大型建筑中节能环保电气技术的应用

曹绪东　许稳　刘一豪

摘 要：在建设过程中，电力的节约和环保成为一个重要的课题。基于此，论述现代大型建筑节能、环境友好的新技术，以供参考。

关键词：大型建筑；节能环保；电气技术

中图分类号：TU85;TU201.5                      文献標识码：A                               文章编号：2096-6903（2023）07-0102-03

1 建筑电气节能应用的必要性分析

在当前的建筑设计管理中，节能已经成为现代建筑发展的必然趋势。所以，要根据国家的节能标准来进行设计和施工。在审核的时候，必须要对节能进行严格的审核。随着技术的进步，新的建材技术也会不断地涌现，对节能的要求也会越来越高。建筑的使用寿命相对较长，但某些不可再生的能源却在逐步地减少或消失，被新技术开发的节能型建材所取代。

要向民众普及节能观念，让大家了解节能建材在建筑中的作用，了解建筑节能特别是电力节能给人类的生活带来的变化。与此同时，在建筑各个方面都要加强对节能材料的开发利用，掌握更加先进的节能技术和经验，从而为推进建筑节能和电气节能做出应有的贡献。

2 节能技术在建筑电气设计中的应用现状

2.1 能源消耗严重

当前，随着建设项目的迅速发展，能源消费问题日益突出，引起了社会各界的普遍关注。有关统计表明，目前我国能源消费中能耗超过30%，并且在今后的发展中仍将继续增长。在建筑电气设计中，一些设计师过分关注节能和经济性，使得住宅的舒适性大大降低，既无法满足用户的需要，又无法实现其应有的功能。

因此，应采取更为科学、合理的设计方法，既要保证建筑的功能和舒适度，又要充分利用节能技术，使其在实际运行中获得最大的经济、生态和社会效益。

2.2 管理人员缺乏节能意识

工程建设中存在着许多问题，不利于节能和环境保护技术的落实。比如，由于管理者缺乏环保意识，会使建筑项目走向非节能、环境保护等方面，使节能技术很难在建筑电气设计中起到应有的作用，进而造成能源和资源的浪费。有的施工单位将经济利益放在首位，却忽略了在建筑工程的电气设计中运用节能技术，这对节能技术的发展是不利的。因此，在建筑工程建设中，应该把节约能源意识纳入建筑工程的设计之中，以达到经济、生态、社会协调发展的目的。

2.3 节能技术的研发与创新存在阻碍

目前，节能技术的发展需要投入很多的资金，在实际研发中，应注重节约能源和技术投资的适用性。然而在实践中，这两种方法常常会相互抵触，忽视了许多技术的实际应用，也会导致投资费用的上升。注重节能技术带来的长远的经济效益，不能过度地追求短期的经济效益。但在实际使用过程中，节能技术也存在着诸多问题，其替换的速度、费用等问题也都是必须加以考虑的问题[1]。

3 节能环保电气技术在大型建筑中的应用

3.1 智能照明系统

大型建筑物需要大量的照明设备为了达到节能环保的相关要求，现代化的大型建筑物要从照明方面着手，具体的方法有两个：一是选择高效节能光源。在应用环境友好型节能电器技术时，要注意选用合适的节能光源。不同的光源对能耗的影响也有很大的差别，在满足照明需求的情况下，优先选择低污染、低能耗的节能光源，这既能提高其使用效率，又能节省能源。以工厂厂房为例，在较大的面积内，必须要有足够的照明条件，在确定其主光源时，可选用高压钠灯。而普通的商用建筑，其光源多是为了满足室内的照明需要，所以选用节能型荧光灯是比较合理的。二是建立智能控制系统具体如图1所示。现代大型建筑都会在不同的区域安装不同的光源，但传统的照明系统都是人工控制的，这就限制了照明的工作，不能进行统一的协调，也不能保证工作的正常进行，还会导致能量出现浪费，从而导致建筑所消耗的能耗上升。在建筑应用智能化照明系统时，要根据建筑物自身的特点，合理地划分出不同的空间使用范围，并加以区别，再利用电脑控制技术实现对建筑物的灯光进行统一的控制，以提高照明系统的工作效率，减少运行的困难，减少维修费用。

3.2 安全电力系统

各种电力设备的普及，给人们带来了方便，但也带来了巨大的安全隐患，许多大型的现代化大楼都是人口密度高、电气设备密集的地方，而每发生一起火灾事故，造成的伤亡和财产损失都无法估量。为此在应用在节能、环保的电气技术时，既要达到节能要求，又要兼顾安全。在现代大型建筑物中，节能、环保的电气技术主要有3种。

