楊 強(qiáng)

(山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東 濰坊 262500)

現(xiàn)階段城市化進(jìn)程不斷推進(jìn),建工行業(yè)的發(fā)展也相對達(dá)到了一個更高水平層次,同時也反映出了對于自然環(huán)境和各類能源的破壞、消耗問題,必須要從工程技術(shù)手段上予以優(yōu)化和解決,真正踐行綠色建筑的發(fā)展理念。在建筑電氣系統(tǒng)中對于電能資源的需求量巨大,包括了照明、采暖等許多環(huán)節(jié)中都需要進(jìn)行電能供應(yīng),為更好地提升其節(jié)能減耗的效果,在進(jìn)行電氣系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用過程中必須要進(jìn)行合理規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)節(jié)約、綠色環(huán)保的建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計。

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計的基本概述

建筑系統(tǒng)對于電力資源的消耗用量正在逐年攀升,相較于水、氣等能源,建筑系統(tǒng)在電力方面的資源消耗達(dá)到了80%～90%,實(shí)際占比明顯較高。在建筑系統(tǒng)的各類電力資源應(yīng)用與消耗過程中會發(fā)現(xiàn),由于不合理的電氣設(shè)計從而導(dǎo)致的電力資源損耗浪費(fèi)情況較為明顯,這與當(dāng)前社會的節(jié)能環(huán)?；l(fā)展趨勢產(chǎn)生了一定的矛盾,也導(dǎo)致更多的建筑設(shè)計人員開始考慮在電氣系統(tǒng)方面進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的處置,更好地減少建筑工程當(dāng)中的電能損耗問題。

從電氣節(jié)能的角度出發(fā),在建筑電氣系統(tǒng)的資源配置、設(shè)備選用等多個方面均可以展開有效的優(yōu)化,這也是目前建筑電氣節(jié)能設(shè)計中最常用的方法思路[1]。通過合理的節(jié)能設(shè)計,可以有效地減少建筑對于電力、煤炭等資源的依賴性,更符合當(dāng)前雙碳政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本要求。

2 建筑電氣節(jié)能設(shè)計的要求與原則

2.1 適應(yīng)實(shí)際需求

建筑系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計不能夠建立于影響業(yè)主正常居住與應(yīng)用需求的基礎(chǔ)之上進(jìn)行,而必須要和實(shí)際需求之間形成較好的適應(yīng),這也要求設(shè)計人員提前根據(jù)建筑工程當(dāng)中不同方面的電氣應(yīng)用來進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計,如照明、暖通等,為電氣節(jié)能提供了一定的思路和方向。在建筑內(nèi)部,除了業(yè)主家中的基本用電之外,還會涉及一些公共區(qū)域內(nèi)的電力資源配置,如樓梯照明和電梯運(yùn)行等,這也需要納入設(shè)計人員的考慮范圍中,通過技術(shù)性的優(yōu)化改造,使其在運(yùn)行過程中可以減少不必要的電力資源損耗[2]。另外,為了更好地保證建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計的適應(yīng)性,部分設(shè)計環(huán)節(jié)中還需要考慮到建筑墻體的裝飾美觀性、工程建設(shè)成本等方面的因素,使建筑電氣節(jié)能設(shè)計能夠更好地成為當(dāng)前整個行業(yè)與市場的發(fā)展趨勢。

2.2 確保經(jīng)濟(jì)節(jié)約

實(shí)現(xiàn)建筑系統(tǒng)的電氣節(jié)能可以更好地幫助業(yè)主減少在這方面的能源投入和生活成本,這也是節(jié)能設(shè)計中經(jīng)濟(jì)環(huán)保的基本原則之一,在一定程度上會影響設(shè)計方案的落實(shí)效果。

(1)根據(jù)建筑內(nèi)部不同區(qū)域?qū)τ陔娏Y源的功能需求性,技術(shù)人員可考慮通過提升能源應(yīng)用效率的方式來進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化,通過分區(qū)域、分功能的方式來提升電氣節(jié)能設(shè)計方案的靈活度,使電氣系統(tǒng)在一些不必要的功能應(yīng)用環(huán)節(jié)中可減少損耗浪費(fèi),使電能資源的功能更加高效經(jīng)濟(jì)。

(2)在進(jìn)行建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化時,還需要考慮到一些新技術(shù)與新材料的應(yīng)用給施工企業(yè)帶來的成本影響性,針對一些明顯投入產(chǎn)出比較低的設(shè)計思路,因不符合建工市場投資競爭的需求、不具備經(jīng)濟(jì)節(jié)約的基本特點(diǎn),無法形成較好的實(shí)踐應(yīng)用。

