牛美英 渠基磊 牛晓波
【摘 要】近年来，随着我国经济的快速发展，无论是建筑业，还是电气技术都取得了突破性进展，建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术走进了公众的视野。论文首先关注了绿色建筑电气技术的作用和建筑电气节能设计的原则的相关内容，并分析了建筑电气节能设计和绿色建筑电气技术，重点对建筑电气节能技术的应用进行了探讨，以提高我国建设水平，促进我国资源节约型社会的实现。
【Abstract】In recent years， with the rapid development of China's economy， both the construction industry and electrical technology have made a breakthrough. Building electrical energy saving design and green building electrical technology have entered the public's vision. This paper firstly focuses on the role of green building electrical technology and the related contents of the principles of building electrical energy saving design， and analyzes the building electrical energy saving design and green building electrical technology， focusing on the application of building electrical energy saving technology， so as to improve the construction level of our country and promote the realization of resource-saving society in our country.
【关键词】绿色建筑;建筑电气;电气技术;节能设计
【Keywords】green building; building electrical; electrical technology; energy saving design
【中图分类号】TU85;TU201.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2021）12-0191-03
1 引言
随着社会的发展，我国建设工程越来越多，但随之而来的建筑资源的消耗和浪费问题也十分严重。在建设项目中，如何采取有效措施减少资源浪费是一项重要且任重而道远的任务。目前，我国建筑业在降低能耗方面遇到不少困难。因此，有必要采取有效措施解决建筑行业的能源消耗问题，这于工程顺利实施具有重要意义。其中，节能技术是一项比较重要的工作，对建筑节能和能耗成本的方方面面都有重要影响。因此，在实际的建筑项目实施中，应时刻将节能牢记于心，充分利用电气节能技术，最大限度地发挥能源的价值，提高其利用率，降低能耗，才能更好地促进建筑节能。
2 绿色建筑电气技术的作用
对我国经济建设和发展而言，绿色建筑建设具有现实意义和重要作用，可以更好地实现绿色建筑项目建设过程中环境污染和能源消耗的减少，从而促进企业获得良好的经济效益，实现双赢的目的。绿色建筑建设可以促进经济与环境协调发展，降低能源消耗，在此基础上还可以实现资源的循环利用和清洁，减轻国民经济发展的负担，实现社会效益的提高。绿色建筑建设的实质意义在于检测科技发展的现状。科学技术的不断更新和提高，可以促进建筑施工的合理性。绿色建筑理念在科技进步中占有重要地位。这一过程可以淘汰落后技术，逐步开发新技术和装备，从而更好地促进我国经济的持续增长[1]。
3 建筑电气节能设计的原则
建筑电气节能设计应坚持实际需求性、经济适用性及节约环保的原则，具体分析如下。
3.1 实际需求性
在建筑电气节能设计过程中，应充分考虑建筑的实际需要，兼顾建筑功能的需求和实际需要。建筑电气的应用是为了更好地服务人们的生活，使人们在使用过程中更加便利。基于此，在建筑节能设计时应充分考虑到这一层面，力求能够满足人们在建筑使用过程中的日常需求，如路灯照明、电力的不间断供应、保证管道的通畅、整洁卫生等，此外还包括一些对工艺方面的要求，在保证舒适的基础上，尽量做到外观具有美感。对于建筑电气节能设计而言，满足实际需求是基础，也是根本，只有先满足实际需求，其他的需求满足才有意义。科学合理地控制和管理建筑，可更为高效地利用能源，达到节能降耗的目标，同时不对环境造成不利影响。但需要注意的是，决不能因噎废食，过度强调节能环保的目的，而严格限制建筑电气，这于建筑业发展十分不利[2]。
