建筑电气设计中节能技术的应用

建筑电气设计中节能技术的应用

1田留洋2李雨茜

1身份证号码：410482199504058219

2身份证号码：410105199108050080

摘要：近年来，我国经济不断快速发展，社会不断进步，建筑电气也随之快速发展起来，在绿色节能环保理念下,施工人员通过科学应用电气技术,能够有效实现电气节能目标,降低建筑的电能消耗。本文主要探讨了建筑电气设计中节能技术类型,阐述了建筑电气节能设计的原则以及应用,以期为设计人员建造绿色节能建筑提供参考。

关键词：建筑电气设计；节能技术；应用

引言

当前，能源供给与人们日益增长的能源需要矛盾正在加剧，如何研发出高效节能的技术手段已成为世界各国科研团队突破的重点。电能作为能源主要消耗品已成为关系到能源可持续发展的重要问题，如何有效节能减排在建筑能源系统是一个刻不容缓的课题。针对这种严峻情况，我国相关部门也通过并实施了一系列行业标准，以促进建筑电气节能设计的发展。我国建筑能源消耗还在不断增加，如何提高节能设计符合国家能源节能减排大环境，也影响到未来建筑行业的发展方向。

1建筑电气节能设计的原则

1.1提高建筑的经济效益

建筑节能设计要保证建筑的经济效益。虽然现在市面上出现了各种先进的节能技术与设备,但是在实际使用时,施工人员必须考虑到设计成本与实际需要,并且根据实际情况及施工单位的要求来合理地选择节能技术和设备,从而达到预期的节能效果,减少资金浪费。

1.2注重节能环保

节能环保在建筑电气节能设计中非常重要。设计人员对电力系统进行合理的设计,可以有效减少能源消耗,保护环境。设计人员要在保证建筑电气安全运行的前提下对其进行优化,进而达到减少能源消耗的目的。因此,设计人员应采用更加先进的控制技术,选择低能耗、对环境影响不大的电气设备,以实现建筑电气设计的节能环保目标。

2建筑电气节能设计的类型

2.1电力系统节能设计

在建筑供配电系统设计过程中,变配电室应靠近负荷中心,且远离住户、教室等需要防电磁干扰的位置。变压器应采用新型的低能耗干式变压器,电力系统应采用无功功率补偿装置。设计人员应合理计算负荷电流,根据载流量合理选用导线,导线均采用铜芯电线、电缆。照明系统应采用三相五线的配线方式,使用电负荷均衡,以减小零点漂移。另外,三相不平衡电流应小于平均电流的±15％。在进行负荷计算时,如果功率因数未达到要求,那么设计人员应设置无功补偿装置。当功率因数低于规定要求时,设计人员除需要在变电所内的变压器低压侧设置集中无功补偿装置外,还需要对电容量较大且负荷平稳的用电设备及气体放电灯进行单独补偿。另外,对于三相不平衡或单相负荷较多的供配电系统,设计人员可采用分相无功自动补偿装置来实现供电节能。当用电负荷较大时,独立设置的变压器可以退出运行,以减少变压器的空载损耗和负载损耗,达到节能的目的。

2.2电梯节能设计

在建筑中,电梯是重要的用电设备。当多台电梯同时运行时,设计人员应采取群控措施,最大限度地减少等候时间以及电梯运行次数,从而实现节能目标。当电梯轿厢内一段时间无预置指令时,电梯主要是通过关闭部分轿厢照明设备来实现节能的。此外,自动扶梯、自动人行步道应具备空载时暂停或低速运转的功能。

2.3围护栏节能设计

在建筑设计工作中,设计人员不可以用高能耗的设备来增强建筑围护结构的性能。因此,在开展节能设计工作时,设计人员必须合理设计建筑的围护结构,以避免气温变化影响居民的日常生活或增加能源消耗。在这种情况下,设计人员可利用围护结构对建筑进行保温,以降低采暖设施及空调的能耗。另外,选择合适的屋顶建材能有效地改变建筑对外部自然光的吸收率,有利于减少外部温度对室内的影响,降低室内的各种能耗,从而达到节约能源和保护环境的目的。

