基于智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

劉釗　唐振宇

摘要：智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)系著智能建筑的節(jié)能水平和安全性能，因此對(duì)其進(jìn)行研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。文章首先闡述了智能化建筑及智能化建筑電氣設(shè)計(jì)的概況，然后對(duì)智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)，在此基礎(chǔ)上提出了提高智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)水平的方法及建議。

關(guān)鍵詞：智能化建筑；電氣設(shè)計(jì)；電氣節(jié)能；優(yōu)化設(shè)計(jì)；節(jié)能水平；安全性能 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU855 文章編號(hào)：1009-2374（2017）01-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.057

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)各行各業(yè)都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，尤其是建筑業(yè)，一直保持著高速發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)。智能化建筑是建筑業(yè)未來(lái)的主要發(fā)展方向，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷提高，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。在智能化建筑電氣設(shè)計(jì)中，落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，提高建筑的節(jié)能水平及安全性能，將有利于推動(dòng)建筑業(yè)的良性發(fā)展。

1 智能化建筑的概述

智能化建筑與傳統(tǒng)建筑相比有很大的區(qū)別，主要是融入了現(xiàn)代智能技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)利用這些先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行建筑管理，并對(duì)公共安全系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化組合。智能化建筑的發(fā)展與科技進(jìn)步密切相關(guān)，這種建筑形式在我國(guó)發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快，在現(xiàn)階段，仍然是以學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)為主，在具體應(yīng)用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，比如系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、操作復(fù)雜等，因此我們有必要對(duì)智能化建筑的一些技術(shù)及管理問(wèn)題進(jìn)行深入研究，尤其是在電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，對(duì)保障智能化建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常有益。

2 智能化建筑電氣的概述

計(jì)算機(jī)技術(shù)及智能化技術(shù)的快速發(fā)展，從根本上改變了傳統(tǒng)建筑業(yè)的發(fā)展模式，智能化建筑開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)建筑，成為建筑業(yè)的主要發(fā)展方向，并對(duì)我們的生活產(chǎn)生深刻影響。在智能化建筑中，電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。區(qū)別于傳統(tǒng)建筑業(yè)的電氣系統(tǒng)，智能化建筑中能夠利用智能系統(tǒng)來(lái)對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)電氣系統(tǒng)的能耗進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，通過(guò)調(diào)整系列參數(shù)來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，并保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定。智能化建筑的智能控制系統(tǒng)能最大程度地發(fā)揮出電氣設(shè)備的節(jié)能功效，從而避免資源浪費(fèi)，保障建筑安全。簡(jiǎn)單而言，智能化建筑類(lèi)似于是由各種智能設(shè)備構(gòu)建而成的一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)，智能化建筑的電氣系統(tǒng)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，通過(guò)利用智能化技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與控制，以此來(lái)保障建筑安全，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

3 智能化建筑電氣的節(jié)能現(xiàn)狀

我國(guó)智能化建筑經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展雖然取得了很大的進(jìn)步，但在節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方面仍然存在不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)在變壓器選擇不當(dāng)、照明光源選擇不當(dāng)、電氣監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行不合理、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷、輔助設(shè)施安裝不到位及缺乏全面的質(zhì)量安全監(jiān)督等方面，這些問(wèn)題對(duì)智能化建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了很大影響，造成建筑電氣設(shè)計(jì)難以達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，在一定程度上阻礙了智能化建筑的發(fā)展。

