引言：近年来，伴随着建筑能耗占比持续攀升及“双碳”目标的深入推进，建筑电气节能设计与绿色电气技术成为实现建筑可持续发展的核心环节。当前，如何通过优化系统设计、整合可再生能源及智能化手段提升能源利用效率，已成为行业关注重点。本文围绕建筑电气节能方法与绿色技术应用展开分析，旨在为绿色建筑的高效、低碳运行提供理论支持与实践指导。

1.建筑电气节能设计的方法

1.1照明系统节能设计

光源的选择直接影响照明系统的能效表现，而LED光源因其高光效、长寿命及低能耗特性，已成为现代建筑照明的主流选择。与传统荧光灯、白炽灯相比，LED灯具在相同照度条件下能耗显著降低，且维护频率大幅减少^[1]；而且部分高端LED产品还具备调光调色功能，能够根据使用场景灵活调整光照参数，进一步提升节能潜力。

照明控制策略的优化是实现按需照明的关键。智能控制系统可通过感应器、定时器及网络通信技术对照明设备进行精细化管理。如在走廊、楼梯间等公共区域安装红外或微波感应开关，能够在无人时自动关闭照明，避免无效能耗。办公区域采用分区控制与日光感应调光装置，使照度随自然光强弱自动调节，维持恒定照明水平的同时最大限度减少电力消耗。

1.2空调与动力系统节能

1.2.1设备选型

高效冷水机组、变频泵组及风机等设备的应用，能够显著降低系统运行能耗。变频技术的引入使设备能够根据实际负荷动态调节运行状态，避免传统定频设备在部分负荷下效率低下的问题。热泵系统在适宜气候条件下具有较高能效比，可作为传统空调系统的替代方案。动力设备如电梯、水泵等，选用高效电机并配备变频控制装置，同样能够减少无效能耗。

1.2.2系统运行优化

空调水系统采用大温差小流量设计，可以降低水泵输送能耗。风系统通过变风量（VAV）或变制冷剂流量（VRV）技术，实现按需送风，减少风机能耗。冷冻水、冷却水系统的流量与温度动态调节，能够使主机始终运行在高效区间。动力系统的运行调度应结合建筑使用规律，避免设备长时间低负荷运行或频繁启停造成的能量损失。

1.2.3能量回收技术

热回收型冷水机组在制冷的同时回收冷凝热，用于生活热水或供暖，实现能源的梯级利用；全热交换器在新风系统中回收排风能量，降低新风处理负荷；电梯势能回收装置将制动能量转化为电能回馈电网，减少动力系统的总能耗。这些技术手段使系统在满足功能需求的同时，最大限度减少能源浪费。

2.绿色建筑电气技术的应用策略

2.1可再生能源整合

可再生能源整合是绿色建筑电气技术的重要组成部分，其核心在于将太阳能、风能、地热能等清洁能源高效融入建筑电气系统，实现能源结构的优化与碳排放的降低^[2]。

2.1.1光伏系统

该系统在建筑中的应用形式多样，包括屋顶光伏、光伏幕墙、光伏遮阳构件等。屋顶光伏系统通过支架或直接铺设方式安装，具有安装便捷、发电效率高的特点。光伏幕墙则将光伏组件与建筑外围护结构结合，既满足发电需求，又承担建筑围护功能，实现空间利用最大化。光伏遮阳构件在遮阳的同时产生电能，适用于玻璃幕墙较多的商业建筑。光伏系统的选型需考虑组件转换效率、耐久性及美观性，单晶硅组件因效率较高常用于空间有限的建筑，而薄膜组件则更适合曲面或异形建筑表面。

2.1.2风力发电

小型垂直轴风机因其噪声低、安全性高，适合安装在建筑屋顶或立面。风机选型需关注启动风速、额定功率及抗风能力，同时考虑建筑周边风场分布，避免因湍流影响发电效率。风光互补系统通过光伏与风机的协同运行，能够弥补单一能源的间歇性问题，提升系统整体供电可靠性。

