智能建筑電氣設(shè)計中節(jié)能理念的融入與實現(xiàn)

洪子峰

摘要：隨著大眾環(huán)保意識逐步強(qiáng)化，更多的人對建筑節(jié)能加以重視。智能化建筑也需要秉持“綠色理念”展開建設(shè)，以建筑實際為導(dǎo)向完善電氣節(jié)能及其安全性能，為增強(qiáng)建業(yè)的綠色效益奠定基礎(chǔ)。就要求電氣設(shè)計人員通過不斷的創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，有效的降低建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)的損失，提升能源的節(jié)省效率。本文探討了智能建筑在照明、空調(diào)、供配電和可再生能源利用方面的電氣節(jié)能設(shè)計措施，并開發(fā)了基于DALI協(xié)議的智能照明控制系統(tǒng)達(dá)到了顯著的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;智能;能耗;節(jié)能

1智能建筑與建筑電氣節(jié)能基本概述

智能化相較于傳統(tǒng)建筑而言區(qū)別甚大，主要區(qū)別便是前者融入了計算機(jī)、現(xiàn)代智能等諸多技術(shù)，并借助上述先進(jìn)技術(shù)來對建筑進(jìn)行管理，并針對公共安全系統(tǒng)加以優(yōu)化組合。智能建筑通常與科技進(jìn)步聯(lián)系密切，但該類建筑形式在國內(nèi)起步較晚，當(dāng)前仍舊是以借助國外技術(shù)為主，因此具體應(yīng)用時仍舊伴有諸多問題。比如系統(tǒng)不夠穩(wěn)定、建筑操作相對復(fù)雜等情況，所以建筑企業(yè)必須針對智能建筑展開深度研究。

傳統(tǒng)建筑業(yè)因計算機(jī)等技術(shù)發(fā)展而變化迅速，智能化逐步演變?yōu)榻ㄖI(yè)主流趨勢。對于智能建筑來說電氣系統(tǒng)設(shè)計極為關(guān)鍵，相較于傳統(tǒng)模式下的電氣系統(tǒng)，智能建筑可以借助智能系統(tǒng)來監(jiān)控建筑設(shè)備，確保電氣設(shè)備得到及時調(diào)整，還可以對其能耗做到實時監(jiān)測、評估，并依靠參數(shù)調(diào)整等來控制電氣設(shè)備，從而達(dá)成節(jié)能目標(biāo)，確保電氣系統(tǒng)運(yùn)行更富穩(wěn)定性。此外，智能建筑伴有的控制系統(tǒng)可以發(fā)揮電氣設(shè)備在節(jié)能方面的優(yōu)勢，從而對電力資源浪費(fèi)等情況予以規(guī)避。綜上所述，智能建筑就像是由諸多智能設(shè)備構(gòu)成的智能網(wǎng)絡(luò)，電氣系統(tǒng)則是網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2智能化建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀分析

對于我國來說，在智能建筑電氣節(jié)能技術(shù)方面仍是不夠成熟的，我國現(xiàn)在的節(jié)電系統(tǒng)在協(xié)調(diào)上仍存在大量問題，正是由于協(xié)調(diào)性較差，因此難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用，這也從根本上影響了節(jié)能效果，同時在現(xiàn)有的電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上，也由于智能化水平?jīng)]有達(dá)到相關(guān)的要求，并且控制的制度也不夠規(guī)范，因此消耗的電能仍是過高的。智能化建筑電氣節(jié)電優(yōu)化仍應(yīng)遵從安全和環(huán)保這一基本原則，并且在這一原則的基礎(chǔ)上符合當(dāng)下要求的標(biāo)準(zhǔn)。對于配電系統(tǒng)，也應(yīng)該考慮到整個建筑的負(fù)荷分布來進(jìn)行選擇最優(yōu)的方案，并且所使用的設(shè)備必須達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下避免設(shè)備產(chǎn)生額外的支出。

3智能建筑電氣設(shè)計中節(jié)能理念的應(yīng)用

3.1照明節(jié)能技術(shù)

照明設(shè)備不僅是建筑最為基礎(chǔ)的設(shè)備，同時也是用戶使用最為頻繁的設(shè)備設(shè)施。所以電氣節(jié)能也需要從照明設(shè)施出發(fā)展開節(jié)能設(shè)計。不論何種區(qū)域通常會進(jìn)行相應(yīng)照明系統(tǒng)的配置，可以說能夠覆蓋建筑的絕大多數(shù)范圍。鑒于照明系統(tǒng)對于電氣節(jié)能的影響，必須對照明節(jié)能加以深層關(guān)注。從照明系統(tǒng)出發(fā)組織的節(jié)能設(shè)計需要以保障室內(nèi)光照為前提，設(shè)計者可以借助自然光來滿足用戶相應(yīng)的光照需要，針對建筑工程自然光照加以分析、計算，確保照明節(jié)能設(shè)計契合節(jié)能要求。此外，設(shè)計者針對室內(nèi)燈具進(jìn)行設(shè)計時，也需要秉持“環(huán)保”、“節(jié)能”等理念展開設(shè)計，同時也要對光照亮度、光源等進(jìn)行考量。對照明設(shè)備進(jìn)行選取時，可以以有限考慮應(yīng)用年限長或者是耗能低的設(shè)備。當(dāng)然，還應(yīng)考慮使用能耗不高的光源用電附件（如電子變壓器），借助天然光源來節(jié)約能耗。

