智能化建筑中電氣節(jié)能問(wèn)題及其優(yōu)化的探討

葛良玉

（徐州機(jī)電技師學(xué)院，江蘇 徐州 221132）

人與建筑、人與能源都有著密切的關(guān)聯(lián)性，建筑可以給人類搭建起一座座承載著家庭幸福的房屋，而能源能夠給予人類賴以生存的全部資源。伴隨著經(jīng)濟(jì)的繁榮，城市化不斷發(fā)展，雕梁畫(huà)棟、層臺(tái)累榭式的建筑已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)。智能化的發(fā)展為建筑提供了更多的可能，但同時(shí)也讓建筑領(lǐng)域消耗了更多的能源，尤其是電能。照明、空調(diào)、高層供水、排風(fēng)等等，任何有利于為人類提供舒適生活環(huán)境的系統(tǒng)都要依托在電力上完成，所以導(dǎo)致建筑能源的消耗越來(lái)越嚴(yán)重。為此，在科學(xué)發(fā)展觀的引領(lǐng)下，優(yōu)化智能化建筑的電氣節(jié)能系統(tǒng)至關(guān)重要。[1]

1 智能化建筑的概述

建筑是通過(guò)人工建造的產(chǎn)物，大部分的建筑物包括兩個(gè)方面，其一是房屋建筑，其二是工程建筑，例如高架橋等。而智能化建筑，是一種新型的現(xiàn)代建筑形式，他能科學(xué)合理地設(shè)置建筑物的服務(wù)、管理與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。為了能保障建筑施工效率和質(zhì)量，以及為業(yè)主提供舒適、方便、安全的居住環(huán)境，往往需要不斷地優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)，進(jìn)行合理的投資分配，在建筑的成果中滲透智能化設(shè)備，從而進(jìn)一步優(yōu)化建筑的功能性。[2]

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，智能化建筑已經(jīng)是現(xiàn)代社會(huì)中最普遍存在的建筑物，早期的樓宇可視設(shè)備是智能化建筑的一種，如今智能電器的深度融入也代表著智能化建筑入戶化。但是，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的智能化建筑的起步時(shí)間較晚，伴隨著我國(guó)地產(chǎn)行業(yè)攻城略地般的發(fā)展，智能化建筑的粗狂式滲透也帶來(lái)了巨大問(wèn)題，尤其是電氣能源的浪費(fèi)。如何解決電氣能源的浪費(fèi)，突破建筑領(lǐng)域的發(fā)展瓶頸，推動(dòng)建筑的綠色和諧發(fā)展是現(xiàn)階段每一個(gè)奮斗在建筑領(lǐng)域基層的電氣工程師應(yīng)該去思索的問(wèn)題。

2 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性

2.1 社會(huì)背景上的必要性

綠色環(huán)保是全球經(jīng)濟(jì)在發(fā)展中共同追求的最高理想，任何經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都是基于能源的損耗?，F(xiàn)階段非可再生能源損耗數(shù)值急劇升高，資源存儲(chǔ)量急劇下降，甚至很多地球能源的存儲(chǔ)量趨向于消失的臨界值。新能源的開(kāi)發(fā)利用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上消耗，因此非可再生能源的爭(zhēng)搶勢(shì)必成為未來(lái)地球上的每個(gè)國(guó)家都會(huì)參與的一場(chǎng)“沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)”?！伴_(kāi)源節(jié)流”告訴我們?cè)诜强稍偕茉吹貌坏接行А伴_(kāi)源”的情況下，對(duì)其進(jìn)行合理的“節(jié)流”不容忽視。智能化建筑的發(fā)展，以及城市化建設(shè)的不斷擴(kuò)張使得電氣能源面臨著巨大的損耗。基于此，在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的大背景下，智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新具有不容忽視的必要性。[3]

2.2 電能節(jié)約上的必要性

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年電力損耗值高達(dá)1000 億度，為此我國(guó)大力探索和開(kāi)發(fā)了新能源，諸如太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源雖然尚未達(dá)到廣泛應(yīng)用，也能進(jìn)入千家萬(wàn)戶之中，為人們的生活提供便利。為此大部分的智能設(shè)備都需要依靠電能達(dá)到運(yùn)行，包括智能冰箱、智能掃地機(jī)器人等等，智能電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新對(duì)于電能的節(jié)約不容小覷。

3 智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1 智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)原則分析

智能化電氣節(jié)能優(yōu)化工作不是一蹴而就的，也不是片面簡(jiǎn)單的，而是具有較大工程量的綜合性工作。為了將智能電氣節(jié)能最優(yōu)化，在設(shè)計(jì)智能電氣節(jié)能工作時(shí)需要遵循一定的原則。首先是效益最大化原則。智能化建筑是開(kāi)發(fā)商公司的盈利產(chǎn)品，為此在進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到環(huán)保的社會(huì)效益以及開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益，以謀求效益最大化。換言之，在進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化工作時(shí)，不僅要考慮到電氣的節(jié)能還應(yīng)該考慮到電器設(shè)備的成本、人工成本等等。比如，在優(yōu)化智能建筑設(shè)計(jì)中的照明系統(tǒng)時(shí)，不能為了節(jié)能而過(guò)多增設(shè)節(jié)能性照明設(shè)備，而不考慮照明設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)成本。另外，進(jìn)行優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，為了減少電氣能源的浪費(fèi)，應(yīng)該根據(jù)建筑物的實(shí)用面積去選擇合理的空調(diào)匹數(shù)，并且還要考慮與大功率設(shè)備相匹配的變壓器，雙重考慮節(jié)能與成本，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)與節(jié)能雙贏的目的。其次是可行性原則。在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，任何設(shè)備的增減、任何環(huán)節(jié)的優(yōu)化都應(yīng)該具有可行性，從而真正落實(shí)電氣節(jié)能優(yōu)化工作。[4-6]