3.2 经济适用性
经济适用性是指在建筑节能设计中，充分考虑建筑物的经济性和适用性，以确保建筑工程的经济效益不受影响。目前，市场上各式各样的建筑节能方面的先进技术和设备有很多，但在实际选用过程中，应兼顾成本和实际需求，选择性价比更高的技术和设备。结合我国国情和建筑工程用户的具体需求，科学选用电气技术和设备。如果一味地使用高科技和高端设备，也许非但无法实现预期效果，还可能导致投资浪费等。因此，无论是在建筑电气节能设计时，还是应用建筑电气节能技术时，经济适用性都是必须要考虑的一项重要因素。
3.3 节约环保
在建筑电气节能设计过程中，能耗和环境保护是需要注意的问题，二者同样重要。科学合理地进行电气节能设计，可实现降低能耗、保护环境的目的。建筑物的电气安装首要任务是保证建筑物的功能，在确保建筑物功能的基础上，可通过优化与建筑功能无关的电气部分，对这些部分进行合理的节能设计，降低能耗。此外，为降低建筑能耗，合理运用高科技控制技术也是一项科学有效手段，如变压器功率调节、智能照明等，在保证设备选型的原则、性能和效果的基础上，尽量选择低能耗、不会影响环境的设备。
4 建筑电气节能设计的方法
4.1 电灯节能的方法
对于施工单位来说，电灯是必不可少的物品，生产中是离不开照明的，没有了照明很可能意味着无法生产，尤其是夜间施工时，没有照明更是寸步难行，建筑物对照明的需求十分巨大，因此，当前基本上采用高功率和功耗大的光源，通常是大容量光源和大功率灯泡，虽然光源种类繁多，但耗电量大。因此，在这方面应选择合理、节能、明亮的灯泡。其次要充分利用阳光，因为阳光是最环保的照明方式，所以利用一定的反射原理利用阳光是最好的方法，也是最节能的方法。另外，在选择照明工具时，一定要合理选择易于清洁、时间容易控制的照明工具。在有条件的情况下，应尽量选择智能控制的照明工具，如此可大大节约电能。最后，尽量选择新能源照明工具，如太阳能灯泡等照明工具[3]。
4.2 在电力系统上进行节能设计
电力系统的节能设计主要是为了减少输电过程中的电力损耗。我们都知道，建筑物的供电系统一般由供电局供电，但在电力转换的过程中会有一定的损耗。因此，建筑物的供电设备必须选择低能耗设备并使用高压电源，另外，变电站的位置对于能源消耗也存在一定影响，应将其设置在科学合理的位置上。同时选用节能变压器，通过改造这些现有设备，可达到节约电能的目的。
4.3 电动机节能设计
建筑电气节能电动机的节能设计也比较重要，这是降低能耗设计的重要组成部分。电动机主要是成套设备，这使得电气部分的设计具有局限性。在运行过程中要实现节能，需依据实际需要对设备进行优化设计。安装现场补偿电容器可以减少线损，以及电机低效率的轻载和空载运行条件。通过应用变频调速，可使电动机更好地适应负载的变化，进而提升电动机的整体效率，实现节约电能的目标。空调系统的循环泵是一种用于交通运输的变频控制技术，这样的设计有助于有效节能[4]。
4.4 空调的节能设计
空调是建筑物中不可缺少的电器。无论是中央空调还是柜式空调，它们的耗电量都非常高，尤其是中央空调，若未合理使用，能耗极高。在整体空调设计中，需要聘请资深专家对整栋建筑的空调设计进行合理分区。保证空调在冬夏两季合理布置，制冷量和制热量恰到好处，不浪费能源。同时，尽量使用空调智能温控系统，以节约用电。
5 绿色建筑电气技术
绿色建筑电气技术通常包括光伏建筑一体化技术、建筑能耗监测技术及绿色照明技术等，具体分析如下。
5.1 光伏建筑一体化技术
光伏建筑一体化技术可以充分体现绿色建筑的无污染特性，对于绿色建筑设计来说，该技术是首选。光伏建筑一体化技术替代传统电能，将太阳能光伏产品应用于建筑，可有效降低建筑能耗。因此，根据建筑的实际需要，光伏建筑一体化设计并网或独立的光伏发电系统，其基础技术是太阳能电池组，将太阳辐射转化为电能[5]。
5.2 建筑能耗监测技术
建筑能耗监控技术作为一种综合控制系统，具体来说是指对绿色建筑中的光伏建筑一体化和绿色照明技术进行统一控制的系统。通过优化建筑能耗监测技术，可实现绿色建筑中所有用电设备能耗的统一管理，而且可以实现自动化控制和信息处理，成为完全满足绿色建筑需求的建筑。
5.3 绿色照明技术
绿色照明技术是电器节能系统中非常重要的组成部分，主要表现在节能光源的使用上，如LED等照明设备。与以往的建筑照明设备相比，其光利用效率可高达80%～90%，光质高，也有“绿色光源”之称，使用寿命长。实验的理论结果是10万小时，绿色环保，材料中不含汞，所以材料可以回收利用，符合现在的绿色环保理念[6]。
6 建筑电气节能技术的应用
建筑电气节能技术的应用主要体现在3个方面，分别是供电设备中的节能技术、照明设施节能技术、中央空调节能技术，具体分析如下。
