杜文永

摘要：我國是能源大國，但人均資源低。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國處于大量消耗原材料支持經(jīng)濟(jì)增長的工業(yè)化時(shí)期。合理節(jié)能是國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。現(xiàn)代建筑中廣泛采用變壓器等耗能系統(tǒng)，我國建筑能耗占總能耗的26.7%，節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用可以節(jié)約寶貴的能源資源，建筑電氣工程運(yùn)用節(jié)能技術(shù)可減少工程項(xiàng)目中資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)過程中要考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性，電氣設(shè)備要想穩(wěn)定運(yùn)行，合理的線路規(guī)劃是非常重要的，電氣設(shè)備涉及的線路多樣化，各種線路連接端口比較整齊，要保證這些線路與地絕緣，使用性能良好的絕緣材料，保證線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)在日常生活生產(chǎn)中，在建筑物裝飾、使用的過程中，均會(huì)應(yīng)用到大量的電氣設(shè)備和照明裝置，消耗了大量的電力資源。工作人員未充分落實(shí)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致電力資源出現(xiàn)大量浪費(fèi)的現(xiàn)象，導(dǎo)致資源短缺的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。在現(xiàn)代化的建筑建設(shè)與使用過程中，涉及了多個(gè)環(huán)節(jié)的交互，在電氣設(shè)計(jì)過程中，要從建筑整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，制定全面的節(jié)能優(yōu)化方案，并不斷加強(qiáng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與照明節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)工作，提高電力資源的使用效率，以達(dá)到建筑節(jié)能環(huán)保、降低能源消耗的目標(biāo)，構(gòu)建低碳社會(huì)。鑒于此，文章針對建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及照明節(jié)能設(shè)計(jì)控制措施進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì);照明節(jié)能設(shè)計(jì);控制措施

1導(dǎo)言

建筑節(jié)能是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中至關(guān)重要的一部分，通過對建筑節(jié)能的合理設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)，為人們創(chuàng)建更加健康的生活空間。除此之外，建筑節(jié)能的設(shè)計(jì)能夠大大減少能源的消耗，對可再生能源進(jìn)行充分的技術(shù)開發(fā)，從而大大降低人們生活的成本，促進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展。深入研究建筑電氣以及照明節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，對于提高能源利用效率、保護(hù)環(huán)境有著重要意義。在建造和使用建筑的整個(gè)過程中，節(jié)約能源是推動(dòng)建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ瑢τ诖蛟焐鷳B(tài)建筑有著十分重要的作用。

2建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及照明節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

第三，提高經(jīng)濟(jì)效益。建筑電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則就是提升經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)建筑施工要求，設(shè)計(jì)人員需要選取環(huán)保材料以及節(jié)能設(shè)備，通過減少電氣照明系統(tǒng)的能源費(fèi)用，在短時(shí)期內(nèi)收回投入運(yùn)行的費(fèi)用。不僅建筑電氣設(shè)計(jì)要重視節(jié)能環(huán)保，其安裝使用過程也需要降低能耗。建筑電氣設(shè)備的安裝使用不僅要能保障經(jīng)濟(jì)效益，還需要考慮到我國的實(shí)際情況。與此同時(shí)，不能因?yàn)楣?jié)能而增大運(yùn)行費(fèi)用，投入過多的資金，導(dǎo)致投資費(fèi)用超標(biāo)。與此同時(shí)，建筑電氣及照明設(shè)備還需要找出建筑施工和使用中不必要的能源耗費(fèi)，有針對性地采取節(jié)約能源的措施。例如傳輸線、變壓器以及電氣設(shè)備自身的電能損耗，這些電能損耗無法對建筑功能的發(fā)揮提供作用，反而會(huì)耗費(fèi)較多的能源，增加成本，因此需要將這些情況的能源損耗降到最低[1]。

