前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的建筑电气设计中的节能技术探析，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：节约能源是我国的基本国策。众所周知，建筑行业是目前能源消耗最大的行业，但随着能源危机的日益严重，建筑行业发展也面临严峻挑战。基于此，有必要将节能理念融入日常工作中，利用节能技术降低建筑能源损耗，优化建筑性能。本文将以建筑电气设计为探究对象，对节能技术的应用展开分析，以促进建筑行业的可持续发展。
关键词：建筑电气设计；节能技术；可持续发展
建筑电气设计是建筑设计中较为重要的一环，现阶段，在建筑电气设计中，设计工作与能源控制间存在较大矛盾和冲突。本文就通过节能技术的应用，解决上述矛盾。
1我国建筑电气节能技术的应用现状
建筑电气系统的运行需要合理的电能供应，虽然我国电力事业发展起步较晚，节能技术还存在较多不足之处，但随着技术的进步，针对电气节能技术方面的研究逐渐加大，电能科学管控得到提升，有效地缓解了电气系统运行中存在的能耗问题。另外，节能环保理念的推广和落实，宣传力度的不断加大，使民众加强了对节能的重视，这为节能技术在电气设计中的落实奠定了基础，有效推动了建筑行业的可持续发展。
2建筑电气节能设计的原则
2.1功能性。建筑电气设计的首要目标就是满足建筑功能要求，所以，建筑电气设计也应遵循功能性原则，合理规划设计内容，提升电气系统的运转水平。另外，电气系统作为支撑建筑高效运转的核心部分，完善其功能性，可增强整个建筑运行的科学性、安全性、经济性，从而为人们营造一个便利的生活空间。2.2经济性建筑电气系统的复杂性较高，涉及设备零部件较多，再加上电能占比较大，如果不能对其实行科学管控，则很容易增加成本，造成较大的资源和资金浪费。为此，在建筑电气设计中，要坚持经济性原则，不断改善设计水平，满足节能高效运转要求。在设计过程中，设计人员要知悉传统设计中存在的问题，多角度分析，找出问题解决措施。综合利用大数据资料、过往项目实际营运数据。对电气系统能源损耗情况实行预估，在保证其性能的基础上，研究降低能源损耗的方式方法，高度落实节能技术。并且还需对材料和造价成本展开综合考量，加强设计方案的科学性、可靠性，提升建筑工程价值。
2.3系统性。系统性原则要求实现少量能源损耗的目标。这就要求设计人员在开展电气设计前，先掌握建筑用电情况，按用电量对电气设备展开规划和分析，有针对性地采取合理措施和方案，解决设备运转中存在的电能损耗问题，实现节能目标。
3建筑电气设计中节能技术的应用
3.1流程规划。传统建筑电气设计对前期工作的重视度不够，流程规划存在较多问题，大多数工作都是随着项目建设不断改进和优化的，虽然能保证建筑电气系统性能，但能源控制效果不理想。而在现今电气设计中，应在节能理念的引导下，做好前期管控作业，合理规划各环节作业流程，通过流程把控，做到能源的控制。另外，在方案设计中，要求各参与方共同对流程操作及所需材料设备进行分析，必要时可开展模型模拟，以此提高设计科学性、有效性，避免各类问题的产生。方案选择中，要利用对比分析法，从众多方案中挑选合理性强、经济性好的方案用于实际设计。通过这种方式，可以满足建筑的低能耗要求，降低工程成本造价，提高设计合理性。
3.2设计内容优化。为加强建筑电气系统的节能设计，设计人员需要从供电电源电压的选择，电源的引入站情况、供电能力、距本项目的距离、新建或已有开闭站等情况，新建变电站的设置位置及节能设备选型等，高低压配电系统设计方案。无功功率补偿方案。照明配电系统的设计方案，节能型照明灯具及相应配套设备选择，室内外照明节能控制方案。对风机、水泵等有调速要求的电机采用变频调速方案及达到的节能效果，对其他动力设备如电梯、电热水器等的节能控制措施等内容实行优化。3.2.1合理配置变压器。（1）电能转换建立在电磁转换的原理上，转换过程必然会发生功率损耗，具体包涵变压器的空载损耗和负载损耗、杂散损耗、介质损耗。下图比较了SC(B)13和SC(B)11干式变压器的年运行费用，可得出在售电单价相同、负载率相同的情况下，变压器能效等级越大，年运行费用越低。所以在设计时，选用变压器选用13型及以上节能环保型、低损耗、低噪音，接线组别为Dyn11的干式变压器。（2）合理布置变电所位置。变电所选址时，宜尽量靠近负荷中心，减少线路损耗。例如，新建居住区，低压供电半径不宜超过200m。变电所偏离负荷中心时，电能损耗增大，同时，增加了线路长度，增加有色金属消耗量，降低供电质量。低压配电线路布置时应多走直线少走弯路，避免倒送电。三相平衡负荷线路电压降3.2.2提高功率因数。由于部分用电设备为感性负荷，运行时会产生电流，滞后于电压，产量过量的无功功率，浪费电能。应设置无功补偿装置来提高功率因数。可以在变电所低压侧集中设置电容补偿，电容补偿可根据用电负荷的变化自动设置电容器组投入的组数，从而减少无功功率。线路损耗∆P，，可见在有功功率一定的情况下，功率损耗∆P与功率因数cosφ成反比，于是提高cosφ，能降低线路损耗。