現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能策略探究

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摘要：目前，綠色與環(huán)保的理念已經(jīng)廣泛深入到了我國的各行各業(yè)里面。其中，建筑電氣設(shè)計(jì)中如何有效應(yīng)用節(jié)能策略成為了當(dāng)前設(shè)計(jì)工程師研究的課題。為了有效實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能，需要從建筑應(yīng)用的功能及效果等多方面進(jìn)行考量，通過科學(xué)選擇建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案，才能確保在后期使用過程中的節(jié)能環(huán)保?；诖?，本文將對(duì)現(xiàn)代建筑電氣工程設(shè)計(jì)中的電氣節(jié)能問題、節(jié)能策略展開研究探討，可供電氣工程同行借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；問題；策略

引言

節(jié)能降耗是我國的一項(xiàng)基本國策。近年以來，全國各行各業(yè)都在抓緊落實(shí)中央“碳達(dá)峰、碳中和”低碳環(huán)保政策，取得了明顯的成效。現(xiàn)代建筑是我國能源消耗的一大重點(diǎn)，加強(qiáng)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性也越來越凸顯。建筑工程中的電氣系統(tǒng)是建筑物基本的動(dòng)力系統(tǒng)。隨著近年來城鎮(zhèn)建設(shè)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型合理的電氣設(shè)計(jì)技術(shù)被廣泛地用到現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)之中，讓現(xiàn)代建筑物的電氣工程系統(tǒng)可以滿足現(xiàn)代建筑項(xiàng)目高效率運(yùn)行的需求。但是，隨著現(xiàn)代建筑物的內(nèi)部用電設(shè)備增多，建筑物內(nèi)各電氣系統(tǒng)做功所消耗的能源量也在不斷的增長(zhǎng)。因此，我們電氣設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，以使其能夠達(dá)到現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能的應(yīng)用目的。

1筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)需遵循的基本原則

開展建筑電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，我們首先應(yīng)綜合考慮當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，還有就是要分析各方面的影響因素；然后在建筑電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中要綜合運(yùn)用各種先進(jìn)的技術(shù)，把建筑的能源利用效率進(jìn)行大力提升，盡可能的減少不必要的能源消耗設(shè)備 用電。

1.1實(shí)用原則

實(shí)用原則指的是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要滿足建筑物實(shí)際的使用功能，我認(rèn)為這是現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)最為基本的要求。因此，電氣工程設(shè)計(jì)首先必須滿足用戶日常生活所需的基本用電需求，滿足所設(shè)計(jì)的建筑內(nèi)部使用者的日常的照度、色溫與顯色的指數(shù)；除了應(yīng)用太陽能等清潔能源之外，建筑節(jié)能的著手點(diǎn)也要重點(diǎn)考究；這就要求我們電氣設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行建筑物電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能避免一些無謂的能耗。首先，我們要分析項(xiàng)目，然后找出項(xiàng)目中這些可以進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的地方，然后再對(duì)項(xiàng)目中這些可以節(jié)能的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深入的研判；最后，根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況再去制定出最為實(shí)用的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

1.2經(jīng)濟(jì)性原則

在影響建筑電氣設(shè)計(jì)的因素當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)因素也是非常重要的考究原因。開展建筑電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)，其中所涉及的范圍比較廣泛，因此也會(huì)在一定程度上增加項(xiàng)目建設(shè)投資者和施工單位的經(jīng)濟(jì)投入。雖然我們大力提倡開展綠色建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，但是，如果只為建筑節(jié)能，而不考慮建筑項(xiàng)目的造價(jià)成本的話，這顯然也是不切合實(shí)際的。那么，我們進(jìn)行綠色建筑電氣節(jié)能工程設(shè)計(jì)又應(yīng)該從何處著手呢？根據(jù)筆者多年的建筑電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，我認(rèn)為建筑電氣工程設(shè)計(jì)的節(jié)能應(yīng)根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)際使用情況，遵循經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)原則。首先在前期的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮電氣設(shè)備投入使用后所需的維護(hù)管理等問題，其次要從電氣設(shè)備原材料選型來著手，在對(duì)電氣設(shè)備以及原材料成本控制的同時(shí)，也應(yīng)該保證電氣項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量。為了盡可能的減少項(xiàng)目竣工使用后各電器系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)方面的資金，在后期建筑電氣設(shè)備使用過程當(dāng)中，也要盡量減少電氣設(shè)備故障的發(fā)生幾率，確保項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3降低損耗原則

