芻議建筑智能化過程中的電氣節(jié)能問題

張隋（七冶安裝工程有限責任公司，貴州貴陽 550014）

芻議建筑智能化過程中的電氣節(jié)能問題

張隋
（七冶安裝工程有限責任公司，貴州貴陽 550014）

自世界上第一幢智能大廈--City Place于1984年1月在康乃狄格州建成后，現(xiàn)代建筑越來越重視運用計算機技術、控制技術、通訊技術和建筑技術來對自身的結構、服務、設備和管理進行最優(yōu)化組合，從而確保為用戶提供一個便利、高效和舒適的人性化建筑環(huán)境。建筑智能化對智能控制提出了較高的要求，而這取決于智能化建筑電氣如何實現(xiàn)高效節(jié)能，也取決于如何通過電氣節(jié)能技術的革新來降低智能化建筑的電氣耗能，故本文將對此展開深入探討。

建筑 智能化 電氣節(jié)能

1　建筑智能化過程中電氣節(jié)能的應用原則及問題

1.1建筑智能化過程中電氣節(jié)能技術的應用原則

第一，滿足智能建筑的功能。在智能化建筑電氣節(jié)能設計時，首先要根據(jù)建筑物的功能類型進行設計，針對用戶使用的安全性和舒適性進行合理分析，然后才是滿足電氣節(jié)能的要求。

第二，考慮實際經(jīng)濟效益。智能化建筑電氣節(jié)能的著眼點，應該是節(jié)省無謂消耗的能量，而不是用更多資金的投入去節(jié)能。在實際施工中要合理選擇節(jié)能設備，根據(jù)國情考慮實際經(jīng)濟效益，對于節(jié)能增加的投資，要確保在較短的時間內(nèi)進行回收。

第三，采用先進的技術。首先要分析哪些能耗是與實現(xiàn)智能化建筑功能無關、與環(huán)保理念相悖的，再考慮采取什么節(jié)能措施。這些技能措施必須用科學先進的技術手段來完成，否則不僅達不到電氣節(jié)能的目的，還會增加多余的能耗。

1.2建筑智能化過程中電氣節(jié)能存在的問題

我國在智能化建筑電氣節(jié)能方面的研究起步較晚，目前還存在如下方面的問題：不合理的建筑設計與普通存在的浪費現(xiàn)象（如建筑外部圍護結構不節(jié)能，設備選用時只能選用較大容量的設備），導致電氣節(jié)能效果不明顯；智能化建筑中的電氣設備種類不斷增加，很多電氣設備沒有設置必要的調(diào)節(jié)裝置，這使設備長期處于大能耗的運行狀態(tài)；過多的設備采用變頻技術，給電網(wǎng)帶來了諧波分量；照明光源、控制方式的選擇不合理，導致照明系統(tǒng)能量過高。

2　建筑智能化過程中的電氣節(jié)能措施

2.1供配電系統(tǒng)的節(jié)能

（1）變壓器的節(jié)能。變壓器的有功損耗計算公式為：P=P0+β2Pk。式中，ΔP為變壓器的有功損耗，P0為變壓器的空載損耗，Pk為變壓器的短路損耗。

為了降低變壓器的能耗，筆者認為要采取如下措施：①選擇節(jié)能型的變壓器，如S9、S10、SC8等型油浸式變壓器或干式變壓器，以減少漏磁損耗；②在選擇變壓器時，要選擇阻值較小的變壓器（如銅芯變壓器），從而降低Pk；③通過變壓器有功損耗的計算，當變壓器在輕載下運行時，空載損耗的比重增加，功率因數(shù)降低（低于0.5），這將造成電力系統(tǒng)的電能損耗增加；當變壓器的負荷率過高（高于 0.85），變壓器的壽命將縮短，效率變低，因此變壓器的負荷率過高也會增加電能損耗。考慮長期發(fā)展的需要，變壓器的負荷率不易取得過高，因此變壓器的負荷率控制在75%-85%比較合適；④負荷變化時，變壓器應該具備投入和切除的方法，如智能化建筑應用于學校時，在學校放假期間變壓器的負荷率將降低，因此為了降低不必要的損耗，可以將相關變壓器進行切除，從而大量減少不必要的浪費。

