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淺談建筑電氣節能設計與綠色建筑電氣技術研究與應用

文章更新時間：2023-03-31　點擊量：656

摘要：針對節能設計內容和綠色建筑電氣技術在建筑電氣系統中的應用，首先分析了建筑工程電氣節能設計的主要內容，確保三相平衡，提高功率因數，控制諧波含量。其次，研究了綠色建筑電力技術，包括太陽能技術、光伏建筑一體化技術和建筑能耗監測技術。總結了建筑電氣節能設計和綠色建筑電氣技術的實際應用，包括綠色節能技術在電力系統、照明設計和暖通空調中的應用。

關鍵詞：建筑；電氣系統；節能設計；綠色建筑電氣技術；

引言

建筑領域在施工期間和投入使用后會消耗大量的能源和資源。如果不實施節能措施，資源和能源浪費的可能性就會增加。對于建筑工程來說，電氣系統的設計和施工占據著關鍵地位，優化這一內容可以為實現綠色建筑目標奠定堅實的基礎。

一建筑電氣節能設計的主要內容

對于目前存在的大多數建筑來說，供電系統的供電水平和質量是能夠直接影響建筑內外電氣系統運行的關鍵因素，即三相平衡、功率因數和諧波含量。在此基礎上，在建筑電氣節能設計中，設計的主要內容是這三個內容。

1確保三相平衡

所謂三相，是指三相交流電源，也可以理解為三相交流電源或三相電線。三相電線是三根電線，即火線、零線和地線。三相交流電源是指由三個相位相差120度、振幅和頻率相同的交流電勢組成的電源。

現階段，三相是一種廣泛使用的多相交流系統。在建筑電氣節能設計中，實施三相平衡是至關重要的組成部分。電氣系統中的三相一旦處于不平衡狀態，就會造成電機使用壽命大大縮短、電機附加加熱振動、線路損耗等一系列不良后果。

因此，為了保證三相平衡，在建筑電氣系統節能設計的實際過程中，要做好以下幾個方面：一是嚴格執行三相平衡，從根本上避免三相負荷不平衡，實現高效治理；其次，對電氣系統的實際功能進行更深入、更詳細的劃分。

2提高功率因數

從物理學的角度來看，有功功率與實際功率的比值是功率因數。它是電壓與電流相位差的余弦。功率因數為cos，用公式表示為SPcos（P為有功功率，S為實際功率）。

這是電力系統中重要的技術數據之一，是衡量和評價電氣設備效率的基本系數。如果功率因數較小，則表明交變磁場轉換中使用的電路無功功率較大。在這種情況下，電路的供電損失將會增加。基于此，供電部門對用電單位的功率因數設定了相應的標準要求。對于電氣節能設計，功率因數具有非常深刻的現實意義。原因是建筑物中的大部分電氣設備都是感性負荷，這也使得這些設備本身的功率因數往往保持在較低的水平。

此外，由于無功功率的存在，為了避免不利影響，必須促進實際功率的提高，以實現功率因數的提高。在這種情況下，變壓器和電機等設備的裝機容量將繼續增加。在提高功率因數的過程中，還需要安裝無功補償裝置，一方面可以降低電力資源損耗規模，另一方面，只有在電氣系統中配備一些小容量變壓器和電機才能滿足實際用電需求，也可以實現電氣系統中一些小截面電線的安裝。

3控制諧波含量

在電氣設備、供電系統、輸電系統和發電系統的整體作用下，原50Hz正弦交流電實際傳輸到建筑電氣系統后，會有一定的變化，有一定數量的諧波混合，這是對電氣系統安全運行的損害，也會造成額外的電力能源損失和浪費。

二綠色建筑電氣技術分析

1太陽能技術

如今，可再生清潔能源已成為綠色建筑建設中廣泛應用的能源類型。其中，太陽能作為一種清潔能源，獲取難度低、應用效果好、成本低，在綠色建筑中得到了廣泛的應用。將太陽能技術應用于建筑電氣系統也能起到很好的作用。

