基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析

摘要：伴隨著我國城市化進程的迅猛推進，環保節能理念的大力提倡，智能建筑的大力推廣，對建筑電氣節能提出了新的要求。文章結合我國當前智能化建筑電氣節能技術發展的現狀，從系統優化的角度對智能化建筑電氣節能的工程設計以及質量監控進行分析，從而為我國智能化建筑電氣節能優化設計提供合理建議。

關鍵詞：智能建筑；智能化；建筑電氣；節能優化

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）28-0030-03

1 智能建筑與智能化建筑電氣節能概述

1.1 智能建筑概要

智能建筑是指利用現代建筑、計算機、通訊和控制的先進技術手段，將信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統集成為整體最優化的組合，通過樓宇自動化系統（BAS）、辦公自動化系統（OAS）和通信自動化系統（CAS）為現代人提供一種安全、高效、舒適、節能、環保、健康的建筑環境。作為一種新型的現代化樓宇，智能建筑通過智能化控制系統對建筑的通訊設備、硬件設施、水電設備等方面進行系統而高效的操作與管理。由于我國當前智能化建筑的智能化控制系統的理論基礎較為薄弱，實踐操作不夠完善，導致我國諸多智能樓宇的控制系統未能正常運轉，智能樓宇的優勢未能得到充分發揮。因此，需要不斷創新改進智能樓宇的智能化控制系統和技術，從而推動我國智能化建筑電氣節能技術的全面發展與進步。

1.2 智能化建筑電氣節能

智能建筑對智能控制提出較高要求，而智能控制的根本取決于智能化建筑電氣如何實現高效智能化節能，也即取決于如何通過電氣節能技術的革新來降低智能化建筑的電氣耗能。建筑電氣智能化節能是智能樓宇發展的重要手段與關鍵性因素。目前，我國建筑電氣工程行業對智能化建筑電氣節能的認識主要是從能源消耗的立場出發。在我國當前各種能源消耗所占的比例中，建筑能耗占主要部分，其中建筑電氣方面的耗能居于首位。因此，創新提高我國智能建筑電氣節能優化技術日益成為我國建筑電氣工程行業技術突破的重中之重。如何實現智能樓宇電氣的智能化節能是眼下全球范圍內建筑電氣工程行業關注的焦點所在。如何對建筑物的供配電系統、安全控制系統的操作運行及管理等進行智能化的、自動化的環保節能處理是智能化建筑電氣節能優化設計的核心環節所在。這是未來建筑電氣節能技術的發展方向。

2 智能化建筑電氣節能技術的現狀及問題

2.1 我國智能化建筑電氣節能技術的發展現狀

從我國當前建筑能耗的組成部分來看，電能消耗是最主要的部分。太陽能、熱能、風能等是我國建筑電氣工程行業主要開發并應用于智能化建筑電氣節能技術中的幾種新型能源。目前，依托于太陽能和風能的新型發電技術日益成熟，這兩種電氣技術已在我國眾多行業和領域中使用，尤其在我國智能樓宇的電氣節能優化設計方面使用較廣，并取得了較好的環保效益和經濟利益。雖然我國智能化建筑電氣工程行業在新型能源應用于建筑物的電氣節能優化技術方面取得了一定的突破，但是我國智能化建筑電氣節能技術的優化設計仍然面臨許多問題。例如，在具體開展針對智能樓宇的電氣節能系統優化控制工作時，某些建筑電氣工程師未能全面有效地對現有建筑電氣節能技術進行合理分析和綜合把握，導致在其具體的設計、安裝環節受阻，使得某些智能樓宇的電氣節能系統無法正常運行。自動化、智能化電氣設備是智能化建筑電氣節能控制系統能否正常運行的決定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自動化、智能化設備，即使擁有最為先進的智能樓宇電氣節能技術，也無法獲得降低能耗的預期效果。而我國在相應的自動化、智能化電氣設備研究、開發和生產上還處于比較落后的地位。

2.2 我國智能化建筑電氣節能技術的主要問題

基于我國當前智能化建筑電氣節能技術發展現狀，可以看出，目前智能化建筑電氣節能技術仍存在諸多現實問題。例如：智能化建筑電氣節能系統缺乏全面有效的協調統籌，節能系統實際運行效率低下；缺乏基礎性的自動化電氣節能配套設施，實際節能效果不明顯；智能化建筑電氣節能系統控制制度存在漏洞，控制方式不合理，消耗大量電能等等。因此，在智能化建筑電氣節能技術的具體設計過程中，應遵循適用性、安全性、節能性、環保性四大基本原則。除此之外，智能化建筑電氣節能技術的設計還應符合我國現行的智能化建筑電氣國家設計規程和標準。比如，電氣工程師對智能建筑的供配電系統進行具體設計時，可以結合建筑物用電總負荷容量和負荷等級的統計分析，對變配電所進行合理選址布局，并選用節能型變壓器，以變壓器的負荷率在80%左右為佳。在設計智能樓宇照明系統時，應選擇合適的光源和燈具，充分利用自然采光，重視照明系統控制，采用自動化的控制管理設備進行節能監控。

