建筑電氣設(shè)備自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)研究

王天從

（廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361000）

0 前言

節(jié)能減排和降耗已成為建筑行業(yè)發(fā)展核心，是設(shè)備自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的根本要求，隨著節(jié)能技術(shù)在電氣設(shè)備建造上的運(yùn)用，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備在建設(shè)工程中的有效運(yùn)用，減少設(shè)備運(yùn)行中的能耗。對(duì)于技術(shù)人員來說，要在保證設(shè)備自動(dòng)化功能正常實(shí)現(xiàn)的情況下，合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，確保設(shè)備節(jié)能效益良好，為節(jié)能技術(shù)結(jié)合到電氣設(shè)備自動(dòng)控制中提供借鑒。

1 實(shí)施建筑電氣設(shè)備自動(dòng)化的重要性

當(dāng)前建筑電氣設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)在我國還處于初步階段，由于開發(fā)商節(jié)能環(huán)保意識(shí)薄弱，使得我國建筑節(jié)能管理發(fā)展緩慢，為了加大對(duì)建筑物能耗的管理控制，應(yīng)采用節(jié)能設(shè)備進(jìn)行通信、電氣施工等[1]。提高設(shè)備節(jié)能效益是促進(jìn)建筑業(yè)良好發(fā)展的關(guān)鍵，例如實(shí)時(shí)控制通風(fēng)、采暖、空調(diào)、變電、排水有關(guān)設(shè)備的運(yùn)作情況，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)，在充分利用設(shè)備的同時(shí)達(dá)到節(jié)約能源的目的。為了加強(qiáng)電氣設(shè)備節(jié)能效果，需要在設(shè)備控制中，采用傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)通訊技術(shù)、控制技術(shù)，突出節(jié)能技術(shù)運(yùn)用優(yōu)勢，為電氣設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展提供條件。由此可知，節(jié)能技術(shù)的使用對(duì)提高建筑電氣設(shè)備的自動(dòng)化程度、提高節(jié)能環(huán)保效益有著重要作用。尤其是先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高了節(jié)能工程設(shè)計(jì)水平，建設(shè)單位應(yīng)積極運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，在實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)控制的條件下，確保電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，盡可能降低能源消耗。

2 節(jié)能化技術(shù)運(yùn)用思路

建設(shè)工程施工實(shí)踐中，由于環(huán)境因素的影響和功能要求限制，需要建筑設(shè)備體現(xiàn)出多樣化、自動(dòng)化特點(diǎn)，并且要根據(jù)設(shè)備功能特點(diǎn)進(jìn)行有效的節(jié)能控制。

2.1 優(yōu)化配電設(shè)計(jì)

要想實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)有效性，需要從配電設(shè)計(jì)角度出發(fā)，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮多種因素進(jìn)行建筑配電設(shè)計(jì)，堅(jiān)持實(shí)用性原則，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行效能良好，滿足電子設(shè)備電能需要。在構(gòu)建建筑物配電體系時(shí)，應(yīng)從終端設(shè)備布置情況著手，進(jìn)行線路容量、鋪設(shè)方案的合理設(shè)計(jì)，促使電力系統(tǒng)體現(xiàn)出較高使用價(jià)值。同時(shí)還要控制電氣設(shè)備的負(fù)荷容量，加大電量分配的控制，只有保證節(jié)能控制和電能分配科學(xué)性的前提下，才能建立節(jié)能型配電系統(tǒng)，抑制風(fēng)險(xiǎn)因素。

2.2 提高電氣運(yùn)行效率

通常來講，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電氣設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要運(yùn)用功能完善的節(jié)能設(shè)備，將節(jié)能理念落實(shí)到建筑工程施工中，并能提高電氣運(yùn)行效益。并且采用適當(dāng)?shù)墓?jié)能策略，能夠減少傳輸過程中的線路損耗，充分發(fā)揮有功功率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。從現(xiàn)階段配電設(shè)計(jì)情況來看，大多數(shù)設(shè)計(jì)者傾向于結(jié)合工程實(shí)際，優(yōu)化調(diào)節(jié)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，遵循適用性和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化原則，構(gòu)建運(yùn)行效果良好的電力系統(tǒng)，保證節(jié)能技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，為建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展加以保障。

2.3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念

建筑電氣設(shè)備的自動(dòng)化設(shè)計(jì)已成為建筑必然趨勢，在保證運(yùn)行安全的前提下，要求落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，提高整個(gè)建筑物的運(yùn)行環(huán)保性和穩(wěn)定性。要求電氣設(shè)備協(xié)調(diào)使用，將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備設(shè)計(jì)中，采用新型設(shè)計(jì)理念，提高電力系統(tǒng)控制智能化水平。今后建筑電力系統(tǒng)建設(shè)都要圍繞節(jié)能目標(biāo)，優(yōu)化并提高運(yùn)行效率，在保證室內(nèi)環(huán)境符合人們居住要求的同時(shí)，將各個(gè)設(shè)備調(diào)控到最佳狀態(tài)。例如從用戶實(shí)際需求出發(fā)，需要加大對(duì)照明功率的實(shí)時(shí)調(diào)控，設(shè)定自動(dòng)啟動(dòng)按鈕等，同時(shí)考慮到排水系統(tǒng)、電梯等運(yùn)行時(shí)需要大量電能，因此要將節(jié)能技術(shù)結(jié)合到這類系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)技術(shù)和節(jié)能目標(biāo)。

