民用建筑电气节能与环保技术的分析

许稳 曹绪东 徐昊

摘 要：生产和建筑发展造成的污染和资源的浪费，使得人们发展更加注重节能和环保。在民用建筑的发展中，要想提高民用建筑的节能水平，就必须要将节能电气技术应用到民用建筑的设计之中。只有把节能的技术应用到民用建筑的设计中去，把节能技术和环保技术结合到民用建筑的设计之中，才能让工程和生态环境协调发展。

关键词：民用建筑；电气节能技术；环保技术

中图分类号：TU85                                文献标识码：A                                   文章编号：2096-6903（2023）06-0099-03

0 引言

随着科技发展和社会进步，各行各业都在发生着翻天覆地的变化，建筑行业的发展与以往也存在很大的不同，建筑的规模也在与日俱增。但是，高耗能、高污染的问题一直困扰着建筑业，节能技术的应用是值得重视的重要问题。随着可持续发展的要求，民用建筑的电力系统必须采用绿色节能技术，以适应目前民用建筑的发展需求，实现与自然的和谐共存。

1 民用建筑电气绿色节能设计的必要性

电力和其他能源的节约是非常重要的，电力是国家的经济和发展的重要基础。为了促进社会和经济的发展，政府要加强对建筑行业的控制，这不仅可以减轻能源消耗，还可以缓解国家的资源短缺现状。

绿色节能技术是建筑行业发展的必然趋势，将绿色节能技术引入到民用建筑的设计中，需要与有关的业主、主管、开发商等进行磋商。才能将其应用于民用建筑的电气设计之中，既可以保证其设计的科学性，又可以减少能耗，提高建筑的经济价值，达到节能减排的目的。图1为民用建筑电气节能技术示意图。

2 国内外民用建筑节能环保技术的研究现状

发达国家在民用建筑能耗统计以及建筑节能与环境技术方面都取得了一定的成绩。例如，能源资讯公司EIA自1979年起，每年都会进行一次调查，目的是向广大建筑使用者提供有关建筑物能耗与开支的详细资料，并提供有关建筑物的能量特征信息。

在越南、印度、菲律宾之类的发展中国家，民用建筑能耗主要集中在加热食物和水上。对民用建筑的能耗特征进行分析后发现，居民的能耗是季节性的，所以采取适当的节能措施，可以达到事半功倍的目的。

英国建立了符合各国国情的节能建筑评估体系，如BREEAM评估体系、LEED評估体系等，使得工作人员能够通过合理的评估指标，更好地监测和管理民用建筑的能耗、环境负荷、室内空气质量、可维护性、经济性、运行管理等，从而降低建筑能耗。但是，目前世界各国建立的节能评价制度尚不完善，对电力节能问题的探讨仍然十分迫切[1]。

我国的建筑节能工作与国外先进国家相比，起步比较晚，在相关法律制度建设方面还比较滞后。1986年，国家出台了JGJ26-1986 《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》。在民用建筑电力领域，2006年国家颁布了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，这一规划的主要目的是发展大容量的工业电动机，同时也表明了电力节能在现代建筑设计中的重要性。我国目前虽已建立起一套民用建筑节能、环境保护的法律制度，但其实施时间尚短，难以解决目前民用建筑能源使用中普遍存在的问题。

从目前的情况来看，我国的建筑能耗在某种程度上有了下降的趋势，但是在这种情况下，建筑物的能源消耗仍然在不断增长，这表明了现行的建筑节能标准执行力度不够，监管力度不够。同时，对建筑节能和环境保护的宣传力度不够、引导力度不够。因此，在我国的民用建筑设计中，如何通过政策引导和实施更加有效的环境和能源管理，仍然是一个亟待解决的问题。

3 民用建筑电气设计中绿色节能技术的应用原则

3.1 适用性

在民用建筑的电气设计中，不管是什么技术、什么方法，都要遵循适用的基本原理。适用性原则是指在建筑物的电气设计中，其设计内容及有关设施的运用应符合人民的实际需求，并在保证其功能的前提下，使其功能得到最大程度的提高。此外，适用性原理也规定了在建筑电气设计时，设计者在进行电器选择时要保证其有效性，例如合理的灯具亮度以及色温等。

