刘建阳
北京中景昊天工程设计有限公司
摘要：伴随着全球化进程的不断加快，推动了社会的高速发展，但在背后也付出了一定的代价。在发展经济的过程中，也在消耗着大量的资源，目前我国的能源资源结构出现失衡，在部分领域当中，能源的供应已经无法满足实际的生产，这也是当前整个社会和国家重点关注的问题。建筑领域作为社会经济体系当中重要组成部分，对于能源资源的消耗也十分庞大，其中又以建筑电气设计对能源资源的消耗最多。由于以上原因，在开展建筑电气设计工作的过程中，渗透节能理念、采取节能措施将是我们主要追寻的目标。本文将结合当前建筑电气设计中存在的实际问题，分析相应的政策和措施，找寻节能过程中的具体操作形式，完善整个建筑电气设计的过程，最终能够节省更多的资源能源，并且推动整个行业不断向前发展。
关键词：建筑工作；电气设计；节能
引言：伴随着改革开发的不断深入，经济发展取得了喜人的成果，但是也出现了一些潜在的问题，在建筑电气施工过程中，也耗费着大量的资源和能源，这与可持续发展的理念有一定冲突。基于上述原因，在建筑电气设计的开展过程中，对相应的设计师和工作者都提出了较高的要求，需要具备更高的责任心和职业素质，既要保障建筑电气施工的有序进行，为居民提供优质的服务，让建筑的质量达到相应的标准，更需要将绿色节能理念渗透其中，满足可持续发展的需求。在建筑电气施工当中，对于能源资源的消耗和利用没有节制，这不仅导致建筑施工的成本增加，更导致了资源逐渐变得更加匮乏，整个社会和国家的能源结构失衡，建筑电气设计应当承担起自身应有的责任，尝试改变当前的现状。在当前建筑电气设计开展过程中，关于节能的研究虽然已经逐渐开展，但是仍然处于起步阶段，虽然在不断的发展，但是在实际的应用中，并没有取得明显的效果将建筑电气节能设计引入到整体建筑行业当中，从一方面来讲，能够节省不必要的资源损耗，为工程企业降低成本，而从另一方面来看，也与可持续发展、绿色生活等理念相适配，能够节省大量的资源，减少对能源的损耗，从长远角度来看，为我国未来的发展打下基础。所以，在实际的建筑电气设计过程中，作为相关人员需要不断的提升，探索更多更先进的节能理念和方法，不断提升自身的设计水平，提供更高质量的建筑电气设计，为居民带来更好的体验，推动整体行业不断向前发展。
一、建筑电气设计中的节能研究
（一）建筑电气设计中开展节能研究的必然性
伴随着整体理念的更新和进步，在社会各行各业当中都进行了节能的尝试，并且取得了一定的成果，但建筑领域的敏锐性不足，在近些年来，对能源的消耗越发严重，想要改变当前的现状，就需要对建筑过程中耗费能源最多的部分开展研究。通过实际的探索发现，电气在建筑中的耗能最显著，所以在建筑电气设计中开展节能研究是必然的。伴随着社会的发展，不仅国家意识到了可持续发展的重要性，普通民主的相关意识也逐渐提升，越来越重视节能和环保，并且在此基础上提出了“节能减排”“绿色生活”等概念，对于节能的认知不仅停留在理念阶段，也进行了相应的实践，在广大人民群众的生活方式上得到了体现，对于建筑领域也提出了绿色节能的要求。除此之外，由于传统建筑过程中对能源资源无节制的损耗，导致当前部分能源缺失，整体结构也不再平衡，在建筑电气设计过程中，有宽广的发展空间，能够发挥出一定的现实意义，推动建筑产业和整体社会的发展。总而言之，建筑电气设计中渗透节能理念、开展相应研究，不仅仅对建筑产业本身有着巨大的意义，也能够节省更多的资源，贯彻可持续发展的理念，减少资源失衡的进一步加剧，也与我国普通群众的生活理念相符。基于当前实际的现状，建筑产业，尤其是建筑电气方面，对于资源和能源的损耗占比较大，值得我们加以重视，在研究过程中也应当优先开展。由于以上原因，建筑电气设计的过程中，对于节能方面需要加强重视，采取有效的节能措施。在实际的建筑电气设计当中，严格控制电能质量，使用优质的电能，这样才能够满足节约能源的目标，让整体建筑的质量能够达到标准，各功能有序运行。
