基于物聯網背景下建筑用電設備節能控制與故障排查研究

劉洪銘 劉洪祥

摘要：隨著科學技術的發展，經過這么多年的沉淀，科技日新月異。然而科技進步帶來的是環境的惡化，促使大眾有了強烈的環保想法。人們一直追求能擁有一個良好生活環境的目標沒有變化，其中節能作為現代科技創造中的首要要求。在建筑用電中物聯網的出現與建筑節能用電設備有效結合，大大減少了能源的消耗。充分利用物聯網的相關技術設計創建一個智能建筑用電系統，從用電效率上提升，達到真正意義上的建筑用電節能效果。

關鍵字：物聯網；建筑用電；節能；故障

物聯網技術不斷發展，在建筑用電設備中物聯網技術被運用得越來越多，它能使建筑用電設備達到節能的效果，從而節約成本。但是任何事物都有利有弊，物聯網在建筑用電設備的應用中也不例外，在物聯網技術發展如此迅速的情況下依然存在諸多問題，物聯網進行建筑用電設備節能控制起到舉足輕重的地位，物聯網的效能大于其存在的缺點，特別是在建筑用電設備節能控制中是很值得利用的。

一、當前建筑用電存在的問題

現在承包建筑項目的單位很多，整個建筑行業蓬勃發展，勞務分包層出不窮，承包者為了使建筑項目的成本減少，通常會對建筑項目進行多次分包以達到節約成本的目的，建設項目管理滯后的現象。整個建筑項目的用電設備安裝是建筑項目施工中電工的工作職責，但是通常建筑項目中精通電工技術的人才匱乏，以及后期的建筑用電設備維修也是由普通電工操作，然而這些普通電工缺少責任心和監督激勵機制不完善及知識面局限性，從而導致后期出現多種問題，建筑用電設備故障頻出，建筑用電設備也得不到及時的維修，整個建筑用電的管理工作沒有得到相關人員充分的監管。

當前大部分建設單位的管理沒有遵循“經濟、適用”的原則，在建筑用電中沒有合理有效的施工組織設計，即使存在施工組織設計也僅是相關人員應付檢查而編寫的，流域形式，沒有嚴格按照整個工程項目建筑用電的實際情況來進行設計，正常的建筑用電施工組織設計應當按照用電設備的實際容量規格進行編制動態管理，才有利于后期建筑用電設備的有序使用。此外，很多承包隊伍為了縮短建筑項目的工期會讓建筑用電設備的安裝簡單化，減少對建筑項目資金的投入。分包單位通常投機取巧，不會按照正確的標準維護線路，比如正常應該采用五芯電纜設置配電線路，但是分包單位多半不會這樣使用，就造成了建筑用電設備在使用前就存在很多潛在的問題。在建筑用電設備安裝現場也沒有相應的規范對建筑用電設備安裝技術人員進行約束，現場相關的管理人員也很多流于形勢，并不會對技術人員進行嚴管，在建筑用電設備安裝完成后更沒有對用電設備進行安全檢查，用電測試只是某一部分，并不是全部。最關鍵的不是建筑用電設備出現先天性的問題，而是相關負責人對待建筑用電管理工作的態度和知識面局限性，松散的管理和非主觀因素不僅不能抑制建筑用電問題的出現，加快了建筑用電問題發生的頻率。

二、物聯網在建筑用電設備中的意義

1.什么是物聯網

由各種像激光掃描以及射頻識別等信號傳播裝置與互聯網融合，而后形成一個大型的網絡結構，就是人們所說的物聯網。目前物聯網技術被運用得相當廣泛，物聯網的特點就是使物品與互聯網相連，這樣更有利于對物品的管理和辨識。物聯網是物品與物品互相銜接的互聯網，進而促使對物品的管理工作更加便捷，簡言之，物聯網會成為信息化時代背景下互聯網技術中舉足輕重的部分。傳輸層、感知層以及應用層成為整個物聯網組成結構的關鍵部分，其中傳輸層主要是負責對信息進行傳播和掌控，其涵蓋了網絡的接入與核心，這也能夠充分利用互聯網或者是專門的行業內通用網絡。此外，物聯網的感知層主要是對客觀事物進行辨識和資料的收集、處理及掌控，然后通過終端系統將客觀物體與互聯網相連。物聯網的應用層涵蓋或包括物聯網的各種應用，包括物聯網相關的基礎設施設備，還能對城市以及智能家居等領域采用網站或瀏覽器進行管理運用。物聯網經過對二維碼及紅外感應器等裝置的辨識，并且把收集到的相關信息進行有效處理，智能化分類、改進及監管，充分達到客觀物體與互聯網相連的效果。

