節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用

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［摘要］隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量的能源在建設(shè)過程中被過度消耗，雖然社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了巨大的進(jìn)步，但是能源缺乏問題已經(jīng)逐漸成為全球化的環(huán)境問題，在很大程度上違背了我國(guó)可持續(xù)綠色發(fā)展的理念，對(duì)未來資源的過度使用壓縮了人們未來的發(fā)展空間，制約了社會(huì)的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，人們已經(jīng)逐漸意識(shí)到節(jié)約資源的重要性，落實(shí)一系列節(jié)能措施，起到了一定的節(jié)約資源的效果，但是由于節(jié)能技術(shù)仍然處于萌芽階段，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究分析還比較落后，所以本文以此為大背景，結(jié)合各國(guó)建筑的節(jié)能環(huán)保實(shí)際情況進(jìn)行研究，簡(jiǎn)要分析了綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，結(jié)合我國(guó)國(guó)情提出筆者的見解和設(shè)計(jì)方案，以此幫助我國(guó)民用建筑電氣綠色節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］綠色節(jié)能技術(shù)；民用建筑；電氣設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

由此觀之，在國(guó)家提出可持續(xù)性綠色發(fā)展的大背景下，技術(shù)人員必須重點(diǎn)關(guān)注綠色節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，盡量平衡生態(tài)文明與城市建設(shè)兩者的關(guān)系，在積極建設(shè)祖國(guó)、促進(jìn)國(guó)家繁榮發(fā)展的同時(shí)兼顧環(huán)境問題，既要“金山銀山”，也要“綠水青山”。

1各國(guó)民用建筑的節(jié)能現(xiàn)狀的研究

1.1國(guó)外民用建筑節(jié)能現(xiàn)狀的運(yùn)用

西方發(fā)達(dá)國(guó)家在民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)方面已經(jīng)取得了較大的成果，如美國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在早期意識(shí)到能源問題后，投入了大量資金和精力用于新型節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)，美國(guó)的能源信息機(jī)構(gòu)為深入了解民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的能源消耗每四年開展一次全面調(diào)查，以具體的數(shù)據(jù)向廣大居民說明了節(jié)能技術(shù)的重要性，呼吁人們?yōu)榇龠M(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展而共同努力，貢獻(xiàn)自己的力量。同樣的，日本雖然早期在建筑行業(yè)的耗能巨大，占據(jù)全世界四分之一以上，但在20世紀(jì)80年代的兩次石油危機(jī)之后，日本認(rèn)識(shí)到了節(jié)能技術(shù)發(fā)展的必然性和重要性，如今在節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用上取得了較大的進(jìn)展。除此以外，那些發(fā)展中國(guó)家由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，其建筑能源也有著較大的消耗，但是根據(jù)普遍的調(diào)查顯示，發(fā)展中國(guó)家的民用建筑能源損耗較為基礎(chǔ)，主要是飲食、熱水方面的能源消耗，一些高消耗的技術(shù)還沒有普及，因此，發(fā)展中國(guó)家的節(jié)能技術(shù)主要可以從民用住宅的消耗特性著手，建設(shè)大量的公共住宅，以此實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能技術(shù)能夠契合發(fā)展中國(guó)家的實(shí)際情況，起到事半功倍的特殊效果。想要推進(jìn)節(jié)能技術(shù)的普遍運(yùn)用就必須掌握大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到建設(shè)契合本國(guó)實(shí)情的節(jié)能建筑評(píng)估體系的重要意義。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的今天，評(píng)估體系無(wú)疑為民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，相關(guān)的技術(shù)人員通過評(píng)估體系精準(zhǔn)了解了國(guó)內(nèi)民用建筑的資源消耗情況和民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的運(yùn)用情況，實(shí)時(shí)對(duì)建筑資源的損耗進(jìn)行檢測(cè)，分析最主要的能耗設(shè)備，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此減少民用建筑內(nèi)的能源損耗，使得資源利用最大化。雖然各國(guó)的節(jié)能技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)有所差距，但總的來說，電氣節(jié)能方面的設(shè)計(jì)仍然處于發(fā)展階段，想要實(shí)現(xiàn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的廣泛運(yùn)用還需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)一步進(jìn)行研究。

