論智能化建筑中常見(jiàn)電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

熊蜀軍

(華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013)

1 智能建筑與智能化建筑電氣節(jié)能概述

1.1 智能建筑概要

智能建筑指的是利用控制、通信、計(jì)算機(jī)以及現(xiàn)代建筑等先進(jìn)技術(shù)手段對(duì)公共安全系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)以及信息設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行組合，并在各個(gè)系統(tǒng)中尋求最佳組合。同時(shí)充分利用現(xiàn)有技術(shù)，如通信自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)以及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)等先進(jìn)的控制系統(tǒng)為住戶(hù)提供健康、環(huán)保、節(jié)能、舒適、高效、安全的建筑環(huán)境。現(xiàn)代智能化建筑首先要實(shí)現(xiàn)的就是高效管理水電設(shè)備、硬件設(shè)備以及通訊設(shè)備。由于我國(guó)城市化進(jìn)程起步相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，所以相關(guān)方面的理論知識(shí)以及設(shè)備相對(duì)落后，導(dǎo)致我國(guó)無(wú)法正常高效管理建筑體中的各個(gè)系統(tǒng)。所以，進(jìn)一步發(fā)展智能化建設(shè)必須從全面提高建筑電氣技術(shù)方面發(fā)展，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)創(chuàng)新從而逐步實(shí)現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)。

1.2 智能化建筑電氣節(jié)能

智能控制在智能建筑中尤為重要，因?yàn)槟芊駥?shí)現(xiàn)高效智能化節(jié)能，本質(zhì)上受到智能控制的影響，除此之外，建筑智能化節(jié)能還與科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)程度有關(guān)。發(fā)展智能化樓宇最重要的就是要通過(guò)電氣智能化進(jìn)行節(jié)能。到目前為止，中國(guó)在智能化建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域的主要認(rèn)識(shí)是從能源消耗方面入手。建筑能耗是中國(guó)所有能耗中占比最大的部分，并且位于首位的就是建筑電氣方面的耗能。所以通過(guò)科技創(chuàng)新的方式來(lái)降低建筑能耗成為了中國(guó)建筑行業(yè)工作的重點(diǎn)項(xiàng)目。智能化節(jié)能不僅是中國(guó)所關(guān)注的焦點(diǎn)，更是全球建筑行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。未來(lái)中國(guó)乃至全球建筑行業(yè)的發(fā)展方向就是建筑電氣化節(jié)能技術(shù)，致力于解決智能化建筑，電氣節(jié)能優(yōu)化等方面的相關(guān)問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)建筑物安全控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)的智能化、節(jié)能化。

2 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1 我國(guó)智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電能是中國(guó)當(dāng)前建筑物能耗的主要部分，為此，我國(guó)也投入研發(fā)包括風(fēng)能、熱能、太陽(yáng)能等新型能源，并且相關(guān)新能源技術(shù)在相關(guān)人員的努力及國(guó)家的大力支持下取得了較好的成果，并且太陽(yáng)能已經(jīng)大量用于我國(guó)的智能樓宇的建設(shè)中，取得了較好地經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。雖然太陽(yáng)能的使用在一定程度上緩解了建筑能耗的使用，但是緊靠太陽(yáng)能所提供的能源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求的，同時(shí)在節(jié)能方面也存在著很大的問(wèn)題。在具體對(duì)智能樓宇的控制工作時(shí)，很多設(shè)計(jì)、安裝的環(huán)節(jié)因?yàn)殡姎夤こ處煕](méi)有綜合把握、合理分析有關(guān)建筑電氣節(jié)能技術(shù)，使得一些電氣節(jié)能系統(tǒng)在智能樓宇中無(wú)法正常運(yùn)行。電氣節(jié)能控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的決定性因素是智能化建筑電氣的智能化、節(jié)能化。智能化建筑就算使用了世界上最先進(jìn)的樓宇節(jié)能技術(shù)，而缺少最基本的智能化、自動(dòng)化設(shè)備，也不能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。我國(guó)在智能化電氣節(jié)能設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的不足，生產(chǎn)方面也落后很多。

2.2 我國(guó)智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的主要問(wèn)題

在中國(guó)日益加快的城市化進(jìn)程中，中國(guó)的智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)在研究開(kāi)發(fā)以及投入使用過(guò)程中依然存在很多的不足。例如：智能化建筑電氣節(jié)能方面因?yàn)闆](méi)有全面有效的協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌，使得當(dāng)前的節(jié)能效率與預(yù)期效果相差較大。雖然我國(guó)在建筑電氣化節(jié)能的一些方面取得了一定的成果，但是因?yàn)槿狈εc之相應(yīng)的配套設(shè)施導(dǎo)致實(shí)際節(jié)能效果與預(yù)期相差較大。還有因?yàn)榭刂品绞讲缓侠怼⒖刂葡到y(tǒng)存在漏洞等問(wèn)題，導(dǎo)致大量的電能被浪費(fèi)。所以在智能化建筑電氣的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該遵循環(huán)保性、節(jié)能性、安全性以及適用性。另外，智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)該以我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)程為準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。例如，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該統(tǒng)計(jì)分析建筑物用電的總負(fù)荷等級(jí)以及用電的負(fù)荷容量，然后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)合理地布局變配電所，并且在選用變壓器的時(shí)候應(yīng)該選用節(jié)能型變壓器，最好的節(jié)能型變壓器就是負(fù)荷率在百分之八十左右的變壓器。在選擇照明用的燈具和光源時(shí)，首先要充分利用自然光，其次在進(jìn)行照明系統(tǒng)的控制。

