智能化建筑中電氣節(jié)能問題及其優(yōu)化的探討

葛良玉

摘 要 21世紀以來，我國社會發(fā)展逐步趨于城市化，經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展勢必會帶來一定的能源損耗，而世界能源的極度匱乏及持續(xù)發(fā)展理念地不斷進步，使得節(jié)能環(huán)保、綠色建筑成為城市化進程的主要方向之一。智能化建筑的快速發(fā)展不僅需要消耗傳統(tǒng)建筑行業(yè)的能源，對電力能源的需求也在急劇增加?；诖耍嵘姎饽茉聪到y(tǒng)運轉(zhuǎn)效率，優(yōu)化電氣系統(tǒng)統(tǒng)籌管理制度對智能化建筑向綠色環(huán)保方向發(fā)展有著重要意義。

關(guān)鍵詞 智能化建筑 電氣節(jié)能 節(jié)能優(yōu)化

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0011-02

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)濟的繁榮，城市化不斷發(fā)展，雕梁畫棟、層臺累榭式的建筑已經(jīng)遠遠不能滿足高速發(fā)展的現(xiàn)代社會。智能化的發(fā)展為建筑提供了更多的可能，但同時也讓建筑領(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越嚴重。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

建筑是通過人工建造的產(chǎn)物，大部分的建筑物包括兩個方面，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，進行合理的投資分配，在建筑的成果中滲透智能化設(shè)備，從而進一步優(yōu)化建筑的功能性。[2]

隨著科學(xué)技術(shù)的進步與經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，智能化建筑已經(jīng)是現(xiàn)代社會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)達國家相比，我國的智能化建筑的起步時間較晚，伴隨著我國地產(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了巨大問題，尤其是電氣能源的浪費。如何解決電氣能源的浪費，突破建筑領(lǐng)域的發(fā)展瓶頸，推動建筑的綠色和諧發(fā)展是現(xiàn)階段每一個奮斗在建筑領(lǐng)域基層的電氣工程師應(yīng)該去思索的問題。