1.2國(guó)內(nèi)民用建筑節(jié)能情況的研究

我國(guó)的建筑節(jié)能意識(shí)在近幾年才逐漸興起，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)上取得的成果與外國(guó)還存在差距，尤其在節(jié)能法律法規(guī)的制定上，我國(guó)還沒有建設(shè)完整科學(xué)的法律體系，與國(guó)外的法律體系還有差距。1986年我國(guó)頒布了第一部推動(dòng)節(jié)能工作的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》的頒布為我國(guó)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的推進(jìn)打下了基礎(chǔ)，但是正式的法規(guī)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》的頒布卻推遲至1998年，節(jié)能技術(shù)的發(fā)展也因此有所延遲。除此以外，2016年《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》的展現(xiàn)了國(guó)家對(duì)民用建筑電氣節(jié)能工程建設(shè)的重視，法規(guī)主要提及了對(duì)工業(yè)用大容量電機(jī)的節(jié)能控制，反映了電氣節(jié)能在工業(yè)發(fā)展過程中的重要性[1]。2019年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，確實(shí)貫徹落實(shí)綠色發(fā)展理念，推進(jìn)綠色建筑高質(zhì)量發(fā)展，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要?，F(xiàn)階段，科學(xué)完整的民用建筑節(jié)能法律體系和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)初步構(gòu)建，但是由于時(shí)間原因，建筑資源的大量消耗已經(jīng)成為一種社會(huì)普遍存在的環(huán)境問題，雖然節(jié)能法律體系構(gòu)成在一定程度上抑制了資源消耗的增加，但其仍然整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，相關(guān)部門要加緊管理和監(jiān)督工作，實(shí)時(shí)對(duì)相關(guān)企業(yè)的建設(shè)工程進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，同時(shí)，進(jìn)一步落實(shí)法規(guī)的規(guī)定，通過政策引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，普及民用建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)。

2民用建筑領(lǐng)域綠色節(jié)能技術(shù)的特征

2.1居民適用性

技術(shù)人員在設(shè)計(jì)民用建筑的電氣系統(tǒng)時(shí)，必須注意居民的使用感受，秉持著以居民居住體驗(yàn)為第一的根本理念，盡量在居民能夠適應(yīng)的情況下普及民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，將電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)確立在不影響建筑的使用功能的情況下進(jìn)行改造，保證建筑的基本功能，以居民的舒適性為改造設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則，在設(shè)計(jì)上盡量做到方便居民生活，給人們帶來便利[2]。

2.2實(shí)用經(jīng)濟(jì)性

民用建筑的主要用戶還是普通的百姓，百姓的經(jīng)濟(jì)水平明顯不能滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方面的資金投入，因此民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)費(fèi)用主要由國(guó)家負(fù)擔(dān)，為了減輕國(guó)家的財(cái)政負(fù)擔(dān)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡量減少民用建筑電氣節(jié)能設(shè)備和材料投入，在保證建設(shè)節(jié)能建筑的過程中盡量選取性價(jià)比最優(yōu)的設(shè)備和材料，以最為簡(jiǎn)潔的方案完成節(jié)能建設(shè)的工作，在成本最小化的基礎(chǔ)上為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)化綠色發(fā)展。

2.3綠色節(jié)能性

在國(guó)家提出可持續(xù)發(fā)展理念的當(dāng)今社會(huì)，綠色節(jié)能發(fā)展已經(jīng)成了社會(huì)發(fā)展的大勢(shì)所趨，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。因此，為了推進(jìn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的廣泛使用，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該使用多樣化的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，同時(shí)，要對(duì)節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用保持冷靜地判斷，不濫用節(jié)能技術(shù)，充分考慮現(xiàn)實(shí)情況，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范的要求實(shí)現(xiàn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的推廣。

3環(huán)保節(jié)能技術(shù)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1優(yōu)化配電系統(tǒng)，選擇合理設(shè)備

配電系統(tǒng)在民用建筑電氣系統(tǒng)之中占據(jù)了較為重要的地位，同時(shí)，作為一個(gè)可以改造設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，想實(shí)現(xiàn)民用建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能化要注意對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造：（1）盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的配電系統(tǒng)，在保證其運(yùn)行功效的基礎(chǔ)上盡量減少配電級(jí)數(shù)，減少多余的保護(hù)電器，選擇合理的電纜截面，從而減少配電系統(tǒng)內(nèi)損耗的電能資源，延遲其使用壽命；（2）慎重選擇制冷設(shè)備的電壓等級(jí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行選擇，應(yīng)主要采用10kV或6kV的制冷設(shè)備；（3）選擇供電半徑在200m以內(nèi)的電路，配電線路應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理分布，滿足用電設(shè)備電壓損失的要求；（4）選擇配電電纜的材料時(shí)結(jié)合多方面因素進(jìn)行考慮，注意選擇導(dǎo)電性較好的材料，減少電能在輸送過程中的線損；（5）設(shè)計(jì)變壓器系統(tǒng)時(shí)要考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)關(guān)注短期投入和長(zhǎng)期投入，盡量選擇能效等級(jí)高的變壓器，根據(jù)負(fù)荷的變化適當(dāng)改變投入運(yùn)行的變壓器的臺(tái)數(shù)，可以減少功率損耗。在安裝前規(guī)劃好方案，避免不必要的損失[3]。