3 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化

智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)主要就是在于智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程,也就是如何優(yōu)化智能控制的管理方式、智能控制網(wǎng)絡(luò)、智能控制策略以及智能數(shù)字控制器這四個(gè)方面。比如說(shuō)在優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)程中，在該系統(tǒng)中運(yùn)用到的PID控制就是空調(diào)數(shù)字控制器(DDC)中運(yùn)用最為廣泛的一種控制方式。運(yùn)用PID控制過(guò)程中，空調(diào)達(dá)到設(shè)定溫度的時(shí)間長(zhǎng)短與PID系數(shù)是成反比例關(guān)系的，這就是站在智能化控制策略?xún)?yōu)化的方面做的一個(gè)改進(jìn)。不過(guò)PID控制也會(huì)有一些缺陷，比如在出現(xiàn)被測(cè)溫度發(fā)生變化時(shí)PID系數(shù)不能控制空調(diào)機(jī)組做出相應(yīng)的響應(yīng)，這時(shí)候可以在室內(nèi)以及空調(diào)送風(fēng)通道安裝溫度傳感器進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫，提高系統(tǒng)感應(yīng)溫度變化的精確度，這就是系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程。而要對(duì)智能控制管理方式進(jìn)行優(yōu)化的話(huà)，可以在安裝空調(diào)數(shù)字控制器的同時(shí)安裝類(lèi)似于VRV控制面板設(shè)定器的控制裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的中央控制，這樣可以讓使用者更加舒適和便捷。同樣的，考慮到對(duì)智能數(shù)字控制器進(jìn)行優(yōu)化，就需要因地制宜，根據(jù)使用環(huán)境選擇最適合的DDC。在空調(diào)通風(fēng)比較密集的場(chǎng)所，比如冷凍機(jī)房，就需要安裝大型數(shù)字控制器，而中小型的控制器可以用于空調(diào)通風(fēng)機(jī)的控制。除此之外，也可以在空調(diào)通風(fēng)的設(shè)備控制器中充分利用可編程邏輯控制器(PLC)的作用。對(duì)于智能控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，首先要考慮不同工程的使用條件，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，可以選擇對(duì)大型智能化建筑電氣工程進(jìn)行分級(jí)、分層控制的優(yōu)化方案和基于RS485控制總線的控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)小型智能化建筑電氣工程進(jìn)行控制的優(yōu)化方案。由此可見(jiàn)，要實(shí)現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)的全面優(yōu)化，需要對(duì)智能控制管理方式、智能控制策略、智能控制網(wǎng)絡(luò)和智能數(shù)字控制器分別進(jìn)行優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)智能化建筑的安全環(huán)保和節(jié)約能耗。

3.2 質(zhì)量安全監(jiān)控的優(yōu)化

建筑電氣質(zhì)量安全監(jiān)控也是智能化建筑節(jié)能電氣工程中不可或缺的一環(huán)，這是智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)安全、有效運(yùn)行的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全監(jiān)控的優(yōu)化，可以采取以下兩點(diǎn)：其一，充分保障智能建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的供電系統(tǒng)安全，借助如今高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的智能化保護(hù)和質(zhì)量安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決出現(xiàn)的安全問(wèn)題的目的。例如供電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的回路短路或斷路問(wèn)題，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及時(shí)找出故障位置，并且提示工作人員前往維修。其二，安全問(wèn)題重在防范，所以需要完善智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的安全防范系統(tǒng)。比較常見(jiàn)的有門(mén)禁管理系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及與安全防范技術(shù)的有機(jī)結(jié)合等方面的完善優(yōu)化。而對(duì)系統(tǒng)信息的采集與處理的優(yōu)化是重中之重，在這個(gè)過(guò)程中，主要用到智能元件的探測(cè)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)綜合布線技術(shù)、智能化系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)以及微機(jī)的接口與控制技術(shù)等。

智能化建筑電氣節(jié)能對(duì)技術(shù)要求較高，要求管理人員必須有較高專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。為了能夠保證智能化建筑電氣的正常運(yùn)行，同時(shí)保證其能夠更好地發(fā)揮作用，相關(guān)人員除了要保證相關(guān)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中不出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，還要在安裝成功之后對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，防止其出現(xiàn)問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能化是當(dāng)今世界科技發(fā)展的一大課題，不僅要實(shí)現(xiàn)建筑工程方面的智能化，在降低能耗，尤其是節(jié)約電能方面提高要求是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前智能化建筑電氣方面所存在的問(wèn)題是節(jié)能效果不理想、實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中效率低下，所以未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)就是從實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)一步優(yōu)化和完善智能化建筑電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化建筑經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益達(dá)到最優(yōu)。