2.1.3地源热泵系统

地源热泵系统利用地下土壤或水体的恒温特性，为建筑提供供暖与制冷。系统设计需进行地质勘察，确定埋管方式与深度，垂直埋管系统适用于土地紧张的城市建筑，水平埋管则更适合郊区或低层建筑。地源热泵与光伏系统的结合，能够进一步降低系统运行能耗，实现近零能耗建筑目标。系统运行中需监测地下温度场变化，避免长期运行导致的热堆积效应。

2.1.4可再生能源并网控制

光伏逆变器需具备最大功率点跟踪（MPPT）功能，以实时调整输出功率匹配光照变化。并网逆变器应满足电网电压、频率及谐波要求，避免对电网造成扰动。储能系统的配置能够平抑可再生能源的波动性，锂电池因其能量密度高、响应速度快，成为主流储能方案。

2.1.5能源管理系统

EMS系统可基于电价信号、天气预报及负荷预测，动态调整储能充放电策略，最大化利用可再生能源^[3]。需求响应功能使建筑能够参与电网调峰，在用电高峰时段减少从电网购电，提升系统经济性。

2.2智能化与数字化管理

2.2.1感知层

感知层设备承担数据采集任务，包括智能电表、环境传感器、设备状态监测装置等。智能电表具备高精度电能计量功能，能够实时监测各回路电流、电压、功率因数及谐波含量，为能效分析提供基础数据。环境传感器采集温湿度、光照度、CO浓度等参数，反映建筑室内环境质量。设备状态监测装置通过振动、温度、声音等信号识别设备运行异常，实现故障预警；传感器选型需考虑测量精度、响应时间及使用寿命。比如无线传感器因安装灵活、布线简便，在改造类建筑中应用广泛。

2.2.2网络层

网络层负责数据传输，采用有线与无线相结合的组网方式。有线网络如RS485、LonWorks、BACnet等协议适用于可靠性要求高的场景，无线网络如ZigBee、LoRa、NB-IoT等则适合分散式设备连接。网络架构设计需兼顾带宽需求、传输距离与抗干扰能力；而且边缘计算节点的部署可在本地完成数据处理，减少云端传输压力，提升系统响应速度。

2.2.3平台层

建筑能源管理系统（BEMS）作为核心平台，整合多源数据，构建建筑能耗模型。数据库技术采用时序数据库存储历史数据，支持快速查询与统计分析。云计算平台提供弹性计算资源，支持大规模数据处理与复杂算法运行。数据清洗与预处理环节去除异常值与噪声，确保分析结果准确性。数据挖掘技术识别能耗模式与节能潜力，为优化决策提供依据。

2.2.4应用层

智能控制模块根据实时数据调节设备运行状态，如空调系统基于室内外温差与人员密度调整送风量，照明系统依据自然光强度与人员活动区域调节亮度。预测控制模块利用机器学习算法预测负荷变化，提前优化设备运行策略。需求响应模块接收电网信号，在高峰时段自动降低非必要负荷，参与电力市场辅助服务。运维管理模块通过设备健康度评估生成维护计划，延长设备使用寿命并降低故障率。

结语：建筑电气节能设计与绿色电气技术的融合应用，是推动建筑领域低碳转型的重要路径。展望未来，伴随着政策引导、技术创新与市场需求的共同驱动，绿色建筑电气技术将向更高效、更智能、更低碳的方向发展，为实现建筑领域“双碳”目标提供坚实支撑。

参考文献：

[1]李露希. 探究绿色建筑设计在民用住宅建筑设计中的应用[J].工程建设与设计,2025,(14):13-15.

[2]李丽红. 光伏新能源技术在建筑电气节能设计中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(16):74-76.

[3]朱亚辉. 探析建筑电气节能设计及技术创新[J].工程建设与设计,2025,(06):48-50.