節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中應用

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［摘要］隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，大量的能源在建設過程中被過度消耗，雖然社會經(jīng)濟取得了巨大的進步，但是能源缺乏問題已經(jīng)逐漸成為全球化的環(huán)境問題，在很大程度上違背了我國可持續(xù)綠色發(fā)展的理念，對未來資源的過度使用壓縮了人們未來的發(fā)展空間，制約了社會的進步?，F(xiàn)階段，人們已經(jīng)逐漸意識到節(jié)約資源的重要性，落實一系列節(jié)能措施，起到了一定的節(jié)約資源的效果，但是由于節(jié)能技術(shù)仍然處于萌芽階段，相關(guān)技術(shù)人員對節(jié)能技術(shù)的研究分析還比較落后，所以本文以此為大背景，結(jié)合各國建筑的節(jié)能環(huán)保實際情況進行研究，簡要分析了綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的應用，結(jié)合我國國情提出筆者的見解和設計方案，以此幫助我國民用建筑電氣綠色節(jié)能設計進一步發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］綠色節(jié)能技術(shù)；民用建筑；電氣設計；應用

引言

由此觀之，在國家提出可持續(xù)性綠色發(fā)展的大背景下，技術(shù)人員必須重點關(guān)注綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的應用，盡量平衡生態(tài)文明與城市建設兩者的關(guān)系，在積極建設祖國、促進國家繁榮發(fā)展的同時兼顧環(huán)境問題，既要“金山銀山”，也要“綠水青山”。

1各國民用建筑的節(jié)能現(xiàn)狀的研究

1.1國外民用建筑節(jié)能現(xiàn)狀的運用

西方發(fā)達國家在民用建筑的節(jié)能設計技術(shù)方面已經(jīng)取得了較大的成果，如美國、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家在早期意識到能源問題后，投入了大量資金和精力用于新型節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)，美國的能源信息機構(gòu)為深入了解民用建筑電氣設計中的能源消耗每四年開展一次全面調(diào)查，以具體的數(shù)據(jù)向廣大居民說明了節(jié)能技術(shù)的重要性，呼吁人們?yōu)榇龠M社會可持續(xù)發(fā)展而共同努力，貢獻自己的力量。同樣的，日本雖然早期在建筑行業(yè)的耗能巨大，占據(jù)全世界四分之一以上，但在20世紀80年代的兩次石油危機之后，日本認識到了節(jié)能技術(shù)發(fā)展的必然性和重要性，如今在節(jié)能技術(shù)的運用上取得了較大的進展。除此以外，那些發(fā)展中國家由于經(jīng)濟的高速發(fā)展，其建筑能源也有著較大的消耗，但是根據(jù)普遍的調(diào)查顯示，發(fā)展中國家的民用建筑能源損耗較為基礎(chǔ)，主要是飲食、熱水方面的能源消耗，一些高消耗的技術(shù)還沒有普及，因此，發(fā)展中國家的節(jié)能技術(shù)主要可以從民用住宅的消耗特性著手，建設大量的公共住宅，以此實現(xiàn)綠色節(jié)能技術(shù)能夠契合發(fā)展中國家的實際情況，起到事半功倍的特殊效果。想要推進節(jié)能技術(shù)的普遍運用就必須掌握大量的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，很多發(fā)達國家已經(jīng)意識到建設契合本國實情的節(jié)能建筑評估體系的重要意義。在科學技術(shù)不斷發(fā)展進步的今天，評估體系無疑為民用建筑節(jié)能設計的廣泛應用打下了堅實的基礎(chǔ)，相關(guān)的技術(shù)人員通過評估體系精準了解了國內(nèi)民用建筑的資源消耗情況和民用建筑節(jié)能設計的運用情況，實時對建筑資源的損耗進行檢測，分析最主要的能耗設備，進行優(yōu)化設計，以此減少民用建筑內(nèi)的能源損耗，使得資源利用最大化。雖然各國的節(jié)能技術(shù)發(fā)展狀態(tài)有所差距，但總的來說，電氣節(jié)能方面的設計仍然處于發(fā)展階段，想要實現(xiàn)民用建筑節(jié)能設計的廣泛運用還需要相關(guān)技術(shù)人員進一步進行研究。

