智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計研究

楊滕 王偉

摘 ?要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)、信息化技術(shù)以及建筑工程技術(shù)的不斷提高，智能化技術(shù)在我國建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，智能化建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展。但是在智能化建筑建設(shè)過程中，在電氣節(jié)能方面仍有不足，造成了資源浪費(fèi)，嚴(yán)重影響了智能化建筑的健康、可持續(xù)發(fā)展。本文首先對我國智能化建筑電氣節(jié)能存在的問題進(jìn)行分析，然后對智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計提出幾點(diǎn)建議，以便相關(guān)設(shè)計人員參考應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能化建筑;電氣;節(jié)能;優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：F407 ??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）02-0000-00

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展以及各種資源與能源的不斷開發(fā)，我國的資源和能源存儲量逐漸減少，部分資源和能源緊缺，因此節(jié)能降耗迫在眉睫。智能化建筑在設(shè)計時考慮了電氣節(jié)能設(shè)計，但是在電氣設(shè)計方面仍存在較多不足，在實(shí)際建設(shè)與應(yīng)用過程中仍有不少電能浪費(fèi)現(xiàn)象，因此需要優(yōu)化智能化建筑的電氣節(jié)能設(shè)計。

1智能化建筑及其電氣節(jié)能概述

1.1智能化建筑概述

所謂的智能化建筑，是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、建筑技術(shù)等將信息管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)等集成到一起，建立建筑自動化系統(tǒng)、辦公智能化系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，為人們創(chuàng)造一個舒服、環(huán)保、安全、智能的建筑環(huán)境。智能化建筑是一種現(xiàn)代化樓宇，借助智能控制系統(tǒng)來管理和控制硬件設(shè)備、光電設(shè)備等。然而由于國內(nèi)目前智能化建筑的智能控制系統(tǒng)尚不完善，具體實(shí)踐還有待提升，導(dǎo)致國內(nèi)許多智能化建筑的控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，未有效發(fā)揮其功能優(yōu)勢。由此可見，只有堅(jiān)持完善智能化建筑的控制系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)，才能推進(jìn)國內(nèi)智能建筑電氣節(jié)能技術(shù)的成熟。

1.2電氣節(jié)能優(yōu)化

不斷發(fā)展的智能建筑對建筑控制系統(tǒng)提出越來越高的要求，智能化節(jié)能控制系統(tǒng)性能會受到多種客觀因素影響，其中最為直接的就是建筑電氣?，F(xiàn)階段我們面對的主要問題，就是如何實(shí)現(xiàn)智能建筑電氣能源消耗的進(jìn)一步減少。在這一過程中，需要得到電氣節(jié)能技術(shù)的支撐，進(jìn)而促使智能控制系統(tǒng)性能在原有基礎(chǔ)上得到真正意義上的提高。對于智能化建筑來說，建筑電氣節(jié)能是其最為關(guān)鍵的內(nèi)容。電氣節(jié)能始終作為基礎(chǔ)存在于建筑電氣工程行業(yè)當(dāng)中，是我國建筑能耗不可缺少的組成部分之一。為促使建筑電氣工程得到進(jìn)一步發(fā)展，我們必須借助必要的措施與手段，實(shí)現(xiàn)智能化電氣節(jié)能技術(shù)的不斷完善與優(yōu)化。其中主要涉及安全系統(tǒng)、光電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)等，通過有效的管理，促使智能化節(jié)能環(huán)保操作實(shí)現(xiàn)對自身作用與價值的最大限度發(fā)揮。

2智能化建筑電氣節(jié)能所存問題分析

2.1照明光源與控制方式不合理

照明系統(tǒng)是智能化建筑各類電器消耗中占比重較大的一項(xiàng)，很多智能化建筑照明度數(shù)、照明光源以及控制方式等設(shè)計不合理，這既影響照明效果，也增加了電能的損耗。比如很多建筑照明系統(tǒng)為24小時無間斷運(yùn)行，建筑電能消耗增加30.00%以上。

2.2智能化電氣設(shè)備質(zhì)量安全監(jiān)管存在漏洞

目前，我國電氣節(jié)能設(shè)備研發(fā)水平處于中等水平，部分電氣設(shè)備實(shí)用性不高，在質(zhì)量安全與電氣節(jié)能設(shè)計技術(shù)方面有待加強(qiáng)。比如在計算電流負(fù)荷時經(jīng)常出現(xiàn)用電數(shù)據(jù)缺失或不準(zhǔn)確的情況，在選擇節(jié)能設(shè)備變壓器時缺乏科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持，節(jié)能設(shè)備變壓器選擇缺乏合理性，最終導(dǎo)致變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低的問題，影響節(jié)能設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3電氣節(jié)能設(shè)計協(xié)調(diào)性不足