在线路的电压U和有功功率不变P不变的情况下，有改善前的功率因数cos1φ和改善后的功率因数cos2φ，则三相线路实际减少的功率损耗按下式计算。当cosφ从0.65提高到0.9时，线路功率损耗∆P可降低约48%。10KV高压供电企业主要采用的无功补偿方式见图1。（1）变配电所高压集中补偿，如图中补偿电容器组C1。（2）配电变压器高压侧相对集中补偿,如图中补偿电容器组C3。（3）变压器低压侧集中补偿，如图中补偿电容器组C2。（4）低压侧分组补偿，如图中补偿电容器组C4。（5）用电设备就地补偿方式，如图中补偿电容器组C5。供电部门规定的用户月平均功率因数为0.9，电气设备的功率因数通常不足0.9。所以，系统中应科学设置无功功率调节器，有效提高系统无功功率因数，从而增大系统电压，降低线路损耗。无功补偿装置具过零自动投切功能，并有抑制谐波和抑制涌流的功能；分相补偿容量不小于总补偿容量的40%。3.2.3三相负荷平均分配。当变压器处于负载不平衡运行时，若控制最大相电流为额定电流，那剩余两相就不能满载，变压器就不能充分利用；反之，若仍维持额定容量，会造成局部过热。当线路处于负载不平衡运行时，负序电流会产生附加损耗，增大线损，同时，使输电线路电压降增加；另外，也会加大对通信系统的干扰，影响通讯质量。三相配电的照明配电系统，三相负荷的不平衡度不大于15%。3.2.4照明节能设计。照明设计时，在创建良好的光环境基础上，尽可能节约照明用电。为节约照明用电，国际照明委员会（InternationalCommissionIllumination,CIE）提出以下方法：（1）在满足相宜色表和显色性的基础上采用高效率光源；（2）在满足炫光的基础上采用高效率灯具；（3）室内表面采用高反射比的装修材料；（4）空调和照明系统的热结合；（5）设置智能照明或调光可变的照明装置；（6）人工照明和自然光综合利用。以下对人工照明和天然采光做详细论述：首先，增大自然光源的应用率。在建筑电气照明系统设计中，工作人员需根据建筑工程规模、结构朝向等特征，加大自然光源应用率，延长建筑内部日照时长，降低照明系统白天的应用率，做到能源控制。房间的采光系数或采光窗地面积应符合《建筑采光设计标准》GB50033的有关规定。其次，按照功能分区，可采取合理的导光系统。对于照明要求较高的区域，可采用主动式导光系统；对光源要求较低的区域，可采用被动式导光系统。再者，将光控技术与传感技术应用其中，实现对照明设备的自动化管控，减少设备常开带来的电能损耗问题。例如，将楼梯间的照明，由原来的手动开关，改为红外感应开关，人走灯灭，有效减少电能损耗。全面计算和模拟照明要求后，可有效减少灯具的数量，合理控制照明密度，这样不仅能够节约电能，保护环境，而且还可有效降低项目的成本，增大工程的综合效益。3.2.5电动机节能设计。（1）电动机采用高效节能产品，其能效应符合《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613节能评价值的规定。（2）风机、水泵、电梯等选用高效节能型电动机。电梯、生活给水泵采用变频调速控制、潜污泵采用液位自控等节能措施。单台电梯应具有集选控制、闲时停梯操作、灯光和风扇自动控制等节能控制措施。多台电梯集中排列时，应具有按规定程序集中调度和控制的群控功能。（3）交流电动机的调速分类如图2。调速方案有高效和低效两种，设计时，优先选用高效调速方式，其中变频控制使用率较高。3.2.6能效管理系统。节能措施分为管理节能和设备节能，3.2.1至3.2.5讲述的设备改造属于设备节能改造，以下讲述管理节能。能效管理系统为节能有紧密的关系：（1）能效管理系统为节能提供数据支撑；（2）可以通过能效管理系统发现建筑能耗问题，执行节能措施后，对节能效果追踪验证、巩固；（3）通过能效管理系统指定节能行动策略。用户能根据能效管理系统实现节能监控目标，能源管理系统架构图如图3。本地能源控制分为三层，分别是现场设备层、网络通信层、能源管理层。在民用建筑电气设计中，超过2万平米的公共建筑，需设置能源管理系统。
3.3节能评估。建筑电气设计的最终阶段就是节能评估，评估性越高，方案可行性也高，能源节约效果越好。节能评估需要工作人员完全按照现有的评估机制进行操作，从整体和局部两部分开展评估作业，确保设计的合理性，注重各环节的连接性，以提高建筑电气系统建设水平，加强建筑的功能性和经济性。
4结语
建筑电气设计中，节能技术的应用是实现建筑能耗管控的有效措施，要求设计人员在内容处理上，从经济性、功能性、实用性等多方面展开分析探讨，进而采取合理方式方法解决传统设计中存在的各类问题，不断改善设计水平，落实节能理念，以推动电气设备及系统的安全稳定运转，加快绿色城市的前进脚步。
参考文献：
[1]韩瑾.在建筑电气设计中的节能技术措施[J].工程建设与设计，2018.
[2]徐灵.探析建筑电气设计中的绿色节能技术措施运用[J].地产，2019(14).
作者:殷小石 单位:南京市建筑设计研究院有限责任公司