一是应用矿物绝缘电缆。矿物绝缘电缆是一种无机材料，熔点在1000℃以上，在高温下不会分解，在火灾时不会燃烧释放有毒气体。发生火灾时，矿物绝缘电缆还能持续供电3 h，确保设备和人员的生命安全。

二是应用EPS应急系统。按照我国目前有关消防安全的法律规定，在现代化的大型建筑物中，都要有相应的应急设施，而应急照明系统就是一个非常关键的环节。这种装置若采用常规的电力供应方式，不仅会产生较大的电力损耗，还会带来较大的安全风险，万一发生意外，应急照明设备不能正常工作，将会带来巨大的经济损失。EPS应急系统是一种在现代化大型建筑物中普遍使用的应急电源，其主要功能是利用蓄电池来储存电力，是一种非常有效的应急电源。EPS应急系统采用集中式供电方式，减少了由于供电分散造成的维修费用，并且具备自动检测功能，可以实时监测电池的运行状况，如果出现问题，可以及时解决。EPS应急系统还可以与大楼的监控系统相连，由电脑进行控制，无论在管理还是运营方面，都有着巨大的优势。EPS应急系统在一般条件下是处于待机状态，可将电力消耗降至最低，延长电池的使用寿命，并可节省能源。

三是应用新型变压器。变压器是电力系统的核心部件，在电力系统中，由于电力消耗巨大，所以在选用变压器时要格外重视变压器的安全性[2]。常规的干式变压器能够满足普通建筑物的电力需求，而对电力系统依赖程度较高的大型建筑物则应按需选用新的变压器。新型变压器具有优良的绝缘连续线圈，可以很好地解决变压器的热辐射问题。新型变压器所选用的绝缘材料耐火性能优良，可循环再用，在满足大规模建设和社会环境保护方面起到了很大的作用。以绝缘系统干式变压器为例，其为一种新型的变压设备，采用了一種新颖的绝缘体系，并进行了多种固化处理，保证了其性能稳定。并对高压线路和低压线路进行了结构设计，从而解决了变压器的热辐射问题。它是一种环保的新型装置，其绝缘材料是可再生的，既能保证电力系统的运行，又能充分体现环保节能的理念。

3.3 高效的热能系统

高效的热能系统有两种。第一，地源热泵技术。地源热泵是一种新型的室内环境温度调节设备，它是由一台热泵机组组成的，它可以在工作中储存和回收各种能源。在夏天，热泵系统会从建筑中吸取热量，并将其储存在地底。在冬天进行回收利用。地源热泵系统利用自然能量进行循环利用，调节室内的温度，不仅可达到节能环保的目的，还能满足人们的舒适度。第二，太阳能技术。太阳能是一种可持续发展的能源，是当前我国太阳能发展的一个重要课题。在现代大型建筑物中，采用相应的设备，充分利用太阳能，实现了整个建筑物的热水供应。充分发挥其永久的天然优势，使建筑达到环保节能标准的一种行之有效的方法。

4 建筑电气照明节能设计

4.1 合理地选择光源

如何选择最佳的光源，取决于建筑的用途和工作人员的习惯以及照明的整体质量。光源是否良好，主要取决于它的性价比、使用寿命和发光效率。在满足实际的光照要求的前提下，要选择高效的光源。照明设备的主要功能就是将电能转换成光能，在这种转换的过程中，可以节省大量的能源。对于专业的建筑工人来说，要想在使用的时候达到更好的节能效果，就必须要选择合适的光源，既要有效率，又要有节电，还要考虑到光源的颜色、色温和光效，这样才能达到更好的节能效果。

4.2 控制系统设计

电灯控制开关的不同之处在于感应模式，目前常用的有红外和微波两种。红外照明系统在节能优点方面的是表现在够将照明回路串联起来，从而有效地减少了设计功率，并且能够根据不同的应用场合要求，在很大的范围内设置起控照度。微波系统的节能优点是能够对自然光线进行智能辨识，能够对人体和物体的运动进行感知，能够根据实际需要调节系统的响应时间和延迟。