3.2 经济性

经济性是民用建筑设计的一项重要内容，是指在最小的投入下，以最小的投入实现最优的设计。在民用建筑的电气设计中，必须要考虑到节能的要求，不能选用昂贵的技术，而要根据民用建筑的实际需求，选用最符合其要求的节能环保技术。同时还要考虑到其对环境的要求，并选用具有节能、环保等特点的设备、材料，并对其进行反复的计算和计划，尽量降低工程造价。

3.3 节能性

节能性是绿色和环境保护技术的基础，它意味着在民用建筑的电气设备中，要确保节能技术的使用，并使其更好地运用于民用建筑物的电力系统当中。此外，在实施环保能源技术时，也不能一味地提升其节能效果，还要兼顾实用性与经济性[2]。

4 绿色节能电气技术在民用建筑中的应用

4.1 线路电能

民用建筑电气系统中的电线结构十分复杂，为了改善电力线的特性，可以选用电阻较低的电线、铝线和铜线，从而降低电力的能耗。在电力线路建设中，要对电力线路的间距进行合理地控制，以达到减少工程造价损失的目的。在电力系统中，要按照节能环保的需要，增加电力系统的容量，减少电力系统的能耗，降低输电线路的能耗。

4.2 变压器

变压器是民用建筑电器中的一种重要设备，它是建筑物的一部分。变压器的节能技术的应用，必须依据电力的容量和负载的特性来确定，变压器的功率等级、变压器的数量和容量，要根据天气情况而变化。降低变压器能耗的措施必须达到国家标准，并按实际负载来确定最优负载。而变压器的使用也会对环境产生一定的污染，因此在选用变压器时，不仅要选用能耗较低的变压器，而且要选用低噪声的变压器。

4.3 电动机设备

在民用建筑的电力系统中，电动机是一种重要的系统设备，其工作效率与民用建筑的能耗密切相关，直接影响民用建筑的发电效果。因此，要想有效地减少电力的消耗，必须采取绿色节能技术。在电机中，可以针对电机的特性而设计一种特殊的节能改造，节约电机的能量。

首先，可以提高电机的工作效率，让电机的低效率变成高效率的工作。其次，为了减少电机的能量消耗，必须通过减少电机的负载和空载来达到。最后，为保证电机的环保、节能，必须对电机的转速进行调整，即要求电机的运行特性根据负荷的不同而调整转速[3]。

4.4 空调系统

在民用建筑中，空调器是耗能最大的电器，同时也是提高人民生活水平的一个重要环节。空调系统的核心部分是冷热源，也就是空调的温度调控，是耗电量最大的系统。在空调器的运行过程中，空调器在运行时也会利用电力。这不仅增加了电力消耗，而且增加了空调系统的失灵概率，要解决这个问题，必须采用绿色节能技术。

空调系统应用绿色节能技术方法包括：注重屋顶和墙面的绿化，并在室内通过植物的养护来减少室内的气温。可以通过减少阳光对室内的辐射，减少对空调的依赖，减少室内的温度。为了减少空调本身的能耗，采用先进的现代技术，使空调系统实现智能化控制。智能空调系统能够实现对空调器的遥控，通过对空调器的工作和供电状况进行调节，从而降低空调机的能耗。

4.5 照明系统

照明问题不仅会对住户的日常生活产生一定的影响，而且对电力系统的能源消耗也有很大的影响。我国的民用建筑以电力为主，照明在建筑电力系统中占了很大的比重。目前国内许多民用建筑的照明系统设计都不够完美，再加上照明设备的选用不够科学，导致了照明的能耗偏高。

在节能环保技术方面，可以优化和改善建筑物的照明模式。在灯光设计方面，设计师要考虑到建筑物的地理位置和周边环境，合理选取灯具的亮度标准，并确定灯具的亮度和亮度。在选择方面，既要满足住户的日常生活需求，又要使其亮度和光照模式与人的视觉效果相一致，不至于让人觉得眩目、疲劳。