3 智能化建筑電氣節能技術的系統優化

3.1 智能控制系統的優化

智能控制系統的優化是智能化建筑電氣節能技術系統優化的主要內容，具體包括智能控制策略的優化、智能控制管理方式的優化、智能數字控制器的優化以及智能控制網絡的優化四個方面。

以如何實現暖通空調系統的節能技術系統優化為例。從智能控制策略優化的角度出發，PID控制是空調的數字控制器（簡稱DDC）普遍采取的一種控制方式。一般而言，PID系數的高低與空調達到設定溫度的過程長短成反比例關系。當PID系數無法及時實現空調機組對溫度變化響應的控制時，可以采用在空調的送風道和室內同時安裝溫度傳感器的雙級的控制方式，加速系統對溫度波動的響應，從而達到節能系統的優化。從智能控制管理方式的優化角度出發，為了給空調使用者提供較大的舒適與便利，工程設計者可以通過在DDC上安裝功能與VRV控制面板的設定器接近的專門部件來實現對暖通空調系統的中央控制。從智能數字控制器的優化角度出發，可以依據不同的場合選擇不同處理能力的DDC，如在冷凍機房等空調通風密集的地方可以選擇安裝大型控制器，而對空調通風機可以選擇安裝中小型的控制器。還可以在空調通風的設備控制器中擴大可編程邏輯控制器（PLC）的使用范圍。從智能控制網絡的優化角度出發，依據工程的類型，基于拓撲結構在控制網絡中的重要作用，可以選擇性地運用基于RS485總線的控制網絡對小型智能化建筑電氣節能工程進行優化或者采用基于樓層的分支、分層的多級化網絡控制模式對大型智能化建筑電氣節能工程進行優化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能數字控制器以及智能控制網絡的優化有助于全面實現智能控制系統的優化，從而達到節能降耗、安全環保的智能化建筑節能目的。

3.2 質量安全監控的優化

對建筑電氣質量安全監控進行優化在智能化建筑節能電氣工程中具有極其重要的地位，它可以確保智能化建筑電氣節能系統正常有效地運行，也可以保障智能化建筑電氣節能系統的安全。

質量安全監控的優化可以從以下兩個方面展開：第一，優化智能建筑電氣節能供電系統的保護措施。如借助網絡開啟智能保護措施，通過借助因特網的人工智能識別系統對質量安全進行監控，可以及時發現安全問題。如建筑電氣的某一環節出現了斷電或者短路等問題，借助因特網能夠快速識別出出問題的部位，幫助管理人員及時維修。第二，優化智能化建筑電氣節能的安全防范系統。包括對視頻監控系統、入侵報警系統、門禁控制系統、數字與網絡視頻監控技術、安全防范系統的集成與技術融合等方面的節能優化等。其中信息的采集與處理是智能化建筑電氣安全防范系統的核心，它采用的主要技術有現場總線布控技術、智能元器件探測技術、微機接口及其控制技術、智能化系統調試技術等。智能化建筑電氣節能的質量安全監控優化給監控管理人員的技術素質提出了較高要求。在注重智能化建筑電氣節能系統設計與安裝質量的同時，還應重點對質量監控系統設備安全性能問題進行有效的監控，以此來優化智能化建筑電氣節能設備的質量安全系統的功效。

4 結語

智能化不僅是建筑工程未來的發展方向，也是建筑電氣節能設計的世界性發展趨勢。在智能化建筑的工程設計中對電能的節約降耗是重中之重。基于目前建筑電氣能源消耗較大的現實情況以及在智能化建筑電氣節能技術工程設計中存在的實際運行效率低下、實際節能效果不明顯等現實問題，智能化建筑電氣節能應從系統優化的角度出發，重點關注智能化建筑電氣控制系統和電氣管理系統節能設計的優化與安全。在對智能化建筑的智能控制系統進行優化的同時，加強智能化建筑電氣的質量安全監控的完善和技術革新，從而在整體上實現智能化建筑電氣節能環保效益和經濟效益的最大化。

參考文獻

[1] 莊莉.智能化建筑與建筑電氣[J].中華建設，2012，（4）.

[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節能現狀及節能設計研究

[J].自動化與儀器儀表，2011，（3）.

[3] 李世博.基于智能化建筑電氣中關鍵技術的分析[J].現代電子技術，2009，（21）.

（責任編輯：周加轉）