（二）建筑电气设计的节能原则
将节能导入到建筑电气设计当中，让建筑电气能够节约更多的能源，并且发挥出应有的作用，就需要我们找寻并且遵循具体的节能原则。第一，要学会将建筑的基本功能和节能进行结合，对设计师提出具体的要求。例如，对于照明用灯的设计，首先需要满足照明的功能，其次也应当适当渗透环保的理念。第二，在建筑电气设计的过程中，需要保证整体设计的安全性，并且在此基础上来考量经济成本。节能固然重要，但是在节能的同时，也应当尽量节约经济成本，让企业在建筑施工的过程中，能够获得一定的经济效益，这样才能够发展的更加长远。第三，建筑电气设计的过程中，必须掌握一定的技巧和方法，从整体进行考量，找出设计过程中的重难点。在设计的过程中，要学会找出消耗一定能源，但是发挥出的功能并不高的部分，针对这些部分进行设计，这样才能够在保障发挥出功能的同时节能能源。总而言之，建筑电气设计需要将安全、经济当做主要的设计原则，为建筑电气施工的开展打好基础。第四，在建筑电气设计的过程中，应当学会利用好先进的技术和手段。伴随着科学技术的不断发展，建筑电气设计领域也进行了一定的变革，想要提升建筑电气设计的质量和效率，就需要利用好这些先进的科学技术。在实际的建筑电气设计，需要分为不同的步骤，首先需要确定有哪些部分和环节消耗了过多的能源，将这些部分进行分类和统计，其次针对这些统计和分类的数据，来提出有效的解决措施，在实际的施工中进行实践验证，在验证有效的基础上，应用到大规模的建筑电气施工和设计当中，发挥出应有的节能作用。
二、建筑电气设计中的节能措施
（一）照明系统的节能措施
在建筑电气设计领域当中，照明系统的设计是我们无法忽视的重要部分，而节能措施的设计和实施，也应当从照明系统率先开展。虽然我们想要在照明系统的设计过程中节省更多的能源，但是照明系统的生活和工作照明功能也是我们无法割舍的，这在实际建筑电气设计之前，就需要我们考虑好。
1.照明光源的选择
在照明系统节能设计过程中，光源的选择是我们应当主要考量的问题。想要节能，就需要调整光源的发光效率，这也是最直接、最有效节能的当时，作为最具有象征性的节能高效光源，气体放电灯具有着无法忽视的地位。在实际的光源设计当中，对于光源的选择，需要从以下几个方面加以重视。
首先，基于建筑电气设计的实际情况，也需要选择不同的照明光源，例如在一些空间较大的户外场地和工厂车间等等，在照明光源的选择方面，应当以高压钠灯和金属卤化灯为主。金属卤化灯的色温和显色指数都比较好，而高压钠灯能够使用更长的时间，并且光效也比较高，这就需要我们根据实际的需求，来选择好相应的照明光源。
其次，针对较矮的空间场地，尤其是以高度低于4.5米的场地为主，例如商场、教室和会社的办公室等等，在照明光源选择时，通常会使用直管的荧光灯。一般来讲，T5号灯管和LED灯管占据着绝对的地位，大多数场所都在使用这两种型号的灯管，这也是因为这两种灯管的确有着无法比拟的优势。首先，T5灯管的光效更高，并且在实际使用的过程中，也有更长的使用寿命，其次，在节能领域，T5型号的灯管能够节约更多的电气资源，往往高于T12型号的灯管10%，由于以上两个原因，T5灯管已经逐渐取代了T12灯管的位置，在当前的照明光源选择过程中，往往会首要考量T5型号的灯管。
