电气节能技术在建筑设计中的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 76 电气节能技术在建筑设计中的应用 梁忠业 广西正峰项目管理咨询有限公司，广西 百色 533000 摘要：摘要：在实现“碳中和”的过程中，建筑业也将迎来电气化改造和节能提效的技术路线改进。只有做好建筑电气设计工作和实现绿色建筑电气技术转型，才能满足人们的生存发展需要，促进经济的可持续发展。本文首先介绍了电气节能技术的应用价值，其次分析了建筑电气节能设计应遵循的原则，并对建筑电气节能技术的基本思路作了介绍，最后结合应用的实际情况，给出了具体的应用策略，以提高我国建设水平，促进我国资源节约型社会的实现。关键词：关键词：电气；节能技术；建筑设计 中图分类号：中图分类号：TU85 1 电气节能技术在建筑设计中的应用价值 1.1 节能降耗 电气节能技术的应用可以有效地减少建筑物的能源消耗，降低电力负荷，从而实现节能降耗的目标。通过采用高效的照明设备、智能控制系统、节能电器等措施，可以大幅度减少电力的使用量，降低电费支出，并对环境产生更少的负面影响1。1.2 环境保护 电气节能技术的应用可以减少对自然资源的消耗和环境污染。通过使用清洁能源，如太阳能和风能，以及采用高效能源利用技术，可以降低对传统能源的依赖，减少二氧化碳等温室气体的排放，缓解全球气候变化问题，保护环境生态。1.3 提升建筑品质 绿色建筑电气技术的应用可以提升建筑的舒适性、功能性和可持续性。利用智能照明控制系统可以根据光照条件和人员活动情况进行灵活调节，提供舒适的照明环境；采用智能电力管理系统可以实现对电力消耗的监控和管理，提高能源利用效率；应用高效空调系统可以提供更好的室内空气质量和温湿度控制，提升室内环境舒适度。2 建筑设计中应用电气节能技术遵循的原则 2.1 基于建筑工程的实际情况出发 建筑电气节能技术应该充分考虑建筑工程的实际情况，包括建筑类型、功能需求、使用环境等因素。设计师需要对建筑的电力需求进行详细的分析和评估，了解各个电气设备的使用情况和最大承载量。只有结合实际的使用情况进行优化设计，才提高建筑电气节能系统的安全性、稳定性和效能性，提高使用效率。2.2 基于经济性原则 建筑电气节能技术应该基于经济性原则，即在满足电力需求的前提下，尽可能降低投资和运营成本。设计师需要综合考虑设备选型、能源利用效率、维护成本等方面，选择性价比最高的解决方案。通过合理配置电气设备、采用节能措施和智能控制技术，可以降低能源消耗、延长设备使用寿命，从而减少能源和维护成本，提高建筑的经济效益。2.3 基于节能环保性原则 建筑电气节能技术应该基于节能环保性原则，即通过合理的设计和技术应用来降低能源消耗和环境污染。设计师应该优先考虑采用高效的能源设备，提高能源的使用效率，实现能源的优化配置，最大程度上减少能源的浪费。除此之外，基于节能环保性原则，要重点关注电气设备的使用环境影响，选择低耗能、低污染的设备和材料，并合理规划设备的布局和线路的设计，以降低电磁辐射和电磁干扰对人体和环境的影响。2.4 构建人性化的节能设计理念 要实现建筑节能设计理念，就必须坚持“以人为本”的设计原则，特别是在制定节能规范时，要对能源进行严格控制，并融入人性化的管理。要想实现人性化的节能设计理念，就必须将满足人们的日常生活所需作为一个出发点，并努力达到相关的标准，通过灵活实施技术、管理等措施，有效地利用建筑电气能源，确保日常中国科技期刊数据库 工业 A 77 生活活动不受任何约束、干扰。3 建筑电气节能技术的基本思路 3.1 电灯节能的方法 电灯是建筑中常用的电气设备之一，采取节能措施可以显著降低能源消耗。选择高效照明设备，LED 灯具，其能效高、寿命长，能够提供高亮度同时消耗较少的能量。应用光控制系统，根据环境光强度自动调节照明亮度，避免过度照明或低照度。使用人体感应控制系统，在无人时自动关闭或调暗灯光，有人进入时自动开启或调亮，减少能源浪费。合理照明布局，利用自然光，通过合理安排窗户和天窗，最大程度上利用自然光，减少对人工照明的依赖。定期维护和管理照明设备，保持清洁、更换老化的光源和损坏的部件，提高照明效果和能源利用效率2。