饶映钦
广州市住宅建筑设计院有限公司，广东 广州 510500
摘要：在建筑工程中，电气系统是一重要的组成部分，其直接关系到自动化系统的稳定性以及人们的生活环境质量。大量研究表明，建筑物的主要能耗形式是电气能好，电气设计工作打开展，需要充分用到电气节能降耗措施，这对于降低整个建筑物的能耗来说意义重大。
关键词：建筑电气设计；节能降耗；配电变压器；照明系统
1 引言
智能建筑是新兴概念，其以智能化技术为支撑，将建筑工程与智能技术充分结合，可以满足当代使用者的实际需求。电气是智能建筑的关键组成部分，其在运行中会消耗大量能源，建筑工程与能源消耗的矛盾日益突出。在此背景下，如何在发挥建筑智能化功能的基础上，降低电气运行能耗，是当前建筑企业需要思考的关键问题。
2 建筑电气节能设计的基本要求
2.1 经济要求
电气系统与经济效益息息相关，电气设计师需从实际需求出发，尽量避免不必要或过度设计的经济投资，使用绿色节能型设备，控制好电气施工中的各项费用，达到绿色经济。
2.2 能源要求
在建筑电气中，能源是非常重要的，设计师应根据能源要求，排除引发能源风险的因素，按能源要求完善电气系统设计，以满足建筑工程在电气设计方面的能源要求。
2.3 消耗要求
建筑电气中有非常多的能源消耗，设计师应考虑能源消耗的最低标准，不能随意减低能源消耗，在满足电气基本需求的基础上，采取降耗处理，既可满足建筑电气的高效运行，又可实现消耗控制，同时保证建筑工程质量。2.4建筑要求电气绿色环保节能的设计理念需要融入建筑系统中，是建筑整体的内在组成部分。部分建筑由于无法适应电气系统的节能处理，以此无法实现标准的能源节约，会出现能源风险。设计师需充分配合建筑要求，不断融合创新，达到完善建筑内的硬件环境。
3 建筑电气设计现状
3.1 建筑电气的设计与研究
相比于其他发达国家，我国的建筑电气发展起步相对较晚，所以，直至发展到更高层次的今天，仍然无法避免起步阶段落后现象带来的音响，因此，这就需要我们应该使用更加全面以及先进的新技术来解决历史遗留下的问题。然而，随着人们对建筑需求的不断提升，对于相关设备的要求也在逐渐上升，另一方面也导致建筑能耗增加，这种能耗主要体现在建筑电气方面。和其他建筑电气发展比较先进的国家相比，我国的新兴技术不足，并且发展不均衡，这一系列问题将会对我国建筑行业未来的发展产生很大的影响。
3.2 设计重视度不够
如今，尽管社会的各行各业都越来越重视节能减排工作，特别是对于建筑节能方面。尽管各方面的压力都在逐渐增加，但是在具体开展设计工作的过程中，为了使用更低的材料预算以及获取更高的利润，设计师往往会在完成相同热负荷条件下使用最便宜的设备，但是这些设备并不具备节能功效，由于核心组件的廉价使其关键性能受到了严重的影响，并且能耗太大，违背了节能减排理念。
4 建筑电气设计中的具体节能措施
4.1 配电系统优化设计
智能建筑内部电气设备的数量和类型较多，以其为硬件支撑保证建筑的正常运行，为居民提供更加优质的应用体验，在设计配电系统中，需要综合思考智能建筑的总荷载和用电等级，保证配电系统设计的合理性，节约业主一次性投资，促使智能建筑节能运行。①确定配电箱的位置，根据住宅单体、供电容量以及用电等级，保证配电箱供配电稳定，配电箱要位于用电负荷附近，可以缩短供电距离，避免在输送电源中出现损耗，减少电缆材料的应用，起到一定的节能效果。②确定竖井位置，尽量缩短电线路长度，可避免电源远距离供应而产生的能耗，竖井位置要位于用电负荷中心。③对电气供电管线的分布进行合理规划，管线长度和质量要符合设计要求，避免由于管线问题而导致过度能耗。
4.2 自控系统的节能
通过提高用电设备的能效比，使用电设备系统高效节能运行。通过建筑设备自动监控系统对给排水系统、空调通风系统、制冷系统、电动通风排烟窗、电梯等用电设备进行自动监测与控制，可达到实时节能。具体节能措施如下：（1）合理配置建筑设备自动监控系统各个监控点参数，使系统一直处在节能、高效运行状态。（2）制冷系统采用群控方式，通过对比供冷区的实际使用冷负荷量，自动控制制冷系统设备运行的台数与运行工况。（3）通过对比室内二氧化碳浓度或室外控气温度，达到自动调节室内新风比；并在过渡季节采取全新风或增大新风比运行控制方式，达到有效节省空气处理的能耗。（4）通过实时调节电动机，使电动机处于最大限度节能运行状态。（5）依据气候变化情况，室外空气温度较低或夏季夜间的时段，通过控制新风系统对建筑物室内进行预冷，从而减少处理新风的冷负荷。（6）采用电力监控仪表组成电力监控系统。监测内容包括全部低压回路，监控仪表直接分布式安装在开关柜面上。