3 建筑工程中綠色電氣技術(shù)具體應(yīng)用

3.1 電力系統(tǒng)配置

電力系統(tǒng)的參數(shù)配置是影響建筑內(nèi)部各類電氣設(shè)備應(yīng)用的重要前提。從這一角度進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計可以達(dá)到更加統(tǒng)一的配置規(guī)劃效果,且根據(jù)不同建筑的電能供應(yīng)差異進(jìn)行合理配置也較好地體現(xiàn)出了建筑電氣節(jié)能設(shè)計的個性化特點(diǎn)。

(1)在建筑內(nèi)部的電源系統(tǒng)設(shè)計中,需要根據(jù)高、低壓的電能系統(tǒng)進(jìn)行分級設(shè)計,確保在實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行配電時可以實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定高效的電能資源供應(yīng)。電壓的能級分布數(shù)量不宜過多,一般以二三級為主,可以更好地實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部不同用電需求電氣設(shè)備的分路供電,同時,設(shè)計人員還需要考慮到不同層級電壓供應(yīng)之間所產(chǎn)生的電能資源冗余問題。

(2)在部分的建筑系統(tǒng)中,為了能更好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電能供應(yīng),會設(shè)計備用電源系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)急。在雙路電源的運(yùn)行過程中,可通過增加智能監(jiān)測、調(diào)壓等電氣設(shè)備來維護(hù)電源系統(tǒng)的應(yīng)用,使其長時間的處于低耗能的供電狀態(tài),確保線路供電電壓的參數(shù)更加適宜、節(jié)能[3]。

(3)電力系統(tǒng)中的電壓配置和線損控制之間有十分密切的聯(lián)系,但為了更好地保證建筑內(nèi)部的電能供應(yīng)質(zhì)量,在進(jìn)行系統(tǒng)資源配置時不能盲目地進(jìn)行電壓的上調(diào),而需要滿足居民用電的220 V 要求,確保線路連接的合理與安全。

3.2 照明系統(tǒng)設(shè)計

照明系統(tǒng)是建筑內(nèi)部電氣系統(tǒng)中必不可少的環(huán)節(jié)之一,通過節(jié)能的燈具選擇和合理的照明設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)更好的環(huán)保效果,對于室內(nèi)照明的需求和質(zhì)量,也要形成較好的保障。

(1)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須要考慮到自然采光問題,特別是在客廳、廚房和臥室等區(qū)域內(nèi)對于光照的需求度更高,可以通過增加窗墻比的設(shè)計使更多的自然光線可進(jìn)入到室內(nèi),減少了業(yè)主對于燈具照明的依賴性。在進(jìn)行室內(nèi)的燈具選擇時可考慮更加節(jié)能的LED 燈,最好地代替了傳統(tǒng)燈具中能耗更高的白熾燈,同時也具有更好的護(hù)眼效果,其適用范圍更加廣闊[4]。

(2)據(jù)需求的差異性,在建筑內(nèi)部進(jìn)行照明系統(tǒng)設(shè)計時必須要有所區(qū)分,特別是在光照的強(qiáng)度控制和啟停方式上以實(shí)現(xiàn)較好的優(yōu)化。如從建筑內(nèi)部的區(qū)域上劃分,樓梯間的照明對于亮度要求一般,而在廚房或書房中,對于照明系統(tǒng)的需求度更高,通過可調(diào)節(jié)式的燈具應(yīng)用為業(yè)主的照明提供了更多的選擇性,減少了一些不必要的照明損耗。在照明系統(tǒng)的控制設(shè)計中也具有更加豐富的設(shè)計思路,可以通過感應(yīng)開關(guān)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手觸開關(guān),包括了聲控、紅外線感應(yīng)等,使燈具設(shè)備不必要的工作時間得到了一定的壓縮。如圖1 所示,根據(jù)照明發(fā)展選擇節(jié)能環(huán)保的措施進(jìn)行建筑照明工作。

圖1 建筑照明的節(jié)能發(fā)展

3.3 暖通系統(tǒng)設(shè)計

建筑內(nèi)部的暖通系統(tǒng)是電能資源消耗較大的環(huán)節(jié)之一,而在一些空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行中會使用到交流電動機(jī),對于電氣系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化具有重要意義,要引起設(shè)計人員的重視。