2.物聯網在建筑用電設備中有何意義

在建筑用電設備中有了物聯網的結合并加以有效利用，促使建筑用電設備更加網絡化，有了物聯網的融入，建筑用電設備在節能控制中變得更加智能，并且為建筑用電設備的故障排查提供了多種改善措施。物聯網技術逐漸被運用于各個領域，這很大程度上改善了建筑用電和居民用電的浪費現象。隨著物聯網技術的蓬勃發展，給人們的生產生活帶來了方便，尤其是與建筑用電的有效結合運用，在日常生活中，人們對電氣能源的需求量是極大的，并且呈不斷上升趨勢，建筑用電同樣在國家總用電中占據很大一部分比重。我國建筑用電存在很嚴重的電力能源浪費問題，建筑電力利用率也非常低。

如今建筑用電設備的類型不斷變化，同時被不同程度的細化，所以對建筑用電設備的管理和維修人員有了更高的要求，也加大了電工技術人員安裝和維修建筑用電設備的難度。以往老舊的建筑用電控制方式已經不能滿足當前的用電管理需求，相關管理人員必須得把目前單一的建筑用電管理模式系統化，使其更有利于應對當前建筑用電的現狀，才能更為有效的抑制建筑用電的浪費情況，從而實現綠色節能用電。物聯網的出現，使建筑用電節能控制一度成為建筑用電優化追求的目標，也是發展綠色節能建筑的有力支持。物聯網的出現，使建筑用電不斷朝著智能化發展，信息技術化也在不斷更進，物聯網背景下的建筑用電設備不僅可以在通信和節能控制中無線傳播，甚至還可以全部建筑用電設備與互聯網完全連接，將數據庫等多種技術服務融入物聯網系統中。

在物聯網背景下，建筑用電設備通過收集、傳遞與儲存把數據庫的建筑用電相關數據劃分為開關量設備控制數據、模擬量設備控制數據以及電氣參數數據。建筑用電物聯網系統就是以整合與建筑用電相關的各種數據為出發點，從而達到減少電力能源浪費，實現真正意義上的建筑用電節能，提高建筑電氣利用率的效果。物聯網背景下的建筑用電高度符合當前綠色建筑的節能理念，通過建筑內部用電設備與物聯網的整合利用，充分體現了綠色節能建筑的針對性。

三、物聯網在建筑用電設備節能控制中的應用

1.在新風控制系統中的應用

所謂新風控制系統是數據庫中大量的空氣質量數據資源整合而來的，并且可以用于對環境的檢測。在新風系統設定值比較高的時候，尤其在這時候空氣質量尚無一個標準值，這時可以使用于應急的機制開啟，而且功率比較大的新風控制系統的傳輸就涵蓋在其中。新風控制系統有個很獨特的優點就是節能，在使用時它會呈現出一種耗能非常低的態勢，最重要的是它能讓空氣達到自然順暢流通的效果。尤其在空氣質量數據沒有達到某個標準值，并且空氣質量的標準值比新風控制系統的設定值高的時候才能完成功率相當大的新風傳送。在新風控制系統中，室內的空氣不斷被交換更新，其氣體源也存在很多不同點，這就把新風控制系統的雙向換氣方式區分開來，使建筑用電的運行頻率降低，這種雙向的換氣方式更有利于建筑用電節能控制，更有利于實現綠色環保建筑的發展。

2.在家庭能源管理系統中的應用

建筑用電節能控制理念的貫徹下，物聯網在家庭能源管理系統中的應用同樣非常的廣泛。對于家庭能源管理系統，諸如能量存儲設備、分布式電源以及電負載都屬于其分支系統中的類別。其中，對于電負載也有分類，比如可以分為不可調度負載以及可調度負載。人們日常生活中所用到的洗衣機和熱水器就屬于可調度負載范圍內，像打印機這類就屬于不可調度負載。在物聯網背景下，管理系統通常會運用到傳感器，其運用傳感器收集室內情況的數據信息，室內人員的活動情況同樣也能夠通過傳感器采集到，更包括室內家電的運行及使用情況都一覽無余。通過物聯網對這些情況的數據整合并加以數據分析，就可以對所有建筑用電設備進行掌控，這給使用者帶來舒適和方便的同時，還有效降低了建筑用電能源消耗。