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

首先，優(yōu)化應(yīng)用智能電氣系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)的優(yōu)化。電力系統(tǒng)在維持人們?nèi)粘５纳钪邪l(fā)揮了重要作用，生活中處處都可見(jiàn)。例如，人們?yōu)榱嗽诤锏玫綔嘏?，為了躲避炎熱的夏天，?huì)在室內(nèi)安裝空調(diào)、取暖器、風(fēng)扇等家電；為了追求更加便利的生活，人們會(huì)購(gòu)買(mǎi)智能電視、智能空調(diào)、自動(dòng)洗碗機(jī)、甚至是自動(dòng)升降的晾衣架、自動(dòng)開(kāi)關(guān)的窗簾等等，伴隨著環(huán)境質(zhì)量的降低，加濕器、空氣凈化器等也列入了家庭的選擇。由此，伴隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的追求，家中電器的數(shù)量也隨之增加，所需要使用的電力越來(lái)越多，相應(yīng)的電源能耗也就隨之增大，系統(tǒng)的供電負(fù)擔(dān)不斷增強(qiáng)，優(yōu)化供配電系統(tǒng)勢(shì)在必行。而優(yōu)化電力系統(tǒng)的方式不勝枚舉，比如從電器設(shè)備入手，市場(chǎng)上的智能電器設(shè)備種類豐富，而電氣設(shè)計(jì)師應(yīng)該深入市場(chǎng)，合理地從多個(gè)角度對(duì)比，最終篩選出最適合智能化建筑的節(jié)能設(shè)備，從根源上進(jìn)行能耗的節(jié)約。[7]另外，有條件的智能化建筑在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒已有的經(jīng)驗(yàn)，在樓頂安裝光伏發(fā)電項(xiàng)目，為改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出努力。同時(shí)，智能樓宇的電網(wǎng)層次比較廣泛，從變電站出發(fā)到達(dá)小區(qū)控制中心的配電房，再到智能電表的樓宇控制器，最后達(dá)終端用戶，這過(guò)程中還實(shí)現(xiàn)為電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)，為小區(qū)特殊情況的用電進(jìn)行儲(chǔ)能等等，所以為了節(jié)約電能的消耗，應(yīng)該做到線路間的短與直，力求最大程度提高供電系統(tǒng)的工作效率。[8]

其次，對(duì)建筑物內(nèi)部各系統(tǒng)的優(yōu)化制?？梢哉f(shuō)，無(wú)論是傳統(tǒng)的建筑物還是現(xiàn)代社會(huì)的智能化建筑，照明系統(tǒng)都是必須存在的。萬(wàn)家燈火，街市燈火通明，絢麗奪目的燈光讓城市的晚上變得更加的熱鬧，也足以說(shuō)明城市的繁榮和家庭的溫暖幸福，而這些都需要照明系統(tǒng)作為保障。一盞燈看似不起眼，但千萬(wàn)盞燈集中在一起就能夠呈現(xiàn)出美麗的景象，當(dāng)然其能源消耗量跟其數(shù)量也是呈現(xiàn)正比的，對(duì)此照明能源消耗問(wèn)題不容忽視，并且在進(jìn)行智能化建筑設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮節(jié)能問(wèn)題，將耗能轉(zhuǎn)換成節(jié)能。例如在采光設(shè)計(jì)方面，為了達(dá)到采光好，盡可能在白天里利用好自然光，以達(dá)到節(jié)能的目的。另一方面，在為智能化建筑投入照明設(shè)備時(shí)，應(yīng)從眾多的燈具類別中選擇能耗低、質(zhì)量好的產(chǎn)品，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)成本和能耗成本同時(shí)降低的目的。為了讓家庭變得冬暖夏涼，空調(diào)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，一般來(lái)說(shuō)風(fēng)機(jī)是大功率耗能設(shè)備，為此在進(jìn)行智能化建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該依照實(shí)際需求選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的風(fēng)機(jī)。同樣，對(duì)于供水設(shè)備的選擇上也應(yīng)該遵循最優(yōu)化原則，依照實(shí)際情況選擇無(wú)壓供水設(shè)施，最大程度地節(jié)約能源。[9-10]

最后，無(wú)論是智能化建筑還是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)都是系統(tǒng)性的工程，工程復(fù)雜性是難以一言以蔽之的，建立科學(xué)合理的管理制度勢(shì)在必行。只有統(tǒng)籌管理，才能對(duì)電能運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，從而準(zhǔn)確監(jiān)控用電設(shè)備的全運(yùn)行，同時(shí)還能最大程度上為節(jié)能設(shè)備的選擇提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而做足統(tǒng)籌管理的準(zhǔn)備。

總而言之，對(duì)智能化建筑而言，智能控制要求十分嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能不光是智能化建筑最基本的內(nèi)容，同時(shí)也是最重要的內(nèi)容，所以在建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中既要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，同時(shí)也要體現(xiàn)智能化建筑的高節(jié)能、低能耗。優(yōu)化電氣節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)我國(guó)建筑的可持續(xù)發(fā)展有著巨大的助推作用，可以進(jìn)一步提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)便利生活的同時(shí)，也落實(shí)了環(huán)保與節(jié)能。在智能化建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該始終將“綠色”作為貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)的理念，將“節(jié)能”視為工作之本，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，確保智能化建筑與電氣節(jié)能環(huán)保相融合，以此來(lái)推動(dòng)智能化建筑向可持續(xù)道路上發(fā)展。實(shí)現(xiàn)人們高質(zhì)量的生活水平的同時(shí)，也達(dá)到了智能建筑節(jié)能的目的，為可持續(xù)發(fā)展增添一份力量。