建筑电气绿色节能设计评价研究

宫静静 

摘要：随着工业化进程的日益加快，城市之中开始有大量工业建筑得到兴建，其中就包含钢厂。在钢厂这种工业建筑中，要求电气系统需要保证在高温、高湿等恶劣环境下稳定可靠运行，且由于电气设备众多，所以需要设计高效的电气系统，以提高能源利用效率，也要对生产工艺实施智能控制，包括自动化生产线、PLC控制等，还要具备过载、短路等故障的安全保护机制。但随着绿色节能理念的不断渗透，愈发突出了钢厂建筑电气能耗问题，所以有必要从绿色节能角度探索电气设计和评价。

关键词：钢厂；工业建筑；电气设计；绿色节能

在绿色节能理念下，钢厂建筑电气设计中，要优化电气系统结构，采用高效电机、变频器等设备，提高整体能效，并引入智能控制系统，通过先进的监测和控制技术实现能源的智能管理。同时，考虑在电气系统中引入可再生能源，如太阳能、风能等，降低对传统能源的依赖，也要通过电能质量优化技术，提高电气系统的效能，减小能耗。从现状来看，我国部分钢厂建筑电气设计中，并未凸显出绿色节能特征，且高能耗、高污染等问题仍然十分突出。对此，必须进一步探讨钢厂建筑绿色节能设计和设计效果的评价。

一、绿色节能理念对钢厂建筑电气设计提出的要求

电气系统是工业建筑的基础设施之一，为生产提供必要的电力支持，它驱动着各类生产设备，包括电动机、传动设备等，直接影响工业生产效率，也是工业建筑中实现自动化控制的基础，能提高生产线的自动化水平，降低人工干预，提高生产效益[1]。尤其是通过传感器和监控设备采集数据，可以为生产过程提供实时监测，有助于及时发现问题并进行调整。

但从传统钢厂建筑电气系统情况来看，能耗特征如下：第一，设备众多。传统钢厂设备众多，包括各类电动机、传动设备和照明系统，能耗分散。第二，低效能。传统电气设备效能相对较低，存在较多能源浪费的情况。第三，固定负载。钢厂电气负载具有一定的固定性，因此在产能不足时可能存在较大的能源浪费。第四，缺乏智能控制。传统电气系统通常缺乏智能控制和监测手段，导致对能源的管理和调控能力有限[2]。而绿色节能理念的引入可以改善这些问题，通过优化电气设计、提高能效、引入智能监测和控制等手段，实现电气系统的节能与环保。钢厂建筑电气绿色节能设计中，要求通过设计和采用高效的电气设备，降低电气系统的能耗，也要引入智能监测系统，实时监测电气设备的运行状态，实现及时的故障预警和维护，并设计电气系统时要考虑可再生能源的利用，降低对传统能源的依赖，还强调要通过整合电气系统，减少能源浪费，提高系统整体效能。

二、建筑电气绿色节能设计

（一）供电配电系统设计

供配电系统是钢厂电气系统的核心，绿色节能设计旨在提高电能利用效率，降低能耗，减少对环境的负荷。这包括采用高效的变压器、低能耗的配电设备，以及通过智能化管理实现电能的合理分配。实践中，第一，高效设备选用。选择高效率的变压器和电缆等设备，减少电能在供配电过程中的损耗。第二，智能电网管理。它指的是引入智能电网技术，实现对电能的精细管理，提高供配电系统的整体效能。第三，电能回馈。设计电能回馈系统，将电能回馈到电网，减少能量浪费。

（二）照明设计

照明系统的绿色节能设计旨在提高照明效果的同时，最大限度地减少能耗，这方面主要包括采用高效节能的照明设备、智能照明控制系统以及充分利用自然光[3]。第一，LED照明技术。使用LED灯具，相比传统照明方式更为节能，寿命更长。第二，光感控制系统。安装光感控制系统，根据光照情况自动调整照明亮度。第三，时间控制策略。制定合理的时间控制策略，避免不必要的照明浪费。第四，天窗利用。充分利用天窗和自然光，减少对照明系统的依赖。