首先，高能耗設(shè)備會(huì)嚴(yán)重的造成能源浪費(fèi)。因此，我們?cè)谶M(jìn)行建筑工程項(xiàng)目電氣設(shè)備設(shè)計(jì)比選時(shí)，最好選擇一些能耗低的設(shè)備。此外，  還要盡可能多運(yùn)用一些現(xiàn)代化科技含量的電氣設(shè)備，從而有效降低建筑物內(nèi)電氣設(shè)備所需的能耗。其次，在滿足建筑物電氣設(shè)備相關(guān)的使用功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到還應(yīng)該對(duì)各電氣系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一集中管理，以實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)合理功耗的分配，以便后期更好的管控電氣設(shè)備的能耗，有效降低能源損耗?？傊?，在電氣工程設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持降低損耗這一原則也完全符合我國對(duì)于綠色建筑節(jié)能減排、低碳環(huán)保的要求。

2前我國建筑電氣設(shè)計(jì)中電氣節(jié)能現(xiàn)狀問題分析

2.1節(jié)能總量較低

當(dāng)前，我國綠色建筑電氣設(shè)計(jì)中，其電氣節(jié)能的總量較低，還有待進(jìn)一步提高。隨著我國現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程的飛速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)能源的需求也呈現(xiàn)出了明顯上升的趨勢(shì)。但是，在這一過程中需要注意的是，常規(guī)能源是屬于不可再生的能源。因此，這也意味著未來我國的能源會(huì)越來越緊缺的情況將不可避免。其次，節(jié)能總量較低還體現(xiàn)在建筑物電氣設(shè)計(jì)與施工相比較其他方面能源消耗所需要消耗的能源往往會(huì)更多，并且在這一過程中不斷發(fā)展的建筑行業(yè)也使得這一情況進(jìn)一步的加劇。

2.2節(jié)能技術(shù)不完善

建筑電氣設(shè)計(jì)與施工中相關(guān)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用有待進(jìn)一步的完善。目前，建筑電氣設(shè)計(jì)與施工中電氣節(jié)能還存在比較多的問題：例如，由于電氣節(jié)能技術(shù)不完善而使得建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝中的電氣節(jié)能效率低下。其次，節(jié)能技術(shù)不完善還體現(xiàn)在諸如電氣負(fù)荷的計(jì)算不科學(xué)和用電數(shù)據(jù)的記錄不全面等問題上。與此同時(shí)，電氣節(jié)能技術(shù)不完善也體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)的照明度與選擇的照明光源不合理和許多設(shè)計(jì)人員偏愛較大的變壓器所帶來的能源消耗無端增加。并且由于我國很多建筑仍舊缺乏對(duì)于室內(nèi)電器設(shè)備與照明工具有詳細(xì)的節(jié)能要求，這些技術(shù)上的落后導(dǎo)致了我國建筑電氣節(jié)能還有很大的完善提升空間。

3筑電氣設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能策略研究

下文將分別從建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、變壓器、供配電系統(tǒng)、線路、照明等幾個(gè)方面綜合地對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施進(jìn)行研究探討。

3.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，在公共建筑工程項(xiàng)目中，暖通空調(diào)所需耗電量約占整個(gè)建筑物能源消耗的一半以上。因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采取節(jié)能設(shè)計(jì)措施的潛力較大。我認(rèn)為在暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在暖通系統(tǒng)的接口位置。這就要求我們暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師和電氣安裝施工的工程師之間，加強(qiáng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)配合管理，通過優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的接口處的設(shè)計(jì)，做好一體化暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，以便更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的電氣節(jié)能目的。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的主要措施分析如下：3.1.1 優(yōu)化暖通空調(diào)設(shè)備中的機(jī)電設(shè)備開啟與暫停的控制。3.1.2 優(yōu)化系統(tǒng)變風(fēng)量和變流量系統(tǒng)。3.1.3 對(duì)水泵節(jié)能控制設(shè)計(jì)時(shí)，不同季節(jié)要進(jìn)行差異化的控制，選取最為節(jié)約能耗的控制設(shè)計(jì)方案。3.1.4 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)化低溫送風(fēng)系統(tǒng)的控制。3.2選用節(jié)能型變壓器建筑物電氣設(shè)計(jì)時(shí)要要認(rèn)真分析變壓器的功率損耗問題。應(yīng)選用損耗較低、能效比高的節(jié)能型的變壓器。通過節(jié)能型變壓器來有效控制電壓，是為了確保建筑物電器設(shè)備的運(yùn)行效果以及建筑物內(nèi)用戶用電的安全。同時(shí)，設(shè)計(jì)設(shè)備選型時(shí)要符合與限定標(biāo)準(zhǔn)中的最低要求（三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）。在輸電方面，因?yàn)楫?dāng)負(fù)載的功率因素與輸送的功率一定時(shí)，電壓和線路電流之間是成反比的，因此，在輸電方面設(shè)計(jì)考量時(shí)應(yīng)適當(dāng)利用變壓器來升高電壓。此外，還可以通過采用并聯(lián)運(yùn)行的方式，通過公式計(jì)算，以便獲得變壓器的臨界的負(fù)載值，以具體使用的負(fù)荷量為依據(jù)，對(duì)變壓器的運(yùn)行數(shù)量進(jìn)行有效的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的目的。另外，節(jié)能型變壓器的合理選用，還能延長(zhǎng)變壓器的使用壽命。