6.1 供电设备中的节能技术
在建筑电气节能设计期间，供配电系统是能耗的关键部分。因此，在建筑电气节能设计过程中，设计人员应根据设备本身的性能和特点，根据用电负荷和设备容量要求进行合理的设计和选型，以保证电气设备具有良好的工作状态，并确保在实际应用中降低能耗。为进一步保证建筑电气的安全性和合理性，需要合理控制建筑配电和供电系统的水平，确保其在规定范围内。如果用户相同，高压配电技术必须控制在2个层面。在此范围内，低压配电级数控制在3级以内，从而实现对功耗的有效控制。其中，供配电系统主要采用2条进线的形式，这样既要保证两路电源一致，又要使线路中的电能消耗降到最低。此外，电源电压的选择也会一定程度上影响能源消耗，通常情况下，电源电压越高，功耗就越低。基于此，可以通过可靠的电源电压设置来控制功耗。在这个过程中，线路保护是十分必要的，供电质量必须有保障。电缆是控制能耗的重要表现形式。一般来说，能耗和电缆的电阻之间呈正比关系，电缆的电阻越小，能耗越低。如果投资呈指数级增长，则需要充分评估长期和短期收益，合理选择电缆的材料[7]。
6.2 照明设施节能技术
现阶段，在节能环保的发展中，我国各领域的行业已经认识到节能环保的重要性。对生产设施设备进行节能改造和创新，设计更多新功能。不断优化工作流程，促进能源使用量逐步增加。室内照明采用节能设计，不仅节能降耗，节能设计的照明还会让人更舒适。在照明设施的节能设计中，可以根据光源和灯具的情况进行选择和布置，从而促进智能控制，保证照明节能运行效率的提高。在光源的选择上，一般选择LED照明，因为这种照明方式具有环保效果，使用寿命长，显色性高，最重要的是它具有高效节能的特点。LED照明在发光二极管的发展方面取得了重大进展，也推动了光源向更高层次的发展。建筑电器照明配件的选择首先要满足室内装修风格，再从审美上将二者搭配起来，才能保证室内照明的舒适度。对于灯具的效率来说，灯具的选择是重中之重，对节能也有一定的作用。当前市场上，就外观层面上来说，LED灯具和其他灯具并无太大区别，但在节能方面存在较大差异，LED是一种高效节能的灯具，不仅能满足消费者对外观美感的追求，在实际应用中节约能源方面的功效更是十分明显[8]。
6.3 中央空调节能技术
中央空调包括冷却水系统和冷冻水系统的变频调速技术。冷却水系统是指收集进出水温差和空调主机水温信息，以满足自动调节水泵的效果。温差调节过程中水泵转速保持不变，系统调节不够准确。因此，在这种情况下，需要加水进行调节，可以促进节能。在冷冻水系统变频调速技术中，通过采集冷冻主机与冷冻泵进出水的温差来实现水泵的自动调节。其中，温差信号能真实反映制冷主机在回水与出水之间的温差，压差信号能充分表达回水与出水制冷泵之间的压差。如果室内温度有一定的变化，就会直接用温差信号来表示。然后根据变频器对制冷泵的转速进行一定程度的调整，从而保证有效的控制。当压差信号发生变化时，应利用水泵的输出功率条件来保证房间的空气调节。
7 结语
综上所述，要使节能降耗成为现实，设计人员必须做好前期规划，使电气设计在具体应用过程中达到健康、环保、节能、高效的综合目标。目前，节能已成为绿色建筑的刚性指标。 在建筑电气节能设计中，应特别注意中央空调、照明系统、供配电设施等大功率电气设备的节能设计。同时，要在满足人们基本能源需求的前提下，减少能源浪费，采取合理的科技手段，有效控制和利用设施和能源，打造环保节能建筑，使绿色建筑理念家喻户晓。
【参考文献】
【1】李莉芳，沈飞.绿色建筑电气节能设计与能源管理系统可行性研究及解决方案[J].现代建筑电气，2021，12（01）：8-12.
【2】王嘉磊.从某办公楼设计实例谈建筑电气节能设计技术[J].智能建筑电气技术，2013，7（06）：57-61.
【3】金千.浅谈太阳能光伏发电技术在建筑电气节能设计中的应用[J].价值工程，2012，31（26）：82-83.
【4】推绿色建筑 促电气节能 2011中国（国际）建筑电气节能技术论坛隆重召开[J].电气应用，2011，30（22）：6.
【5】解志刚.关于绿色建筑中电气节能设计的应用解析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（13）：50-51.
【6】史海疆.建筑电气节能设计探讨 访悉地国际顾问设计有限公司电气副总工宋镇江[J].电气应用，2014，33（06）：4-6.
【7】推动建筑电气节能 共创绿色美好未来——2012中国（国际）建筑电气节能技术论坛隆重召开[J].建筑电气，2013，32（01）：14-16.
【8】杨杰.对于建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术的探析[J].现代装饰（理论），2016（11）：202-203.
