淺議智能建筑控制技術與電氣節能設計

摘 要：智能建筑的先進性使其成為我國建筑行業的發展方向，在建筑行業中具有舉足輕重的地位。控制技術是智能建筑研究的一個關鍵點，電氣節能研究也是目前倡導綠色節能環境下的熱門話題。文章介紹了智能建筑的控制技術，在總結分析我國智能建筑節能現狀的基礎上，提出智能建筑電氣節能設計的關鍵點和具體方法，以期為智能建筑控制技術水平的提高和電氣節能設計的應用起到一定的促進作用。

關鍵詞：智能建筑；控制技術；電氣節能設計

1 引言

智能建筑始于20世紀的美國，第一個被稱作智能建筑的大樓是在1984年建成于美國的哈特福特市。而智能建筑的概念在90年代才在我國萌芽，但是其發展速度之快令專業人士足以瞠目結舌。信息時代的飛速發展帶動智能建筑的產生與迅速發展，由此可見，智能建筑是信息時代下，現代建筑與信息技術的完美結合。

2 智能建筑的控制技術

2.1 控制技術概述

智能建筑的控制技術是以計算機和計算機網絡、自動控制、通信技術為基礎的，是一種高水平實現自動化的綜合技術。建筑的自動控制技術中的一個關鍵部分就是運用現代計算機技術對整個建筑系統進行監管與控制，例如建筑中的照明系統、空調系統、消防系統、設備系統以及保安系統等，這一自動控制的實現對現場的分布式自動控制技術以及信息集成技術提出了很高的要求。如今的現場設備已經不再是由單一的傳感器和控制器組成，能夠實現自主性控制、對數據進行管理，還具有一定的通信功能，由此可見，現代化的現場設備儼然大展成為了一個完善的智能自主體。

2.2 案例分析

本案例介紹的智能建筑控制系統，是ABB公司開發生產的基于CAN的現場總線控制系統，簡稱為i-bus系統，其是在國際智能建筑標準ISO/IEC 14543-3下設計完成的，現已被廣泛應用于各公共建筑和居民住宅中。I-bus系統主要是對建筑的空調、燈光、窗簾、HVAC設備、辦公電器等進行控制，控制方式種類很多，有現場面板控制、分散集中控制、遠程控制、定時控制、紅外線控制、氣象控制、消防聯動控制等，多種多樣的控制技術被應用到智能建筑控制系統中，使用者操作方便、靈活，系統也便于維護、修改和管理。

3 我國智能建筑電氣節能設計的發展現狀

如今我國在智能建筑電氣節能方面的研究還沒有達到世界發達國家的先進水平，也還沒有建立起相應的標準，尤其是在建筑電氣節能設計領域沒有形成一定的設計規范。而且建筑電氣節能的設計人員對于建筑電氣節能設計的認識與理解還不夠充分，在設計時僅僅局限于室內的空調系統以及建筑的采光、采暖問題，而不注重一些建筑節能方面的細節設計。目前我國智能建筑電氣節能設計中存在的問題主要有：

（1）智能建筑的通風設計不合理，致使建筑中的空調通常冷量過高。特別是選用中央空調的建筑，通風不暢以及機械排風的效果不佳、運行的制度不合理以及空調設備的型號選擇的不恰當，會導致建筑內外進行通風換氣時形成冷負荷，從而使空調的冷量的消耗增加。

（2）由于選取的照明光源以及控制方式的不合理，致使照明系統具有較高的能源消耗率。在建筑電氣設計中，照明系統的能源消耗在整個建筑能源消耗中占到的比例是相當大的，照明系統中不合理的開關控制方式，會導致能源的巨大損失。

