建筑电气节能技术优化与设计现状研究

发表时间:2020/10/22   来源:《中国电业》2020年17期   作者:余梦璐
[导读] 建筑节能体现在多方面,但电气节能是重点之一,做好节电工作是国
        余梦璐
        西南交通大学希望学院 四川成都 610000
        摘要:建筑节能体现在多方面,但电气节能是重点之一,做好节电工作是国家节能工作中的一项重要任务。建筑电气节能技术在现代智能建筑和智能小区中使用较广泛,本文以智能小区为例,探讨了建筑电气节能技术如何在智能小区中进行优化和设计。对智能小区和建筑电气优化设计节能理论基础进行了分析,总结出建筑电气节能技术发展要遵循的原则,以及发展过程中的一系列问题进行了研究讨论。
        关键词:建筑电气;节能技术;优化与设计
1引言
        随着我国经济的快速发展,我国的城市化水平有着很好的趋势走向,虽然相比发达国家我国的城市化水平还远远不够,但是我国城市化水平存在着很大的潜力,尤其是在建筑节能降耗的方面。我国坚持可持续发展的战略方针,对建筑中电气系统的节能降耗落实方面存在着一定思想方式的管理,由于局限于一些小规模的建筑中,对整体的城市化建筑的帮助没有起到太大的作用,在这样的背景下建筑电气系统的节能减耗需要一个更好的、系统的节能减耗技术的研究。十九世纪七十年代到二十世纪初人类文明就已经对电力系统进行发展,并且西欧和美洲部分地区率先完成第二次工业革命,自此以后电力在人类的生活中占据着主要地位,蒸汽时代已完全被电力时代代替。但是随着全球经济一体化的发展,电力也在高速发展的人类文明中已经到达了几乎无法替代的高度,在每行每业中都有电力系统的身影,正因为使用的量过大,对资源的耗费也变的异常凶猛,而且还是世界性的难题,节能减耗已成为当下最热的话题和研究领域。
2 建筑电气优化设计
        建筑节能主要表现在电气节能方面,我国在十九世纪八十年代初颁布了对建筑行业节能减耗的法律法规《民用建筑节能设计标准》。伴随着我国改革开放,我国的经济空前发展,建筑行业也在改革开始的潮流下如雨后春笋一样的发展,我国的一些建筑大多数都是和国外合作进行的建筑,国外的发达国家对建筑行业的节能减耗的研究成果领先于我国很长一段时间,我国的设计人员在和国外人员进行合作时慢慢学习到发达国家对建筑节能减耗的实际运用能力,我国开始组织专门人员去学习国外的先进技术,来针对建筑节能减耗的实际情况运用。我国筛选出的专门人员从最基础的开始学起,为我国当时的建筑节能消耗的市场填补了一片空白,结合我国的实际情况从基础做起,确切的为我国的建筑节能减耗发挥重要作用。针对建筑节能问题,我国的社会各界给予了较高的关注和研究,大量的专家学者对于这一问题进行全方位的计算和核实,我国也制定了一系列的节能标准,包括《居住建筑节能设计标准》、《建筑节能施工质量验收规范》、《绿色建筑评价标准》、《普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级》、《普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级》、《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》等。国务院针对建筑的电气问题也特别指出,在建筑设计阶段,需要严格控制资源的开发量和使用量,在设计阶段将节能问题放在首位,严格控制资源的使用量,提高资源的重复利用率。通过电力资源节能装置,能有效的节约电能,节省大量的用电成本,同时也会减少由于大量用电而对环境造成的不可影响,实现对生态系统的保护工作。
3. 建筑电气节能技术发展应遵循的原则        
        经济合理、技术智能是建筑电气系统节能减耗的重要战略方针,并不是一些机械设备的存在。节能减耗是一个综合性的、多方面的、系统的重要战略,是集项目工程的设计、装备的选择、安装、调试、维护等多方面为一体的。建筑电气系统,要根据每一个不同的建筑消耗能源的实际情况来进行判断,并做出符合自身实际情况的目标,不能进行一些没有科学根据的节能减耗,否则会对建筑使用效果带来一定的阻碍。电气系统的节能减耗要由一个实际情况而建立计划,对建筑电气系统做出一个全面的预算与选择。建筑电气节能技术发展应遵循的原则主要体现在以下几个方面。
3.1 功能性原则
        建筑物不同于别的商品,建筑物的主要作用是满足人民日常生活,注重的是实际效果。根据不同需求进行不同的功能设计。建筑物首先要安全,再考虑其舒适度,最后才是对电气系统的需要。
        不管电气设计方案有多好,都必须首先满足建筑物自身的功能性需求,比如建筑物在使用过程中对照度、色温等的要求,住宅建筑更追求一种具有温馨感的暖调用光,而商业建筑则更加倾向于亮度和光照面积。总体而言,建筑物的电气照明要具有舒适性、卫生性和美观性,当然不能为了美观而阻碍了上下左右的通道或通风,给人们生活带来不便。对于具有特殊性使用用途的场所,还应针对其行业特点进行进一步的特殊设计,例如娱乐场所的电气照明设备要求安装的更多更复杂,色彩相对繁杂;而工艺照明则更需要亮度高、局限于特定范围的照明用光。  
3.2 经济性原则
        节能消耗的重点是在于对实际情况进行调查,对满足于实际情况之外的能源进行节省,对于资金的投入不是那么大量,更多的是在实际情况中进行对不同的设备进行挑选,进行搭配,从而形成对电气系统的能源节省。节能的工作,其基本目的是对环境资源进行保护,与此同时,最大程度的减少对电气能源的消耗,使电气能源能够重复可循环的应用。然而,对经济效益原则而言,不能把全部人力物力都投入到倡导的节能工作中。

