摘要：随着城市化进程和人民生活质量的改善，我国建筑耗能总量也逐年增大，其中高耗能建筑比例与建筑节能状况落后是导致这种现状的主要原因；因此在建筑设计中积极有效的采取节能环保措施一方面能促进环保工作的深入进行，保障经济建设的可持续性健康发展，一方面能在满足居民需求的情况下，减少居民的生活开支，进一步提高居民生活质量。
关键词：建筑电气；节能环保；光伏系统；
一、建筑电气设计简述
在党的十六届五中全会将“建筑资源节约型，环境友好型社会”作为基本国策，并提到前所未有高度的背景下，建筑设计的节能环保要求越来越高，这对建筑电气设计也提出了更高的要求，要在现有设计基础上进行改进使建筑电气设计达到更节能环保的效果，我们有必要首先了解建筑电气设计的特点。
（一）建筑电气设计的特点
建筑电气设计的新要求是在贯彻国家节能环保政策的基础上，保证安全可靠，技术先进、经济合理。一般而言，其设计具有以下四个特点。
首先，根据建筑的使用功能合理确定负荷的用电等级；根据各专业提供的设备功率和建筑面积进行负荷计算，准确计算出用电负荷，确定变配电设备、线缆，确保变压器、电缆等处于经济运行状态设备，以防止出现设备功率过剩，浪费投入或者功率不足，无法安全运行等情况。
其次，合理设计供配电系统，协调高低压线路，控制供电半径，做到分项分类合理配电，在确保安全可靠基础上，保障不同用电系统的正常运行。
再次，建筑电气照明设计，在考虑照明照度和效果的基础上，还要求我们更多的考虑节能环保要求。除了基本的自熄、延时控制、自动控制外，智能控制也逐渐在电气照明中开始应用。
最后，由于建筑设备对雷击防护的要求越来越高，在设计时，我们必须做好防雷接地的设计。
以上四点，是建筑电气设计的基本要求；而节能环保为我们带来了新的要求，需要我们严肃对待。
（二）节能环保对建筑电气设计的要求
首先，节能环保的要求应该是以人为本，在满足居民健康、适用、高效的前提下，最大限度地节约资源，减少能源消耗，所以我们绝不能因为强调节能环保而让电气系统无法满足建筑物的用电需求。无法保证建筑的使用功能。因此无论再怎么降低供电容量，室内的照度、温度等相关指标必须得到保证；此外，一些特殊的工艺要求，如展厅的工艺照明等，也应考虑设计到位。
其次，节能与环保设计必将带来额外的初期投入，这虽然能一定程度上从建筑投入运行后节省的能源上得到回收，但还是需要进行综合考虑，合理选型使系统达到最经济的条件，切不能盲目追求节能环保，导致投资难以回收。
最后，节能与环保需统筹结合，合理规划。节能需以环境保护为目的，使用先进的技术，提高资源利用效率，减少综合污染；环保需以节能为基础，绝不能为了顾及环保而盲目增加初期投资，导致节能规划无法按预期进行。
二、建筑电气光伏系统的应用价值与实现方案设计
从上面的讨论不难发现，建筑电气设计中的节能环保要求是每个设计人员必须面对，长期探讨与研究的课题。而在节约环保方面，对于新能源的利用，特别是光伏系统的出现，为我们提出了一个有效的解决措施。
（一）建筑电气光伏系统的应用价值
太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，光伏系统将太阳能转化为电能，与常规电能相比较，不仅有安全可靠、不受资源分布地域限制、无需消耗燃料等优点，满足了节能要求；而且其清洁、对环境不产生任何污染，又能有效实现环保要求。
建筑电气光伏系统利用了建筑外墙结构，通过简单地安装并使用太阳能电池板，就能够有效利用太阳能，实现了太阳能的合理利用，对节能环保意义重大。而现在发展起来的“光伏发电与建筑物集成化”（BIPV）技术，已能够让我们将建筑设计与光伏发电系统很好地结合在一起了。
这一技术一方面不会占用城市土地，而且还能分担建筑对电能需求；另一方面还能减少夏季阳光对室内的直射，降低空调系统的制冷负荷，值得我们合理选择利用。
（二）建筑电气光伏系统的实现方案设计
1、光伏发电系统的设计
