建筑电气节能优化热点问题及方法论述

2021-12-26山东省省直机关房产服务中心

门窗 2021年12期

关键词：电气设计电动机变压器

张哲山东省省直机关房产服务中心

1 前言

只有科学设计建筑电气，才能确保建筑事业良性发展。优化电力设备结构，是建筑事业未来发展的必经之路。因此，在设计建筑电力方案时，需保障电气设计足够规范、合理且实用，以此有效提高能源利用效率。

2 目前建筑电气设计问题

2.1 电气设计方案问题

在编制建筑电气设计方案之际，电气设计人员需充分考虑电气施工细节。但是大多施工人员并未注意这一点，导致建筑电气设计方案缺少合理性。在后期电气施工时，常常出现各种质量隐患，无形中加大电气安全事故爆发频率。

2.2 电气设计深度不足

在建筑电气施工时，不同的外界施工因素均会影响施工进度，甚至致使电气设计未曾按照预期方案执行，达不到预期建设需求，使得安装电气以及电气设备应用时存在大很多问题，令后期建筑功能大打折扣。同时，如若在设计建筑电气方案时，未曾详细描述电气系统规格及型号，在采购设备时则难以精准采购相关设备，施工过程中极有可能出现安装问题，从而引发一系列质量问题。

2.3 电气设计不符合国家有关规定

在电气设计编制时，设计人员通常会依据主观设计经验完成任务。所以在编制及设计过程中，常会出现诸多主观方面的问题。如，未按照国家规定进行编制，过度追求成本，而忽略质量问题。再如，在具体选择低压配电线路时，线路截面偏小。然而，在具体施工过程中，用电负荷较大，如果在使用过程中出现“三相负荷”，则会打破线路电流输出平衡度，出现诸多隐患，诱发安全事故。

3 建筑电气节能设计原则

3.1 满足建筑物使用功能

在电气设计时，要遵循建筑基本功能节能原则，满足基本照明亮度、建筑内部楼道畅通度及空调温度等日常用电需求。此外，还要符合现代化特殊工艺要求。例如，一些大型娱乐场所之内，需要设计独特的照明系统，以此提升亮化程度，达到工艺照明要求，发挥优良的美化作用及亮化作用。

3.2 考虑实际经济效益

建筑电气节能活动要符合我国基本国情，在具体设计时，应充分考虑经济效益问题，避免出现盲目性特点，不要因过度节能而忽略资金成本，不可过度浪费资金，有效控制建筑电气使用成本。

3.3 节省无谓消耗能量

于高层建筑来说，由于楼层偏高，内部人口偏多，需要消耗大量的能源维持日常运行。但是，在建筑物投入使用阶段，不可避免地会出现一些不必要的能源浪费情况。为了制定针对性解决计划，应进一步分析建筑日常能源使用情况，掌握每一环节对能源的消耗程度，从而制定针对性节能计划，减少不必要的能量消耗。

4 建筑电气节能优化问题优化措施

4.1 供配电系统节能措施

供配电系统节能措施，主要在运输途中以及转换途中控制能耗。具体有以下几种途径：①精心选择供电电压，如果供电情况相同，电压偏高，电量损失越少。②谨慎选择简约的供电系统，选购该系统时一定要关注产品质量。③合理选择变压器容量，结合建筑物实际需求进行采购，避免出现浪费现象。④考虑电缆电线截面是否与电流密度相符，如若不相符也会直接影响节能状况。⑤需牢牢把握整体功率因素，必要条件下提升功率因素。结合这几点，发现我国在现有的建筑电气节能设计时，仍存在一些难点需要攻克。为此，需要正视建筑电气节能设计中的缺陷，综合制定电器节能计划，以确保建筑电气节能符合当代发展要求，为节能事业良性发展而助力。

4.2 照明系统节能措施

首先，在照明节能管理方面，应进行科学分类。于工作场所，要做到“人走灯灭”，加强管理力度，并增加照明灯开关数量，以保障达到预期中的节能效果。对于大型工作场所，应进行分区控制，灵活应用调光开关、定时开关以及节能开关等。

其次，需结合不同场所的实际照明需求，选择性价比高的节能灯具。同时，在照明设计时，应采取节能型镇流器就地补偿气体放电灯。关于需要调光的场所，应适当采取调光电子镇流器。