3.2優(yōu)化照明用電，節(jié)約照明耗電

民用建筑中大部分的耗電主要來源于照明所耗電量，照明作為居民用電的重要耗電項(xiàng)目，其電能的利用比例極低，想要實(shí)現(xiàn)民用建筑的節(jié)能發(fā)展，優(yōu)化照明耗電無(wú)疑是一個(gè)巨大的突破口，節(jié)約耗電電量可以從以下幾個(gè)方面下手：（1）優(yōu)化照明設(shè)備的耗電設(shè)計(jì)，節(jié)約照明所使用的電能，選擇高效節(jié)能燈具和合適的照度，減少不必要的照明設(shè)備。（2）保證基礎(chǔ)的照明，不追求絢麗的照明效果，藝術(shù)燈光會(huì)造成大量電能的損耗，應(yīng)該秉持節(jié)能和實(shí)用的原則，盡量減少藝術(shù)燈光的使用。（3）精確把控電氣照明設(shè)備的照度，利用高新科學(xué)技術(shù)進(jìn)行照度分析，確定照明效果最佳的燈具安裝位置，同時(shí)盡量選擇高效節(jié)能燈具，實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。（4）應(yīng)根據(jù)建筑整體的設(shè)計(jì)合理選擇開窗位置和面積，保證每個(gè)房間白天都能自然采光，減少燈具白天的使用時(shí)間，減少白天照明用電的電能損耗。（5）利用建筑自身的特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，利用自然環(huán)境和建筑布局來擴(kuò)大自然光的使用范圍，提高自然光的使用率，盡量減少燈光的使用，在最大程度上減少電能的損耗。（6）開關(guān)燈光選擇雙重控制方式，避免出現(xiàn)誤開燈，減少不必要的浪費(fèi)情況出現(xiàn)。

3.3優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)，降低動(dòng)力損耗

動(dòng)力用電設(shè)備是民用建筑中必須安裝的系統(tǒng)，動(dòng)力用電系統(tǒng)一般用于供暖、制冷等方面，這些功能都會(huì)造成大量的電量消耗，所以民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)也要注意控制動(dòng)力系統(tǒng)的資源損耗，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從以下幾方面降低在動(dòng)力系統(tǒng)方面的能源損耗。（1）緊跟時(shí)代潮流，使用高效能的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從設(shè)備方面實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，在節(jié)能的情況下增加其運(yùn)行效率。（2）設(shè)立合理科學(xué)的補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的循環(huán)使用，促進(jìn)電機(jī)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電機(jī)資源的節(jié)約。（3）大功率電動(dòng)機(jī)可采用軟啟動(dòng)裝置。消防用電動(dòng)機(jī)選用星三角啟動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過流跳閘。（4）優(yōu)化動(dòng)力設(shè)備控制系統(tǒng)，采用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)備的自動(dòng)化控制，既減少了人力資源的投入，還能使動(dòng)力設(shè)備更精確地工作。

3.4變壓器設(shè)計(jì)

變壓器作為民用建筑工程中的重要工具，采用節(jié)能技術(shù)來設(shè)計(jì)民用建筑變壓器是實(shí)現(xiàn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)廣泛使用的重要手段，想要成功設(shè)計(jì)節(jié)能的變壓器可以從三個(gè)方面入手：首先，設(shè)計(jì)人員要對(duì)變壓器的負(fù)載率保持嚴(yán)格的把控，在保證運(yùn)用效率的基礎(chǔ)上注重節(jié)約能源，在日常使用中做好運(yùn)維工作，確保變壓器高效穩(wěn)定運(yùn)行，使其能夠安全可靠，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。其次是如何選擇節(jié)能型變壓器的問題，在選擇變壓器的過程中應(yīng)該秉持綠色節(jié)能的核心理念，控制電氣系統(tǒng)的能源損耗量，選取能效等級(jí)高的變壓器來降低變壓器運(yùn)行中的能源損耗，體現(xiàn)其較高的性價(jià)比。最后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從變壓器的數(shù)量進(jìn)行考慮，均勻分配變壓器的數(shù)目設(shè)置，保證供電容量滿足規(guī)范要求，在保障質(zhì)量的情況下選擇大容量變壓器，以此實(shí)現(xiàn)能源最大程度上的節(jié)約，科學(xué)合理分配變壓器的數(shù)目，實(shí)現(xiàn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的廣泛運(yùn)用。

4結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展在為人們帶來更多便利的同時(shí)也導(dǎo)致了一系列能源問題和資源問題，人們決不能忽視這些問題帶來的影響。相關(guān)技術(shù)人員必須不斷研究民用建筑電氣的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，從多方面開展節(jié)能工作，在保證質(zhì)量和品質(zhì)的同時(shí)重點(diǎn)研究其節(jié)能性，保證民用建筑電氣設(shè)計(jì)中廣泛運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性綠色發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者:王佰慧 單位:蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司