基于智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的探究

郭馮媛

（江西省環(huán)球建筑設(shè)計院 江西南昌 330038）

引言

由于我國不斷推進(jìn)城市化進(jìn)程，并大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保理念，使得智能化建筑得以推廣，且對智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計也提出了更高的要求。本文旨在論述智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計策略，以推動智能化建筑的快速發(fā)展。

1 智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計的必要性

目前，雖然風(fēng)能、太陽能等新型能源已逐漸運(yùn)用到建筑電氣工程中，但新型能源仍處于投入使用的摸索階段，以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷，而智能化建筑的主要能耗就是電氣能耗。相關(guān)統(tǒng)計證明，建筑耗能在我國的整體能耗中，占據(jù)相對較大的比重，而電氣能耗位居首位。因為我國近幾年才時興智能化建筑的相關(guān)節(jié)能技術(shù)，實踐經(jīng)驗嚴(yán)重不足，且仍未有規(guī)范的建筑電氣節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以致建筑電氣節(jié)能在其運(yùn)行中存在很多不足，耗能量也相對較大。

由于國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)以及工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，這也在一定程度上增加了能源的耗能量，特別是建筑消耗，一直居于首位，并呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，使得人們高度重視降低建筑耗能的問題。此外，能源消耗引起的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，且已嚴(yán)重威脅到人們的日常工作及生活。為了改善生活環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，優(yōu)化建筑電氣節(jié)能變得更加重要。

2 智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計準(zhǔn)則

2.1 節(jié)能應(yīng)優(yōu)先尊重環(huán)境保護(hù)

由于能耗會帶來環(huán)境污染，使得人們越來越重視環(huán)境，節(jié)能優(yōu)化要以環(huán)保為核心。建筑節(jié)能設(shè)計的目的是實現(xiàn)綜合效益及提高能源利用率，有效利用先進(jìn)技術(shù)，選擇安全可靠、節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)化方案。此外，還應(yīng)選擇合適的節(jié)能設(shè)備，并嚴(yán)控節(jié)能成本，以確保在預(yù)期成本范圍內(nèi)，實現(xiàn)最佳節(jié)能效果。

2.2 節(jié)能應(yīng)在確保建筑基本功能的情況下開展

智能化建筑是為了給人們提供更好、更完整的生活服務(wù)而開發(fā)的，所以在節(jié)能優(yōu)化時，必須考慮節(jié)能設(shè)計是否會影響建筑的正常使用，例如，休閑娛樂設(shè)施及運(yùn)輸通道暢通等節(jié)能設(shè)計的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 節(jié)能應(yīng)盡量減少能源損耗

優(yōu)化建筑的節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)先總結(jié)和實現(xiàn)建筑基本功能無關(guān)的各種耗能方式，然后再結(jié)合建筑的實際情況，選擇合理的節(jié)能方式。無用耗能通常包括變壓器損耗及傳輸電纜的線路耗能等，這種耗能量相對較多，且對實現(xiàn)建筑功能沒有任何幫助，是利用建筑能源的一大損失。

2.4 節(jié)能應(yīng)與實際的經(jīng)濟(jì)效益相吻合

投入使用的節(jié)能技術(shù)應(yīng)充分考慮其成本，不能為了追求節(jié)能、高效而一味加大投資，使得建筑的開發(fā)成本不斷增加。所以，電氣設(shè)計師在優(yōu)化節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)著重考慮設(shè)備材料應(yīng)用及節(jié)能方式選擇，以盡量實現(xiàn)成本控制及節(jié)能性能優(yōu)化。

3 智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計面臨的技術(shù)問題

雖然我國關(guān)于智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計的投入很多，但其在實際的使用中仍未達(dá)到預(yù)期效果，仍然有很多急需解決的問題。比如：①質(zhì)量安全監(jiān)督不嚴(yán)謹(jǐn)，這是因為電氣工程師實施節(jié)能優(yōu)化的過程中，技術(shù)應(yīng)用方面仍缺少實踐性，以致建筑電氣中的節(jié)能技術(shù)的實用性較低。②使用設(shè)備時，智能化建筑缺少智能化、自動化的電氣設(shè)備及其他附加設(shè)施使用，且我國仍未有較為成熟的研究，所以實施優(yōu)化方案時會因為使用設(shè)備受限制而不能發(fā)揮節(jié)能的最佳效果。③我國現(xiàn)階段在總體規(guī)劃智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計時，協(xié)調(diào)工作缺少綜合性，也沒有科學(xué)性的優(yōu)化方案，以致真正實施節(jié)能設(shè)計時達(dá)不到預(yù)期效果，也未實現(xiàn)盡量降低能耗的目標(biāo)。

