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摘要：近些年来建筑行业发展速度较快，建筑设备上的能源损耗问题愈发严重，传统的电气节能方式无法满足当前的电气设计需求，需要在充分考虑建筑电气设备设计需求的基础上，灵活应用各类节能降耗方式，最大限度减少资源的浪费，将各类现代信息技术、节能减排技术融入到建筑电气设计中，将相关理论与实践融合，能够在遵循以实际为基础上原则同时，不断实现建筑电气设计节能减耗方式的降低。鉴于此，本文主要分析建筑电气设计中节能降耗措施。
关键词：建筑电气设计；节能降耗；措施
1、建筑电气设计中节能降耗设计的原则分析
建筑电气设计中节能设计需要遵循适宜性、现实性以及节能性原则，在满足建筑功能的基础上，最大限度节约能源。
1.1、适宜性原则
适用性是建筑结构在相关功能正常应用的情况下，适当应用节能减排对策。比如在建筑电气节能设计的过程中，需要充分考虑设备正常应用的需求，全面分析用电设备所要求的电能品质、负荷量等基础上，科学设计适宜的建筑电气节能设备。
1.2、现实性原则
建筑电气节能设计需要基于实际需求加以分析，科学选择适当的电气设备与材料等，在减少经济投入的基础上，降低建筑工程建设的成本，达到降低能耗的目的。将相关理论与实践融合，能够在遵循以实际为基础上原则同时，不断实现建筑电气设计节能减耗方式的降低。
1.3、节能性原则
社会快速发展的过程中资源消耗速度较快，节能性设计对建筑电气设计中的应用，有助于降低能耗，实现资源的可持续利用。节能性原则为建筑功能设计的过程中，通过输电导线和建筑设备自身电能损耗的控制，达到减少节能消耗的目的。建筑电气设计中节能降耗设计，需要兼顾应用型原则，将各类先进的技术与管理方式融入其中。
2、建筑电气设计中节能降耗措施
2.1、供配电节能设计
(1)变压器在整个供配电系统中所占比重较大，减少变压器有效功率即能减少电量损耗，变压器有功损耗的公式为:△Pb=Po+Pkβ2，其中PO为变压器的空载损耗、Pk为变压器的有载损耗、β为变压器的负载率，通过公式及相关文献总结得出：由PO得知应选用高导磁硅片及先进工艺使得其与磁场方向一致、及良好的接缝密封性，可减少涡流损耗和漏磁损耗；由Pk得知应选用阻值较小的绕组；以节约经济为目的，综合考虑变压器实际使用容量，将β取值为75%-85%。
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2)配电线路的损耗也是阻止供配电节能的绊脚石，为了节能降耗，应选用电导率较小的材质(如铜线、吕线)、减少导线长度、增大导线截面的方式减少线路损耗，通过科学合理的设计布局，在满足高层建筑正常使用的前提下，节能降耗。
2.2、照明系统技能设计
(1)最大程度利用自然光，是节约能耗最直接简单的方法了，这就要与建筑、结构、暖通等专业相结合，充分利用自然光，减少电气设备用电量，达到节能降耗的目的。(2)使用高效节能的灯具，在满足正常视觉的需求下，尽量选择节能、寿命长、光线柔和、不易疲劳等特点的灯具，下表为各灯具的效率情况，还应采用低能耗的光源用电附件，如节能型电感镇流器、节能电子触发器等。
(3)照明系统应采用智能照明设备，通过控制方式进行节能，例如走廊、厕所等一些公共场所可采用声控、感控开光及相关智能控制程序，做到人来灯亮、人走灯熄。
2.3、空调系统节能设计
(1)依据现在上班时间、休息时间负空调荷波动较大的特点，在空调系统进行设计时，应采用变频调速等先进技术，根据实际冷(热)需求量进行输出，使得整个系统保持动态平衡，这样不仅为人们提供舒适的工作和生活环境，还能达到节能降耗的目的。(2)室内温度、湿度是影响空调能耗的重要因素之一，温度(湿度)过高或过低都会增加空调能耗，现在新风系统的设计备受欢迎，通过新风或新风回风混合方式来改变室内温度，可以降低空调能耗，同时也使得室内空气流通，保证室内空气新鲜，为我们营造舒适、健康的生活和工作环境。(3)据相关文献得知，空调系统的冷(热)源能耗就占整个空调系统的50%左右，所以应充分考虑气候条件等自然因素，因地制宜，采用水源热泵系统，来代替空调系统的冷(热)源，以减少能源消耗。