2.4电动机节能设计

水泵、风机等能耗较大的设备在建筑中使用比较普遍,当这些设备需要调速时,设计人员应采用成熟的变频技术。在现场安装电容器,可以有效降低线路损耗以及轻负荷和无负荷工况下电动机的能耗。另外,设计人员应对水泵、风机以及电热设备采取自动节能控制措施,以使其更好地适应负荷的变化,从而提高电机的综合效能,达到节能目的。同时,对于一些其他机电设备,设计人员也应采取针对性的节能控制措施（如在电热水器等设备上安装时间控制系统,以此来控制加热时间）,从而确保设备在无人使用时暂时停机。

3建筑电气设计中节能技术的应用

3.1太阳能集成技术

太阳能集成技术是绿色建筑的理想选择。太阳能具有绿色、节能、零排放的优点,加强太阳能的应用是建筑领域的重要节能减排方式。光伏发电技术已逐步取代传统的发电技术,在建筑中使用太阳能光电产品,可以有效减少建筑的能耗。太阳能系统可分为太阳能热利用（热水、供暖、空调）系统、光伏发电系统、光伏光热系统,它能够将太阳辐射能转换为热能或电能,可全年为建筑物供电、供生活热水、供暖以及供冷。近年来,太阳能光伏发电效率不断提高,成本大幅下降,使得太阳能集成技术在建筑领域得到了广泛应用,成为实现“碳中和”目标的重要技术路径。

3.2绿色照明技术

绿色照明技术在家电节能系统中占有重要的地位。以LED灯具为例,与传统灯具相比,它的光利用率达到了80%～90%,且光质较软,被人们称为“绿色光源”。另外,LED灯具的使用寿命较长,发光时长为10万小时,其是由绿色的、无汞的物质制成的,可以循环使用,符合环保要求。建筑各功能区的照明设计（如照明功率密度值设计、照度设计等）,除了需要满足照明及环境要求外,还应符合《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB55015—2021）的要求。在人员长期工作或停留的场所,照明光源的显色指数不应低于80。除有特殊要求的场所外,普通场所主要采用三基色T5荧光灯（并配置电子镇流器）或紧凑型节能灯。灯具的形状应采用深抛物面形,以提高灯光的输出效率。此外,设计人员还应合理计算灯具的安装高度,利用灯具遮光角来控制眩光,并且通过计算来统一眩光值。

3.3建筑能耗检测技术

建筑能耗检测技术属于一种集成控制技术,它是在太阳能集成技术、绿色照明技术的基础上形成的。建筑能耗检测技术,不仅能够检测节能建筑中各种用电设备的能源消耗量还能够实现对能耗的自动控制,使建筑成为真正的绿色建筑。在建筑能耗检测技术的过程中,管理人员应建立能效管理平台,对水、电等能源进行计量管理,对所有用电设备的用电量进行计量。该平台可以反映分类能耗、能源折标系数、综合能耗以及单位面积能耗。管理人员通过采集不同类型的数据对组合式空调机组、风机盘管、冷水机组等设备进行集中管理和节能控制,从而满足用电可靠、安全、节约、高效、有序的要求。

结束语

电气能耗占建筑总能耗的绝大部分，电气节能设计仍有很大的发展空间，设计人员应转变节能设计理念，采用可实施的节能技术措施，包括：选用新型机电节能设备、优先采用绿色可循环资源、使用楼宇自动控制系统、能耗监测系统等智能控制系统以及提高能源系统的功率因数等。同时，通过对建筑全寿命周期碳排放计算，明确建筑减碳收益。有效降低建筑能耗，创造舒适、低碳、高效的生活环境。

参考文献

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[2]林涛.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].中国住宅设施,2021（12）：13-14.

[3]丁建永.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析探讨[J].建筑技术开发,2020,47（15）：6-7.