必须将具体的节能措施或节能方法和经济效益相结合。在考虑节能问题的时,也要重视经济利益。同时,每项节能行动都要注意其是否符合经济效益原则。如果说它投入的资金已经在很大程度上超过了节能的经济价值,那么在节能方面就不应该投入太多资金了,否则就很不经济。要结合自身的实际情况,理性的选择进行资金投入,但是一定要保证对资源的节省,切不可一味的增加对建筑电气系统的资金投入的增加,造成过多的浪费。 建筑电气节能设备在设计的过程中,必须确保其与国家的发展战略相适应,才能有效的避免因为节能标准要求过高而导致的工程预算成本增加太大,才能降低其经济压力。
3.3 技术性原则  
          为了减少浪费,就应该尽可能避免无谓的消耗。应该利用和使用的电力能源装置,还是要以满足需求和获得经济效益为根本去应用的,但是在实际的建筑设计中,常会出现一些本质上用不着、存在无谓浪费的能量的消耗,多数情况下,这类电气设施的设计与安装对于建筑物的使用价值、功能特征、建筑物的使用者需求等无关。在进行建筑设计时,最好反复推敲,先找出这些浪费的位置和设施,再逐一排除和删减,以获得最有利的投入产出比。例如具有同样照明效果的电气设备,可优先选择消耗能源小、技术先进者。 应制定一个详细的计划,然后对建筑物的电气系统进行检查,对一些消耗能源过多的设备进行登记,最后再进行对已登记的建筑物内的消耗能源过多的电气系统给予更换或者取缔。一些能源是可以完全避免的,对于这些能源而言,它们被称为“无谓的消耗”。
4 建筑电气节能发展中存在的问题
        相对于发达国家,我国的建筑电气节能减耗技术研究处于一个起步的阶段,相比之下传统的建筑电气系统的研究更多的是对建筑电气系统的实际运用情况和功能性建设方面,对节能减耗方面考虑的相对较少,运用新的技术将传统的建筑电气系统中出现的实际问题进行改造存在着大量的困难,而这又是一个艰巨的任务。笔者通过对传统建筑电气系统的调查,对实际存在的问题进行总结如下:
4.1 建筑设计存在着不合理
        通过对存在着传统电气系统的建筑进行考察,发现普遍存在着浪费情况,节能减耗的现象几乎不存在,并且都是一些大型的电气设备,功率使用率较大,浪费效果较为明显,单个工作电气设备之间没有任何的联系,优化空间也存在着很大的差距。大家都知道,建筑电气工程的设计直接影响着电力系统的节能。但实际上,通常一些设计部门和设计师对其并不是很重视。另外,当前工程设计的周期都比较短,设计费用与设计的经济效益无关,加之有些技术问题尚未完全解决等。有些设计单位只追求数量而对质量进行忽视,使得所设计的系统加大了初期的投资,而且运行能耗也很惊人,远远超过国家标准。 在目前的建筑电气设计中,由于设计层面的原因而导致出现了许多问题。例如电路设计中的回路问题,以及电路设计中电线的材料选择等可导致家庭生活中电路受到影响,从而导致出现许多问题。
4.2 电气设备只增不减
        随着人们日常生活的领域加大,对不同电器使用的频繁化,在一些传统的建筑电气设备系统中,一些适用于不同种类的电气设备不断的增加,没有任何的顺序以及一些说明,给维护工作带来了大量的麻烦。使得大量的闲置电气设备长期处于消耗能源状态,不利于电气系统节能减耗的工作开展。
4.3 变频技术负荷增加  
        居民的起居生活对不同频率的电子产品的需求加大,带来了大量的谐波分量,对变频技术需求增加,带来了对变频技术负荷能力的过度增加。现在,在大多数建筑节能设计标准、规范或法规中都不包括电气节能全面系统。很多工程中,由于不合理的负荷计算或者由于电力数据不完整导致变压器选择不当,极大的降低了变压器的运行效率;照明光源不恰当的选择,照度计算的不合理,以及未考虑节能控制方法等,都会导致更多的照明浪费;导线选择不合理以及线路损耗大;建筑电气设备尚未考虑节能控制模式,致使电能节约效果不佳。另外一点,大型公共建筑中的许多电气监控设备每天24小时运行,造成建筑比普通的建筑物的耗电量增加30%以上。
4.4 日常照明负荷较高         
        日常居民对照明系统的采用,对一些节能灯采用相对较少,并且控制方式也存在一定的差距,日常的照明系统带来的负荷相对较高。此外,居住区面积较大,功能布局呈多样化,有必要合理选择照明标准和控制照明功率密度,以满足《建筑照明设计标准》的要求。生活给水泵采用变频调速系统,根据用水量对水泵运行频率进行调节,从而节省电能。而城市建设发展迅速,新建筑数量越来越多,导致能源的消耗数量越累越大,由于照明用电水平不断提高,传统的照明控制方法对高标准的照明要求已经无法满足。
5.结束语
        本文对对智能小区和建筑电气优化设计节能理论基础进行了分析,最后总结出建筑电气节能技术发展要遵循的原则,还有建筑电气节能发展的一系列问题。
参考文献
[1]罗庆华 . 智能建筑中电气工程及其自动化技术探讨 [J]. 科技创新与应用,2014 (8), 231.
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[3]申晓丽 .智能化建筑电气节能优化设计研究 [J].四川水泥 ,2014,12:290.
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