電氣自動化技術在智能建筑中的應用研究

張英超

摘 要：文章通過對現(xiàn)代智能建筑電氣自動化技術以及進行分析，明確智能建筑電氣設計的主要原則和具體的設計方案，提高建筑電氣效果。現(xiàn)代智能建筑為人們提供更加舒適方便的生存空間，但是由于我國建筑能源消耗是發(fā)達國家建筑能源消耗的3-4倍，導致我國社會經(jīng)濟的發(fā)展對能源資源的需求量持續(xù)擴張。為了能夠有效緩解能源需求與供應之間的矛盾，必須要通過恰當?shù)姆绞絹頊p少能源資源的消耗，這樣才能夠保證我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：智能建筑；電氣自動化技術；應用分析

中圖分類號：TU855 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0160-02

Abstract： Based on the analysis of modern intelligent building electrical automation technology， this paper clarifies the main principles and specific design scheme of intelligent building electrical design， and improves the electrical effect of the building. Modern intelligent buildings provide people with more comfortable and convenient living space. However， the energy consumption of buildings in China is 3-4 times as much as that in developed countries， which leads to the continuous expansion of the demand for energy resources in the social and economic development of our country. In order to effectively alleviate the contradiction between energy demand and supply， it is necessary to reduce the consumption of energy resources in an appropriate way， so as to ensure the sustainable development of social economy in our country.

Keywords： intelligent building； electric automation technology； application analysis

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種現(xiàn)代化的智能建筑不僅能夠為人們提供智能化的生活空間，而且也能夠節(jié)約能源資源，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在智能建筑中，電機系統(tǒng)包括電梯、空調(diào)、通風、照明、給排水、以及變配電等相關系統(tǒng)，所以通過對電機系統(tǒng)進行合理的優(yōu)化，能夠促進資源節(jié)約，保證智能建筑電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1 智能建筑電氣自動化技術的應用原則

1.1 滿足建筑物的使用

無論選擇什么樣的智能電氣自動化技術方案，最主要的就是要保證建筑物的功能正常使用，必須滿足建筑物基本的功能和要求才能夠進行設計，避免單純的為了追求而破壞建筑物原本的使用功能。

1.2 滿足經(jīng)濟效益的原則

在建筑電氣設計的過程中，應該充分考慮經(jīng)濟效益，避免為了設計而忽視經(jīng)濟效益，導致舍本逐末的問題。另外在建筑設計的同時還應該采用先進的、經(jīng)濟的、合理的技術設計方案，不能為了追求建筑電氣的采用昂貴的材料，不僅會增加電氣設計的成本，造成過高的投資，而且也無法充分發(fā)揮出建筑電氣的應用需求。

1.3 減少能量消耗

在智能建筑電氣設計的過程中，必須要減少不必要的能量消耗，只有這樣才能夠真正起到減排的作用。例如在設計的過程中應該盡可能的采用自然光線來代替人造光線，選擇具有效果的燈具等，保證建筑物的基本構造和功能實現(xiàn)。

還應該滿足經(jīng)濟效益和切實節(jié)省能源消耗的原則，在實際設計的過程中要判斷哪些能量消耗是不必要的，然后根據(jù)需求進行恰當?shù)脑O計。在智能建筑電氣自動化技術的過程中，應該通過科學合理的方案來有效減少建筑電氣自動化技術的能量消耗。如果沒有對相關問題進行重點把握，例如建筑給排水設備，運輸設備以及相關電氣設備的用電量進行恰當?shù)姆治觯苋菀讓е鹿╇娫O備的可靠性受到影響。在智能建筑照明與動力干線設計時，為了保證照明效果，必須要將照明配電系統(tǒng)與動力干線系統(tǒng)進行有效區(qū)別。

隨著智能建筑的快速發(fā)展也逐漸呈現(xiàn)出超高化密集化的態(tài)勢，所以必須要保證智能建筑的整體安全性，例如提高建筑墻體的抗震性能，保證燈具和配電屏的穩(wěn)定性，加強安全的控制，這樣才能夠滿足智能建筑電氣的設計。

