浅谈建筑电气设计中的节能技术应用

浅谈建筑电气设计中的节能技术应用

晏章凤

身份证号码：51122519770603276X

摘要：传统建筑向智能化方向迈进，建筑工程在维持结构稳定、安全可靠的同时还可通过功能的配套为建筑使用者营造舒适的人居环境。建筑工程的电气设施丰富，改善建筑内部环境的作用突出，但存在电力资源消耗量大的问题，如何提高建筑电气节能水平至关重要。

关键词：建筑电气；节能技术；设计应用

1建筑电气节能设计的重要性

电气节能技术在各行各业均取得广泛的应用，例如空调系统的智能控制开关、电梯的节能设计均属于电气节能设计的代表形式。面对能源紧缺的发展环境，需积极推进电气节能建设进程。具体至建筑领域，作为能源消耗大户，建筑的能耗约占全社会能耗的30%，且伴有明显的电力资源损耗现象，在此背景下，应用节能型技术极具现实意义。

建筑电力损耗主要源自于电力电缆的能耗和变压器的功耗两方面，因此，在建筑电气设计中需要考虑节能型材料和设施的配套，在源头上减少建筑电气的电力资源消耗。对于电力电缆的能耗，主要由电线内部的电阻所致，电力传输期间有电力损耗问题，且在长距离电力传输中体现得更为明显。因此，建筑电气节能设计必须考虑到能源消耗的主要场所，利用前沿的节能技术，最大限度减少电力资源消耗，打造节能环保的现代化建筑，在为建筑使用者提供优质人居环境的同时为社会的可持续发展助力。

2建筑设备的电气节能设计

建筑规模较大时，采用楼宇自控系统，全方位监控电动机、空调、给排水等。空调及给排水系统的设计需综合考虑到建筑的暖通系统，关注重要节点，进行精细化的协调，保证控制方案的可行性。配套设备需具有节能特性，例如节能型变频调速风机、水泵等，依托硬件设施的运行优势取得良好的节能效果。变频风机具有变频运行机制，对空调箱的送风量进行动态调节，始终达到与室内负荷相匹配的状态，在功能得以正常实现的同时减少风机的电能消耗。在电梯的节能设计中，采用群控或其他可行方式。车库内的诱导风机需带有CO自动探测器，自动联动排风机进行排风，改善车库内的环境。全空气空调系统的设计可以考虑CO2传感器的应用，根据掌握的现场环境数据对新风量做灵活的调节。

减少电机轻载和空载运行也是节能降耗的重要实现路径，原因在于此类工况下的电机运行效率较低，消耗的电能与负载的下降不呈正比。根据节能要求，采用变频调速器，超负载降低时以变频的方式对转速做自动化的调节，提高轻载工况下电机的运行效率，减少能源消耗。但从建设成本的角度来看，变频调速器的价格较高，因此，需权衡项目建设资金情况做合理的选择。

软启动器在节能降耗方面也有突出的优势，设备根据起动时间逐步调节可控硅的导通角，进而优化电压。由于电压具备连续调节的特性，因此，能够做到平稳起动，待设备起动后进入正常运行状态时，全压投入运行。用电设备对电压稳定性的要求较高时，采用软启动器的节能方式，原因在于设备从起动运行至运行期间的电流相对平稳(变化不超过3倍)，但正弦波未导通部分的电能消耗在可控硅上，此部分电能并不能有效返回电网，因此，在设计阶段需充分考虑到通风散热的要求，采取应用效果较好的通风散热措施。

3系统运行管理的节能措施

通过抑制电力谐波的方法节约电能，对于民用建筑，普遍存在3次谐波污染问题，一方面电能质量受到影响，另一方面功率损耗偏高，因此，在建筑电气节能设计中需探讨抑制谐波的措施，减少电力资源浪费。具体策略如下。1)优化配电系统。以D．Yn11接线组别的三相配电变压器较为合适，建立环流通路;精细化调节，维持三相电压平衡状态;设计专用回路，为谐波源负荷提供稳定可靠的供电服务，减小谐波对其他负荷的干扰，且此时也将较好地抑制谐波。2)谐波源设备选型方面，从谐波含量的角度做对比分析，尽可能挑选谐波含量较少的设备，以防设备运行过程中产生明显的谐波。3)根据谐波源的特性适配滤波器，用于吸收谐波电流。4)并联电容器组周边存在谐波源时，重点分析谐波电流值，超出许可范围后，在回路中设串联电抗器，此外还可利用限定电容器组控制投入电容，或将电容器组的部分支路改为滤波器，诸如此类措施均可抑制电容器对谐波的放大作用。