最后，在室内空间，尤其是一些要求安静的室内来讲，往往会选择使用紧凑式荧光灯作为照明光源，例如餐厅、图书馆以及个人住宅等等，相较于传统的白炽灯来讲，紧凑式荧光灯的节能效果更好。将白炽灯和紧凑式节能灯进行对比，紧凑式节能灯往往能够节约更多的资源能源，并且发挥出的照明作用也更好，但是由于制造成本过高，所以也会产生更大的经济负担。但是在实际的使用当中，紧凑式节能灯的使用寿命更长，所以长期使用的话完全能够弥补经济上的投入。
2.照明灯具的选择
在照明系统的节能调控过程中，既需要选择高效和节能的光源，也需要找寻合理的照明灯具。在实际的建筑电子设计过程中，往往照明灯具的选用没有得到应有的重视。大多数人往往认为节约能源最主要的是照明光源，而灯具仅仅是起到装饰的作用。在一些家用建筑以及工业建筑当中，在选取照明灯具的时候，会更加考量灯具与建筑整体的装饰风格和颜色等是否匹配，照明灯具的节能功能并没有得到应有的重视，这不仅仅浪费了一定的资源，而且也没有发挥出灯具应有的照明效果，无论从哪个角度来分析都是不合理的。对于照明灯具的选择，相关的设计师和工作人员等应当加强重视程度，对于灯具的选择应当维持效率在普通灯具的60%以上，例如一些高效能的气体放电灯、透光罩灯和低压荧光灯等等。
（二）供配电系统的节能措施
1.科学使用变压器
想要让变压器发挥出应有的作用，就必须要选取高效的变压器型号，掌握科学选取变压器的方法。从某种意义上将，想要发挥出整体配电系统的节能作用，就需要注重对变压器容量大小的调节。若果变压器在运行过程中的损耗严重，那么就表示变压器的容量变小，那么变压器在运行过程中的负荷就会慢慢变大。但是如果变压器的容量很大，在实际的运用当中，就无法发挥出全部的功效，那么空载耗损就会随之增加。综上所述，想要提升变压器的运用效率，让变压器的负荷处于最佳状态，那么就需要我们结合实际情况来调整变压器的容量，让它的负荷保持在合理的状态。对于变压器来讲，当负荷率大于等于30%，并且小于80%时，才算做最佳的负荷状态，才能够发挥出应有的作用和功能。此外，对变压器的选用，结合企业实际的用电特征来选取多样化的接线形式，让变压器更好的为企业服务。
2.降低线路损耗
第一，对导线的选用需要适当控制长度。在建筑电子设计的过程中，需要照顾到低电压柜和配电箱的出线口，在这些位置的选择过程中，出线口需要避免出现走回头线，尽量保持直线。变电所与负荷中心的位置应当尽可能接近。对于电线的安装，电缆的长度也应当适当的降低，例如，将低压线路供电的半径控制在200m之内，一些负荷较为密集的区域，供电半径则需要维持在100m以上，对于一些负荷中度密集的地区，半径应当保持在150m以下，大负荷密集供电区域，则需要将半径维持在250m以内，通过这样的形式，就能够将供电距离维持得更短。
第二，对于导线的截面积。应当适当的增加。对于一些线路长度较大的安装部位，需要我们合理增加导线的截面积，这往往能够发挥出出人意料的作用和效率。但是想要真正的增加导线截面积，就需要我们投入更多的时间和精力，创造出合适的条件，例如，应当让导线符合热稳定性，为导线截面积的增加提供基础。虽然他是截面积会增加更多的投入和成本，但是在以后的实际应用当中往往能够得到补偿。
第三，在一些比较高的建筑物中，想要控制好干线电缆的程度，就需要将变配电室与电气竖井之间的距离拉近。在一些高层建筑当中，由于面积较大，所以变配电室的设置就需要靠近建筑物的中端位置，水平线缆的敷设长度就能够逐渐减少。