（3）對其他的輔助性電氣設備系統的不合理設置。智能建筑的設計中，采暖、通風、給排水等系統的設備型號的選擇和運行系統的確定沒有做好的話，會造成大量的能源浪費。

4 智能建筑控制技術的電氣節能設計

4.1 智能供電控制系統設計

在進行智能建筑電氣供配電系統節能設計時，結合控制技術，并根據建筑實際的空能設定以及選用的用電設備的特點、各種設備的現場實地布置情況和各種設備的用電負荷等，綜合考慮各項因素，確定供配電節能設施的選取，在確保設備正常運轉的同時，最大限度的降低能源消耗。具體的節能設計時，要注意以下幾個方面：供電電壓的選取確定要以建筑用電情況為基礎，通常情況下，供電電壓越低，能源損耗就越少；建筑中應用的電器系統不能過于復雜，要簡單并且安全可靠，按照\"化整為零\"的原則，當在一定的電壓等級電器狀態下，配電級數、變電要盡量處于同一個狀態，其極差要處在低過兩級的狀態；智能建筑中供配電的布線原則為短直，以此來降低能源在線路上的消耗，要盡量縮減變電所與負荷中心的距離，建筑中電氣豎井與低壓配電房要盡量安排的接近，這樣可以提高整個供電系統的運行效率。

4.2 智能照明控制系統設計

智能建筑內外的照明系統應該采用符合設計要求的綠色節能照明設備，而且在照明系統的開關控制方面，可以利用聲控或者光控模式，使照明開關時間更科學，從而減少不必要的照明能耗的浪費。比如i-bus智能照明控制系統設計充分利用自然光的優勢，來減少照明能耗，同時其加設采光井，使用透光率比較高的大型門窗等，利用自然光提高室內的光照效果，減少白天建筑的照明能源消耗。智能建筑的室內照明，要采用耗電量少、照明效果好的節能燈，與此同時還要注重照明設備的光源品質，在強調低能耗的同時也要保證建筑的良好的居住環境。

4.3 空調、電梯、供水以及通風控制系統設計

智能建筑的空調系統一般采用的是水源熱泵空調，水源熱泵是以地下水或者地下土壤的溫度為一恒定值為基礎的，因此這種空調在工作的時候能夠滿足節能環保以及無污染的要求，比傳統的中央空調的機組效能要高很多，節約的能耗能夠達到35%-75%。而且水源熱泵工作時有恒定的水溫，這也會給機組的運行帶來一定的穩定性。在選擇電梯系統時，要根據建筑實際情況合理進行，在節能方面，可以使用小機房電梯，以代替常規電梯，小機房電梯所采用的無齒輪曳引機能夠減少很大一部分的電耗，具有很好的節能效果。在設計供水體統時，選擇目前節能環保效果最好的無負壓供水設備，與一般設備相比，無負壓設備既能夠凈化水質，又有較低的能源消耗，對智能建筑的節能設計貢獻很大。在設計通風系統時，要根據實際電力的不同需求，對風機等設備的要求進行全方面的分析，綜合分析選取滿足要求的節能環保設備。

4.4 智能保溫控制系統設計

智能建筑保溫體系設計的關鍵是合理利用墻體、屋面材料來進行建筑保溫。目前智能建筑的室內墻體一般選用加氣混凝土切塊，既能夠隔音，也有較好的保溫效果。填充外墻的材料應該滿足一定的氣密性與安全性，保溫砂漿或者空心磚這些輔助保溫材料的合理利用可以滿足以上要求。與此同時，在智能建筑的屋面上加設擠塑泡沫保溫板，并且增加建筑門窗的密封性，能夠更好的起到保溫效果。

5 結束語

智能建筑控制技術與電氣節能設計都是非常復雜的系統工程，設計過程中要考慮的因素較多，要努力做到各個方面的協調統一。科學技術的飛速發展，給智能建筑提出了更好的發展要求，要不斷完善智能建筑的控制技術與電氣節能設計領域的制度規范，這對智能建筑的發展有著重要意義，也是推動控制技術的發展和降低智能建筑能源消耗的有效方法。

參考文獻

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