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浅谈建筑电气节能设计与绿色建筑电气技术研究与应用

文章更新时间：2023-03-31　点击量：193

摘要：针对节能设计内容和绿色建筑电气技术在建筑电气系统中的应用，首先分析了建筑工程电气节能设计的主要内容，确保三相平衡，提高功率因数，控制谐波含量。其次，研究了绿色建筑电力技术，包括太阳能技术、光伏建筑一体化技术和建筑能耗监测技术。总结了建筑电气节能设计和绿色建筑电气技术的实际应用，包括绿色节能技术在电力系统、照明设计和暖通空调中的应用。

关键词：建筑；电气系统；节能设计；绿色建筑电气技术；

引言

建筑领域在施工期间和投入使用后会消耗大量的能源和资源。如果不实施节能措施，资源和能源浪费的可能性就会增加。对于建筑工程来说，电气系统的设计和施工占据着关键地位，优化这一内容可以为实现绿色建筑目标奠定坚实的基础。

一建筑电气节能设计的主要内容

对于目前存在的大多数建筑来说，供电系统的供电水平和质量是能够直接影响建筑内外电气系统运行的关键因素，即三相平衡、功率因数和谐波含量。在此基础上，在建筑电气节能设计中，设计的主要内容是这三个内容。

1确保三相平衡

所谓三相，是指三相交流电源，也可以理解为三相交流电源或三相电线。三相电线是三根电线，即火线、零线和地线。三相交流电源是指由三个相位相差120度、振幅和频率相同的交流电势组成的电源。

现阶段，三相是一种广泛使用的多相交流系统。在建筑电气节能设计中，实施三相平衡是至关重要的组成部分。电气系统中的三相一旦处于不平衡状态，就会造成电机使用寿命大大缩短、电机附加加热振动、线路损耗等一系列不良后果。

因此，为了保证三相平衡，在建筑电气系统节能设计的实际过程中，要做好以下几个方面：一是严格执行三相平衡，从根本上避免三相负荷不平衡，实现高效治理；其次，对电气系统的实际功能进行更深入、更详细的划分。

2提高功率因数

从物理学的角度来看，有功功率与实际功率的比值是功率因数。它是电压与电流相位差的余弦。功率因数为cos，用公式表示为SPcos（P为有功功率，S为实际功率）。

这是电力系统中重要的技术数据之一，是衡量和评价电气设备效率的基本系数。如果功率因数较小，则表明交变磁场转换中使用的电路无功功率较大。在这种情况下，电路的供电损失将会增加。基于此，供电部门对用电单位的功率因数设定了相应的标准要求。对于电气节能设计，功率因数具有非常深刻的现实意义。原因是建筑物中的大部分电气设备都是感性负荷，这也使得这些设备本身的功率因数往往保持在较低的水平。

此外，由于无功功率的存在，为了避免不利影响，必须促进实际功率的提高，以实现功率因数的提高。在这种情况下，变压器和电机等设备的装机容量将继续增加。在提高功率因数的过程中，还需要安装无功补偿装置，一方面可以降低电力资源损耗规模，另一方面，只有在电气系统中配备一些小容量变压器和电机才能满足实际用电需求，也可以实现电气系统中一些小截面电线的安装。

3控制谐波含量

在电气设备、供电系统、输电系统和发电系统的整体作用下，原50Hz正弦交流电实际传输到建筑电气系统后，会有一定的变化，有一定数量的谐波混合，这是对电气系统安全运行的损害，也会造成额外的电力能源损失和浪费。

二绿色建筑电气技术分析

1太阳能技术

如今，可再生清洁能源已成为绿色建筑建设中广泛应用的能源类型。其中，太阳能作为一种清洁能源，获取难度低、应用效果好、成本低，在绿色建筑中得到了广泛的应用。将太阳能技术应用于建筑电气系统也能起到很好的作用。

2光伏建筑一体化技术

光伏建筑一体化技术在建筑中的应用具有明显的优势，即在应用过程中不会产生额外的污染物，可以发挥可观的节能环保效果。

3建筑能耗监测技术

应用建筑能耗监测技术后，可以实现全面跟踪和监控建筑内各种电气设备实际能耗的目标。依托专业技术人员和系统的支持，可以根据实际情况调节建筑内部光源系统。不仅如此，借助先进的传感器装置，还可以实现自动控制建筑内部照明设备明暗的目的。在一定程度上，还可以根据实际使用需要控制建筑内的电梯等各种电气设备。但目前我国还没有实现建筑能耗监测技术的广泛应用和普及，只在一些商业场所实现。

三建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术的实际应用

1绿色节能技术在动力系统中的应用

电机是支撑家用电器设备和大型电力设备始终保持正常运行的关键因素，也是电力系统的重要组成部分。通常，保证电机的稳定可靠运行需要大量的电能作为支撑。基于这种情况，在实施建筑电气节能设计的过程中，必须对电机进行相应的设计，以实现电能损耗规模的充分降低。

在这个过程中，首先要保证电力系统中选择的电机足够合理，尽量选择一些高效的电机设备，不断优化电机控制情况，大大降低电机在空载和负载状态下损耗的电能，提高电机的运行质量和效率；二是要保证电力系统中选用的电机设备的使用模式足够合理。设计人员应在与建筑工程电气设备具体使用需求和环境有机结合的基础上，分析评价电机的要求，根据不同使用型号电机的负荷特点，充分遵循经济选择，确保选用的电机能够在满足使用需求的前提下消耗较少的能源。

2绿色节能技术在照明设计中的应用

电力是确保建设项目规划和建设顺利实施的关键。然而，在研究了实际情况后，我们可以发现，由于电气设备仍存在相应的问题，很难与节能要求相匹配，这也意味着无法实现可持续发展的目标。在建筑电气节能设计的实际过程中，照明设计是其中的一个重要环节。为了确保这部分能够有效地实现节能和环保，设计人员应利用有效手段大大利用自然光，尽可能缩短人工照明的使用时间。同时，建筑中使用的照明灯也应尽可能选择节能灯，以实现有效控制照明过程中功耗的目的

3绿色节能技术在暖通空调中的应用

为了符合我国当前的生态文明建设理念，在建筑电气节能设计过程中，应充分结合新形势提出的实际要求。就建筑电气设计现阶段而言，自动控制的应用仍存在一定的问题和缺陷。典型的表现是空调系统和供暖通风系统在实际应用过程中能耗大，暖通空调是建筑能耗严重的一个方面。

四Acrel-EMS企业微电网能效管理平台

1概述

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2应用场所

适用于轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护。

3系统架构

AcrelEMS企业微电网能效管理平台采用B/S架构，集成Acrel-1000变电站综合自动化系统和Acrel-2000Z电力监控系统。企业微电网能效管理平台实现了从35kV配电到0.4kV用电侧的整体监控，提供变电站综合自动化系统、电力监控、电能质量监控、电气保护和电能统计。帮助企业管理用电。

4系统功能

实时监控；35kV配电系统；变电站运行看板；DC屏监测；变压器监测；电能质量稳态监测；电能质量谐波监测

数据采集与存储；数据采集与处理；数据库的建立与维护；调整与控制；微机五防闭锁；

5系统硬件配置

电力监测、电能质量、电机管理及配电室环境监测系统