(1)在進(jìn)行暖通系統(tǒng)的電動機(jī)選擇時,應(yīng)當(dāng)考慮到節(jié)能環(huán)保的影響因素,一般使用交流電動機(jī)并引入無功補(bǔ)償可以更好地提升其資源利用的效率,還可以更好地降低在電力線路上出現(xiàn)的損耗問題。技術(shù)人員在進(jìn)行暖通設(shè)計時還需要考慮到空調(diào)設(shè)備的轉(zhuǎn)矩、負(fù)載等,實(shí)現(xiàn)更加系統(tǒng)且綜合的節(jié)能優(yōu)化,確保能夠滿足業(yè)主的正常采暖或制冷需求。在交流電動機(jī)的運(yùn)行過程中,技術(shù)人員可以考慮通過調(diào)節(jié)其快速的方式來達(dá)到節(jié)能效果,而這一參數(shù)和電動機(jī)設(shè)備的磁極對數(shù)、定子頻率等有密切聯(lián)系,要求設(shè)計人員在進(jìn)行建筑內(nèi)部各類電氣設(shè)備等電動機(jī)選擇時要充分考慮到這些影響的因素[5]。

(2)在暖通系統(tǒng)的運(yùn)行中,一些不必要的設(shè)備啟停是造成資源浪費(fèi)的重要原因,為更好地保證其應(yīng)用的有效性,可通過增加傳感設(shè)備的方式來智能化判別室內(nèi)外的溫差,根據(jù)暖通設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷需求合理調(diào)節(jié)其電動機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)速等功能參數(shù),使電動機(jī)設(shè)備的負(fù)荷調(diào)節(jié)更科學(xué)、運(yùn)行效率更高,也更好地為業(yè)主打造舒適的居住環(huán)境。

3.4 能耗管理系統(tǒng)

在許多建筑工程的發(fā)展中會進(jìn)行智能化的系統(tǒng)建設(shè),這也是建工行業(yè)的專業(yè)發(fā)展趨勢之一。以電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計為例,可考慮對不同的電氣設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控和分析,對一些能耗占比明顯過高的電氣設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)可靠的識別,并將相關(guān)信息通過終端顯示屏等反饋給業(yè)主,由業(yè)主進(jìn)行主動的調(diào)節(jié)與優(yōu)化,及時降低高能耗設(shè)備的運(yùn)行。能耗管理系統(tǒng)內(nèi)部有一套智能化的分析軟件,可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來建議業(yè)主對于電氣設(shè)備運(yùn)行的偏好性。如部分業(yè)主對于暖通系統(tǒng)的運(yùn)行有一固定的溫度參數(shù),當(dāng)設(shè)備運(yùn)行超出了這一參數(shù)設(shè)置時,可通過智能化的調(diào)節(jié)指導(dǎo)暖通設(shè)備的間歇性運(yùn)行,如圖2所示。

圖2 建筑智慧用電系統(tǒng)

采用智能化系統(tǒng)模式進(jìn)行控制,對于維護(hù)室內(nèi)溫度的穩(wěn)定具有重要意義的。能耗管理系統(tǒng)的引入,使得建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)用有了更多的可能性,也是建筑工程邁向智能化發(fā)展的重要方向之一,有效減少了建筑內(nèi)部不必要的電能資源浪費(fèi)[6]。但在進(jìn)行能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計時必須要考慮到不同業(yè)主的應(yīng)用需求性,將監(jiān)督與分析的重點(diǎn)放在異常的設(shè)備能耗應(yīng)用中,同時,將整個電氣系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行了一定的串聯(lián),使得終端設(shè)備、電力線路、電壓元件等的工作狀態(tài)得到了有效監(jiān)督,在出現(xiàn)電氣系統(tǒng)的安全隱患時也能夠?qū)崿F(xiàn)及時警報。

4 結(jié)語

在進(jìn)行建筑電氣的節(jié)能設(shè)計過程中必須要把應(yīng)用需求放在首位,從技術(shù)性的角度進(jìn)行優(yōu)化處置,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能與綠色的發(fā)展需要。在建筑電力系統(tǒng)的配置過程中,可分別將高、低壓電進(jìn)行多級配置來達(dá)到減少電力資源損耗的目的,使供電電壓更加合理節(jié)約。針對建筑內(nèi)部的照明設(shè)備,可選擇環(huán)?；恼彰麟姎庀到y(tǒng),聲控?zé)?、感?yīng)燈等都可以更好地兼顧照明需求和電力節(jié)能的需要。在提升建筑電氣節(jié)能的智能化水平中,可引入能耗監(jiān)管、調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。