针对不同的场景需要，将以上的系统分别用于商用和地下停车场。红外线感应系统主要用于地下车库、消防通道等人流量较小的场所。在需要长时间稳定照明的情况下，红外系统也可以使用。采用差别化的设计方法，可以有效地减少系统的能量消耗。通信是照明控制中的一个重要组成部分，目前主要采用的是无线通信技术。WIFI的优点是可以通过移动终端实现多端口的远程控制。但由于本工程属于商用物业，其使用和需求较为固定，因此其优势并不显著。本工程的剪力墙、隔断墙密度较大，对信号的传递也有一定的影响。蓝牙的传输距离通常不会超过15 m，太多的话会造成系统的造价。

4.3 提升照明系统功率因素

对建筑物的灯光进行了分析，结果表明，某些电器装置具有感应器件，在使用过程中会产生一定的无功功率，从而导致电能的浪费。为了正确地解决这个问题，可以采取提高装置的动力因子来实现对能耗的科学控制。在一些建筑物的电力系统中，采用了变压器的低压侧集中补偿方式来保证供电的连续性，这种方法可以有效地降低电网的无功传输量，但不能达到用户的无功传输控制的需要，因此，系统的节能效果并不是很好。针对这种情况，可以根据现场安装的原理进行无功补偿装置的安装，并进行现场补偿。同时，利用电子镇流器对电容器进行补偿，确保装置和线路上的无功功率传输能够得到有效控制，从而达到节能的目的。

4.4 尽可能使用自然光源

在节能、减排和环境保护意识的推动下，在电器照明的设计中，必须注重节能设计，尽可能地降低电能消耗，采用天然光源。在白天的时候，要尽可能地利用自然的光源，减少对电力的利用，从而达到节约能源的目的。在电气照明的设计中，采用了一些有效的方法，比如选用节能灯等，以达到降低能耗的目的。将自然光与电光有机地结合起来，可以达到节能减排的目的。在建筑的走廊和台阶上，尽可能地采用自然光，或采用声控灯，这样既可以节约能耗，又可以节约用电。

5 建筑电气设计中节能技术的应用措施

5.1 减少电力损耗

在输电的过程中，有一些电能资源的损失。若能降低此损失，将极大地改善电网的运行效率。通过对相关内容的分析，发现相关损失与线路长度、负荷有很大关系，因此，要对其进行适当的减小。这个目的主要是通过选用适当的引线来达到。尤其是当输电线路长度很大时，为了确保输电线路的安全，必须采用较大的导线。在铺设导线时，尽量减少缠绕、无效线和输送损失，也可以用来做冷却管道，这样就可以将线路损耗降到最低，从而解决能量问题。

5.2 在照明系统中充分利用节能技术

通过制订节电计划、积极运用节能技术、节能产品、优化用电模式、提高节能降耗、降低能耗、协调各种负荷管理措施。照明是电力系统中最主要的部分。若能适当地进行控制，则能极大地减少建筑物的功耗。节能照明技术是一种很好的解决方案，相关的研究显示，它更易于适用于节能照明的设计。要提高居民节约用电的观念，就要解决能源问题，必须选用适当的灯具。LED灯具有低成本、长寿命、环保、低能耗等优点，是一种理想的建筑照明。在灯具配件的选用上，采用节能型镇流器，节能型镇流器的节能效果优于常规型。另外，最普遍使用的是探照灯，它可以节约能量[3]。

5.3 选择合适变压器，增强电气资源利用效率

当前多数建筑物均为高压供电，选用适当的变压器可确保电力系统的稳定运行，但其自身也会产生一定的损失。在节约能源方面，这是无法避免的。在建筑电气设计中，要根据实际情况选用合适的变压器，以降低其损失。变压器的铜耗和铁耗是两个重要因素，生产工艺是影响铁消耗的重要因素。要想降低这一比例，就需要选用更高的生产标准。影响铜消耗的主要因素为负荷，对控制器的铜消耗进行量化控制。

6 结束语

随着社会的发展和科学技术的发展，电力资源的合理利用，建筑工程的节能环保是建设绿色的必然选择。在现代化建设中，电力节能与环境保护技术的运用，能够有效地改善建筑工程的质量，节约能源。因此，在工程设计、施工、运行中，应采用有效的电气节能、环境保护的技术手段和措施，并制订出一套合理的设计与运行管理计划。

参考文献

[1] 丁建永.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析探讨[J].建筑技术开发，2020，47（15）：6-7.

[2] 赵天旭，韩健，胡钦晓.节能环保电气新技术在现代化大型建筑中的应用[J].智能城市，2018，4（1）：77-78.

[3] 魏云辉.节能环保电气新技术在现代化大型建筑中的应用[J].皮革制作与环保科技，2021，2（8）：142-143.