3.在環境監測系統中的應用

物聯網背景下，有更為適用的環境監測系統對建筑用電進行節能控制。環境監測系統可以監測到建筑各個位置的情況，比如構筑物比如溫室大棚各個方位的采光度、空氣質量以及環境濕度，甚至可以采集到空氣質量等各項指標的數據，通過對物聯網的運用，這些被采集到的數據資料會被輸送到專門的服務器里，這樣新風控制系統、中央空調控制系統等同樣會接收到這些數據信息，從而能對室內環境進行更有效的掌控，從而促進建筑用電節能。

4.人員密集的公共場所的應用

高校大多采取走班制，即教室不固定，教室的電器設施的管理質量問題有待挖潛。若教室內的照明設備，空調，風扇暖氣等的采取人力管理，既費時又費力。不妨在上課時間采取人工調控開關模式為主，以自動調控模式為輔。非上課時間例如夜間采取自動模式為主，人工模式為輔。電梯運行節能方面，根據感應探測人數、電梯運行時的荷載等參數與電梯的變頻技術結合來控制電梯運行工況。公共場所的空調根據自動采集所在環境采集的環境溫度等信息作為反饋，來調節公共場所的溫濕度潔凈度

四、物聯網背景下建筑用電設備的故障排查

物聯網背景下，在進行建筑用電設備節能控制中難免會存在一些故障。要想建筑用電設備有效有序地進行工作，相關管理人員就需要時常對建筑用電設備進行多方位的故障排查。

1.處理器故障排查

在建筑用電設備架構中，最為關鍵的結構要屬處理器。電工在進行建筑用電設備安裝之前就要特別注意處理器這方面規格型號的選擇，采購人員要注意對處理器的辨識，要選擇運行處理速度比較快的處理器，以避免后期建筑用電設備使用中不必要的故障問題。與此同時，還要確保所選處理器的能源消耗低。但是目前多數情況下運行速度快的處理器在運行時其能源消耗都比較高，那種能源消耗低的處理器通常情況下其運行速度都比較慢，以致于跟不上建筑用電設備的運行。所以在建筑用電設備安裝前對處理器的選擇要格外慎重，把握好運行速度與能源消耗之間的關系。在進行處理器的故障排查時，要注意處理器的體積、運行速度以及耗能情況。一般體積小且能源消耗低的處理器多具有穩定性，特別是處理器的設計，同樣也是根據它的穩定性來進行，這更有利于建筑用電設備的節能控制。

2.配電線路故障排查

在進行建筑用電設備檢測時，對配電線路故障的排查同樣非常重要。其中需要檢測的數量就有十來種，而且各種檢測類型之間相互聯系緊密。在建筑用電設備節能控制時，需要首先對建筑環境進行檢測，從而保證配電線路故障排查工作的順利進行。要特別注意在進行配電線路故障排查時，千萬要確保電源處于正常工作的形態，而且要確保電源的正常工作時間不能太短，這樣才能提升電池的利用率，讓電池得到充分有效利用。對于配電線路的故障排查，要注意檢測是否是220伏的交流電運用電源芯片傳輸為5伏的直流電。此外，將5伏的直流電通過濾波和穩壓使其變為3.3伏的直流電，這樣更有利于建筑用電設備的使用安全。物聯網背景下，建筑用電設備節能控制系統相當的龐大，且運行方式多樣，所以通常具有不確定性。另外，運用物聯網技術在收集相關數據信息時，會受到其他各種因素的妨礙，從而造成配電線路的故障排查存在很多不確定性。所以建筑用電設備運行中，相關人員在進行配電線路故障排查時，要注意避免減少受到其他因素的干擾。

五、結語

盡管我國在社會經濟上取得了不錯的成就，并且我國的物聯網技術也趨于成熟，但在建筑用電設備節能控制及故障排查方面依然存在諸多問題需要改進。向能源節約型方向發展就還需要做出更多的努力，在建筑用電設備方面多使用節能設施設備，做好對建筑用電設備節能的有效控制和及時做出用電設備的故障排查。對建筑用電管理系統采用科學合理的方法進行有效地控制，是實現建筑節能最為有效的手段。這一智能用電系統的建立，不僅將會在很大程度上實現建筑用電節能，還能使得用戶對自身建筑進行更好地監測和控制。在今后的發展進程中，物聯網必將會依靠逐步強大的中心計算機群，通過更為精細與動態的形式來對人們的日常生活與生產進行更為全面的管理，達到真正的智慧狀態。以此讓資源利用率與生產水平都能夠得到一定提升，從而使社會經濟得到更好的發展。

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