2 智能建筑電氣自動化技術具體的設計

2.1 變壓器的設計

為了保證變壓器的正常運行，要充分的考慮變壓器的運行條件，將成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑變壓器的選擇時應該以低能耗材質(zhì)的高效變壓器為主，保證變壓器的負荷率在最佳狀態(tài)的70%-85%左右。由于受到季節(jié)性負荷，很容易導致電能質(zhì)量受到影響，所以可以設置專用的變壓器來應對季節(jié)性的負荷變化，實現(xiàn)靈活投切，保證變壓器經(jīng)濟運行，避免由于輕載運行而造成能源損耗。例如在夏季空調(diào)負荷比較大，所以可以使用單獨的變壓器作為空調(diào)變壓器，通過這樣能夠充分發(fā)揮出空調(diào)的季節(jié)性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經(jīng)濟效益。

在現(xiàn)代智能建筑中，各種動力設備對于能源資源消耗量非常大，所以必須要通過加強動力設備的設計，有效減少能源資源的消耗。在智能建筑電氣自動化技術中，最主要的就是根據(jù)智能建筑物整體的負荷特性進行分析，結合電機的實際工作環(huán)境以及負荷特點來選擇合適的電動機，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”的問題，保證電動機的能源資源消耗與實際要求相一致。此外在應用智能建筑電氣自動化技術的過程中，必須要避免出現(xiàn)電機輕載或空載運行的情況，應該改進智能建筑動力設備的控制方式，例如采用變頻調(diào)速器，在負載的情況下通過變頻的方式自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，保證與負載的變化相適應，提高電動機輕載時的運行效率和運行質(zhì)量。通過電動機無功功率就地補償?shù)姆绞綄﹄妱訖C的負載情況，進行就地補償。例如對于遠距離供電的電動機，可以通過電動機無功功率就地補償裝置的方法來減少電動機的能耗，可以通過三臺單相電容器使得電容器之間的連接與電動機繞組保持一致，電容器和電動機之間也不需要安裝設備開關，就能夠有效提高電動機的運轉(zhuǎn)效率，實現(xiàn)的效果[1]。

2.2 樓宇自動化

建筑設備自動化系統(tǒng)包括建筑物管理系統(tǒng)，安保系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)等，建筑物管理系統(tǒng)主要針對建筑物內(nèi)部的供電供水，消防供熱等設備進行實時的監(jiān)控，通過對電子設備運行的整體故障進行分析，也能夠及時的做出相應的調(diào)整，保證各部分的電子元器件運行的整體效率。另外安保系統(tǒng)主要針對門禁系統(tǒng)，防火防盜以及出入口警衛(wèi)等進行恰當?shù)墓芾?，通過運用身份識別技術，遙感技術和閉路電視共同組建了身份信息識別的管理系統(tǒng)，可以有效的針對外來訪問人員進行身份識別，避免不法分子進入到建筑內(nèi)部。而能源管理系統(tǒng)最主要的就是，針對建筑物內(nèi)部的實時空間環(huán)境進行探測感知，通過對于能源進行自動化的管理，可以保證室內(nèi)的環(huán)境更加符合人類居住的需求，也能夠減少能源資源的消耗，最大限度上保障建筑的整體利益[2]。在智能建筑中通過運用通信自動化技術，能夠保證各個單元之間進行自動信息的傳達，提高了智能建筑信息處理的效率。例如通過對于語言圖像文字數(shù)據(jù)之間的智能傳輸，可以及時的將信息告知業(yè)主，完成各種操作。

2.3 減少線路損耗

在電力傳輸過程中，由于各種各樣的因素，所以線路損耗無法避免，但是可以通過恰當?shù)脑O計來減少線損。當電流從線路中流通時，由于不同的線路材質(zhì)以及負荷會造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網(wǎng)的功率因數(shù)得到全面提升，選擇更好的材質(zhì)，盡可能減少線路中的電阻，避免電網(wǎng)無功功率。

