建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术研究

建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术研究

农健,黄玉军

柳州市建筑设计科学研究院有限公司 广西柳州 545000

摘要：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。因此，为了有效落实建筑电气节能设计，促进电气节能效果的提高，设计人员应该对电气节能的基础概念展开详细分析，并对其有效措施进行深入研究，这样才能真正达到节能减排的目的。

关键词：建筑电气；节能设计；绿色建筑；电气技术

1建筑电气节能设计要点

1.1建筑电气照明系统节能设计要点

1.1.1照明灯具选择

建筑中使用的照明灯具需要能够灵活、稳定地使用，亮度也要合适。要想提高照明效果，应选用节能环保照明灯。如采用智能灯具，其需要经常调整光照亮度。在选择建筑照明灯具的过程中，需要注意调光方式的选择，以及调光方式与照明灯具相互配合的问题，如此才能提高灯具的功效。

1.1.2充分利用天然光

在设计建筑电气照明系统时，可优化与之匹配的建筑结构或设施，从而实现对天然光的充分利用。目前常见的方法是通过采光窗、导光管技术等加强对天然光的利用，让天然光能够在建筑室内实现有效照明。采光窗主要有侧窗与天窗两种类型，前者适用范围极广，后者只适用于建筑顶层房间。侧窗采光包含单侧与双侧两种，后者对天然光的利用率更高。配合侧窗合理设置建筑室内照明灯具，在不同的光照条件下通过开关灯具的方式可以兼顾室内照明质量与节能需求。在阳光通过侧窗进入室内的范围较大时，室内光照质量较高，只需打开少量灯具；在阳光通过侧窗进入室内的范围较小时，需要打开更多的灯具。导光管技术的应用一般需要通过采光罩、光导管、漫射器等构建导光系统，从而将室外的自然光通过反射、漫射等方式传导到室内。

1.1.3优化照明配电系统

合理布设配电线路能够减少电气照明系统中配电线路的能源损耗，从而起到节能效果。在布设配电线路时应优先选择铜芯导线，既能保障安全性，又能依靠铜本身较低的电阻率减少线路损耗，同时降低发热量。在布设配电线路时应合理选择导线敷设方式，尽可能根据建筑实际情况减短供电线路，以免线路过长而导致线路损耗过大；应尽量将电源设置在负荷中心，从而减少整个系统线路的电能损耗。通过配置集中滤波器或负载就地滤波器的方式，可以有效限制系统谐波污染，以免谐波电流导致变压器损耗增加乃至引发跳闸、火灾等问题。

1.2供配电系统节能技术应用

1.2.1电缆挑选

设计人员在选择电缆时，需要严格遵循电气设计规范，因为一旦电压设计不合理，就会导致电缆损坏。实践证明，电缆的整体长度如果超过200m，就会导致工程建设成本增加。所以，在建筑电气设计阶段，设计人员应将变压器与电气设备的距离控制在200m范围内。此外，在使用小容量供电设备时，设计人员需要确保其能够规范化地提供基础电力服务，以避免后续使用过程中的线损问题。

1.2.2全面保持三相负载平衡

三相负载平衡一旦出现问题，变压器及配电线路的功率损耗就会大幅提升，因此，保证三相负载平衡的关键在于控制功率损耗。在实际工作中，为了全面保证不同电力供应点的不对称载荷之间的接入，工作人员需要对接入点的短路容量进行合理管理，同时借助反应性补偿装置来调控三相负载的平衡性，从而更好地避免三相负载不平衡所引发的电能损耗问题。

1.2.3科学挑选节能变压器设备

在建筑电气设计过程中，设计人员需要依据电气系统的具体要求，科学挑选节能效果较为优异的变压器，以保障电力能源输出的品质与稳定性。依据国内建筑电气标准，S13及以上型号的变压器设备均为节能产品，其能效等级参数皆可达到节能要求。对此，设计工作人员应全面考量节能变压器的运作成本、节能效果等因素，结合建筑工程的实际情况来挑选变压器设备，从而达成绿色节能设计目标。

1.2.4变压器容量的合理应用

建筑电气设计人员需依据建筑电气系统的具体电力负荷承载度与等级来科学挑选变压器设备的容量参数，同时在保证容量参数全部符合用电负荷承载度要求的基础上，提升容量设计的经济性。在具体的设计工作中，当建筑工程的电气系统核心为三级负荷时，设计人员可调配一台专业的变压器设备；当建筑电气系统的负荷达到了二级或更高级别时，则需要配备两台以上的专业变压器设备。另外，设计人员需要结合建筑功能来合理化区分生活负荷及动力负荷，以保证变压器运作的平稳性。当变压器设备的具体数量确认之后，设计人员需要借助TOC等专业算法对变压器设备的实际经济容量进行全面解析，以降低变压器的空载损耗，达成变压器节能设计的目标。

1.2.5变压器功率因素的有效管控

功率是引发变压器损耗的关键，因此，建筑电气设计人员需运用有效措施来管控变压器功率因素，以达成节能设计的目标。变压器设备在轻载或空载条件下运作时，其无功补偿约为20%，这无疑对自然功率系数造成了一定的负面影响。因此，建筑电气设计人员需结合实际情况来科学挑选变压器设备类型，通过借助自然功率因素来控制变压器的损耗，以改善其节能效果。（2）可科学调配无功补偿设备。现阶段，应用较为普遍的无功补偿方式包含集中补偿、分散补偿、就地补偿等。对于变压器间隔距离相对较近且较为集中需开展大容量无功补偿的变压器设备，工作人员可针对前端变电所的低压调配补偿装置来开展集中补偿；对与变电所间隔距离相对较远的变压器设备，针对分散部分的用电负荷，工作人员可通过补偿装置来开展分散补偿；而针对无功补偿较为平稳且容量可观的用电负荷，工作人员需应用并联补偿装置来开展就地补偿，以全面提升变压器的节能效果。

2绿色建筑电气技术

2.1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。

2.2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。

3结语

总而言之，想要实现建筑节能降耗，设计人员需要加强照明、供电、空调等系统的设计。此外，在满足建筑能源需求的基础上，设计人员可通过科学应用建筑电气节能技术，对设施、能源消耗进行有效控制，从而建造出节能环保型建筑。

参考文献

[1]邬晓波.试分析绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用[J].四川水泥，2019（05）.

[2]钟坤.关于绿色节能技术在民用建筑电气设计中的应用路径试析[J].陶瓷，2021（02）.