节能理念下的民用建筑电气设计措施

2023-01-17张建堂

甘肃科技 2022年3期

张建堂

（甘肃省建材科研设计院有限责任公司，甘肃兰州 730020）

在当前社会迅速发展的大背景下，人们的生活水平日益提升，生活中和工作中所涉及的用电设备也是种类繁多、数量剧增，于是会不可避免地引发较为严重的能源消耗问题。因此，现在人们越来越关注如何将节能环保理念融入民用建筑电气设计中来，这对于我国建筑领域的绿色节能发展具有深远的意义，也符合“碳达峰、碳中和”的能源战略目标要求。

1 民用建筑电气节能设计的必要性

针对民用建筑电气设计来说，其直接影响到人们的日常生活和工作，基于此，应该重视在民用建筑领域进行电气合理化设计，不断优化相关用电设备。结合当前民用建筑的发展方向，充分考虑用电设备具有多样化、智能化的特点，越来越多的高新技术措施将会应用在电气节能设计中。在传统的民用建筑中智能控制装置选用较少，往往都是通盘考虑来设计楼层整个系统的电路，并没有根据功能需求进行区别化处理，这样不仅会造成人们生活中的操作不便，还存在着一定的浪费现象。从这个角度来看，在民用建筑领域应当充分重视节能措施的应用。

近年来，随着我国经济的快速发展，人民生活水平日益提高，家居生活中的用电设备也会越来越多，这就应该从整体上综合来考虑电气系统的设计。通过电气节能设计工作，可以有效遏制能源过度消耗而带来的浪费情况，并能有效地降低经济损失。当前，我国正处于快速城镇化发展时期，城市人口呈现出较快的增长趋势，民用建筑的迅速发展必然存在着不断增多的用电设备以及越来越高的用电量，势必会带来巨大的电能消耗问题。所以，在实践过程中，应该重视如何精准开展节能减排，并能有效控制好能源消耗问题，这也是我国未来发展中应该关注的重点问题。

2 民用建筑电气设计中绿色节能技术的应用

结合民用建筑电气设计特点，应该进一步落实好建筑领域内绿色节能技术的规范制度，以便更好地适应建筑电气绿色化、节能化的规范发展要求。一般来说，在电气设计过程中绿色节能技术的应用，其规范制度主要涉及标准和规范两个方面，应该结合项目实际特点在产品选用、高效运行以及绿色控制等方面进行研究，进一步落实好规范制度的执行[1]。根据民用建筑绿色节能技术的特点，合理选择建筑用电指标，更好地实现绿色和节能要求。针对民用建筑电气设计来说，应该遵循规范制度的要求，在电气设计中加强整体及各环节绿色节能的控制水平，逐步完善绿色节能环境，从而实现民用建筑电气系统的优化。

3 民用建筑电气设计节能的原则

3.1 满足基本需求

结合具体的电气设计环节，首先从建筑应满足的使用功能出发，节能设计不可影响业主的正常用电，必须保证公用设备、家用电器的常规应用。电气设计还应符合民用建筑的安全要求，此部分内容不可忽视，比如确保应急照明、消防电梯、消防风机等消防设备的正常用电。

3.2 减少系统消耗

在进行用电设备优化设计过程中，肯定存在着设备自身的损耗情况，为了有效解决这个问题，相关单位则应该从实际情况出发综合考察分析，相应地落实好有针对性的改进计划，进一步控制好用电设备的无功消耗。重视提升宣传推广力度，结合实际情况制定相应的规章制度来有效约束浪费，实现全民节能的目标。

3.3 注重经济效益

对于建筑领域中的节能减排，主要途径就是有效控制能源浪费问题，避免在浪费的基础上开展设计。当前，我国经济社会的快速发展对于民用建筑发展蕴藏着大量的机遇和挑战，在此过程中，各种高科技的新型用电设备层出不穷。所以，在进行节能设计的过程中，应一切从实际情况出发，加强项目的经济效益提升，达到预期的建设目标。

4 民用建筑电气设计节能的具体措施

4.1 配电系统节能设计

（1）重视配电方案的优化选择。针对电气节能设计问题进行分析，一定要从实际情况出发，结合较为合理可信的数据及信息，有效进行各方面用电负荷的核算。在进行民用建筑电气设计的过程中，应该从用电容量入手，并结合其数值来选择相应的电力变压器。此过程中，在符合用户需求的基础上尽量不使用大功率设备；同时，尽量选用节能型变压器，以便进一步有效控制变压器自身的电能损耗。另外，应充分考虑季节性的用电高峰等实际情况，也应结合实际预留后续增加设备的容量[2]。

（2）重视配电线路的电能损耗。在选择线缆的过程中，线缆横截面积是依据民用建筑用电负荷计算确定的，也应该综合考虑经济影响因素。在进行线缆的优化选择中，一般结合民用建筑的功能特点，在满足用户的安全使用要求的情况下，优先选择导电率较小的金属材料。同时，针对短距离敷设线路，应该控制好线缆长度，避免浪费；针对长距离敷设情况，可适当增大线缆横截面积，虽然使得投资费用有所增加，但能有效避免配电线路安全隐患和事故，符合安全用电要求。