4其他节能设计措施

4.1建筑设备监控系统的应用

智能控制技术在建筑节能中的应用主要体现在空调、给排水、照明等领域。例如，在建筑照明设计中应用监控系统，用于监测照明设备的运行状态，进而根据监控数据采取控制措施。采集的数据包含温度、湿度、压力等，按照预设程序自动运行，结合现状对关键参数进行调整，确保系统处于良好运行状态的同时减少不必要的能源消耗。监测所得的系统运行状态、故障报警数据等均得到完整的记录，以图形化界面的方式呈现，供工程技术人员分析与决策。根据系统和设备在功能层面的不同，建筑设备监控系统的监测对象包含公共照明系统、制冷系统、热源和热交换系统、通风系统、给排水系统、电梯系统等。

4.2提高能源的利用水平

建筑电气节能设计时需对电气设备的综合品质做准确的判断，例如功能可靠性、运行稳定性、节能环保性，以期减低电气设备的电能消耗。以供配电系统的节能设计为例展开分析:设计时综合考虑供电距离、负荷容量、用电设备特点等，设计出功能可靠同时节能降耗效果突出的供配电系统;变配电所的位置临近负荷中心，以近距离布置的方式缩短配电半径，降低线路损耗;注重对硬件设施的配套化设计，要求变压器的容量和数量均具有合理性，配置到位的变压器需适应季节变化，根据不同季节呈现的气候特征灵活投切变压器;尽可能减少设备轻载运行的情况，以防造成电能的异常损耗;为减少无功在线路上的传输，在节能设计中还需提高系统的功率因数。

4.3妥善应用新能源

为提高建筑的节水和节电水平，可从给排水和空调系统的设计层面着手，妥善应用新技术，兼顾系统功能有效、节水、节电多项要求。面对能源紧缺的发展环境，在建筑电气节能设计中可以考虑优质新能源的应用，其中太阳能光伏发电系统颇具代表性，其能够充分发挥出太阳能资源的利用优势，减轻建筑对传统电力资源的依赖程度。

1)太阳能属于可再生能源，应用太阳能时污染较小，在保护生态环境方面有突出的作用。根据建筑结构特点和地区气候条件建立独立运行的太阳能光伏发电系统，设计人员以节能的理念做好太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器各类关键组成部分的设计工作，一方面使各组成部分稳定运行，另一方面增强硬件设施的协同性。若实行并网运行的方式，则无需设计蓄电池组。2)太阳能资源体量丰富，应用价值高，我国年均太阳能辐射量为5000WJ，年均日照实际时间为2200h，在太阳能光伏发电技术中，按每1m2太阳能电池板的发电量为100W/h计算，年发电量超过200kW，发电量可观，具有突出的利用价值。随着技术探索步伐的逐步迈进，现阶段太阳能光伏发电系统在建筑中的应用范围逐步扩宽，例如建筑部分用电设备、草坪灯、庭院灯等用电场景中均可见太阳能光伏发电系统的“身影”，且坚信随着技术的发展，太阳能光伏发电的应用成效将更为显著。

5结语

随着居民生活水平的提高，对建筑电气设备提出更高的要求，建筑工程建设阶段配置的设备类型丰富、数量多，由此也衍生出电气设备运行期间电力消耗量大的弊端。根据节能环保的理念开展建筑电气设计工作具有必要性，依托节能技术减少电能消耗。而建筑电气设计具有复杂性，对设计方法提出较高的要求，为此需加强技术探讨，提高建筑电气的节能设计水平。

参考文献

[1]张华兵.绿色节能技术在建筑电气设计中的应用[J].绿色建筑,2023,15(02):67-69.

[2]李飞,万能文,王建军,赵志强,孟建超,关琪,崔博涵,羊泽坤,蒋狄宏.医院建筑电气设计中节能技术应用分析[J].城市建筑空间,2022,29(S2):212-213.

[3]周宁东.关于绿色节能技术在建筑电气设计中的应用分析[J].大众标准化,2022,(16):181-183.

[4]程玲军.公共建筑电气设计中绿色节能技术的应用研究[J].工程与建设,2022,36(04):1156-1158.