3.3優(yōu)化建筑物的供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

為了確保建筑物內(nèi)用戶的正常用電。我們對(duì)供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案必須綜合考慮，要對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，做到合理節(jié)能。其中重點(diǎn)是要對(duì)供配電系統(tǒng)的方位、用戶用電高峰與低谷的負(fù)荷，以及電力分配等問題進(jìn)行充分的研判。3.3.1 首先要確保建筑物的用電負(fù)荷的計(jì)算做到準(zhǔn)確無誤，并符合建筑物的實(shí)際情況。為了降低在電壓器的容量從而降低其所消耗的能量，可以選用負(fù)載率合適的節(jié)能型變壓器。3.3.2 為了將變壓器的損耗和發(fā)生在能源傳輸線路上的損耗降低到最小值。我們可以采用分散式或集中式的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，通過無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用，可以在一定程度上有效提高低壓側(cè)功率的因數(shù)。3.3.3 對(duì)配電系統(tǒng)的位置的選擇。保證高壓盡可能的深入用電負(fù)荷中心，目的是減少了在線路上損耗的電能，同時(shí)也節(jié)省了傳輸電線。3.3.4 對(duì)于非線性的用電設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)其進(jìn)行控制，促使它們?cè)诠ぷ鳡顟B(tài)下產(chǎn)生的高次諧波合理化。3.3.5 對(duì)用電高峰期和低谷期進(jìn)行分析，通過采取合理節(jié)能控制措施，減少無畏的能耗。3.4減少線路傳輸損耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能3.4.1可以選擇銅芯作為導(dǎo)線。考慮到節(jié)約用銅，部分高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)可以采取銅鋁復(fù)合母線來作為垂直干線母線。3.4.2減少配線的長(zhǎng)度。在低壓柜出線與配電箱出線設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能設(shè)計(jì)為直線，低壓線路的半徑一般不大于200m為宜，負(fù)荷中等密集的地區(qū)不超過150m為宜，負(fù)荷密集的地區(qū)不超過100m為宜，這樣設(shè)計(jì)施工，可有效減少電纜（線）的長(zhǎng)度，做到供電配線的距離最短。3.4.3增大導(dǎo)線截面。在滿足電壓降要求的前提下加大一級(jí)導(dǎo)線截面，雖然在一定程度上增加了些成本，但從整體運(yùn)行上節(jié)約了電能，為后期的設(shè)備技術(shù)升級(jí)提供有利整改條件。3.4.4選擇新型的絕緣型電力電纜材料，比如:選用YJV型號(hào)的絕緣電纜等。3.4.5為了節(jié)約線材，減少主干線（電纜或插接母線）的長(zhǎng)度，我們?cè)谶M(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，變配電室設(shè)計(jì)應(yīng)盡量靠近電氣豎井位置。對(duì)于面積比較大的建筑工程項(xiàng)目，讓我們可以在設(shè)計(jì)時(shí)把電氣豎井設(shè)計(jì)在建筑中部或者建筑物兩端的位置，以便減少水平電纜所需要敷設(shè)的長(zhǎng)度。