3 建筑電氣設(shè)備自動(dòng)化中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

3.1 照明系統(tǒng)的節(jié)能控制

進(jìn)行建筑電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意到照明系統(tǒng)電能消耗較大，在整個(gè)建筑能耗中占據(jù)較大比重，是節(jié)能控制中的不穩(wěn)定因素，因此有必要加大對(duì)照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的研究，采取智能控制及實(shí)時(shí)控制兩種方式，確保電能資源科學(xué)配置。從應(yīng)用實(shí)際反饋情況看，當(dāng)前建筑電能系統(tǒng)節(jié)能方面大多采取智能控制措施。智能控制實(shí)施中，主要利用計(jì)算機(jī)設(shè)備的輔助作用，分別設(shè)計(jì)系統(tǒng)單元、輸入輸出單元，構(gòu)建完整的節(jié)能系統(tǒng)[2]。另外智能化繼電器增加了面板功能，滿足多線路實(shí)時(shí)控制目的，能實(shí)現(xiàn)各部分照明系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。還要合理設(shè)計(jì)公共干線，確保線路信息及時(shí)傳遞，為電能資源科學(xué)配置提供條件，有助于優(yōu)化系統(tǒng)操作，為照明系統(tǒng)統(tǒng)一管理和系統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。對(duì)于建筑配電系統(tǒng)來講，在突出建筑節(jié)能優(yōu)勢方面有著重要意義，完成建筑施工后，需要根據(jù)用電需要設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)，并增設(shè)傳感器對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)管，如果線路出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出告警信號(hào)，避免短路、高溫等故障造成設(shè)備損壞。還可設(shè)計(jì)電量計(jì)量控制系統(tǒng)，當(dāng)某時(shí)間段的電量超出設(shè)定值后將發(fā)出告警信號(hào)。節(jié)能技術(shù)運(yùn)用到照明系統(tǒng)中是當(dāng)前建筑領(lǐng)域主要考慮問題，對(duì)整個(gè)建筑物節(jié)能效益的提高有著實(shí)際意義。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用

在空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)適當(dāng)利用水源與地源熱泵技術(shù)，進(jìn)行這類技術(shù)控制時(shí)，能結(jié)合建筑物室內(nèi)溫度來調(diào)控空調(diào)系統(tǒng)的功率，是節(jié)約能源的重要措施。夏季淺層水溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)，熱泵技術(shù)將利用水和空氣的載體作用，通過熱量傳播實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)室外熱量的交換，進(jìn)而達(dá)到降低建筑室內(nèi)溫度的目的，發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行功能。冬季建筑室內(nèi)溫度較低，可通過熱泵技術(shù)提升內(nèi)部溫度，能達(dá)到保溫目的，提高溫度調(diào)控效果[3]。無論是水源或是熱泵技術(shù)，都是由終端系統(tǒng)、水源系統(tǒng)和空調(diào)主機(jī)組成的，配合使用節(jié)能技術(shù)，能提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率。這類節(jié)能手段在建筑工程中應(yīng)用較廣泛，實(shí)際運(yùn)用原理為：控制系統(tǒng)在數(shù)字控制器作用下收集溫度信號(hào)，利用傳感器調(diào)控?zé)岜檬褂脿顟B(tài)來判斷用水情況。如果顯示水量過多或過小時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來保障設(shè)備可靠使用，充分發(fā)揮空調(diào)設(shè)備在室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)上的作用。

3.3 控制變風(fēng)量有關(guān)技術(shù)

變風(fēng)量控制技術(shù)主要運(yùn)用在空調(diào)系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)量來進(jìn)行其他參數(shù)的控制，相對(duì)來講節(jié)能效果較好。這一控制系統(tǒng)包括變風(fēng)量控制機(jī)組和終端設(shè)備，前者主要用于空調(diào)設(shè)備中風(fēng)速的調(diào)節(jié)，終端設(shè)備分析收集的信號(hào)進(jìn)行空調(diào)風(fēng)門控制，在節(jié)約能源方面應(yīng)用效果良好，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的?，F(xiàn)階段，空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)、排水自動(dòng)化是建筑物中主要電氣系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)發(fā)揮其監(jiān)控功能，保證建筑物運(yùn)行中的節(jié)能效果較好。如安全防控系統(tǒng)中配置報(bào)警器和監(jiān)測器等，及時(shí)找出故障問題，為整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。同時(shí)應(yīng)重視配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在保證用電安全基礎(chǔ)上保證能源的充分利用，尤其對(duì)于用電量較大的設(shè)備，要對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)控，在提高建筑物節(jié)能效益的同時(shí)，形成有效的建筑物功能系統(tǒng)。

4 結(jié)論

綜上所述，建筑電氣設(shè)施自動(dòng)化是建筑行業(yè)未來發(fā)展主流趨勢，相應(yīng)的會(huì)帶來較大能源消耗，無法保證行業(yè)持續(xù)發(fā)展。因此國內(nèi)研究學(xué)者加大了對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)作業(yè)中節(jié)能技術(shù)運(yùn)用的研究，旨在減少能源損耗，利用最小成本獲取最大效能，在節(jié)能技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，使其滿足建筑施工要求，促進(jìn)建筑電氣設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的有效運(yùn)用，在完成建筑施工任務(wù)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)約能源、控制成本的目的。