第二，適用性原則。建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)還要滿足適用性原則。適用性原則就是指建筑電氣節(jié)能設(shè)備不僅需要保障建筑人工環(huán)境所需的能源，為建筑設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，保障用電設(shè)施有可靠的容量負(fù)荷，還需要對建筑在施工和使用期間的配電進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，科學(xué)合理地運(yùn)用電能。建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)不能因?yàn)橐晃蹲非蠊?jié)能而無法保障建筑物的功能。建筑電氣照明設(shè)備要能夠?yàn)榻ㄖ镎５恼彰鞴δ芴峁┍Ｕ希€需要為建筑提供良好的人工環(huán)境。電氣節(jié)能設(shè)備也不能妨礙建筑物內(nèi)各運(yùn)輸通道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

第三，功能需求原則。建筑電氣照明節(jié)能設(shè)備還需要根據(jù)建筑的使用用途和行業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。例如一些娛樂場所對照明設(shè)備的要求更高，要求照明設(shè)備有更復(fù)雜多樣的色彩;但一些工業(yè)建筑卻需要亮度高、范圍固定的照明。因此，建筑電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)要在滿足建筑本身對照明需求的基礎(chǔ)上完成，在清楚了解建筑物對照明系統(tǒng)的照明度等因素的需求后，再深入研究建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

3建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

3.1供配電系統(tǒng)方面

第一，導(dǎo)線與電纜的選擇。建筑電氣設(shè)計(jì)工作的開展，通常所設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)的電壓為380V，這也是引發(fā)不同程度電纜損耗的主要原因。相關(guān)研究表明，如果電纜長度超過200m，此時(shí)，無法保障電纜的經(jīng)濟(jì)效益。所以，建筑電氣設(shè)計(jì)工作的開展，需要將變壓器和用電設(shè)備之間的距離控制在200m的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，對于電纜的敷設(shè)，為了能夠盡可能縮短距離，最大限度保障節(jié)能效果，就需要嚴(yán)格遵循直線敷設(shè)的原則。例如，小容量供配電設(shè)備的設(shè)計(jì)，為了能夠增加電纜的截面以及導(dǎo)線的截面，應(yīng)該將其科學(xué)集中起來，以此來提供所需的供電服務(wù)。使用這種方法的優(yōu)勢在于可以降低后期線路運(yùn)行過程中的線損，但是，初期投資相對較高。第二，科學(xué)提升功率。降低變壓器損耗的一項(xiàng)關(guān)鍵措施是科學(xué)提升變壓器的功率，該方法的使用能夠起到節(jié)能的效果。在選擇變壓器設(shè)備的時(shí)候，需要將功率指標(biāo)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容來關(guān)注，并且要有效落實(shí)無功率就地補(bǔ)償工作。低壓設(shè)備無功功率補(bǔ)償需要使用低壓側(cè)電容器，相應(yīng)的高壓設(shè)備的無功功率的補(bǔ)償則需要用到高壓側(cè)的電容器。第三，盡力保障三相負(fù)荷的平衡性。在難以有效確保三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)的前提下，變壓器和配電線路的電能損耗現(xiàn)象就會(huì)隨之加劇，配電會(huì)出現(xiàn)零序電流的情況。三相線路不平衡現(xiàn)象和電能損耗之間呈正比例分布的關(guān)系，隨著三相線路中不平衡度的減少，電能損耗也會(huì)隨之降低，二者之間的具體關(guān)系為：三相線路中的不平衡度減少50%，電能損耗現(xiàn)象將會(huì)降低15%。由此可見，要想有效提升三相負(fù)荷的平衡度，就需要從降低電能損耗現(xiàn)象入手。實(shí)際操作的時(shí)可以通過對不對稱的負(fù)荷使用交換相等的方法進(jìn)行分配處理，全面保障在不同的供電點(diǎn)中都有相應(yīng)的不對稱負(fù)荷的連接，在此過程中，面對負(fù)荷接入點(diǎn)中的短路容量，還需要采取科學(xué)的方法進(jìn)行處理，借助無功補(bǔ)償裝置調(diào)整不平衡點(diǎn)，最大限度保障三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，將三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象產(chǎn)生的損耗降到最低。

3.2電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)