（三）综合安全防范系统设计

钢厂建筑中，关乎生产和运营的一个重要系统就是综合安防系统，该系统包括视频监控、入侵检测、火灾报警等，绿色节能设计旨在提高系统的效能，减少不必要的能耗，确保系统的可持续运行。绿色节能理念下的综合安防系统设计中，主要涉及以下要点内容：首先，智能监控设备。采用高效智能监控设备，提高监控效率，减少系统能耗。其次，能源管理系统。配备能源管理系统，实时监测各个安防设备的能耗，做到精准用能[4]。另外，自动化控制。利用自动化控制技术，将系统处于非工作状态时自动降低能耗。最后，门禁、巡视、防盗报警等系统。对于门禁系统，它主要是用来识别、选择进出口的人，包含电子门锁、自动开启等；巡视系统，主要是为管理人员借助该系统进行巡检工作，同时监督、管理新建人员记录；防盗报警系统，以绿色、节能、安全等技术要求为参照，需要讲检测器部署工作做好，从而在检测到非法入侵、故障、突发等情况的前提下，将对应的警报及时发出。

三、建筑电气绿色节能设计评价

工业建筑电气绿色节能设计能否得到普及和推广，关键工作之一就是对设计成效的评价，其涉及到的评价指标具体如下：

第一，能效评估。一方面，指标制定。确定能源消耗、供配电系统效率、照明系统能效比等关键指标，以评估设计在节能方面的表现。另一方面，数据监测。部署监测系统，实时收集能源消耗数据，对比设计目标，进行能效评估。

第二，使用成本。首先，初投资和操作费用。要综合考虑设计初投资和后续操作费用，以评估设计的经济可行性。其次，能源成本。分析设计在减少能源成本方面的效果，考虑长期投资回报。

第三，环境影响。这方面评价主要涉及两点内容，一是碳足迹：评估设计对碳足迹的影响，包括减少温室气体排放的效果。二是资源利用：考虑设计是否合理利用可再生能源，减少对非可再生资源的依赖。

第四，系统稳定性和可靠性。稳定性评价中，要考察设计是否对电气系统的稳定性有负面影响，确保系统可靠运行[5]。可靠性评价则是以故障应对为主，要评估设计在面对故障时的应对措施，以保障电气系统的可靠性。

第五，技术创新。该方面评价一是评价设计是否引入了最新的绿色电气技术，以提高系统效能。二是考察设计是否考虑到未来新技术的融入，以保障系统的可持续性。

第六，社会影响。社会影响的评价关乎着电气绿色节能设计能否在全范围内推广，所以这一指标的评价不容忽视。这方面要评估设计对员工工作环境的改善，提高员工的工作舒适度；也要分析设计对周边社区的影响，确保设计符合当地环保标准和法规。

结束语：

绿色建筑背景下，钢厂建筑电气系统要积极适应绿色节能理念，提高资源利用效率，减小对环境的影响，实现可持续发展。这样的电气系统设计不仅有助于降低运营成本，还能在环保和社会责任感方面取得积极的贡献。未来，要引入高效的电动机、传动设备，优化电气系统结构，提高电气设备的能效，降低能耗；建立智能控制系统，通过先进的监测和控制技术实现对电气系统的智能管理，提高运行效率；在生产过程中，对废热和废电进行回收，用于供热或再次转换为电能，提高能源的综合利用效率；也要利用工业互联网和数字化技术，实现电气系统的数字化监测、远程控制，提高管理效率。

参考文献：

[1]孙希静. 建筑电气绿色节能设计评价研究[J]. 能源技术与管理,2020,45(1):150-152.

[2]于博. 浅析大型绿色公共建筑星级评价体系下的建筑电气设计[J]. 山东工业技术,2017(11):97.

[3]何创. 绿色建筑评审电气常见问题分析[J]. 建筑电气,2017,36(10):38-42.

[4]廖梦莹. 浅谈绿色建筑工程的电气设计[J]. 中国新技术新产品,2021(9):117-119.

[5]姚俊国,李臣鹏. 建筑电气绿色节能设计评价研究[J]. 居业,2020(7):56,61.