1.2國內(nèi)民用建筑節(jié)能情況的研究

我國的建筑節(jié)能意識在近幾年才逐漸興起，與國外發(fā)達國家相比，我國在民用建筑節(jié)能設計上取得的成果與外國還存在差距，尤其在節(jié)能法律法規(guī)的制定上，我國還沒有建設完整科學的法律體系，與國外的法律體系還有差距。1986年我國頒布了第一部推動節(jié)能工作的法規(guī)標準，《民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）》的頒布為我國民用建筑節(jié)能設計的推進打下了基礎(chǔ)，但是正式的法規(guī)《中華人民共和國節(jié)約能源法》的頒布卻推遲至1998年，節(jié)能技術(shù)的發(fā)展也因此有所延遲。除此以外，2016年《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》的展現(xiàn)了國家對民用建筑電氣節(jié)能工程建設的重視，法規(guī)主要提及了對工業(yè)用大容量電機的節(jié)能控制，反映了電氣節(jié)能在工業(yè)發(fā)展過程中的重要性[1]。2019年，住房和城鄉(xiāng)建設部國家標準《綠色建筑評價標準》，確實貫徹落實綠色發(fā)展理念，推進綠色建筑高質(zhì)量發(fā)展，節(jié)約資源，保護環(huán)境，滿足人民日益增長的美好生活需要?，F(xiàn)階段，科學完整的民用建筑節(jié)能法律體系和國家標準已經(jīng)初步構(gòu)建，但是由于時間原因，建筑資源的大量消耗已經(jīng)成為一種社會普遍存在的環(huán)境問題，雖然節(jié)能法律體系構(gòu)成在一定程度上抑制了資源消耗的增加，但其仍然整體呈現(xiàn)上升趨勢，相關(guān)部門要加緊管理和監(jiān)督工作，實時對相關(guān)企業(yè)的建設工程進行檢測和監(jiān)測，同時，進一步落實法規(guī)的規(guī)定，通過政策引導實現(xiàn)綠色節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，普及民用建筑的節(jié)能設計。

2民用建筑領(lǐng)域綠色節(jié)能技術(shù)的特征

2.1居民適用性

技術(shù)人員在設計民用建筑的電氣系統(tǒng)時，必須注意居民的使用感受，秉持著以居民居住體驗為第一的根本理念，盡量在居民能夠適應的情況下普及民用建筑節(jié)能設計，將電氣系統(tǒng)的節(jié)能設計確立在不影響建筑的使用功能的情況下進行改造，保證建筑的基本功能，以居民的舒適性為改造設計的基本準則，在設計上盡量做到方便居民生活，給人們帶來便利[2]。

2.2實用經(jīng)濟性

民用建筑的主要用戶還是普通的百姓，百姓的經(jīng)濟水平明顯不能滿足建筑節(jié)能設計方面的資金投入，因此民用建筑節(jié)能設計費用主要由國家負擔，為了減輕國家的財政負擔，設計人員應當盡量減少民用建筑電氣節(jié)能設備和材料投入，在保證建設節(jié)能建筑的過程中盡量選取性價比最優(yōu)的設備和材料，以最為簡潔的方案完成節(jié)能建設的工作，在成本最小化的基礎(chǔ)上為企業(yè)帶來經(jīng)濟收益，促進企業(yè)的可持續(xù)化綠色發(fā)展。

2.3綠色節(jié)能性

在國家提出可持續(xù)發(fā)展理念的當今社會，綠色節(jié)能發(fā)展已經(jīng)成了社會發(fā)展的大勢所趨，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展。因此，為了推進民用建筑節(jié)能設計的廣泛使用，相關(guān)設計人員應該使用多樣化的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，同時，要對節(jié)能技術(shù)的運用保持冷靜地判斷，不濫用節(jié)能技術(shù)，充分考慮現(xiàn)實情況，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范的要求實現(xiàn)民用建筑節(jié)能設計的推廣。

3環(huán)保節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的具體應用

3.1優(yōu)化配電系統(tǒng)，選擇合理設備

配電系統(tǒng)在民用建筑電氣系統(tǒng)之中占據(jù)了較為重要的地位，同時，作為一個可以改造設計的系統(tǒng)，想實現(xiàn)民用建筑電氣設計的節(jié)能化要注意對配電系統(tǒng)的設計改造：（1）盡量設計簡單的配電系統(tǒng)，在保證其運行功效的基礎(chǔ)上盡量減少配電級數(shù)，減少多余的保護電器，選擇合理的電纜截面，從而減少配電系統(tǒng)內(nèi)損耗的電能資源，延遲其使用壽命；（2）慎重選擇制冷設備的電壓等級，結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況進行選擇，應主要采用10kV或6kV的制冷設備；（3）選擇供電半徑在200m以內(nèi)的電路，配電線路應根據(jù)實際情況進行合理分布，滿足用電設備電壓損失的要求；（4）選擇配電電纜的材料時結(jié)合多方面因素進行考慮，注意選擇導電性較好的材料，減少電能在輸送過程中的線損；（5）設計變壓器系統(tǒng)時要考慮變壓器的經(jīng)濟運行，同時關(guān)注短期投入和長期投入，盡量選擇能效等級高的變壓器，根據(jù)負荷的變化適當改變投入運行的變壓器的臺數(shù)，可以減少功率損耗。在安裝前規(guī)劃好方案，避免不必要的損失[3]。