光伏发电系统，指的就是太阳能发电系统，根据其安装方式，可分为附加型光伏系统和一体化光伏系统，前者的光伏组件简单地附着在建筑结构表面，安装方便，且费用也较低，但会显著增加建筑物的负载，且一定程度上出现了重复建设，浪费了资源；后者与建筑本体融合，直接集成到外墙结构上，不影响美观也不会出现重复建设的问题，但增加了工期，且大幅提高了初期投资。
总之，光伏发电系统的选用需要我们在设计初期，根据实际情况做出合理的取舍。
2、光伏系统电气部分的设计
电气设计的主要内容包括以下几个方面。
首先，我们应根据实际情况，确定光伏系统是并网还是独立的，再确定电池组的装机容量。JCJ203-2010行业标准，即《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》详细规定了两种光伏系统的应用范围，根据结合该标准根据实际选取即可。而电池组的容量确定根据系统选取的不同，稍有差异。并网系统的电池组容量需根据当地电网的容量进行选择，其最大装机容量即是在所有可安装光伏方阵的位置安装上电池板后的容量。独立系统的电池组容量需根据用电负荷进行确定。
其次，我们还应合理进行光伏方阵的设计。第一，根据设计容量和组件类型来确定安装的位置和具体方式；第二，根据逆变器和光伏组件的相关参数，确定光伏组串的内部串联数；第三，在确定了内部串联数的基础上，根据逆变器和组串的容量确定组串并联数。需要注意的是，必须保证同一组串内，各组件的工作电流离散性应在±3%的范围内，且方阵的安装位置与倾角应在保证太阳能最大化利用的同时，降低风力灾害对系统的影响。
再次，在直流线路以及设备的配置选择上，应注意相关的设计要求。第一，直流线路应保证具有足够的耐压性与载流量，且线路损耗购销，在额定功率下，电压损失不超过3%；第二，设备的配置上，我们必须在满足行业标准的前提下，选购合格的产品，具体而言，需购买的设备包括光伏组件、接线箱、配电柜、逆变器、检测装置，对于独立光伏系统，还需配备蓄电池等设备。
最后，在配置了合适的设备，进行了合理的直流线路设置后，我们还应该认真处理防雷与接地系统，对配电室进行科学的设计。对防雷系统而言，直击雷和感应雷都应该考虑到，一般而言，可通过装设避雷带或避雷针来避免直击雷引发的过高电压，而感应雷的危害则通过安装在主回路和集线箱避雷元件来避免。而接地系统的设置必须与其他系统的接地统一安排，且采用最小的接地阻值来进行接地。配电室的设计应符合《民用建筑电气设计规范》。
3、电气光伏系统与建筑系统的集成
建筑电气光伏系统不是一个独立的系统，它的结构设计是很重要的一方面，能有效保证其与建筑物的有效继承。这需要我们综合考虑建筑系统主体的安全性以及电气光伏系统的安全性，并通过合理的措施提高系统效率。
首先，光伏系统对建筑而言，本身就是一个额外负荷，尤其是对附加型光伏系统而言，在进行设计时，必须对建筑物进行载荷演算，以保证其安全性；而光伏系统本身的安全性，又受到建筑系统外形的影响，对附加型而言，必须有足够的抗风雪能力，对于一体式光伏系统，又必须综合考虑建筑本体的气密性、保温性等性能。
其次，系统的效率虽然和系统内部组件的质量和效率有关，但积极进行维护工作，减少设备的故障率，也是我们需要考虑的一个重要问题。一方面在施工时我们必须以各种手段优化布线与连接，减少电能损耗，一方面我们有必要加大维护力度，积极进行设备清理、检修等工作。
结束语
建筑电气的节能与环保设计，意义重大，然而其涉及面广、工作量大，短时间内难以有效进行。建筑电气光伏系统是解决这一问题的有效措施，一方面不会占用额外的空间资源，一方面在投入运行之后，能短时间内产生良好的经济效益，以回收初期投资。不难发现，这一系统应用前景非常广阔，而且随着其技术的发展，还能与各种智能电网系统、智能管理系统相结合，进一步降低电网的供电压力，并保障国家经济建设的迅猛发展。
参考文献：
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