在進(jìn)行智能化建筑的電氣節(jié)能設(shè)計時，沒有進(jìn)行科學(xué)、合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，增加電氣節(jié)能控制漏洞，影響節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與運(yùn)行效率，增加了能耗。比如通風(fēng)設(shè)計未能與建筑構(gòu)造相協(xié)調(diào)，從而造成建筑內(nèi)部空調(diào)冷量過高的現(xiàn)象，而且通風(fēng)性差還會影響室內(nèi)及機(jī)械設(shè)備的排風(fēng)散熱，造成冷負(fù)荷而增加空調(diào)的負(fù)荷，加大耗能。

3智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

3.1優(yōu)化設(shè)計原則

3.1.1 節(jié)能降耗原則

節(jié)能降耗是電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的核心原則，是智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計的主要目的，因此在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)該合理選擇節(jié)能設(shè)備材料、節(jié)能方式使智能化建筑電能損耗降到最低。

3.1.2 遵循實(shí)際原則

在制定電氣節(jié)能設(shè)計方案時，應(yīng)先對智能化建筑的規(guī)劃布局、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計等進(jìn)行實(shí)地考察與分析，綜合考慮娛樂設(shè)施、運(yùn)輸通道、照明需要等建筑功能因素，合理評估建筑耗能情況，從實(shí)際出發(fā)設(shè)計電氣節(jié)能的優(yōu)化方案。在保障人們出行、娛樂等正常生活的基礎(chǔ)上確保電氣節(jié)能的安全性、有效性和有序性。

3.1.3 環(huán)保原則

在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計時還應(yīng)充分考慮環(huán)境因素，智能化設(shè)備材料應(yīng)以環(huán)保節(jié)能為主，堅(jiān)持生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念。

3.2優(yōu)化照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

智能化建筑用電系統(tǒng)中占比例最高的為照明系統(tǒng)，因此優(yōu)化照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計十分重要。照明系統(tǒng)的耗能主要與照明時間、照明設(shè)備功耗、照明方式、照明設(shè)備發(fā)光效率、運(yùn)行照明設(shè)備數(shù)量、建筑物總面積等因素有關(guān)，因此可綜合考慮各相關(guān)因素進(jìn)行照明系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計：（1）設(shè)立選擇照明設(shè)備，首選高效的節(jié)能光源設(shè)備，以低功耗、高發(fā)光效率以及長久耐用光源最佳;（2）合理選取光源配件，包括觸發(fā)器、鎮(zhèn)流器、燈管（泡）、燈芯等，選擇光源配件性能好、耐用、功耗低的照明設(shè)備;（3）改進(jìn)照明方式，改進(jìn)照明回路開關(guān)設(shè)計，合理安排照明時間，可選擇聲感應(yīng)、光感應(yīng)等照明控制方式，減少照明浪費(fèi)現(xiàn)象;（4）優(yōu)化建筑物設(shè)計，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮采光因素，通過合理選擇門窗開設(shè)方位以及采用透光性較好的門窗材料以充分利用自然光，設(shè)計照明系統(tǒng)電路時主要選用三相四線方式，促進(jìn)節(jié)能供電的最大化。

3.3優(yōu)化供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

供電系統(tǒng)電能損耗也是智能化建筑電能損耗較大的一部分，因此需要優(yōu)化供電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。在設(shè)計智能化電氣節(jié)能方案時，應(yīng)對建筑物總體用電情況、供配電設(shè)備功率、設(shè)備分布情況以及符合用量等供配電相關(guān)情況進(jìn)行了解與分析，對建筑物的整體供配電情況進(jìn)行合理評估，進(jìn)而選擇合適的高效節(jié)能供配電設(shè)備，在保障建筑物供配電正常的前提下使電能損耗最小化。

（1）合理選擇變壓器，變壓器運(yùn)行過程中的電能損耗在整個供配電電能損耗中占比重最大，在可控的成本投入范圍內(nèi)選擇性能良好、與驅(qū)動負(fù)載相匹配、具有節(jié)能功效的變壓器，合理地分配供配電系統(tǒng)負(fù)載，以降低電能損耗。

（2）合理設(shè)計變電站變壓器工作方式，同個變電站的驅(qū)動變壓器可采取并聯(lián)電路形式，這樣可以根據(jù)供配電系統(tǒng)負(fù)載變化隨時對變壓器投放使用數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，將電能損耗降到最低。