3.2 电力系统节能设计 电力系统是建筑中的重要组成部分，对其进行节能设计可以提高能源利用效率和系统可靠性。优化电力布线，合理规划电力布线可以减少电阻损耗和线路长度，提高电力传输效率。避免不必要的分支和回路，优化线路选择和截面积的设计，科学合理地设计电气系统，减少功率损耗。为了使电力系统的节能设计更科学，要进行功率调整，可以使用相关设备进行功率校正，并进行数据分析，减少不必要的功率损耗，从而降低电能消耗。相关的技术人预案还可以采用安装电能表和电能监控系统等方式对电力的使用情况进行实时监控，了解电能的具体使用情况，进行优化设计，减少不必要的损耗。3.3 电动机节能设计 电动机在建筑中广泛应用，如电梯、空调风机、水泵等。采用节能措施可以降低电动机的能源消耗。高效电动机选择，根据实际负载需求选择高效率的电动机，如高效率异步电动机（IE3 或更高级别）、永磁同步电动机等。这些电动机具有较高的效率和较低的功率损耗。变频调速技术，通过应用变频器进行电动机调速可以避免机械设备过大或过小的负荷工作，实现按需供电，减少电能的浪费。变频调速还能有效降低起动电流和电动机的机械损耗，提高系统的整体效率。定期维护和检修，定期对电动机进行维护和检修，清洁和润滑设备，保持电动机的正常运行状态。定期检查电机的绝缘性能、轴承磨损情况等，及时处理问题，避免能源的浪费和设备的损坏。3.4 空调的节能设计 空调是建筑中能耗较高的设备之一，采取节能措施可以显著降低空调系统的能源消耗。在购买空调时，要对比空调的能耗，选择最节能环保的空调，还要根据具体的使用情况合理选择空调。空调有制冷和制热的功能，根部个人的实际使用需求进行选购。购买空调后，请专业的技术人员进行安装，避免发生意外。还要注重空调的检查和维修工作，长时间使用会导致空调无法正常运行。必须要定期检查和清洁，从而保证空调的正常运行。可以通过定期更换过滤网、清洗过滤器等方式保持空调的性能，降低能源的消耗，节约能源。4 建筑电气节能技术的应用 4.1 供电设备中的节能技术应用 在建筑电气节能技术的应用中，供电设备是一个重要的方面。选择高效率的供电设备可以降低能源消耗。优化配电系统设计，合理设计配电系统的拓扑结构和布线方式，减少电阻、电感和电容等对能耗的影响。优化电缆选择、断路器的容量和配电盘的布置，提高电能的输送效率。无功补偿（无功功率补偿）在电网中加装无功补偿设备，能够降低电力系统的无功功率，提高电力系统的功率因数，降低电能损耗。无功补偿能够对电力系统的无功功率需求进行修正，从而达到防止电能浪费的目的。节能变压器，采用节能变压器可以降低电能的损耗。节能变压器具有较低的短路损耗、空载损耗和铁损耗，提高整体变压器的效率。智能电力管理系统，安装智能电力管理系统可以实时监控能源的使用情况，进行科学合理地调整规划。通过收集数据和分析数据，可以优化供电设备的运行状态，避免能源的浪费。定期检修和维护，要对供电设备进行定期检查，还要定期清洁设备，保证设备的正常运行3。4.2 照明设施节能技术应用 与传统的白炽灯和荧光灯相比，LED 灯具有不可比拟的优势，LED 灯更为节能环保，使用寿命长，适用性好，因单颗 LED 灯的体积小，所以可以做成任何形状。此外，LED 的回应时间短，是普通灯具无法替代的存在。LED 灯的耗电很低，相同的照明效果下比传统光源节能80%以上，还可以通过光照感性，实现照明的精准控制，中国科技期刊数据库 工业 A 78 只有在识别到有人时照明系统才会启动，可以大大减少能源的消耗，提高能源的使用效率。智能照明控制系统还可以与其他系统集成，如建筑自动化系统和光照调节系统，实现更高效的能源管理。自然光利用，充分利用自然光可以减少人工照明的需求。通过合理设计建筑的窗户和天窗，采用透明材料，可以最大程度地利用自然光。此外，光传导技术和光伏电池板等绿色技术也可以引导自然光进入室内空间，减少电灯的使用。色温调节，照明设施的色温调节是一种节能的技术应用。在不同场景和使用需求下，通过调节照明设施的色温，可以实现节能效果和舒适感的平衡。根据环境需求选择合适的色温，减少能源的使用。