3.2優(yōu)化照明用電，節(jié)約照明耗電

民用建筑中大部分的耗電主要來源于照明所耗電量，照明作為居民用電的重要耗電項目，其電能的利用比例極低，想要實現(xiàn)民用建筑的節(jié)能發(fā)展，優(yōu)化照明耗電無疑是一個巨大的突破口，節(jié)約耗電電量可以從以下幾個方面下手：（1）優(yōu)化照明設備的耗電設計，節(jié)約照明所使用的電能，選擇高效節(jié)能燈具和合適的照度，減少不必要的照明設備。（2）保證基礎(chǔ)的照明，不追求絢麗的照明效果，藝術(shù)燈光會造成大量電能的損耗，應該秉持節(jié)能和實用的原則，盡量減少藝術(shù)燈光的使用。（3）精確把控電氣照明設備的照度，利用高新科學技術(shù)進行照度分析，確定照明效果最佳的燈具安裝位置，同時盡量選擇高效節(jié)能燈具，實現(xiàn)節(jié)約電能的目的。（4）應根據(jù)建筑整體的設計合理選擇開窗位置和面積，保證每個房間白天都能自然采光，減少燈具白天的使用時間，減少白天照明用電的電能損耗。（5）利用建筑自身的特點進行合理設計，利用自然環(huán)境和建筑布局來擴大自然光的使用范圍，提高自然光的使用率，盡量減少燈光的使用，在最大程度上減少電能的損耗。（6）開關(guān)燈光選擇雙重控制方式，避免出現(xiàn)誤開燈，減少不必要的浪費情況出現(xiàn)。

3.3優(yōu)化動力系統(tǒng)，降低動力損耗

動力用電設備是民用建筑中必須安裝的系統(tǒng)，動力用電系統(tǒng)一般用于供暖、制冷等方面，這些功能都會造成大量的電量消耗，所以民用建筑節(jié)能設計也要注意控制動力系統(tǒng)的資源損耗，相關(guān)設計人員可以從以下幾方面降低在動力系統(tǒng)方面的能源損耗。（1）緊跟時代潮流，使用高效能的電動機進行系統(tǒng)設計，從設備方面實現(xiàn)能源的節(jié)約，在節(jié)能的情況下增加其運行效率。（2）設立合理科學的補償機制，實現(xiàn)電機的循環(huán)使用，促進電機的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)電機資源的節(jié)約。（3）大功率電動機可采用軟啟動裝置。消防用電動機選用星三角啟動裝置，實現(xiàn)電動機的平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。（4）優(yōu)化動力設備控制系統(tǒng)，采用先進技術(shù)，實現(xiàn)動力設備的自動化控制，既減少了人力資源的投入，還能使動力設備更精確地工作。

3.4變壓器設計

變壓器作為民用建筑工程中的重要工具，采用節(jié)能技術(shù)來設計民用建筑變壓器是實現(xiàn)民用建筑節(jié)能設計廣泛使用的重要手段，想要成功設計節(jié)能的變壓器可以從三個方面入手：首先，設計人員要對變壓器的負載率保持嚴格的把控，在保證運用效率的基礎(chǔ)上注重節(jié)約能源，在日常使用中做好運維工作，確保變壓器高效穩(wěn)定運行，使其能夠安全可靠，實現(xiàn)節(jié)能的目標。其次是如何選擇節(jié)能型變壓器的問題，在選擇變壓器的過程中應該秉持綠色節(jié)能的核心理念，控制電氣系統(tǒng)的能源損耗量，選取能效等級高的變壓器來降低變壓器運行中的能源損耗，體現(xiàn)其較高的性價比。最后，設計人員應該從變壓器的數(shù)量進行考慮，均勻分配變壓器的數(shù)目設置，保證供電容量滿足規(guī)范要求，在保障質(zhì)量的情況下選擇大容量變壓器，以此實現(xiàn)能源最大程度上的節(jié)約，科學合理分配變壓器的數(shù)目，實現(xiàn)民用建筑節(jié)能設計的廣泛運用。

4結(jié)束語

現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展在為人們帶來更多便利的同時也導致了一系列能源問題和資源問題，人們決不能忽視這些問題帶來的影響。相關(guān)技術(shù)人員必須不斷研究民用建筑電氣的綠色節(jié)能設計，從多方面開展節(jié)能工作，在保證質(zhì)量和品質(zhì)的同時重點研究其節(jié)能性，保證民用建筑電氣設計中廣泛運用節(jié)能技術(shù)，促進實現(xiàn)我國經(jīng)濟的可持續(xù)性綠色發(fā)展。

參考文獻

[1]張雪丹.綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的應用分析[J].智能城市，2017（3）：270.

[2]李緒彪.綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的應用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2018，500（15）：90.

[3]王慧穎.解析綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設計中的應用[J].信息周刊，2019（39）：1-2.

作者:王佰慧 單位:蘭州有色冶金設計研究院有限公司