2光伏建筑一體化技術

光伏建筑一體化技術在建筑中的應用具有明顯的優勢，即在應用過程中不會產生額外的污染物，可以發揮可觀的節能環保效果。

3建筑能耗監測技術

應用建筑能耗監測技術后，可以實現全面跟蹤和監控建筑內各種電氣設備實際能耗的目標。依托專業技術人員和系統的支持，可以根據實際情況調節建筑內部光源系統。不僅如此，借助先進的傳感器裝置，還可以實現自動控制建筑內部照明設備明暗的目的。在一定程度上，還可以根據實際使用需要控制建筑內的電梯等各種電氣設備。但目前我國還沒有實現建筑能耗監測技術的廣泛應用和普及，只在一些商業場所實現。

三建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術的實際應用

1綠色節能技術在動力系統中的應用

電機是支撐家用電器設備和大型電力設備始終保持正常運行的關鍵因素，也是電力系統的重要組成部分。通常，保證電機的穩定可靠運行需要大量的電能作為支撐。基于這種情況，在實施建筑電氣節能設計的過程中，必須對電機進行相應的設計，以實現電能損耗規模的充分降低。

在這個過程中，首先要保證電力系統中選擇的電機足夠合理，盡量選擇一些高效的電機設備，不斷優化電機控制情況，大大降低電機在空載和負載狀態下損耗的電能，提高電機的運行質量和效率；二是要保證電力系統中選用的電機設備的使用模式足夠合理。設計人員應在與建筑工程電氣設備具體使用需求和環境有機結合的基礎上，分析評價電機的要求，根據不同使用型號電機的負荷特點，充分遵循經濟選擇，確保選用的電機能夠在滿足使用需求的前提下消耗較少的能源。

2綠色節能技術在照明設計中的應用

電力是確保建設項目規劃和建設順利實施的關鍵。然而，在研究了實際情況后，我們可以發現，由于電氣設備仍存在相應的問題，很難與節能要求相匹配，這也意味著無法實現可持續發展的目標。在建筑電氣節能設計的實際過程中，照明設計是其中的一個重要環節。為了確保這部分能夠有效地實現節能和環保，設計人員應利用有效手段大大利用自然光，盡可能縮短人工照明的使用時間。同時，建筑中使用的照明燈也應盡可能選擇節能燈，以實現有效控制照明過程中功耗的目的

3綠色節能技術在暖通空調中的應用

為了符合我國當前的生態文明建設理念，在建筑電氣節能設計過程中，應充分結合新形勢提出的實際要求。就建筑電氣設計現階段而言，自動控制的應用仍存在一定的問題和缺陷。典型的表現是空調系統和供暖通風系統在實際應用過程中能耗大，暖通空調是建筑能耗嚴重的一個方面。

四Acrel-EMS企業微電網能效管理平臺

1概述

安科瑞電氣擁有從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產品生態系統。Acrel-EMS企業微電網能效管理平臺通過安裝保護、監控、分析和處理裝置，監控企業源、網絡、充電、儲存和充電的總能耗和能耗強度，重點監控主要能源設備的能效，保護企業的安全可靠運行，提高企業的能效，為企業的能效管理提供科學精細的解決方案

2應用場所

適用于軌道交通、工業、建筑、學校、商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統的工程設計、施工和運行維護。

3系統架構

AcrelEMS企業微電網能效管理平臺采用B/S架構，集成Acrel-1000變電站綜合自動化系統和Acrel-2000Z電力監控系統。企業微電網能效管理平臺實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監控，提供變電站綜合自動化系統、電力監控、電能質量監控、電氣保護和電能統計。幫助企業管理用電。

4系統功能

實時監控；35kV配電系統；變電站運行看板；DC屏監測；變壓器監測；電能質量穩態監測；電能質量諧波監測

數據采集與存儲；數據采集與處理；數據庫的建立與維護；調整與控制；微機五防閉鎖；

5系統硬件配置

電力監測、電能質量、電機管理及配電室環境監測系統