建筑電氣節能設計與綠色建筑電氣技術研究

肖凱

貴州省建筑設計研究院有限責任公司 貴州 貴陽 550081

引言

受早期經濟發展和技術水平的影響，目前我國的能源消費負擔沉重，環境污染問題日益嚴峻，國家現代化發展受到嚴重制約。如果不及時采取措施，就會引發新一輪的問題。因此，積極響應國家政策號召，做好環保節能工作，就顯得非常重要。隨著人民生活水平的提高，我國建筑業的設計理念也隨之發生了變化，在注重經濟效益的前提下，更加注重體現生態效益，并向更多的技術應用領域滲透，從而更好地滿足人們日益增長的美好生活需要。而在建設綠色建筑過程中，由于涉及的各項領域較多，不同專業之間相互影響，而電氣節能設計和技術應用仍然是其中的關鍵環節，必須針對不同的建筑類別及要求，進行合理的規劃和設計，確保電氣系統的可靠性及實用性。在滿足質量要求的前提下，實現節能減排的目標。

1 綠色節能技術在建筑電氣設計中的重要性

國家要實現經濟的可持續發展，就必須高效利用能源并盡量減少對不可再生能源的依賴。因此，為推動經濟和社會的可持續發展，節能減排的理念已在各行各業得到廣泛推廣。綠色節能理念在實踐中，對我國的經濟和社會發展起到了促進作用，已經成為一種新常態。但是，在建筑業的各種建設活動中，不可避免地要消耗大量的能源和資源，因而建筑行業要實現更好的發展，適應新時期的需要，要充分考慮到現代社會的發展趨勢，不斷地進行建筑設計方法創新，以達到節約能源和降低能耗的目的。隨著社會的現代化發展，電氣設備在建筑中所占的比例越來越大，能耗也在不斷增加。因而在建筑領域大力提倡電氣節能技術十分必要，同時節能不僅體現在設計方面，項目本身及其建設過程都要符合節能與環保要求，一個良好的設計是整個項目達到標準的前提，這種觀念與可持續發展、綠色發展的思想具有一致性。因此，加強建筑電氣的綠色節能設計技術，對推動我國的經濟發展具有十分重要的作用[1]。

2 綠色建筑電氣節能設計原則

2.1 節約環保原則

在進行電氣有關節能方面的設計時，要把能源消耗和環境保護問題放在首位，通過科學合理的規劃，達到節約能源、保護生態環境的目的。在工程實踐中，技術人員要統籌考慮各電氣系統，保障各系統正常運行，同時根據不同的使用條件，優化各項系統的運行方式，以達到高效利用能源，提升節能效果的目的。

2.2 實際需求性

在進行建筑工程設計過程中，設計單位要充分考慮建筑功能與建設現場的實際條件，不可一味地照搬節能要求進行設計。從電氣設計的角度來看，電氣工程的功能是綜合各方建設需要，保障人民群眾安全生活、生產，因此在實際設計工作中，技術人員必須重視這一方面的問題，以保證電氣工程的設計能夠滿足人民的日常生活需要，如照明系統、空調系統、供電可靠性等。同時，在設計過程中也要注重工藝要求，兼顧舒適性和美感要求。所以從建筑電氣節能的角度來看，滿足工程的實際需要是一切設計的重要前提。因此，應以高效實用作為電氣節能設計第一準則。

2.3 經濟性

綜合各方技術要求，技術人員要站在節能、環保的角度充分考慮經濟性和適用性，從而保證施工期間的成本投入能夠得到有效控制。目前，建筑節能技術和設備的發展趨勢多種多樣，工程技術人員在施工過程中要重視工程的經濟性，并把性價比作為技術和設備選用的主要依據，在綜合考慮建筑設計和施工要求的基礎上，對施工工藝和設備進行篩選。另外，在使用各種先進技術設備時，如變頻器、有源濾波等裝置，要充分考慮其功能要求及使用條件。若單純地采用先進的技術和裝備，而不配備相應的專業人員或進行專業培訓，不僅達不到工程的預期成果，反而會造成資源和資金的浪費。