所有低压出线回路设置三相综合数字表，能达到遥测、遥信及网络通信一体化等功能，通过采集低压回路的各相电流、电压、有功电度、无功电度、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率；监测供电电压偏差、电压电流零负序不平衡、电压电流畸变与谐波（B级）、电压暂升暂降与中断、电压波动与长时短时闪变、供电频率偏差、支持实现波形召测，提供高次谐波分析（≥50次）、电能质量异常录波、故障录波、长时间连续波形提取（>10s）和设备缺陷智能诊断、记录相电压突变和涌流。（7）具有智能诊断功能、高压开关柜局部放电异常监测及预警告警、电流热积累效应在线监测及预警告警、变压器缺陷诊断及预警告警和变压器损耗实时监测。（8）为保证供配电系统的可靠运行，在高压开关柜内安装蓝牙测温等在线故障预警系统，该系统接入电力监控系统。
4.3 照明系统
照明系统是建筑电气设计中的一个重点，因为照明贯穿于整个建筑使用过程中。照明环节的节能潜力非常大，所以可以采用的节能管控措施较为多样化，可以从以下几个方面入手，选择合适的光源和灯具。目前市场上的光源和灯具，选择比较多，但不同的光源和灯具其能耗大小是不一样的，主要考虑性能稳定，光源效果好，灯具可循环利用的，在电量对等的情况下，可以有更多的照明光量。比较有代表性的就是LED光源节能灯，但成本比较高，忽略成本因素，我们可以考虑同等价位性价比更高的荧光灯管，当然，对于光源和灯具的选择更多的是根据建筑实际需求而定，不同的建筑场合选择性不同，不能一概而论。对于商业公共区域，我们可以选择直管形荧光灯，这种灯光照效果比较好，覆盖范围较为广，能够最大程度上实现节源需求。小规模场所可以选择小功率的金属卤化物等，造价成本偏低，且照明效果相对来说比较理想。优化灯具的控制方式，灯具控制方式的不同所产生的能耗也是有差别的，公共区域的照明，我们可以采用统一调控的方式，集中化控制，然后分区、分组控制，在不影响正常照明的前提下，实现自动照明调控需求，灵活调控灯具照明，减少不必要的电量流失。在宾馆、酒店等区域，设置了很多常用电器，可以设置一个节能控制总开关，当用户需要使用该区域的时候再照明，实现多功能电源切换，降低电能损耗。在地下车库大面积区域，将照明配电箱放在车库入口，设置一个照明控制盘，通过回路操作控制开关闭合，这样可以使工作人员更好的进行管理，从而实现对能源的节能需求。
4.4 尽力保障三相负荷的平衡性
在难以有效确保三相负荷处于平衡状态的前提下，变压器和配电线路的电能损耗现象就会随之加剧，配电会出现零序电流的情况。三相线路不平衡现象和电能损耗之间呈正比例分布的关系，随着三相线路中不平衡度的减少，电能损耗也会随之降低，二者之间的具体关系为：三相线路中的不平衡度减少50%，电能损耗现象将会降低15%。由此可见，要想有效提升三相负荷的平衡度，就需要从降低电能损耗现象入手。实际操作的时可以通过对不对称的负荷使用交换相等的方法进行分配处理，全面保障在不同的供电点中都有相应的不对称负荷的连接，在此过程中，面对负荷接入点中的短路容量，还需要采取科学的方法进行处理，借助无功补偿装置调整不平衡点，最大限度保障三相负荷处于平衡状态，将三相负荷不平衡现象产生的损耗降到最低。
4.5 通风系统优化设计
通风是智能建筑最为基本的功能，尤其随着现代居民生活质量的提升，对通风需求也持续增加，通风设备作为建筑常用的电气设备，要通过合理的设计降低其能耗。①充分利用自然通风，通过对门窗位置的科学设计，利用自然风加速室内空气置换速率，综合考虑当地自然风向，摆脱用户对通风设备的依赖。②可采用智能集中通风装置，例如安装中央通风系统，可满足所有用户对通风的需求，降低通风电气能耗。③秉承节能性、经济性以及应用性原则，在选择通风设计中，考虑风机能耗和设备能耗，尽量采用低能耗通风设备。
4.6 电梯优化设计
电梯是现代建筑的关键电气设备，其起到运输人员的作用，尤其在高层建筑中，电梯的作用性和重要性日益显现。但是电梯运行需要消耗大量的能源，而想要降低其能耗，需要对电梯开展优化设计。①在选择电梯设备中，要综合考虑其应用价值、型号以及节能情况，根据建筑内部人员数量合理选择电梯型号。②在机房设计中，可考虑引入小型机房，其既具有一定的节能效果，还能够为后期电梯维护提供便捷。③积极引入新型的电梯节能技术，例如应用频繁的无齿轮曳引机，其具有显著的节能效果，可以降低电梯制动频率。同时，水泵调速和风机调速也是新型的电梯节能技术，设计人员要根据智能建筑的实际需求，合理应用各种节能技术。
4.7 重视太阳能资源的有效利用
我国拥有着富饶的太阳能资源，因此，为了能够起到节能降耗作用，可以将这种可再生资源合理应用在建筑电气节能设计中，比如，将其用在建筑用电以及公共区域的电力供应中，将太阳能资源的照明效果充分发挥出来。这种方法不仅能够满足人们的正常生活用电需求，同时还能够满足建筑电气节能需要。
5 结束语
电气工程节能核心是将合理节能技术应用于工程中，随着绿色建筑的推广，节能减排在电气设计阶段更加常见，建筑电气工程节能设计具有广阔研究空间。应用建筑内的节能产品丰富，如何合理安排成为电气设计阶段的重要课题。本文论述建筑电气工程节能设计的意义，分析国内外建筑节能技术发展现状，介绍建筑电气工程节能设计的应用。电气技能技术应不断进行技术创新，促进电气节能技术的发展。
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