變壓器選擇不當(dāng)?shù)母驹蚴窃趯?duì)智能化建筑進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有準(zhǔn)確計(jì)算用電負(fù)荷或是用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不完全，導(dǎo)致變壓器選擇過(guò)大，造成變壓器的運(yùn)行效率低下。照明光源選擇不當(dāng)主要是由于照明制度設(shè)計(jì)不規(guī)范造成的，這將會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)。目前，在一些大型公共建筑中，電氣監(jiān)控設(shè)備通常都是24小時(shí)不間斷運(yùn)行，相比普通建筑，這類(lèi)智能化建筑的用電量會(huì)超出30%，造成電力資源浪費(fèi)。大型智能化公共建筑存在的問(wèn)題是比較多的，一些單位出于自身利益的考慮，在這類(lèi)建筑中沒(méi)有安裝在線(xiàn)檢測(cè)及監(jiān)控設(shè)備，導(dǎo)致智能化系統(tǒng)功能不完善，影響了建筑電氣的節(jié)能效果。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷主要表現(xiàn)為在一些智能化建筑中，由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致空調(diào)冷量超出標(biāo)準(zhǔn)，一些中央空調(diào)的運(yùn)行制度不合理，智能通風(fēng)不暢，空調(diào)冷耗量過(guò)大等。輔助設(shè)施安裝不到位主要體現(xiàn)在供暖通風(fēng)系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)方面，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，如果供暖系統(tǒng)設(shè)備及給排水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行方式設(shè)計(jì)不合理，將會(huì)導(dǎo)致能耗大幅度增加，嚴(yán)重影響節(jié)能效果。在質(zhì)量監(jiān)督方面，由于當(dāng)前我國(guó)智能化建筑還處在初級(jí)發(fā)展階段，缺乏完善的質(zhì)量監(jiān)督制度，也缺乏有針對(duì)性的監(jiān)督措施，再加上設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)有待提高，因此，這也在一定程度上影響了智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的水平。由此可知，對(duì)智能化建筑電氣進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是很有必要的，其目的就是為了提高電能使用效率，避免資源浪費(fèi)，保障建筑運(yùn)行安全。

4 智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則

對(duì)智能化建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的就是為了減少建筑電氣設(shè)備的能源消耗，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的的同時(shí)，為人們提供良好的生活和工作環(huán)境，滿(mǎn)足人們的日常需求。建筑電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)從建筑電氣設(shè)備布局、用電負(fù)荷核算、建筑電氣設(shè)備特點(diǎn)等方面進(jìn)行綜合考慮，通過(guò)研究制定出科學(xué)合理的優(yōu)化節(jié)能方案，保障電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。因此，從整體上來(lái)說(shuō)，智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：首先，要保障建筑安全，保障人們能夠正常使用建筑并能夠得到良好的服務(wù)；其次，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮節(jié)能運(yùn)行的成本，通過(guò)選擇合理的節(jié)能方式及選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備及材料，來(lái)進(jìn)行成本控制；最后，智能化建筑的運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)充分考慮各種節(jié)能因素，盡最大可能地降低能源消耗，通過(guò)選擇合理的節(jié)能手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的，提高能源使用效率。

5 智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析

5.1 優(yōu)化供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是智能化建筑電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵，在進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)首先就要考慮對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)智能建筑供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)主要考慮兩個(gè)因素：一是各種用電設(shè)備如何進(jìn)行布局；二是各種用電設(shè)備都有什么樣的特點(diǎn)。具體而言，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，從供配電布線(xiàn)、用電電壓、用電設(shè)備功率、負(fù)荷容量及用電設(shè)備布局等方面進(jìn)行綜合考慮。首先，是要選擇最為合適的供配電節(jié)能設(shè)備，從源頭上減少能源消耗；其次，由于在供電系統(tǒng)中變壓器的電能損耗較大，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)考慮變壓器負(fù)載問(wèn)題，應(yīng)在盡量降低成本的情況下，選擇與驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力相互匹配的變壓器，合理分配變壓器的負(fù)載，以此來(lái)減少電能消耗。設(shè)計(jì)人員在對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要考慮到滿(mǎn)足用戶(hù)的日常用電需求，保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上選擇能源消耗最少的節(jié)能設(shè)備以及最為合適的變壓器，盡最大可能地降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