定时控制和自动化技术，可以根据具体的使用情况控制照明设备的开关，自动感应，只有需要时才会开启照明系统，减少了能源的浪费。节能灯具设计，设计节能灯具可以通过改进灯具的结构和材料，减少能源损耗。采用高反射率的材料来提高光的利用效率，优化灯具的散热设计，减少能量的损耗。4.3 中央空调节能技术应用 现代的中央空调系统采用高效的压缩机和热交换器，提高制冷效率，降低能耗。根据建筑的需求和负荷特点选择适合的制冷机组，以实现能源的高效利用。采用变频调节技术可以根据室内温度需求自动调节制冷机组的运行速度。通过精确控制制冷机组的输出，避免过度制冷或过度制热，提高能源利用效率。变频调节技术可以根据实际负荷情况实现智能调节，以适应不同时间段和使用需求。冷却水系统优化，中央空调系统中的冷却水系统也是一个重要的节能点。通过优化冷却水循环系统，包括冷却塔、冷却水泵和冷却水管道等组件的设计和操作，可以降低能耗。采用高效的冷却水泵、减少冷却水管道的阻力、优化冷却塔的设计，以提高冷却效果和能源利用效率。风机系统优化，中央空调系统中的风机系统也是一个能耗较大的部分。通过优化风机的选择、调节和控制，可以降低能源消耗。采用高效的风机，如变频风机，可以根据需求调节风量和压力，避免能源的浪费。此外，合理设计风道系统，减少风阻和泄漏，提高空气的流通效果，也可以降低能耗。定时控制和自动化，通过定时控制和自动化技术，可以根据不同时间段和需求自动控制中央空调系统的运行。在人员不活动或不需要制冷/制热的时段自动降低运行负荷，提高能源利用效率。定期检修和维护，定期对中央空调系统进行检修和维护是确保其高效运行的重要措施。清洁和更换空气过滤器、检查制冷剂的充填和泄漏、清洁冷却塔等，可以保持系统的正常运行状态，减少能耗和故障的发生。4.4 注意导线截面和无功补偿 在设计电缆线路时，应该仔细考虑其截面尺寸，并且要在选择前充分考虑短路电流、电压等参数值，同时在确保系统的安全性的前提下，最大限度地减少其截面积。在确定截面尺寸的过程中，应当特别关注载流值，保证电缆线路的传输能力达到预设水平，减少可能出现的额外损失。在优化电缆线路的过程中，应该结合实际负荷情况，合理挑选出具有足够截面尺寸的电缆，以确保系统在工作状态下的稳定性和可靠性。在设计电缆线路时，必须对比经济截面和发热截面，只有前者大于后者，方可确保电缆线路的安全性。为了达到节能降耗的目的，在规划电力系统的过程中，要有效控制电缆的长度，并且要仔细研究其导线的特性，特别是其电阻率，尽可能选择电阻率更低的导线，采用环形供电模式的建筑必须确保其处于闭环状态，以有效减低电阻。在选择电缆时，设计师需要特别关注电缆的材料。一般来说，铜芯的性能更优秀，而铝芯的性能相对较差。因此，在确保节能的同时，最佳选择是铜芯材质。在针对建筑展开电气节能设计工作时，需要重点关注三相负载的平衡，如果三相负载失去平衡，将导致部分电力损耗，从而使变压器和变电线路的功耗大幅增加。经过研究发现，三相负载的均衡性可以有效减少电力损耗，每当不平衡程度降低 50%，功率损耗就会相应减少 15%。为了有效地降低损耗并维持平衡，应该采取同等交换的方式，科学地处理不对称负荷，并使其得到合理分配，以及对各个供电站的不对称载荷进行有效的控制，使得它们能够有效地连接起来。在连接时，应有效地控制接入点的短路容量，并安装反应性补偿装置，以调节三相负载，从而使之恢复至平衡，尽可能地降低能耗。通过采用清洁能源，如太阳能和风能，可以大幅度改善建筑电气系统的节能设计水平，从而实现更高效、更环保的供电方式。通过采用光伏发电技术，可以有效地利用太阳能，将其转化为可再生的电力，从而实现节能减排、环境保护等目标。5 结语 中国科技期刊数据库 工业 A 79 综上所述，建筑电气节能技术的应用不仅在实现能源节约和环境保护方面具有重要价值，同时也能为建筑行业带来经济效益和可持续发展。遵循基于建筑工程实际情况、经济性原则和节能环保性原则，以及采用绿色照明技术、太阳能技术和绿色建筑能耗监控技术等手段，降低能源的消耗，提高能源利用效率。参考文献 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