第四，分类负荷。在家用电器的使用过程中，需要根据负荷进行合理的分类。热水器、抽油烟机、空调等普通的负荷装置，在实际使用的过程中，需要一条主电缆来负责供电。这样的方式，不仅能够节省成本，也能够降低家用电器在运行过程中造成的截面传输电流低下，从而导致线路节省更多的资源，减少线路的损耗。此外，消防用电在切电的过程中，也能够保护好基础的家用电器。
3.抑制谐波实现节能
伴随着社会经济的不断发展，各行各业都实现了高速发展，建筑行业也是如此，大量的电子装置和设备被应用到建筑行业当中。在实际的应用当中，电子与电力装置产生的谐波电流会对配电系统造成一定的损耗，会让电动机的发热率降低，整体线路会更快的老化，不仅如此，变压器发热，也会让铜与铁加速损耗。除此之外，谐波还会导致自动设备误动、继电保护等问题，在实际的应用当中，谐波的存在往往会让配电系统损耗更多的电能资源，整体线路的功效和安全都得不到保障。在建筑电子设计的过程中，如何抑制谐波是困扰着我们的一个问题，往往会通过将源滤波器和无源滤波器安装到变压器低压的一侧。我们还可以将源滤波器和无源滤波器进行混合，综合运用两种设备，这两种措施都能够减轻谐波造成的隐患，保护整体电路发挥出应有的作用。消除谐波能够净化电路，并且减少能源不必要的损耗，延长设备的使用寿命。
（三）超高层建筑电气设计中的节能研究
1.超高层建筑节能研究现状
不同于其他的建筑设施，超高层建筑涉及到的领域和知识更多，并且随着人们对室内环境质量、美观程度等要求的不断提升，出于满足居民实际需求、发挥出超高层建筑实际功能的需要，进行了智能电气控制系统的增设和安装。将供配电系统、消防系统、排水系统、照明系统等基础的子系统相结合，共同组成了超高层建筑电气系统。想要让超高层建筑发挥出服务功能，满足居民的实际需求，就需要将电气设备的运行和控制作为基础。超高层建筑往往具有着豪华的装修和丰富的功能，配备的电气控制系统就更加的复杂，对居民和使用者也就提出了更高的挑战，在实际的使用过程中，耗费的能源也就越多。伴随着信息技术、电子技术的发展和普京，建筑方式也进行了相应的变革，建筑电气综合自动化技术也渐渐变得成熟，随着而来，也会耗费更多的资源。在当今社会，能源越来越匮乏，借助智能技术，来控制超高层建筑的电气系统，对于节能和可持续发展的贯彻，都有着不可忽视的重要意义。在当下的超高层建筑电气设计当中，电气节能技术的实施和应用存在着一定的不合理。想要让节能技术更加适配超高层建筑的实际情况，在应用中发挥出应有的作用，展现出独有的特色，就需要解决现有的不足和问题，为设计师提供一些有效的建议和参考。联系超高层建筑电气设计中积累的经验，在变压器技术经济性选择、降低供配电线路损耗和绿色照明等方面，仍然存在着一些问题，亟待我们加以解决。相关的工作人员和设计师应当给予一定的重视，找寻科学合理的方法，来提升机电系统对电能的利用效率，降低超高层建筑对电能的损耗，让超高层建筑的电气系统能够发挥出应有的功能，发挥出经济效益，节省更多的能源。
2. 超高层建筑电气节能措施
第一，在超高层建筑的电气系统设计过程中，节能技术措施的实施，需要结合超高层建筑的实际情况，按照超高层建筑内部电气设备的负荷容量和分布、设备数量和性质等等，控制好线路的布置，让整体的实施更加科学。在供配电系统的结构当中，各个机电设备系统的配电技术不应当超过三级，让整体结构更加的清晰、可靠。对于整体超高层建筑来讲，供配电线路是保证电能得到有效输送的基础，各种线路比较复杂，动力干线、支线等等互相交错，长度往往会在几万米，有时候甚至会达到几十万米，电能在线路上的损耗十分明显，想要在超高层建筑构建电气节能系统，就需要针对供电线路节能技术方案开展研究工作。就地补偿应当是无功补偿装置的实行方式，防止电容器还没有完全放电的情况下再次充电，避免出现无功传输，防止电气资源被浪费。对于电梯、自动扶梯等设施的建筑，不应当增加补偿电容器，防止电机过电压损害。对于家用超高层建筑来讲，我们可以通过就地补偿、集中补偿的形式来降低电能损耗。