目前，国内许多民用建筑的形态、功能越来越多元化，照明中的艺术光效应也越来越多，这就要求设计者在进行基本照明的同时，还要进行更多的艺术化的灯光设计。这样就会耗费大量的电力。因此设计师们要选择低调、温馨的灯光效果，并尽可能地选用节能型的灯具。

在建筑电气照明设计中，为了真正地提升其绿色环保性，必须在灯光的选用和设计上进行优化。具体如：针对建筑物周边环境选用适当的光源，以提高室内灯光的使用效率。合理设置灯具的位置和高度，以达到最佳的照明效果。室内采用自动控制和人工操作的灯具，既可以保证日常使用，又可以节约能源。

4.6 配电系统

配电系统是民用建筑的主要组成部件，其运行状况将直接影响民用建筑的电力系统功能。因此，要在民用建筑的电气设计中强化绿色节能技术，就需要对配电系统进行优化。传统民用建筑在设计上存在着一些缺陷，其设计思想和技术都很落后，因而在使用中往往会造成一些浪费。要根据用户的实际需要，对制冷系统进行改造，并为用户选择合适的制冷设备，以保证其正常的制冷需要。需对电力系统的布线、布线等进行优化，选用节能、环保的材料，并根据实际的工作需求确定了线段的截面。通过优化设计，可以有效地减少民用建筑的能源消耗，减少工程造价，达到经济效益、社会效益和生态效益相统一的目的。

5 民用建筑电气设计中节能环保技术应用的措施

5.1 加强制度建设

当前，由于绿色、环保理念已经深入人心，在我国经济发展的转轨过程中，各个领域都对节能环保技术提出了更高的要求。因此，绿色能源技术的推广和开发，不仅限于民用建筑。相关部门要适时地制定和完善相关的制度和法律。通过制定相关的制度来推动民用建筑的电力设计，主要是为了使电力系统的设计人员和相關的企业和公司起到一定的约束和规范作用，从而使民用建筑的电力系统符合绿色发展的要求。这一制度反映出国家对节能环保的重视，并对相关产业实施有效的制约和规范。

5.2 积极引入新技术

在推广节能环保技术的同时，政府相关部门也应该重视新技术的引入，并与相关企业共同努力，促进绿色能源技术的开发和应用。在民用建筑的电气设计中，要积极地引入太阳能、风能等新技术。目前，民用建筑中采用了大量的太阳能技术，今后还需进一步太阳能技术研究，为节能减排做出更大的贡献[4]。

5.3 选择合适的供电器以及变压设备

电力供应系统在民用建筑的电气设计中起着举足轻重的作用，它直接关系到整个民用建筑的电力运行状况。所以，电力系统、变压器等设备是否采用了绿色节能技术，将直接影响整个民用建筑的绿色、节能观念。

在民用建筑的电力设计中，设计者要考虑民用建筑的总体需求，设计适当的电力系统，选用适当的电器种类和容量，特别是供电电压的设计和检测。为保证电力系统正常工作，设计者还应选用适当的变压器，以保证电力系统的正常工作。

6 结束语

随着我国经济的持续发展，人民的生活水平也会逐渐变得更加清晰，民用建筑的生活品质也随之提高。近些年，我国绿色环保思想的深入发展，各个行业都对节能提出了更高的要求，包括民用建筑的电气设计。因此，在民用建筑的电气设计中，应尽量采用绿色节能的思想和技术，包括电动机、变压器、空调等设备。在民用建筑投入使用后，施工单位要采用适当的施工工艺和方法，尽量减少建筑的能源消耗。有关部门也应该积极完善现有的环保技术和观念的相关法律、法规和制度，为今后的发展和应用提供有力的制度保证。

参考文献

[1] 李雅蓉.探析建筑电气设计中的绿色节能技术措施运用[J].建材与装饰，2020（1）：117-118.

[2] 任静，张金花，王永艳，等.《居住建筑节能评价技术规范》标准编制思路和要点解读[J].建筑技术，2017，48（12）：1236-1239.

[3] 刘丽妍.哈尔滨市绿色建筑节能设计评价研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2016.

[4] 郭晓岩.基于神经网络的建筑电气节能关键问题研究[D].沈阳：东北大学，2015.