建筑电气设计中的节能技术措施分析

摘要：随着全球能源需求的持续增长，建筑电气节能已成为实现建筑领域可持续发展的关键环节。本文基于建筑电气系统构成与能耗分析，阐述满足功能需求、注重经济效益、减少无谓能耗的节能设计原则。系统探讨供配电系统、照明系统、动力设备等方面的节能技术措施，如变压器优化选型、LED 光源应用、电动机变频调速等。

关键词：建筑电气设计；节能技术；能耗分析；发展趋势；应对策略

引言

在双碳目标的战略指引下，建筑行业作为能源消耗的重要领域，其节能工作的重要性日益凸显。据统计，建筑能耗约占全社会总能耗的30%，而电气系统能耗在建筑能耗中占比高达40%-60%，涵盖供配电、照明、动力设备等多个环节。当前，传统建筑电气设计中存在设备选型不合理、能源利用效率低、管理方式粗放等问题，导致大量能源浪费。

一、建筑电气设计节能的理论基础

1.1 建筑电气系统构成与能耗分析

建筑电气系统是一个复杂的有机整体，由供配电系统、照明系统、动力设备系统、弱电系统等构成。供配电系统作为建筑电气的核心系统，对电力进行传输和分配，其能耗由变压器损耗、线路传输损耗和配电设备的自身能耗构成。照明系统是建筑电气最重要的组成部分之一，照明系统能耗占建筑电气总能耗的20%～30%。白炽灯、荧光灯等传统光源的光效差，大部分的电能被转化为热能而浪费掉。动力设备系统由电梯系统、空调系统、通风系统、泵系统等构成，中央空调系统能耗较高，可占建筑动力设备系统能耗的40%～50%，电动机电耗效率低下也是造成动力设备系统能耗大的重要原因。

1.2 节能设计原则

建筑电气节能设计的原则，首先是保证建筑的节能设计应满足建筑的基本功能需求。比如照明系统应满足一定区域的照度、均匀度的要求，为人员的工作、生活提供必要的照明。空调系统需要维持室内合适的温度与湿度，为人员生活提供一个舒适的生活环境。其次是经济效益原则。在电气节能设计中应合理考虑电气节能设计的初期投资与运行成本的长期能耗两者之间的关系，虽然从直接投资角度来看，采用一些节能的设备和节能技术，初始投资费用会相对昂贵一些，但是从建筑物的整体生命周期来看，其较低的耗能则能带来运行成本大幅度降低的效果，尤其是一些LED类灯节能照明产品，虽然一次性购买价格通常会高于传统灯具产品，但其使用的寿命长、耗能低的特点，使2-3年后，其使用成本就会有明显改善，会恢复甚至超过其使用价格。第三是减少不必要的能耗原则，在建筑电气节能设计中可通过科学设计系统，选择高效的设备，去除设备选择不当、系统匹配不合理等原因造成的不必要的能源浪费。

二、建筑电气设计中的节能技术措施

2.1 供配电系统节能技术

供配电环节中的节能主要是变压器节能，变压器的容量和台数选定是否合适，主要取决于供配电系统所连接的建筑物负荷和用电规律，是否选取供配电的计算负荷法来选取变压器的容量，避免大马拉小车。加强非晶合金变压器等低损耗变压器的使用，普通硅钢片变压器与非晶合金变压器之间可以节省70%-80%的空载损耗；配电线路上如何节能，首先线路长短要缩短，优化线路的走线，避免迂回和交叉，加大导体截面积，虽要增加初期的建设费用，但能降低线路的电阻，减少电能的损耗。而提高配电网功率因数就使得线路的无功功率的损耗减少，可以通过加装并联电容器或在实际的配电系统中安装动态无功补偿装置等方法实现，一般能够提高到0.9以上的水平，可降低线路损耗10%-15%。

2.2 照明系统节能技术

照明节能可以从照明光源的节能、控制方式的节能、充分利用自然光来进行考虑和实施。要抓照明节能的关键——合理的光源选择，选用发光效率高、服务寿命长、显色性能好的LED光源。LED灯的发光效率可达传统白炽灯的8～10倍，而且服务寿命也在50000个小时以上。照明节能控制方法可以从照明控制系统上的实现入手，主要包含分区照明控制、定时照明控制、感应照明控制、光感控制等控制方式，尽可能做到按需照明。例如，在公用走廊、楼梯间内可以采用红外或声控照明方式，没有人以后即可自动关闭，减少无用功的浪费。充分利用自然光也是照明节能的关键。可通过合理设计采光窗、天窗，使用导光管、光导纤维等，实现对建筑室内自然光的控制，从而减少白天人工照明的使用时间。

2.3 动力设备节能技术

电力设备节能主要以电动机的节能及中央空调系统节能为主。对于电动机的选择，采用高效节电型电动机，其中YX3系列高效率三相异步电动机比普通电动机的效率高出2%-5%。根据实际负载合理选配电动机功率，避免出现大马拉小车而造成能源消耗。采用变频调速技术，根据实际负载而实现电动机的转速调节，针对空调、水泵等装置进行应用，节能效果可达20%-30%。

三、建筑电气节能技术发展趋势与挑战

3.1 新技术发展趋势

建筑电气节能技术未来将朝着智能、集成化的方向发展。智能电网技术可以对电力进行实时监控、调度和优化，提高电力的稳定性和可靠度、提高能源利用效率，分布式能源系统如太阳能光伏发电、风力发电、地源热泵等，与建筑电气系统整合，使建筑能源系统自足。储能技术将使得可再生能源的发电的不稳定性和波动性得到平滑，可有效的提高利用效率；物联网、大数据、人工智能等技术使得建筑电气的设备可以智能管控，能源消耗更加精准。

3.2 政策与标准的推动

政府以及地方对建筑节能工作十分重视，先后制定了《绿色建筑评价标准》《公共建筑节能设计标准》等一系列政策法规标准，对建筑电气节能设计加以规范，如设备和材料、节能设计及能耗等。在制定建筑电气节能设计要求时，政府通过财政支持、税收返还等机制来鼓励人们使用节能型的设备、手段，从而推进建筑电气节能型技术的开发和运用，以此推动产业体系的发展。

3.3 面临的挑战与应对策略

现在应用较为广泛的电气节能技术很多，在应用的过程中存在不少难题。在技术上，有些节能技术不够成熟，例如技术的稳定性、与其他技术的适应性，如不成熟，不完善，则在实际应用过程中容易发生事故。在经济方面，很多节能技术和设备在刚购买时需要较高的价格，有些企业和单位在设备方面难以承受。在管理方面，节能管理人员配备不足，要及时的技术研发，并加大对技术发展的投入和科研，推动产学研的发展，完善和提高电气技术的成熟能力，提高技术和设备的稳定性。要完善政策支持，对使用建筑电气设施的企业和单位进行有效的财政补贴和金融支持，减少成本的支出。

结语

建筑电气设计中的节能技术措施是实现建筑节能的重要手段，对于缓解能源压力、推动建筑行业可持续发展具有重要意义。本文通过阐述建筑电气节能的理论基础，系统分析供配电系统、照明系统、动力设备等方面的节能技术措施，并探讨了节能技术的发展趋势与挑战。未来，随着技术的不断进步、政策的持续完善，建筑电气节能技术将不断创新和发展，为实现 双碳目标和建筑行业的绿色转型提供有力支撑。

参考文献

[1]付杰.建筑电气设计中的节能技术措施分析[J].建材发展导向，2025，23（03）：130-132.

[2]徐静.建筑电气设计中的节能技术措施[J].中国住宅设施，2023，（09）：34-36.