建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术

建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术

常诗旭

中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司   重庆市    400042

摘要：近年来，随着社会经济的发展,电气工程中的节能设计将日益引起人们的重视。城市建设电气工程的节电设计可有效减少能源消耗,实现节电目的。所以,在当今的城市建设电气工程中,节电工程设计已作为重大的投资建设项目,有关单位都应该遵循建筑电气工程及其自动化节电设计方案,真正提高了民用建筑电气工程及其自动化的节电效益。

关键词：建筑电气；节能设计；绿色建筑；电气技术

引言

所谓的建筑电气节能设计，其实是在符合建筑物的基础功能的前提条件下，采用适当的优化设计方式来降低电气工程中照明以及变压器等相关设备能耗，大大提高建筑用电的使用效率，减少其使用费用。目前，因为建筑设备的功能日益完善，设备的耗能也日益增加，实现电气节能在建筑设计中的应用，将成为建筑行业发展的必然趋势。

1建筑电气节能设计遵循的原则

1.1经济性原则

在建筑电气节能设计工作中，一定要基于经济性原则，整合我国电气市场中先进的节能技术手段，结合建筑工程的实际情况，保证建筑电气节能设计成本稳定的基础上，最大限度地提升资金的利用率，降低建筑电气成本消耗过量的情况，保证建筑电气工程稳定开展。

1.2节能环保性原则

在当前建筑电气工程发展中，保证其节能性原则是非常关键的，在实际设计过程中，相关技术人员要具备节能环保施工理念，降低建筑能源消耗过大，调整我国建筑产业能源消耗结构，促进我国社会的可持续发展。因此，建筑工程电气节能设计人员在设计过程中，要基于节能环保行为原则，最大限度地降低电气能源消耗，积极采用先进的技能技术手段，降低建筑电气工程对自然环境的影响，实现我国建筑领域节能环保发展目标。

2建筑电气节能设计

2.1变压器的节能设计

常规建筑电气系统所用变压器的损耗类别可以细分为“无功损耗”以及“有功损耗”两类。在设计过程中,如果设计师一味地强调变压器的有功损耗,就很难全面控制电器设计的整体损耗。为最大化地发挥变压器的节能降耗效果,需要设计师在对其进行节能设计的过程中,结合建筑工程的项目类型以及电路系统需求等方面的综合特点,对这两种类型的损耗进行综合分析。有功损耗可以分为空载损耗与负载损耗,两者都是建筑电气设计中至关重要的组成部分。其中的空载损耗,亦可以将其理解为功率传输的损耗,具体包含变压器铁芯漏磁和涡流损耗。空载损耗的大小极大程度上取决于变压器自身的结构参数,其与外界的接触面较小、相连长度也较低,此变压器外界环境不会对其造成过多影响,可将其视为不变量。

2.2线路电能损耗的节能设计

基于实际情况出发,输电线路在建筑工程中具有十分广泛且复杂的分布,因而加强对输电线路的关注,从而减少其输电过程中的电能损耗,亦可以达成较为显著的节能目标。首先可以选择电导率较小的铜制线芯作为供电导线,同时结合不同建筑项目的实际需求适当增大线缆截面的面积,以此保障电流量传输的稳定性。其次在用电过程中,电能损耗与输电系统的线路长度成正相关,线路越长,则电能损耗越大。因此在敷设电路线路的过程中应尽量保持直线原则,同时选择最合理的敷设方式,最大程度地降低各电气设备的用电能耗。

2.3照明设计绿色节能措施

建筑电气设计中，照明设计应结合建筑物所在的地理位置、气候环境条件、建筑物自身的特点、照明要求等因素，充分利用自然采光或选择合理的导光技术。在符合国家标准及规范的条件下，根据照明场所选用高效节能的照明灯具，严格禁止选用国家淘汰产品。对视觉要求高的场所需满足眩光（UGR）值以及照度均匀度的要求，对长时间工作、停留的房间或场所中灯具的色温、显色指数、色容差等指标应满足国家规范相应的要求，除此之外，对灯具的闪变指数（PstLM）也应符合相关规定。另外，每个场所照明功率、密度限值也是照明节能的一个重要指标，必须严格按照要求对其进行控制。各场所照度标准设置的好坏是照明质量控制的体现，也是需要有效控制的。除照明节能除灯具的选择外，还应对供电质量、照明控制等措施提出相关要求。供电质量需要在有效的供电范围内，供电电压应在额定电压的－10%～＋5%范围，对潮湿场所还需要求安全电压供电（交流电不得大于50V，直流电不得大于120V，水下照明需要安全特低电压12V供电）。同时，对照明配电系统在每个回路所带灯具数量不宜大于25盏以及回路电流不宜大于16A作了相应要求。不同的场所以及不同的功能区域应进行分区分控，对公共走道等区域需进行声光控制或红外感应等自动控制；对酒店客房等区域采用钥匙开关控制、床头灯采用调光控制。对地下车库及室外道路照明分区、分时段进行控制，对景观照明需设置平时以及节假日的多种控制模式；随着技术的不断更新，有的地方已经实现了人机对话控制并对大空间的场所实现可视监控。

3绿色建筑电气技术分析

3.1建筑耗能监控技术

建筑耗能监控技术主要是对建筑电气系统进行全面的监控，基于实时监控数据实现降低能源消耗的目标。在建筑耗能监控技术应用过程中，主要是基于建筑物照明系统、空调系统、供水系统，利用现代化传感技术以及设备，对建筑能源消耗实施监控并进行全面的分析。如：分时段分区域调节灯具的亮度、根据室内环境温度调整空调功率、根据用水量调整水泵输出功率等，在保证建筑工程实际需要的基础上实现节能。在我国建筑电气节能设计发展背景下，建筑耗能监控技术的适用性较差，受建筑工程施工类型的限制，导致其应用程度较低，现阶段建筑耗能监控技术主要应用在大型综合体以及商场中。但是，建筑能耗监控技术在部分发达国家较为先进，能够取得较为明显的节能效果。

3.2太阳能技术

作为一种新型能源，太阳能取之不尽用之不竭，人们可以通过合理地转化、利用自然光源、热能发挥太阳能的价值。太阳能技术也可以应用于建筑电气系统中，技术人员可以在建筑中设置太阳能热水器、太阳能发电系统，将太阳能资源转化后充分利用。当前太阳能技术升级利用中较为常见的是光伏建筑一体化技术，可以有效转化太阳能辐射。该技术可以高效地转化和利用光能，将转化的电能应用于建筑电气系统，包括减少室内传统型太阳能灯具、太阳能热水器等的耗能。如表1为2021年6～10月期间我国太阳能发电情况。当前我国越来越重视太阳能的应用，并且逐渐提高了太阳能技术水平，可以高效地转化太阳能，这意味着我国可以节约更多的能源。

结语

节能降耗的环保理念不仅是达成建筑电气设计“降本增效”目标的良好途径,同样也是我国社会实行可持续发展目标的重要战略方向,其与国计民生的有序发展密不可分。因此,需要在变压器、照明、电气线路、供电系统等各个环节充分融入节能降耗的设计理念,在降低能源损耗的基础上,进一步优化电气系统的整体质量与使用感受,充分提升能源的利用率以及相关建筑的经济效益与社会效益,促进建筑行业乃至整个社会的可持续发展。

参考文献

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