第一，控制負(fù)荷。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)全面了解能源消耗的主要原因，并積極采取針對性的對策進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，將電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、輸出功率控制在合理的范圍內(nèi)，使其與建筑實(shí)際負(fù)荷量相匹配，緩解電氣能源的過度消耗、浪費(fèi)現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)工作可從提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率、輸出功率兩個(gè)方面出發(fā)，在此基礎(chǔ)上，合理使用現(xiàn)代化先進(jìn)的變頻設(shè)備。第二，調(diào)整參數(shù)。工作人員應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)荷量，不斷調(diào)整電動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，將工作轉(zhuǎn)速始終控制在合理范圍內(nèi)，不斷提高電氣能源的使用效率，減少電氣能源的損耗。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要不斷調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸出功率，使其與建筑實(shí)際負(fù)荷量相匹配。電動(dòng)機(jī)處于輕載狀態(tài)時(shí)，應(yīng)及時(shí)打開閥門、風(fēng)門等，有效降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，減少電氣能源的消耗，避免浪費(fèi)[2]。

3.3變壓器設(shè)計(jì)

從目前建筑電氣的設(shè)計(jì)工作來看，針對變壓器的損耗情況，主要分類兩種類型，即無功損耗與有功損耗。為了改善節(jié)能降耗的效果，在進(jìn)行變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，既要將有功損耗囊括其中，又要控制無功損耗。在控制變壓器負(fù)荷的時(shí)候，需要將其界定在0.75～0.85的范圍中，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗效果的改善。在開展建筑設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須要結(jié)合其實(shí)際情況，保證所選取變壓器的科學(xué)性與合理性，充分的考慮其容量，滿足居民的用電需求。一般來說，在變壓器容量的選擇中，必須要超過容量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)保持在一個(gè)合理的范圍，如果電容量過大，容易出現(xiàn)鐵損或者線損的情況，但是如果電容量較小，則會(huì)很難為建筑電氣的運(yùn)行提供保障。

4照明節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

4.1制定科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)明確《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034—2019）的具體內(nèi)容，并嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行工作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入建筑現(xiàn)場進(jìn)行全面考察，重點(diǎn)分析建筑物照明設(shè)備的實(shí)際照度程度、實(shí)際使用情況，提前制定科學(xué)有效的照明節(jié)能方案，以選用更科學(xué)有效的照明節(jié)能裝置、照明節(jié)能方法。若建筑工程處于自然采光較好的位置，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，可充分利用自然光進(jìn)行照明，降低照明節(jié)能裝置的運(yùn)行效率，有效減少照明節(jié)能裝置的使用數(shù)量;也可積極采用現(xiàn)代化先進(jìn)的太陽能技術(shù)儲(chǔ)備電能，應(yīng)用到夜晚建筑照明中。除此之外，太陽能節(jié)能技術(shù)屬于可再生能源技術(shù)，可在充足的光照地區(qū)正常使用，滿足建筑物照明節(jié)能的需求，提高建筑物室內(nèi)溫度，并降低電氣能源的損耗。

4.2運(yùn)用高效光源

照明效果與光源的選擇有著密不可分的聯(lián)系，因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)選擇照明設(shè)備時(shí)要能夠?qū)庠从幸粋€(gè)全方位的思考。設(shè)計(jì)人員要對建筑周邊的狀況有一個(gè)精準(zhǔn)的了解，再結(jié)合現(xiàn)實(shí)照明合理地選擇光源。光源的選擇要能夠符合人們的照明需求，光源還需要滿足發(fā)光率高的特點(diǎn)。通常情況下，安裝較低高度的燈具時(shí)，需要選擇熒光燈，燈具高度較高則可以選擇金鹵燈。像大酒店等公共場所的燈具高度較高且保護(hù)難度較大，在選擇燈具時(shí)，就需要滿足顯色度高、光效高的特點(diǎn)，滿足公共場所的照明需求，也能達(dá)到建筑節(jié)能的目標(biāo)。