（3）合理選擇供配電電路線路導(dǎo)線材質(zhì)，據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，供配電系統(tǒng)輸入電能中有4.00%為損耗在線路上面：一方面是線路自身因素，如導(dǎo)線材質(zhì)、導(dǎo)線截面等，另一方面是供配電方式。選取導(dǎo)線時，首選電阻值較低的鋁、銅材質(zhì)導(dǎo)線，一、二類建筑物電量負(fù)載較大，在成本允許的情況下應(yīng)以銅質(zhì)導(dǎo)線為主，三類建筑電量負(fù)載較小，可使用鋁質(zhì)導(dǎo)線。同時在線路布局設(shè)計上，應(yīng)將導(dǎo)線長度盡量縮短以減小導(dǎo)線截面，盡可能減少彎路線路設(shè)計，減小電能耗損。

3.4優(yōu)化供水等設(shè)備

優(yōu)化供水、空調(diào)、通風(fēng)以及電梯設(shè)備的電氣節(jié)能設(shè)計，在智能化建筑中供水、空調(diào)、通風(fēng)以及電梯等設(shè)備的耗電量也是比較大的，應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能優(yōu)化。

（1）供水設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：供水系統(tǒng)應(yīng)選擇節(jié)能環(huán)保、無負(fù)壓作用的設(shè)備，在節(jié)能的同時還具有凈化水質(zhì)作用;

（2）空調(diào)設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：空調(diào)功率高、耗電量大，應(yīng)選節(jié)能環(huán)保型、選擇運(yùn)行效率高的空調(diào)設(shè)備，例如水源熱泵式空調(diào)，同時根據(jù)實(shí)際環(huán)境合理設(shè)置工作模式，防止電能損耗過度;

（3）通風(fēng)節(jié)能優(yōu)化：在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮通風(fēng)因素，然后根據(jù)建筑整體電能資源使用情況、風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)要求與使用環(huán)境條件合理選取風(fēng)機(jī)設(shè)備。

（4）電梯設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：應(yīng)選取性能、節(jié)能效果、安全性、質(zhì)量等方面優(yōu)良的空調(diào)設(shè)備，并選取功率與型號相符的電機(jī)驅(qū)動設(shè)備，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)盡量設(shè)計小機(jī)房安裝。

3.5優(yōu)化節(jié)能材料的選擇

電能為不可再生能源，因此應(yīng)注意節(jié)能材料的選擇，一方面，在設(shè)計智能化建筑電氣裝修方案時應(yīng)選取節(jié)約型、環(huán)保型的新型材料;另一方面，應(yīng)充分開發(fā)并利用可再生的清潔能源，比如熱能、風(fēng)能、太陽能等，將其應(yīng)用在耗能大、功率高的大型設(shè)備中，減少設(shè)備對電能的過度依賴，節(jié)約電能資源。

4結(jié)語

智能化建筑為建筑行業(yè)未來發(fā)展的重點(diǎn)，在其發(fā)展過程中必須重視電氣節(jié)能設(shè)計，不斷進(jìn)行智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，如照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、空調(diào)、電梯、通風(fēng)設(shè)備等，并且遵循環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)效益型、實(shí)際性以及節(jié)能降耗原則，使智能化建筑電氣的電能損耗最低化，促進(jìn)我國智能化建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張劍.智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計問題分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（03）：295.

[2]曾小陽.智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)分析[J].科技風(fēng)，2013（16）：156.

[3]肖峻.智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2015（11）：107.

[4]許青青.智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計[J].山西建筑，2014（11）：223-225.

收稿日期：2019-05-20

作者簡介：楊滕（1988—），男，山東濟(jì)寧人，本科，工程師，研究方向：電氣工程及自動化。

Research on Energy-saving Optimization Design of Intelligent Building Electrical

YANG Teng， WANG Wei

（Jining Architectural Design and Research Institute， Jining Shandong ?272000）

Abstract： With the development of China's economic construction， information technology and construction engineering technology， intelligent technology has been widely used in China's construction industry， and the intelligent construction industry has developed rapidly. However， in the process of intelligent building construction， there are still some shortcomings in electrical energy conservation， resulting in waste of resources and affecting the healthy and sustainable development of intelligent buildings. This paper first analyzes the problems existing in China's intelligent building electrical energy conservation， and then puts forward some suggestions for the intelligent building electrical energy optimization design.?So that the designers can refer to the application.

Keywords： intelligent building; electrical; energy saving; optimization design