最后，要科学优化照明方案，在选择照明方案时，可按照“混合照明”及“一般照明”等情况加以区分，针对有空调的房间选择照明空调组合系统方案[1]。然而，对于一些光色要求高及光源要求高的场所，必要时可选择混光照明方案，既保障照明需求，又能在充足照明基础上高效节能。

4.3 建筑设备节能措施

在设计建筑设备电气节能措施时，应参照下面几点内容。

（1）设置建筑设备监控方案，需要动态监测控制空调与给排水系统等情况。结合具体设备系统技术要点与建筑管理要求，优化控制方案。在保障其使用功能前提下，科学控制系统节能状态。

（2）参照负荷性及实际运行状况，科学选择高效节能电动机。如果电动机功率不低于250kW，且持续负载运行，可应用高效率同步电动机。如果电动机功率低于200kW，则要采取高压电动机，从而减少线损与铜量。在负载要求达标时，通过异步电动机，可通过调压方式节电，将其控制在固有范围内。条件允许情况下，还可设置无功补偿，以此提升电动机系统运行功率因数。

（3）参照建筑类型、建筑服务对象诉求等，考虑电梯设计使用要求，以及系统控制技术要点，合理选择节能高效的电梯产品，并参照实际状况优化电梯系统，有效调整配置线路与电气保护方案[2]。

4.4 变压器节能措施

当变压器稳定运行时，会产生损耗。变压器节能，主要是减少变压器工作时产生的不必要损耗。有关电建筑电气中变压器的节能应用要点，在于全方位了解建筑物供电系统整体符合情况，结合建筑能耗情况，遵守经济性原则，采用科学的变压器容量与数量，从而进一步优化变压器。

在变压器作业过程中，影响其功效的因素，主要是“损耗”与“变压器负荷”。正常应用变压器过程中，变压器实际负荷如果维持在30%～75%之间，变压器则属于经济运行状态。如果变压器实际负荷率高达50%，则表示变压器正处于高效运行状态。因此，需要建筑施工单位谨慎选择变压器，结合具体情况选择实际负荷率偏小的变压器，或者提升变压器负荷率，将变压器负荷率提高到80%之上保障变压器高效运行。

最后，为了实现高效降低建筑能耗的目标，在扩建以及改建时，需要具体施工单位准备节能功效偏强的新型变压器设备，以避免设备老化而造成不必要的成本损失[3]。

4.5 电动机节能措施

在设计建筑物节能电气时，初期阶段关于建筑电动机的节能，仅考虑电动机自身节能以及局部系统节能效果，未从整体角度考虑整个建筑物如何有效节能。电动机本身具有节能特点，但其同样会影响其他装置，从而削弱其他装置节能效果。

在电机轻载运行之际，其消耗电能与负载下降程度不成正比例。面对这种情形，就可采取变频调速器控制电机转速，促使其在运行时可与负载变化状况相呼应。采取变频调节方式，提升电动机轻载效率，即可提高节能水平。然而，变频调节设备相对昂贵，在应用时饱受限制。

还可以考虑软启动措施，在软启动时，需严格控制电机启动状态，电流变化趋势相对平稳，不会引起电压与电网的大幅度波动。在采取软启动措施时，也不会影响其他电压与电流，可确保其长时期维持在稳定运作的状态中[4]。因此，在建筑电气设计时，软启动存在诸多优点，相比变频控制，其最大优点在于成本偏低，但其对通风要求与散热要求偏高，更适用于大容量电动机控制设备。

4.6 其他节能技术

在现代建筑设计时，有关电气设计的要求相对高一些。因此，需积极践行节能环保理念。在照明系统设计时，需参照我国建筑施工照明设计标准，严格执行照明系统设计方案，满足其他功率要求。在建筑电气设计时，要适当增加节能型电子镇流器以及电感器应用比例。

具体来说，在设计建筑电梯间以及建筑楼道时，可采取声控开关。在设计庭院照明系统时，可使用光控开关以及声控开关等[5]。在设置车库照明系统时，需要参照不同车道因素、停车位因素等分级控制系统，而在设置大型走廊及礼堂、大厅等公共场所用电系统时，则应积极引入楼宇自控或集中控制等方法，结合不同建筑使用功能，合理控制照明系统，综合应用调光控制、开关控制及调声控制等形式，增强现代建筑节能效果。