4.3照明燈具

照明燈具的選擇對建筑電氣照明節(jié)能也有著重要意義，燈具是將一個(gè)或多個(gè)光源的光進(jìn)行重新布局，通過轉(zhuǎn)變光色來滿足人們對光的需求。選擇合適的燈具可以將照明光源的潛力發(fā)揮到最大。市場上的燈具種類十分繁雜，建筑內(nèi)常用的燈具主要有控照型和帶保護(hù)罩的燈具，不同的燈具有不同的效率[3]。例如帶有磨砂保護(hù)罩的燈具反射率只有55%，透明式的燈具的反射率有65%，而敞開式的燈具的反射率則可以高達(dá)75%，可以滿足公共場所對照明度較高的要求。建筑行業(yè)越來越重視節(jié)能減排，因此近幾年高效節(jié)能照明燈被廣泛使用于建筑物的照明系統(tǒng)內(nèi)。與普通燈具相比，高效節(jié)能照明燈的照度提升了1-3倍，且使用壽命也得到了延長。高效節(jié)能照明燈具有較低的光污染，紫外線反射率也較低，光衰程度也比普通燈具低，因此是一種良好的照明燈具。

4.3降低照明線路能源消耗

建筑照明節(jié)能裝置的線路具有較大的電阻，如果設(shè)計(jì)人員將線路鋪設(shè)較長或線路的電阻較大，均會(huì)造成照明裝置電氣能源大量消耗的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響照明裝置的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，制定科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方案，規(guī)劃更合理的照明線路布局、照明線路距離，選用電阻較小的材料作為照明節(jié)能裝置的導(dǎo)線。設(shè)計(jì)人員可選用銅芯導(dǎo)線作為照明裝置的導(dǎo)線，其電阻率較小，同等性能的導(dǎo)線價(jià)格也較低，有效減少了有色金屬的使用，降低路線在傳輸過程中的損耗，提升社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，設(shè)計(jì)人員可增大導(dǎo)線的橫截面積，達(dá)到降低電阻的目的，減少電氣能源的消耗，提高照明節(jié)能裝置線路的實(shí)際運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、減少電氣能源損耗與浪費(fèi)的目標(biāo)。

4.4科學(xué)選用節(jié)能照明裝置

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，需要在保證建筑實(shí)際照明需求的基礎(chǔ)上，科學(xué)選用節(jié)能照明裝置，現(xiàn)階段，應(yīng)用較廣泛的節(jié)能照明裝置為LED節(jié)能燈。LED燈是現(xiàn)代化新型節(jié)能燈具，具有照明效果好、使用壽命長、電器能源消耗小、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，適合在多種類型的建筑物中使用[4]。LED燈以控制電路的方式運(yùn)行，可與太陽能電池板進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，采用有效的處理措施，將太陽能電池板中的光能有效轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，可保存在電池板中作為LED燈照明的主要能源。LED燈具有智能化、自動(dòng)化、節(jié)能化等特點(diǎn)，其可自行檢測到建筑周圍的環(huán)境對照明的需求，再進(jìn)行智能化、自動(dòng)化控制，合理判斷環(huán)境的亮度，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置亮燈行為及亮度。除此之外，可以使用節(jié)能環(huán)保的電子鎮(zhèn)流器，其優(yōu)勢具有運(yùn)行功率較小的特點(diǎn)，是普通鎮(zhèn)流器運(yùn)行功率的30%。若兩種鎮(zhèn)流器使用相同的36W熒光燈，電子鎮(zhèn)流器正常使用過程中，運(yùn)行功率控制在0.9W，具有較好的節(jié)能環(huán)保、降低電氣能源損耗的效果。設(shè)計(jì)人員需要不斷對照明節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新，可利用天然光、光纖照明等方式，提高電氣能源的使用效率，降低電氣能源的消耗和浪費(fèi)，不斷延長照明節(jié)能裝置的使用年限。

結(jié)束語

總之，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)與照明節(jié)能設(shè)計(jì)是目前現(xiàn)代建筑建設(shè)使用的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的原則、標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)建筑物對照明需求的實(shí)際情況，不斷優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)的方案，合理選用節(jié)能設(shè)備和裝置，采用科學(xué)有效的節(jié)能技術(shù)，不斷提高電氣與照明設(shè)備的運(yùn)行效率，減少電氣能源的消耗、浪費(fèi)情況，以提高建筑工程在電氣和照明方面的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。

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