在降低線損的過程中，必須要合理的規(guī)劃線路路徑，通過減少跨越長度的方式能夠減少電能損耗，這就要求在建筑電氣線路設計的過程中，必須要對走線情況進行充分的了解和把握，制定出合理的線路，避免為后續(xù)的施工造成影響。

通過增大線路截面積、利用季節(jié)協(xié)調(diào)線路負荷的方式來減少線路損耗。增加導線截面能夠保護在流量熱穩(wěn)定，而且也能夠有效減少線損，在季節(jié)性供電線路中通過對空調(diào)使用線路或者供暖使用線路進行改造，并且作為日常使用電路，在春秋季節(jié)不供暖，不使用空調(diào)時能夠減少線路降低電阻。

2.4 提升功率因數(shù)

提升功率因數(shù)是降低線路損耗的重要手段在電氣系統(tǒng)設計的同時，要對用電設備的有功損耗進行判斷，首先提高設備自然功率因數(shù)，可以避免超前無功的需求，例如在采用功率因數(shù)較高的等容量同步電機可以代替異步電動機，或者是將兩種電動機同步運行減少損耗。

要想避免線路上的無功傳輸，則應該通過安裝無功補償裝置的方式來達到降耗的目的，另外對于小容量或者是斷續(xù)負載使用變壓器來說，應該在低壓側進行集中補償，在使用補償裝置時應該盡可能避免過補償?shù)膯栴}，否則很容易導致能源浪費。

2.5 照明的設計

在現(xiàn)代智能建筑中照明的設計可以直接有效的減少能源資源消耗。在照明系統(tǒng)設計時，必須要保證足夠的照明數(shù)量和質(zhì)量，也能夠避免產(chǎn)生熱損耗和電損耗，通過將自然光源與人工光源進行合理的應用，滿足設計場所的實際使用要求，對建筑內(nèi)外的自然光線進行充分的設計，通過選擇低能耗的燈具，或者是改進燈具的控制方式，做到人走燈滅，這樣也可以減少能源消耗。

在照明設計時必須要與綠色照明理念進行結合，除了需要保證照明效果之外，還應該滿足人們在照明環(huán)境中的心理舒適感受，保證使用者的身心健康，避免照明光度過強或者過弱，影響人們的正常使用。在照明工程設計時，必須要與建筑人員進行溝通與協(xié)調(diào)，充分運用現(xiàn)有的資源和技術，最大程度上滿足設計改造，保證經(jīng)濟效益和使用效益相結合。

2.6 運用新型技術，減少電能消耗

從目前來看，集中式供電由于發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模比較大而且距離用戶的位置非常遠，這樣就導致在電力運輸?shù)倪^程中增加了電力的損耗，而通過改進供電方式，采用分布式供電技術，可以更加近距離的進行供電，并且獨立的輸出電熱或者冷系統(tǒng)，通過分布式供電的方式能夠有效降低電能的損耗，而且由于分布式技術，發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模比較小，可以及時的針對系統(tǒng)運行進行調(diào)控與維護，保證電氣更加的靈活，而且通過分布式供電也能夠充分的運用可再生能源發(fā)電，實現(xiàn)了電力能源的節(jié)約。由于電氣在運行的過程中分為高峰期和波谷期，通常來說用電高峰處于白天而在夜間用電需求量急劇下降，可以通過積蓄夜間的供電電能來為白天波谷期提供支持，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)電氣功能的質(zhì)量和效率。

3 結束語

隨著智能建筑普遍增多，對于智能建筑電氣設計的要求也在不斷完善，只有通過恰當?shù)姆绞秸_設計配電系統(tǒng)，選擇合適的電氣產(chǎn)品，改造或者更換低效率的設備，來通過科學的方式實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的安全管理，這樣才能夠保證資源的合理利用，提高現(xiàn)代建筑電氣自動化技術的整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1]楊勇.電氣自動化在智能建筑中的應用[J].科技風，2018（31）：159.

[2]劉耀聰.電氣工程及其自動化技術在智能建筑中的應用分析與探討[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（40）：59.