4 智能化建筑電氣節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計策略

4.1 開發(fā)利用可再生資源

由于電能是不可再生的資源，那么其使用就有所限制，所以，開發(fā)利用熱能、太陽能等新型能源特別重要。建筑的節(jié)能設(shè)計，應(yīng)充分考慮其可再生特點，以減少使用耗能大、功率高的設(shè)備，并消除對電能的依賴性；此外，智能化建筑電氣的設(shè)計裝修過程中，其墻體及裝飾物都可選擇新型環(huán)保節(jié)約型材料，以降低電能功耗，使其節(jié)能效果得以提高。

4.2 優(yōu)化供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

制定智能化建筑用電節(jié)能設(shè)計時，一定要整體把握用電設(shè)施的布局分配、負(fù)荷容量及功率大小等信息，以此為基礎(chǔ)，選擇恰當(dāng)、合理的節(jié)能供配電設(shè)備，保證用電設(shè)備正常工作的同時，最大限度地降低能耗的損失。

因為供配電系統(tǒng)的主要損耗是變壓器損耗，那么節(jié)能優(yōu)化設(shè)計就可從變壓器著手實施。①要根據(jù)變壓器實際的負(fù)載情況，將負(fù)載在可控的成本范圍內(nèi)進(jìn)行合理分配，再選擇符合驅(qū)動負(fù)載能力的變壓器，以充分發(fā)揮變壓器的作用，盡量降低能耗損失；②還應(yīng)將同一變電站的各變壓器進(jìn)行并聯(lián)，讓其以并聯(lián)的方式進(jìn)行工作，并按照其實際負(fù)載及時調(diào)整變壓器的投放量；③還可通過降低輸電線路的電能損耗來完成智能化建筑的電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，線路的電能損耗在輸入電能中的比重約為4%，導(dǎo)致線路電能損耗的主要原因是線路導(dǎo)線截面及供電方式。節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的過程中，可選擇諸如鋁、銅材料等電阻率值比較低的導(dǎo)線，若符合經(jīng)濟(jì)節(jié)約等相關(guān)要求，則可在負(fù)載量較大的建筑中選擇銅導(dǎo)線，在負(fù)載量較小的建筑中選擇鋁導(dǎo)線；此外，布局線路的過程中，應(yīng)盡量減少導(dǎo)線長度，且需避免相對較彎的線路。

4.3 優(yōu)化建筑的供水系統(tǒng)、電梯、空調(diào)機(jī)通風(fēng)建設(shè)的電氣節(jié)能設(shè)計

設(shè)計建筑電氣時，不能忽略供水系統(tǒng)、電梯、空調(diào)及通風(fēng)的用電量。選擇的電梯，其型號、功率應(yīng)與其電機(jī)驅(qū)動相互匹配，并應(yīng)盡量安裝在小機(jī)房內(nèi)；通風(fēng)設(shè)計，應(yīng)結(jié)合風(fēng)機(jī)等設(shè)備的參數(shù)，在考慮電能不同的需求量的情況下，選擇性價比相對較高且合適的設(shè)備；優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能時，應(yīng)充分考慮其功率高、耗電量大等特點，選擇環(huán)保、節(jié)能的水源熱泵式空調(diào)，因為其污染小且運(yùn)行效率高，使用空調(diào)時，應(yīng)設(shè)定合理的工作模式，以避免過度損耗電能；設(shè)計供水系統(tǒng)時，選擇的供水設(shè)備應(yīng)無負(fù)壓作用，因為其節(jié)能環(huán)保并能凈化水質(zhì)。

4.4 優(yōu)化建筑照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

照明的用電量在建筑用電中占據(jù)的比重最大，所以可通過優(yōu)化照明系統(tǒng)實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能。建筑照明設(shè)施的用電量與其發(fā)光效率、照明方式、照明設(shè)備數(shù)量、照明時間、建筑總面積及設(shè)備功率等緊密相連，所以，優(yōu)化照明系統(tǒng)：①選擇高效節(jié)能的照明設(shè)備，特別要選擇耐用、發(fā)光效率高及功耗低的光源設(shè)備；②選擇諸如觸發(fā)器、鎮(zhèn)流器等光源的附加元器件時，應(yīng)優(yōu)先考慮性能好、功耗低的設(shè)備；③照明時間的分配要合理，并利用聲音、光線等感應(yīng)控制開關(guān)來控制照明回路，以防止照明浪費；此外，設(shè)計建筑時，應(yīng)充分發(fā)揮自然光的作用，且門窗及玻璃的透光性要強(qiáng)，設(shè)計的照明系統(tǒng)電路也要以三相四線為主，進(jìn)而最大限度地實現(xiàn)節(jié)能供電。

5 結(jié)束語

綜上所述，智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計是我國建筑電氣未來的發(fā)展趨勢。因此，智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計時，需綜合考慮各領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)性，從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等方面出發(fā)，設(shè)計節(jié)能環(huán)保并滿足人們生活需求的電氣方案，以體現(xiàn)智能化建筑高性能、低能耗的特點，真正實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約。