2 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性

2.1 社會背景上的必要性

綠色環(huán)保是全球經(jīng)濟在發(fā)展中共同追求的最高理想，任何經(jīng)濟的發(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，資源存儲量急劇下降，甚至很多地球能源的存儲量趨向于消失的臨界值。新能源的開發(fā)利用也遠遠趕不上消耗，因此非可再生能源的爭搶勢必成為未來地球上的每個國家都會參與的一場“沒有硝煙的戰(zhàn)爭”。“開源節(jié)流”告訴我們在非可再生能源得不到有效“開源”的情況下，對其進行合理的“節(jié)流”不容忽視。智能化建筑的發(fā)展，以及城市化建設(shè)的不斷擴張使得電氣能源面臨著巨大的損耗?；诖耍诂F(xiàn)代社會發(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，我國每年電力損耗值高達1000億度，為此我國大力探索和開發(fā)了新能源，諸如太陽能、風能等新能源雖然尚未達到廣泛應(yīng)用，也能進入千家萬戶之中，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到運行，包括智能冰箱、智能掃地機器人等等，智能電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新對于電能的節(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)計智能電氣節(jié)能工作時需要遵循一定的原則。首先是效益最大化原則。智能化建筑是開發(fā)商公司的盈利產(chǎn)品，為此在進行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計時必須要考慮到環(huán)保的社會效益以及開發(fā)商的經(jīng)濟效益，以謀求效益最大化。換言之，在進行電氣節(jié)能優(yōu)化工作時，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)計中的照明系統(tǒng)時，不能為了節(jié)能而過多增設(shè)節(jié)能性照明設(shè)備，而不考慮照明設(shè)備的購買成本。另外，進行優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計時，為了減少電氣能源的浪費，應(yīng)該根據(jù)建筑物的實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，最終達到經(jīng)濟與節(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。例如，人們?yōu)榱嗽诤锏玫綔嘏?，為了躲避炎熱的夏天，會在室?nèi)安裝空調(diào)、取暖器、風扇等家電;為了追求更加便利的生活，人們會購買智能電視、智能空調(diào)、自動洗碗機、甚至是自動升降的晾衣架、自動開關(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越多，相應(yīng)的電源能耗也就隨之增大，系統(tǒng)的供電負擔不斷增強，優(yōu)化供配電系統(tǒng)勢在必行。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，市場上的智能電器設(shè)備種類豐富，而電氣設(shè)計師應(yīng)該深入市場，合理地從多個角度對比，最終篩選出最適合智能化建筑的節(jié)能設(shè)備，從根源上進行能耗的節(jié)約。[7]另外，有條件的智能化建筑在進行電氣節(jié)能設(shè)計時可以借鑒已有的經(jīng)驗，在樓頂安裝光伏發(fā)電項目，為改善能源結(jié)構(gòu)、保護生態(tài)環(huán)境做出努力。同時，智能樓宇的電網(wǎng)層次比較廣泛，從變電站出發(fā)到達小區(qū)控制中心的配電房，再到智能電表的樓宇控制器，最后達終端用戶，這過程中還實現(xiàn)為電動汽車提供充電服務(wù)，為小區(qū)特殊情況的用電進行儲能等等，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，對建筑物內(nèi)部各系統(tǒng)的優(yōu)化制?？梢哉f，無論是傳統(tǒng)的建筑物還是現(xiàn)代社會的智能化建筑，照明系統(tǒng)都是必須存在的。萬家燈火，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，但千萬盞燈集中在一起就能夠呈現(xiàn)出美麗的景象，當然其能源消耗量跟其數(shù)量也是呈現(xiàn)正比的，對此照明能源消耗問題不容忽視，并且在進行智能化建筑設(shè)計時要充分考慮節(jié)能問題，將耗能轉(zhuǎn)換成節(jié)能。例如在采光設(shè)計方面，為了達到采光好，盡可能在白天里利用好自然光，以達到節(jié)能的目的。另一方面，在為智能化建筑投入照明設(shè)備時，應(yīng)從眾多的燈具類別中選擇能耗低、質(zhì)量好的產(chǎn)品，最終達到經(jīng)濟成本和能耗成本同時降低的目的。為了讓家庭變得冬暖夏涼，空調(diào)走進了千家萬戶，一般來說風機是大功率耗能設(shè)備，為此在進行智能化建筑設(shè)計時，應(yīng)該依照實際需求選擇經(jīng)濟實用的風機。同樣，對于供水設(shè)備的選擇上也應(yīng)該遵循最優(yōu)化原則，依照實際情況選擇無壓供水設(shè)施，最大程度地節(jié)約能源。[9-10]

最后，無論是智能化建筑還是電氣節(jié)能設(shè)計都是系統(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)合理的管理制度勢在必行。只有統(tǒng)籌管理，才能對電能運行的數(shù)據(jù)進行收集，從而準確監(jiān)控用電設(shè)備的全運行，同時還能最大程度上為節(jié)能設(shè)備的選擇提供精準數(shù)據(jù)，從而做足統(tǒng)籌管理的準備。

總而言之，對智能化建筑而言，智能控制要求十分嚴格，實現(xiàn)電氣節(jié)能不光是智能化建筑最基本的內(nèi)容，同時也是最重要的內(nèi)容，所以在建筑電氣設(shè)計過程中既要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，同時也要體現(xiàn)智能化建筑的高節(jié)能、低能耗。優(yōu)化電氣節(jié)能設(shè)計對我國建筑的可持續(xù)發(fā)展有著巨大的助推作用，可以進一步提高能源的利用率，實現(xiàn)便利生活的同時，也落實了環(huán)保與節(jié)能。在智能化建筑設(shè)計時，應(yīng)該始終將“綠色”作為貫穿整個設(shè)計的理念，將“節(jié)能”視為工作之本，通過科學(xué)合理的設(shè)計，確保智能化建筑與電氣節(jié)能環(huán)保相融合，以此來推動智能化建筑向可持續(xù)道路上發(fā)展。實現(xiàn)人們高質(zhì)量的生活水平的同時，也達到了智能建筑節(jié)能的目的，為可持續(xù)發(fā)展增添一份力量。

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