2.4 結合實際設計并保證性能

有關部門和技術人員要細致了解項目的類型、使用環境、資金投入，并據此制訂出合理的施工計劃。具體從以下兩個方面來考慮。第一，保障用戶的方便與安全，確保建筑物在使用期間照明良好，各項設備正常運轉，無任何問題。同時，要注意建筑的總體布置，以確保整體的視覺效果，滿足常規美學需求。第二，要使有限的造價得到最大限度的價值利用，就必須充分利用已有的能源，確保建筑物本身功能和使用效益[2]。

3 建筑電氣節能設計方法

3.1 照明系統節能設計

在建筑中，照明是必不可少的關鍵設施之一，隨著時代的發展，各類新型照明設備不斷涌現，慢慢地由過去單一的功能性照明，逐步向具有更高的觀賞性要求靠攏，對建筑起著畫龍點睛的作用。但由于大量使用，造成能耗上升，因此，建筑照明系統是節能設計的一個非常關鍵環節，既要保證日常生活和發展的需要，更要注重能源節約，達到節能減排的目的。

首先，根據當前建筑物的功能要求，綜合考慮照明的設備的安裝位置，空間、用途等因數，精確地計算各項參數，選用燈具時，考慮光源的位置、角度、配光曲線等基礎條件以確保照明效果滿足使用需求。其次，根據不同的使用環境完善照明控制方案，其中采用智能控制技術節能效果顯著。對于高檔酒店、會議室，往往采用不同的場景燈光，根據場景的使用時間、亮度、色彩飽和度等因素，保證燈具的亮度、色彩飽和度不會因墻面反射系數衰減等原因而受到影響。采用智能照明系統，不僅僅是控制燈具的亮滅，并且能夠根據預先設定的場景和要求調節照明亮度、時間。根據不同的用電峰谷時間段，自動地控制電壓，達到照明效果的同時減少能耗，延長照明設備使用壽命。

3.2 電動機節能設計

隨著時代發展，電動機技術發展迅猛，在各內建筑中的應用場景也越來越多，例如風機、水泵、起重機，等等。所以，電動機的能耗問題也是當前節能設計的一項重點及難點。

提高電動機效率一直以來是設備技術攻堅克難的最終目的，而高效使用電動機是電氣設計中必不可少的一項節能環節。根據不同使用場景，不用的設備對象，甚至與不同的控制方式，通過合理設計，使其運行在最佳能效范圍，這樣既提高了電動機的使用效率，達到節能減排的效果，并還能延長其使用壽命。在電動機設計和安裝過程中，根據不同使用場景考慮采用不同類型電動機，如異步電動機、同步電機、直流電機等。其次在一些需要精確控制場所，考慮安裝變頻器，以達到對不同環境的反饋調節電動機轉速。大容量電機必須考慮安裝補償電容器，以便對線路的電能損失進行調節，提高功率因素并減少對電網影響[3]。

3.3 空調系統節能設計

在現代建筑中，空調系統是必不可少的設施，中央空調和柜式空調都需要大量電耗，而且很難對空調能耗進行有效控制。因此，在進行建筑空調系統的設計時，應該聘請業內的專業人士，對建筑空調系統的設計理念有一定認識，同時要正確地考慮建筑內部的空調條件，根據建筑空間來進行分區式安裝，使建筑的空調設備全年都能達到預期效果，并能把制冷和供暖的溫度控制在人們舒適范圍內，這也是為了防止能源過度浪費。

3.4 供配電系統節能設計

實踐表明，供配電系統設計是影響整個建筑電氣節能效果最關鍵的一個因素，如果說傳統各項電氣系統僅僅是在節能設計中“精益求精”，而供配電系統就是整個電氣設計節能環節的靈魂所在。建筑電氣中供配電系統設計是否科學合理，會對電氣供應和分配系統的能源消耗強度產生決定性影響。因此，在整個供配電網的節能設計中，明確建筑物內對應的能源利用區域，根據實際情況并適當考慮未來發展需要統籌設計，確定供配電方式、變壓器的數量及工作方式、線路敷設等關鍵問題。