（2）功率因素的提高。筆者認為，智能化建筑可以采取如下措施來提高功率因素：①用電容器進行無功補償。在配電系統(tǒng)中，無功補償后希望功率因素在0.9以上，為達到這個要求，在供配電系統(tǒng)中要安裝合適的補償設備，既不能欠補償，也不能過補償；②減少用電設備無功損耗，提高用電設備的功率因素。感性用電設備可選用有補償電容器的用電設備（如配有電容補償?shù)臒晒鉄簦拗齐妱訖C的空載運行等；③根據(jù)智能化建筑的具體情況，采用三相集中補償或單相智能無功補償。當三相負荷不平衡時，如果采用三相補償方式會造成某相過補償或欠補償，采用單相智能無功補償可以解決這一問題，根據(jù)單相無功檢測，自動投切單相電容器就地補償，從而提高效率。

2.2照明節(jié)電類設備的選用

第一，動態(tài)照明控制裝置。動態(tài)照明控制裝置將市電直接進行“AC-AC”變換，系統(tǒng)的工作過程依據(jù)設備工作現(xiàn)場的照明需要，采用“光控+時控”的混合控制策略，通過軟件控制來調(diào)節(jié)PWM控制信號的占空比，設備輸出的電壓幅值隨之變化，從而達到現(xiàn)場需要的燈光亮度。在智能化建筑中采用動態(tài)照明控制裝置，可以節(jié)約15%-60%的電能，并且根據(jù)用戶需求來調(diào)節(jié)燈光照度，從而確保在滿足用戶照度需求的同時最大限度的節(jié)能。

第二，照明節(jié)電調(diào)控裝置。照明節(jié)電調(diào)控裝置采用了智能化控制技術，在可控和平緩的方式下智能調(diào)節(jié)，使輸出電壓穩(wěn)定在設定的額定值范圍內(nèi)。公共照明系統(tǒng)可以根據(jù)實際情況，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作電流，從而在保證正常照明功能的同時來節(jié)約電能。

第三，路燈節(jié)能控制柜。路燈節(jié)能控制柜實為路燈節(jié)電器與路燈控制柜的整合，在控制路燈的同時，對路燈照明線路進行智能化控制，達到節(jié)能的目的。路燈節(jié)電控制柜內(nèi)有照明節(jié)電器模塊，通過電磁感應方式，將供電系統(tǒng)的輸入電壓給予優(yōu)化，AC-AC調(diào)整電壓，保證路燈能工作在最佳電壓狀態(tài)。控制系統(tǒng)內(nèi)置天體鐘開關，根據(jù)準確的太陽升落時間確定路燈的滅亮時間。當節(jié)電器發(fā)生故障，系統(tǒng)可自動切換到旁路，保證路燈的正常照明。

2.3新技術和新能源的使用

（1）太陽能光伏技術的使用。目前我國主要利用太陽能熱水器提供熱水，隨著科學技術的迅速發(fā)展，人們正在利用太陽能做更多的工作，例如利用太陽能電池接受太陽能，產(chǎn)生電能后存儲在蓄電池中轉換為化學能，當光照不足時負荷需求較大，蓄電池將存儲的能量釋放出來，提供給用電器。

（2）半導體照明技術的使用。LED（發(fā)光二極管）具有壽命長、耗電量低、反應速度快等優(yōu)點，是目前我國大力發(fā)展的半導體照明器件。LED能夠發(fā)出多種顏色的光，應用其光色的變化及數(shù)字控制技術，能夠形成光影、色彩和明暗等變換，表達娛樂、審美等要求。在普通照明中還未能普及，主要因為發(fā)光二極管的發(fā)光效率還不夠高，相信日后隨著半導體技術的發(fā)展，其發(fā)光效率會不斷提高。

3　結語

本文筆者在對我國智能化建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀進行充分了解的基礎上，從供配電系統(tǒng)節(jié)能、照明節(jié)電類設備的選用、新技術和新能源的使用等方面，探討了建筑智能化過程中的電氣節(jié)能措施。

張隋（1982—），女，碩士，四川成都人，電氣工程師，研究方向為智能化電氣安裝與調(diào)試。