第二，节能技术措施在配电变压器中的应用。针对配电变压器开展研究，将配电变压器进行合理的优化分析，能够有效降低配电变压器运行过程中的能源损耗，让配电变压器以最小的损耗和功率运行，针对有功功率损耗最小、无功功率损耗最小以及综合运行功率损耗最小这三种不同的模式进行研究和商议。如果我们从节约电能的角度出发的话，对配电变压器的运行方式进行节能研究，那么就应当从配电变压器有功功率角度进行优化和探讨；如果我们从配电变压器运行功率因数进行分析的话，就需要从配电变压器节能和无功功率角度进行优化和讨论。如果需要我们结合这两种形式的优点进行分析，或者将降低供配电网损的角度作为主要研究方向的话，就应当将配电变压器综合功率运行方式作为优化和讨论的主要内容。对于超高层建筑来讲，电气节能设计，需要从有功功率和无功功率等多特性进行综合的考量，所以在对变压器进行经济运行方式分析讨论的构成中，就需要将两者进行结合和坚固，让供配电系统能够以最小的损耗，更经济的模式进行工作，对此进行深入的探讨和商议。
第三，节能技术措施在照明系统中的应用。在对超高层建筑进行照明系统的设计过程中，应当遵循相应的标准规范，例如《建筑照明设计标准》等等，按照相关的要求进行操作，对于超高层建筑照明系统控制模式的设计，就需要结合超高层建筑内部空间的功能和大小等进行分析和讨论。在对超高层建筑进行艺术照明设计的过程中，需要坚持经济、适用等原则，不能仅仅追求美观和艺术性，而忽视了照明系统的使用价值和经济性。设计师需要选择更加高效的照明光源，在室内适用小功率的高压钠灯和荧光灯，在室外适用高压钠灯和金属卤化灯等等，对于气体放电灯和荧光灯的使用，需要注重安装适配的电容器。根据光通比例、配光特性等等，设计师在设计照明方案时，就需要利用好自然光，不仅要利用好多样化的设备，也需要考虑到自然光，在超高层建筑尽量使用调光器、定时开关和节能开关等等。在室外的照明中需要采取光电控制器，使用开关控制，满足节能的需求。
第四，对电梯系统的节能技术措施。电梯系统是超高层建筑特有的建筑内容，要使用高效可靠、节能经济的反感来实现电梯的控制，节约更多的经济和电气资源，在通常情况下，我们会使用以下的方案：使用变频调速控制来控制继电器，结合系统的实际需求，来调节电源输入端口的电源频率，利用电机转速的控制来实现输出和输入的平衡，让系统的功率因数得到提升，实现节能目标；调整电机驱动容量，让电机的运转能够达到最佳的效果；控制好群控呼梯节能控制系统，对超高层建筑的多部电梯进行统筹控制，并且结合实际的情况进行有效调度和管理，让电梯的运行能够更加合理。减少电梯系统的能耗，反作用于供配电系统，实现节能的目的。
结束语：作为社会经济体系的重要组成部分，建筑电气设计中开展节能研究，不仅仅能够节省更多的成本，也是一种对可持续发展和绿色生活理念的贯彻，在实际的设计当中，要结合具体情况，进行合理的调节，让电气系统能够发挥出更好的功能，满足节能的需求。
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