能损耗在整个建筑电气总体能耗中占据的比例比较大，而变压器中的主要能耗是铁耗和铜耗，这两种材料的损耗会直接影响到系统的负荷。所以，对于变压器的选择需要充分考虑到它们之间的这种关系。通过结合实际建筑工程项目的负载变化，严格把控使用变压器的数量以及变压器的具体容量，对变压器进行系统化的设计，来起到有效控制影响变压器负荷变化的铜耗和铁耗。

（2）选择合适的动力设备。电气设计工作的开展，对于风机以及水泵等动力设备的应用必不可少，然而，这些设备的使用对于能源的消耗量也比较大，因此，应该从电动机的选择入手，将节能环保作为选择电动机的主要依据，充分结合建筑项目的实际需求确定电动机的种类。但是，在使用电动机的过程中，空载问题比较常见，这就要去应该有效落实电动机运行过程的监督管理工作，尽可能使电动机在满足使用需求的前提下减少能源消耗。

（3）对电能进行专业计量与科学管理。电气设备的实际能耗与电气系统计量装置的精准性和专业性有着直接的关系，所以，对于电能的计量和管理，需要用到科学专业的方法进行。首先，用电计量装置的选择应该以工程项目的实际需要以及相关标准要求为依据。其次，对于电能计量装置各项相关指标的确定，不能仅仅凭借标准的各项数字参数来判断，需要以计算的方法来获取有功功率、电压电量以及无功功率等各项电能计量装置的参数指标。再次，计量仪器的选择应该严格遵循合理性以及科学性的原则，以免由于测量误差而引发能源损耗问题。

4.4 建筑照明方面

（1）合理利用自然光源。建筑照明设计工作的开展，需要将自然光源和人工照明的有机结合作为一项重要内容。在建筑物室内尽可能引入自然光源，这样一来不仅能够满足室内照明的要求，同时还能够提高室内实际温度，在降低室内照明电能损耗的同时起到节约能源的作用。

（2）科学选择节能灯具。相比于节能灯，普通的荧光灯和白炽灯的能耗都相对较高，所以，在开展建筑电气节能设计工作的过程中，应该将灯具的合理选择作为一项重要内容。尽管节能灯的价格要高于荧光灯和白炽灯，但是，其不仅能耗低而且使用寿命长，所以从整体经济效益而言，节能灯的禁忌效益要远远高于普通的荧光灯和白炽灯。

（3）合理设置照明控制方式。为了能够有效达到建筑照明节能设计目标，就需要设置合理的照明控制方式。对于不同地区的照明情况，需要尽可能做到一灯一控，在公共区域中，为了节省照明能耗，需要用到声控、触摸控制以及感应控制等控制照明灯具的方法。严格按照兆明路线设置稳压供电系统，合理控制照明灯具的供电时间，将能源消耗问题降到最低。一灯一控的回路控制模式，普及公共区域照明的延时触摸控制方式、声光控制模式以及感应控制方式等。根据实际照明需求设置照明线路稳压供电，合理控制照明灯具的供电时间，以免照明灯具引发大量的能源消耗问题。

（4）重视太阳能资源的有效利用。我国拥有着富饶的太阳能资源，因此，为了能够起到节能降耗作用，可以将这种可再生资源合理应用在建筑电气节能设计中，比如，将其用在建筑用电以及公共区域的电力供应中，将太阳能资源的照明效果充分发挥出来。这种方法不仅能够满足人们的正常生活用电需求，同时还能够满足建筑电气节能需要。

5 结束语

总而言之，建筑行业落实节能减排工作的重要措施是建筑电气设计节能，该项工作的开展能够推动社会的可持续发展。因此，建筑电气节能设计工作的开展，需要专业的设计人员基于工程项目的实际需求，不断优化节能设计方案，采取针对性的节能措施全面保障整个建筑工程的电气节能效果，以此来推动社会的健康可持续发展。