2.4、改善电能质量
改善电能质量也是节约能源的一种方式。一般方法是在服务中安装功率因数校正电容器。通常，这些设备安装完成之后便会被弃之不理，甚至不会继续查看其是否还在运行。尽管这种方式消除了因功率因数过低所带来的负面影响，但是功率因数仍然得不到提高。
通过实践发现，除非在电动机上采取修正措施，否则真正运行的功率因数总是比预计的要低，这些损失累计到一起，会耗费很多电能。除此之外，空气压缩机、风扇、泵、搅拌机等的功率因数损失很多，会造成很严重的能源浪费。解决上述问题的方法是为每个电动机(无变频器)加设功率因数校正电容器，初期投入的资金在几个月之内就可收回，而且电机运行所耗能源大幅降低。可以通过安装具有功率因数校正和谐波校正功能的变频器，来提高电动机的效率。高谐波是另一个被关注的电能质量问题，同样会引起能源浪费。针对此问题的解决方案包括:安装谐波滤波器、将高谐波负载置于单独的变压器上、替换高谐波照明镇流器(可将整个照明系统改造为LED照明系统)，并且要严格遵照NEC250.5章节中所规定的内容。
相位不平衡(电压和/或电流的相位差异很大)是造成能源浪费的另一个原因，特别是当电机负载正好处于相位不平衡的电路中时。为了避免这种情况发生，可将照明系统接到单独的变压器上。并用如下方法对上述解决方案进行测试。
1)改造前、后进行基线热成像，除了可以验证改造效果之外，还可以提供一个新的基线。2)除了上述热成像步骤外，还可使用便携式电能质量分析仪进行一系列电能质量的测试(包括功率因数和波形分析)。3)安装能源监控系统，确保其可以监控除主配电之外的特定负载。
2.5、建筑电器的节能设计措施
建筑中的各种电器涵盖有电压调节系统、热交换系统等。电压调节系统的节能设计， 需要设计人员结合已经设计好的具有良好关闭与开启等节能效果的方法，在结合流量值的规律、电流的差值、 电压的供应等对建筑的具体能耗情况的影响，合理调整电器的运行顺序及运行数量。 如果电器变流量系统选择的是交流电时，通常情况下不应在回及供电流上设计旁通电动阀。 如果电气系统的最终端装置选用的是三通电动阀的话，那么电器系统就不可设计成压差旁通控制。针对电流变化小、规模也较小的建筑电气，在节能设计中应依据供电电力及回路电流的差值对电压机组的实际运行顺序及运行台数进行有效控制。 通常情况下，控制方法有手动控制与智能控制两种。 针对电流浮动大、智能程度高、规模比较大的建筑，在电气节能设计中应将电流机组的工作顺序设计好， 在具体设计过程中明确控制电气运行顺序的边界条件。 而电流机组及相关电器应具有合理的关闭、开启联接。 设计的电器调节泵应与电压机组较好地适配， 电流总量的具体变化情况对合理设计电气调节泵的正常运行顺序。
总之，随着城市的不断发展，尤其是一线城市，人口越来越密集，而高层建筑也越来越多，依据可持续发展、环保节能原则，高层建筑电气的节能设计也受到人们的重视，将节能减排技术应用到高层建筑中成为了电气设计中的一项重要内容。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。
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论文作者:张维
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/7
标签：节能论文; 建筑论文; 节能降耗论文; 电气设计论文; 功率因数论文; 系统论文; 电能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;