摘要：目前全球能源危机和环境污染问题日益严重，中国作为最大的发展中国家，这一问题尤为突出，国家正采取一系列措施改善这种情况，建筑的节能化作为一个新兴的概念，应用在建筑内能够起到节能和减少排放的作用，在全球范围内越来越受到推崇。中国在政策上大力推动绿色建筑的发展，绿色建筑对缓解能源紧张和环境保护有着重要作用。
关键词：建筑节能化；电气设计；经济效益
一、建筑的电气节能设计
建筑电气部分的节能设计可从多方面考虑，采取不同方法达到开源和节流的目的。不同的建筑应采用符合建筑功能、特征的电气设计，在节能效果和投资预算上做出平衡，设计人员应整体把握建设方的需求，根据绿建标准和节能减排目标做出合理设计。
1.1供配电系统合理规划
首先需要徐泽合适的电压等级，其次还需要对项目进行负荷的估算，这可以为配电变压器的选择，配电系统的经济安全运行，对导线电缆的选型提供依据。如果负荷估算偏小，则以此为依据选配的设备和电缆有可能过载，造成设备电缆发热，产生不必要的能耗，影响设备使用寿命；如果负荷估算偏大，则会造成设备投资的浪费。对于绿色建筑内用电负荷的估算，不能简单将用电设备的额定容量相加，还需要考虑设备实际利用率，设备组之间同时启动的概率等因素，使得估算能够接近实际最大负荷使用的情况。然后需要借助各种手段实现系统的三相平衡，主要手段包括将单相负荷均匀的分配到供电线路的各相中，如果有较大负荷的单相用电设备，可以将该设备连接到更高一级的公共电网接入点，或选择三相短路容量更大的公共接入点。同时要避免将不对称负载集中接入同一个供电点，防止短时不平衡度超过允许值。
1.2光伏发电系统的合理规划
光伏发电原理是利用半导体材料的光伏效应把太阳能转换成电能的形式。建筑光伏发电系统可分为建筑光伏一体化和光伏系统附着在建筑两种形式，将太阳能发电组件融合到建筑幕墙、屋顶的技术，结合美观，安全，实用等因素，实现了在建筑内产生电能提供使用或发电上网的功能，是未来绿色能源应用技术发展的趋势，近年来光伏发电发展迅猛光伏组件的成本日益降低，2004 年并网光伏组件在欧洲的成本约为5 欧/Wp（峰瓦，指光伏组件方阵，在标准测试条件下的额定最大输出功率），预计到2020 年将小于1 欧/Wp，2030 年将小于0.5 欧/Wp。技术的进步和成熟以及生产成本的降低使得光伏系统大规模的民用化成为可能。我国2/3 国土面积的平均日辐射总量在3000~8000MJ/m2 之间，日照时间超过2200h，相当于110~280kg/h 标准煤的热值。规划到2020 年，全国将建成20000 个屋顶光伏发电项目，装机容量达到100 万kW。太阳能因其没有一次能源污染、噪音，成熟的技术和高经济收益受到了政府和业主开发商的青睐，发展势头良好。
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1.3照明领域的节能
照明的灯具，控制管理方式和设计方面都存在大量的浪费现象，在节电领域有大量的潜力。在绿色建筑电气设计阶段，采用绿色照明系统已成为势在必行的方向。在照明领域，节能的潜力是很大的。在办公区域，可采用红外感应、日光感应、定时控制和亮度控制等动态自动控制方式。根据工作时间的安排，采取不同的控制方式，感应器根据预设的时段，切换激活或停止状态；在会议室区域，可以设置会议室的灯光回路调光控制以及集中式管理和监控会议室内的各个设备；在走廊等公共区域，可设置动静感应，即在下班时段开启感应器，通过感应人体的移动来实现灯开和灯灭，无需管理人员进行手动控制，另外还可以进行时间控制，比如工作日的工作时间，非工作时间和节假日时间分开设置照明系统的工作模式以及感应场地照度及预设的照度要求调节灯具的亮度，匹配最佳工作环境，即亮度的管理；在公共卫生间，也可设置动静感应和亮度管理等；在地下车库，由于在地下无法采集自然光，所以必须24小时保持灯光开启，但通过采用红外和超声波感应器，可以实现判断有无人活动，在有人活动的区域可以调高灯光照度，在没人活动的区域，将灯光调低从而达到节能要求，还可以保护灯具，延长灯具的使用寿命。
1.4 变压器部分的节能设计
公共建筑中变压器的运行方式有单台独立运行，并列运行。变压器单台运行方案的建造成本较低，但运行不灵活，在负荷变动大的情况下，很难做到大部分时段变压器运行在经济运行区，适用于峰值负荷较大且负荷波动大的建筑内。多台变压器并列运行的建造成本较高，且经济运行控制复杂，需要在多台并联的变压器中找到最佳组合方式，如在低负载时用一台变压器供电，在高负载时采用多台并联运行，根据变压器的参数，负载变化趋势，选择合适的并联台数，尽量使变压器工作在经济运行区域。
二、对于建筑运行阶段的能耗监测管理
2.1先进管理系统
我国的夏季和冬季白天时段会出现用电高峰，对于工商业建筑而言，用电高峰会导致线路、变压器过载运行，继而降低了电网的可靠运行，对设备运行造成危害。同时，如果长期运行于峰谷差距较大的状态，会造成变压长期非经济运行状态，对节能运行非常不利。因此，绿色建筑中需要对建筑内部的负荷进行管理和干预，通过监测设备的负荷统计数据，确定负荷高峰和低谷的时间段。常用的负荷管理方式有：削峰和填谷。：限制各区域、各类设备在峰值负荷时间段内的用电量，让每个部门自我调节用电量，减少电力需求。如果建筑内有储能装置（如电池、超级电容），应尽量在峰值时间段内使用储能装置供电，即为削峰。鼓励建筑内的大负荷设备错峰运行，通过灵活的电价计费方式调节建筑内用电单位的用电习惯，如果有储能装置的，则利用谷时充电，即为填谷。这样适当的降低建筑能承担的最大负荷，使得各种电气设备稳定运行，安全工作，同时使得设备寿命增加。
2.2 管理的功效
公共建筑中对能源管理的疏忽，没有做到合理规划是造成能源不必要的浪费的重要原因，在此背景下，建筑的能耗监测管理系统近年来在全球各地发展迅速，通过能耗检测及能耗评估，能够快速准确地找到建筑电能运行过程中不合理的地方，并提出改进方案，提高电能的使用效率。其中，数据采集监控、能耗分类、分项计量是该系统不可或缺的环节。系统通过安装在绿建内的分项计量装置，随时采集监控建筑内的电能使用情况。
三． 结语
随着节能减排概念的普及，建筑的节能化发展也是大势所趋，而作为建筑中耗能较为严重的电气设备部分，其技能设计也至关重要，尤其是绿色能源的使用，对于建筑将来的发展意义重大。
参考文献
[1]任玉蓉.工业建筑绿色化[J]. 电气设备，2016，32（11）：128-132.
[2]张晓婷.分布式光伏发电并网的成本/效益分析[J].中国电机工程学报，2018，32（34）：51-57.
论文作者:王冠华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/14
标签：建筑论文; 负荷论文; 变压器论文; 节能论文; 设备论文; 光伏论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;