3.5合理選擇照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案

為了更加有效合理的節(jié)約電能，我們建筑電氣設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員，一定要根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范要求來最大限度的利用光能。電氣設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)工程師要加強(qiáng)合作，在不降低建筑使用功能、照明質(zhì)量、保證使用人員的視線要求的前提之下,盡量減少照明系統(tǒng)中的光能損耗，合理地選擇照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的照度值。通常，我們可以采用的節(jié)能措施有下述幾項(xiàng):(1)充分合理地利用自然光源。把建筑自然光源和室內(nèi)的照明系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來,從而有效地節(jié)約人工照明的電損。(2)選用高效的光源。在設(shè)計(jì)照明線路時(shí)，設(shè)計(jì)人員要分析建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)來合理選擇光源。我們?cè)谶M(jìn)行照明線路的設(shè)計(jì)的時(shí)候，還可以利用高效節(jié)能燈具的智能控制方式，更好地節(jié)約電能。在公共建筑場(chǎng)所內(nèi)，可以大力推廣選用環(huán)保節(jié)能型的LED光源。設(shè)計(jì)選用要具備有無功補(bǔ)償?shù)臒晒鉄?如果想用緊湊型熒光燈，應(yīng)該首先選用帶有電子鎮(zhèn)流器的產(chǎn)品。(3)合理科學(xué)設(shè)計(jì)照明燈具的控制方式，有效的節(jié)電。根據(jù)照明設(shè)計(jì)的使用方式，可通過分區(qū)控制燈光或者適當(dāng)多增加照明的開關(guān)點(diǎn)來調(diào)節(jié)。房間燈具的控制應(yīng)該考慮節(jié)能的原則。臥房、客房等位置的床頭燈，通常設(shè)計(jì)為可調(diào)光的開關(guān),公共場(chǎng)所及室外照明，可采用帶程序編程的自動(dòng)控制或聲控、光電開關(guān),走道、樓梯等人員短暫停留的公共場(chǎng)所，通?？刹捎霉?jié)能的自熄開關(guān)等各項(xiàng)照明節(jié)能措施。

3.6建筑取暖系統(tǒng)方面的節(jié)能設(shè)計(jì)

在建筑工程電氣的設(shè)計(jì)中，取暖系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，尤其是在我國的北方比較寒冷的地方要更加重視建筑物取暖系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)。首先，我們?cè)谠O(shè)計(jì)建筑物的取暖系統(tǒng)時(shí)，要盡量避免采用耗電多的非節(jié)能型電器設(shè)備。因?yàn)檫x用那些非節(jié)能型電器設(shè)備，不僅會(huì)造成電能的大量損耗，而且建筑物內(nèi)各房間的取暖效果也不佳。因此，在建筑物設(shè)計(jì)安裝取暖系統(tǒng)時(shí)，要盡可能選用能效比高的節(jié)能型電器設(shè)備，比如：可以選用蓄熱型的電取暖設(shè)備，要盡量多的把太陽能等可再生的能源綜合利用，這樣既滿足了建筑住戶的取暖要求，又可以大大減少電力能源的消耗。其次，取暖計(jì)量設(shè)計(jì)時(shí)可以采用“分戶計(jì)量”的辦法，“分戶計(jì)量”設(shè)計(jì)可以將建筑物內(nèi)各住戶的經(jīng)濟(jì)利益與能源消耗之間直接的掛鉤，可以大大提高用戶的節(jié)能意識(shí)，減少不必要的能源消耗，提高取暖能源的有效應(yīng)用率。

3.7充分利用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

面對(duì)資源、能源短缺的現(xiàn)狀，充分利用可再生的清潔新型能源：太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)可有效緩解目前的能源危機(jī)。通過光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，不僅可以有效地降低建筑物的能耗與資源，促進(jìn)“碳達(dá)峰、碳中和”環(huán)保理念與目標(biāo)的貫徹實(shí)行，而且對(duì)人們的生存環(huán)境也可以起到良好的保護(hù)的作用，同時(shí)也正在走進(jìn)我們千家萬戶，大大降低了人們的生活用電成本，也進(jìn)一步改善了我國社會(huì)的能源結(jié)構(gòu)。

4結(jié)束語

總之，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是當(dāng)下實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”環(huán)保理念的必然要求。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)人員在開展建筑電氣工程設(shè)計(jì)的時(shí)候，要始終遵循我國電氣節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以滿足用戶電氣設(shè)備的功能需求出發(fā)，深入電氣各個(gè)系統(tǒng)之中。同時(shí)，我們建筑電氣工程設(shè)計(jì)的人員要深入研究分析當(dāng)前電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題，仔細(xì)了解其節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用的原則，將其有效地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)的實(shí)際過程里面，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國新型綠色環(huán)保節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。

作者:朱思進(jìn) 李嘉旋 單位:深圳中深建筑設(shè)計(jì)有限公司 浙江新東南工程設(shè)計(jì)管理有限公司