首先，應根據建筑類別供電要求的供配電方式，保證供電可靠性的同時高效利用能源、降低損耗。配電室及各項配電控制單元應設置在電力負荷集中處，能夠更好地控制線路長度，避免造成材料浪費、減少電壓損失。其次，在一些大中型場所配備電力監控系統及能耗監測系統，對各項用電設備狀況進行跟蹤、記錄，并實時反饋給專業技術人員進行調整，以實現節能降耗。最后在線路敷設上，以路徑最短作為主要原則，各項不同電壓等級導線應分開敷設，避免電磁效應的影響。精確計算各項設備計算電流、線路距離，按安全載流量及經濟載流量統籌考慮，合理選用不同規格導線，提高導線的利用率[4]。

4 綠色建筑電氣技術

4.1 綠色建筑電氣技術應用意義

綠色建筑電氣技術在我國的應用，將會對促進我國科技經濟的發展起到積極作用。在科學技術方面，綠色建筑電氣技術是一種有效的科技手段，它可以提高科技水平，推動綠色建筑的發展，并確保實施節能效果。而綠色建筑觀念的應用，則是推動科技進步，逐步淘汰舊工藝、舊技術，不斷進行新設備、新材料的開發與制造。從經濟角度來看，綠色建筑能有效地減少建筑對環境的污染，達到保護環境和提高經濟效益的目標。

4.2 常用綠色建筑電氣技術

4.2.1 建筑能耗監控技術。利用這種技術監控建筑物內部的能耗情況，可以控制建筑內部的照明系統，并利用先進的感應器，實現對建筑內部照明的控制；還可以根據具體的工程要求，對電梯等設備進行相應調整。目前國內對此技術的應用還比較有限，一般僅限于一線城市的某些大型商場，但在國外已基本普及，并取得了較好的預期結果[5]。

4.2.2 充分利用太陽能。太陽能是一種新型的潔凈能源，可以充分發揮其節能環保的作用。太陽能是一種天然能源，用它代替一些常規的電力，可以確保建筑物在環境節能方面的優勢。因此，在進行綠色建筑的同時，要科學合理地使用太陽能熱水器、燈具等，既可以為人們的生活提供便利，又可以有效減少能源的消耗，為節約能源和保護環境做出貢獻，完全符合綠色發展的要求。例如，某區域的日平均太陽輻射強度為4kW·h/m2，適宜用于低溫太陽能的應用，只安裝太陽能熱水器，并未達到最大限度地利用太陽能，因此有關部門可以為其安裝吸收太陽能的燈具，從而達到節能的目的。

4.2.3 光伏系統設計技術。在建筑內外引入光伏系統，以降低建筑能耗，目前已有良好的技術條件。在太陽能光伏發電系統的設計中，要充分考慮當地的光照條件、屋頂和周邊區域，以每臺太陽能電池板為0.5m的通道空間，采用光伏并網式逆變器。太陽能發電系統在保證電力供應的前提下，可以將多余的電力輸送到公用電網，當然建筑電氣系統中也要有儲能設備，以保證能源不被浪費[6]。

5 結束語

綜上所述，在建筑工程施工中，根據其所使用的電氣設備進行節能設計，可以在一定程度上減少建筑能耗，達到環保目的。設計人員通?？梢詮恼彰飨到y、配電系統、電力系統、電動機等多個角度進行分析。在實際工程中，要充分運用綠色節能技術，科學地設置節能電器，提高建筑的整體節能效果，同時保證建筑物的正常使用功能。在實踐中，設計人員需要不斷積累工作經驗，逐步提高自身技術和現有的節能技術，以達到節能環保的目的，促進社會的發展與進步，為人們營造一個健康舒適的工作環境。