（3）重视配电系统的无功补偿问题。结合用电需求情况，合理设计电力系统，全面有效地提升配电系统效率，能够实现较高的经济效益要求。在实践过程中，为了有效降低能源损失，可以采用并联电容器的无功补偿方式，有效降低无功功率的浪费。具体环节中，还可以利用电容的集中补偿或者分散补偿等措施，使得用电品质得到提升。另外，无功补偿还可以进一步保障民用建筑用电设备的运行效率，有效降低能源损耗，符合预期节能要求。

4.2 照明系统节能设计

照明系统是民用建筑中不可或缺的重要组成部分，通过该部分电气设计的合理化配置，能够有效实现预期的节能效果，重点包括以下几部分内容。

（1）尽量使用新型节能灯具。针对当前的民用设备应用进行分析，存在着照明灯具多样化的情况，用户具有比较大的选择空间。传统模式中，民用建筑都是采用白炽灯、荧光灯，但随着照明技术的不断发展和进步，传统灯具还是存在着较大的能源消耗问题。相比于传统的白炽灯、荧光灯而言，LED灯、高效节能灯具更能有效控制用电资源的浪费问题。同时，新型节能灯具都具较高的利用率，且使用寿命相对较长，可有效避免资源浪费。因此，通过对节能灯具的选择能够实现电气节能设计的优化，满足节能环保要求[3-4]。

（2）积极利用新型控制方式以达到节能效果。在照明系统采用新型控制方式，对照明装置具有更强的控制作用，可有效避免存在的电力资源浪费问题，提升照明系统的工作效率，以便更好地实现预期节能效果，符合电气设计相关规范。比如，根据民用建筑的照明特点，在楼梯间、走道、前室等公共部位安装声光控制照明装置，能实现无人情况下停止公共部位照明灯具工作的节能需求，可有效避免资源浪费。

（3）进一步提升太阳能资源的利用。针对用电紧张的现状，应该积极充分利用好太阳能资源的优势来应对能源浪费。我国的地理位置条件决定了大部分城市具备较为充足的太阳能资源，所以，在进行民用建筑的设计过程中，应该充分将太阳能资源合理化应用，充分利用自然采光，白天尽量不使用人工照明，实现节能环保的目标。

4.3 变压器节能设计

在民用建筑电气设计过程中，变压器是不可或缺的重要电力设备，在当前节能环保的要求下，应该结合项目实际情况合理化选择变压器，有效降低不必要的电能消耗。我国电力资源面临着日趋紧张的现状，民用建筑电能损耗中变压器损耗占有很大比重，这也直接增加了用电成本。针对变压器的绿色节能来说，在设计中应该选用高效节能型变压器，以便有效控制变压器的有功功率损耗，提高变压器的运行经济效益。首先，结合建筑实际用电工况保证变压器空载损耗符合项目要求，再从变压器的运行来分析，适当加强数量方面的匹配，使变压器负荷分配科学、合理化；其次，确定变压器的合理容量，不仅要考虑变压器的负荷率，还应该对于变压器负载进行重点考察，以保障最优运行工况，从而有效实现变压器损耗的降低；最后，从负荷分析的角度出发，选择与之匹配的变压器，尽量选用低噪声变压器，避免对民用建筑环境造成噪音污染[5]。

4.4 电动机设备节能设计

电气系统的电动机在民用建筑中同样具有非常重要的作用，其工作效率直接影响到民用建筑电气系统的经济性。结合当前的新型技术，应该充分发挥好绿色节能技术的优势，有效实现电动机的电能损耗有所降低。比如，某小区的建筑电气节能改造项目，将绿色节能技术应用于电动机设备。针对小区存在着能耗较高电动机的实际情况，在相应的节能考核指标的要求下，有目的地开展了针对电动机方面的绿色节能改造工作，从项目的实际情况出发，选用高效率的电动机可利用变频器来平稳控制电动机转速，进一步降低了电动机的空载及轻载负荷，能有效降低电动机损耗。重新更换的电动机具备自动调整转速的功能，结合负载的动态变化及时匹配相适应的转速，符合绿色节能的要求[6]。在具体的电气改造中，对于功率在50 kW 及以上的电动机，应单独配置电压表、电流表、有功电能表等计量仪表，便于检测与计量电动机运行中的有关参数，有效控制能源消耗。

4.5 空调系统节能设计

纵观民用建筑的绿色节能技术发展，空调系统也是非常重要的组成部分。重点结合空调系统绿色节能策略，在某民用高层建筑案例中进行相关的分析和探讨。该民用建筑为高层住宅项目，地下两层为停车库，地上为26 层，空调系统中建筑工程绿色节能技术有着明显的应用。结合建筑项目的特点，考虑到夏天高温天气空调制冷使用量巨大的实际情况，在此建筑中应用分体式空调，势必会造成大量的电能消耗。其实，大部分空调处于待机状态，存在着较为严重的电能浪费现象，并且还会增大安全事故发生的几率。就此案例的空调系统来说，重点从2 个方面来考虑绿色节能技术的应用。一是重视屋面、墙体的绿色设计，积极将植被养护用于节能设计中，能有效降低建筑内部温度，妥善地处理了太阳光直射的问题，进一步降低了空调系统对于电力资源的依赖性；同时，在屋顶绿色设计过程中，将绿色植物布置在屋顶，墙体采用隔热性较强的材料，避免造成空调能耗增加；二是借助于先进的技术，实现空调节约化和智能化运行的要求，智能技术能够实现远程控制建筑的空调系统，可有效地开展空调运行、操作管理等，准确恰当地结合实际需求情况，有效实现智能化的远程控制，从而进一步解决空调运行的中能耗问题。