5.2 對(duì)供水、空調(diào)以及通風(fēng)電氣進(jìn)行優(yōu)化

除了供電系統(tǒng)以外，智能化建筑的通風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)都是設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)考慮的能夠降低能耗的地方，建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，合理選擇風(fēng)機(jī)、水泵及空調(diào)等各種用電設(shè)備。通風(fēng)系統(tǒng)在智能化建筑中是非重要的，而風(fēng)機(jī)通常都是大功率的耗能設(shè)備，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的風(fēng)機(jī)，這樣就不僅保障了智能化建筑中有良好的空氣環(huán)境，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。供水系統(tǒng)在智能化建筑中的重要性是不言而喻的，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇那些既節(jié)能環(huán)保又能夠凈化水質(zhì)的設(shè)備，這樣不僅可以滿(mǎn)足用戶(hù)的用水需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能目的，通常情況下應(yīng)選擇無(wú)壓供水裝置?？照{(diào)系統(tǒng)是智能化建筑中電能消耗量較大的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員在選擇空調(diào)設(shè)備時(shí)要充分考慮各種因素，盡量選擇那些節(jié)能環(huán)保、零排放的空調(diào)，在現(xiàn)階段，一般情況都選擇水源熱泵空調(diào)，這種空調(diào)相比其他空調(diào)更為節(jié)能。

5.3 優(yōu)化照明系統(tǒng)

在智能化建筑中，照明系統(tǒng)的能耗很大，而照明系統(tǒng)是具有最大節(jié)能優(yōu)化空間的系統(tǒng)。由于燈具的型號(hào)和種類(lèi)非常多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，在控制運(yùn)行成本的情況下，選擇那些能夠節(jié)約電量的智能化燈具，選擇能夠減少能源浪費(fèi)的聲控開(kāi)關(guān)。另外，在設(shè)計(jì)智能化建筑的過(guò)程中，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮采光情況，盡可能地多利用自然光，這樣不僅可以提高建筑物室內(nèi)的自然照明程度，提高自然光的利用效率，還能夠減少能源消耗。

5.4 充分利用其他再生資源

考慮利用再生資源是進(jìn)行建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。目前，能夠利用的再生資源主要為太陽(yáng)能和風(fēng)能，因此，在進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在建筑物中增加能夠利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的設(shè)備，減少那些能耗較高的用電設(shè)備，提高再生資源的利用效率。智能建筑的室內(nèi)裝宜采用各種節(jié)能產(chǎn)品，而建筑物的外墻也應(yīng)多采用節(jié)能材料，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的，也能夠提高建筑物的質(zhì)量，為用戶(hù)提供更好的生活及工作環(huán)境。

5.5 提升工程系統(tǒng)的控制水平

除了優(yōu)化供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及充分利用可再生資源外，智能建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的另外一個(gè)方面就是要提高建筑工程系統(tǒng)的控制水平。智能化建筑設(shè)的智能控制能力是體現(xiàn)其設(shè)計(jì)水平的一個(gè)重要標(biāo)志，通過(guò)利用工程系統(tǒng)來(lái)對(duì)空氣溫度、濕度、風(fēng)力、風(fēng)速等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不僅能為用戶(hù)提供舒適、方便的生活環(huán)境，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。除此之外，通過(guò)利用工程控制系統(tǒng)，對(duì)各種用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使各種用電設(shè)備都維持在最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，這樣不僅能夠保障用電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，也能夠最大程度地降低能源損耗。智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的，涉及到很多方面的內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮各種因素，通過(guò)深入研究，來(lái)制定最為合理的設(shè)計(jì)方案，不斷提高工程系統(tǒng)的控制水平，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)正大力建設(shè)兩型社會(huì)，隨著人們節(jié)能環(huán)保理念的不斷提升，人們對(duì)建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)必將會(huì)更加關(guān)注。智能化建筑是建筑業(yè)未來(lái)的主要發(fā)展方向，因?yàn)橹悄芑ㄖ谌肓爽F(xiàn)代科技，能為人們提供更加舒適、更加方便的生活環(huán)境和工作環(huán)境。對(duì)智能建筑電氣進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常重要的工作，不僅能夠提高智能化建筑的設(shè)計(jì)水平，也能夠提高能源使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。智能化建筑電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，在工作過(guò)程中落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，在為人們?cè)O(shè)計(jì)出舒適便利的建筑的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：劉釗（1985-），男，河北石家莊人，中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院工程師，碩士，研究方向：電氣設(shè)計(jì)；唐振宇（1987-），男（土家族），湖南長(zhǎng)沙人，中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：電氣設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：王 波）