3.2空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)通常占據(jù)著電氣工程能耗的較大比重，所以電氣節(jié)能需要著重對空調(diào)系統(tǒng)予以優(yōu)化。從近些年國內(nèi)在電氣工程空調(diào)系統(tǒng)層面的設(shè)計來看，空調(diào)設(shè)計通常伴有較多不合理情況，例如設(shè)施能耗高導(dǎo)致空調(diào)使用很難契合節(jié)能目標(biāo)。所以節(jié)能設(shè)計需要設(shè)計者同施工部門于前期做好溝通，以電氣使用、功能需要等要求為導(dǎo)向設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)，并依據(jù)空間實際來布局空調(diào)。此外，就建筑環(huán)境布局來看，還需要以其環(huán)境濕度、通風(fēng)情況等為依據(jù)明確空調(diào)建設(shè)位置。對于設(shè)備選取環(huán)節(jié)來說，則應(yīng)盡量確保空調(diào)型號契合工程實際，從而有效節(jié)能電力資源，對能耗過大等情況予以規(guī)避。

3.3供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

對于配電系統(tǒng)層面的節(jié)能應(yīng)用，可以從工程實際出發(fā)對電流數(shù)值進(jìn)行計算，從而選取相契合的線纜與供應(yīng)方式，從而確保電氣節(jié)能得到高效實現(xiàn)。比如，對電纜進(jìn)行選取時，相應(yīng)規(guī)格便應(yīng)在計算電流、電壓損耗以后進(jìn)行選取，可以選取高規(guī)格的電纜來降低線路損耗。此外，對配電方案進(jìn)行具體設(shè)計時，還需要確保三相的盡力平衡。傳統(tǒng)模式下的低壓補(bǔ)償主要是為“三相共補(bǔ)”形式，但該模式僅與低壓網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中單相負(fù)荷不高等情況相適應(yīng)。但當(dāng)前隨著生產(chǎn)能力等的持續(xù)提升，導(dǎo)致單相負(fù)荷持續(xù)提升，很難確保三相平衡。因此，需要針對配電變壓器采取單相無功模式的補(bǔ)償，該模式雖然在投資方面相較于傳統(tǒng)方式來說更大，但卻可以借助有效節(jié)能來補(bǔ)償上述花費(fèi)。

3.4積極利用其它再生資源

對再生資源進(jìn)行利用也是電氣節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段太陽能、風(fēng)能等是應(yīng)用較廣的能源。所以針對電氣工程組織節(jié)能設(shè)計時，可以將太陽能、風(fēng)能等設(shè)備置于智能建筑當(dāng)中，替代那些高能耗設(shè)備，增強(qiáng)再生能源相應(yīng)的利用效率。此外，對于智能建筑來說，其室內(nèi)裝飾也可以應(yīng)用較多的節(jié)能產(chǎn)品，建筑外墻也可利用節(jié)能材料，從而在達(dá)成電氣節(jié)能目的的同時，強(qiáng)化建筑質(zhì)量，不斷優(yōu)化用戶環(huán)境。

4實例分析

本次開發(fā)的控制系統(tǒng)主要是對建筑照明進(jìn)行控制，最終目的是降低照明系統(tǒng)的整體能耗，以此來實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。具體的節(jié)能控制策略如下：利用傳感器對自然光的照度值進(jìn)行采集，然后與照明系統(tǒng)工作面預(yù)設(shè)的照度值進(jìn)行比較，據(jù)此得出實際照度，隨后將該信息傳給智能控制系統(tǒng)，通過對燈具的亮度分析，輸出控制指令，對照明燈具的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

4.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）輸入單元。該單元在整個控制系統(tǒng)中的作用是對輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使這部分信號變?yōu)橄到y(tǒng)參配信號，以此作為照明控制的主要輸入信號。該單元由以下設(shè)備組成：遙控器、顯示屏、控制面板、傳感器等。

（2）系統(tǒng)單元。該單元可在軟件支撐下，對控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實時監(jiān)控，包括：計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)配件、控制單元等。

（3）輸出單元。該單元能夠通過對負(fù)載回路的控制達(dá)到照明系統(tǒng)控制的目標(biāo)，它是系統(tǒng)的執(zhí)行單元，根據(jù)接收到的信號完成相關(guān)操作，主要由2個部分組成，開關(guān)控制模塊和調(diào)光模塊。

（4）系統(tǒng)軟件。這是整個系統(tǒng)的核心部分，本系統(tǒng)開發(fā)時，采用功能強(qiáng)大的圖形化軟件，其能夠以圖形的方式，對建筑照明系統(tǒng)的回路狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，該軟件具有如下功能：數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、異常狀態(tài)報警提示、場景切換控制、調(diào)光以及定時開關(guān)等。系統(tǒng)軟件由2個部分組成，人機(jī)交互界面和數(shù)據(jù)庫。

4.2調(diào)光方式設(shè)計

本系統(tǒng)在開發(fā)時，基于DALI協(xié)議設(shè)計數(shù)字調(diào)光鎮(zhèn)流器，并在該鎮(zhèn)流器上添加主控器，對數(shù)字信息進(jìn)行收發(fā)和存儲，并且還能實現(xiàn)較為復(fù)雜的控制功能，如場景切換、分組控制等。

4.3節(jié)能效果分析

采用DALI智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光后，在燈具全開的情況下，總功率約為91-111W，與手動控制方式相比，可以節(jié)能50%-65%左右，1年大概可以節(jié)約電費(fèi)10萬元左右，節(jié)能效果顯著。

結(jié)語：綜上所述，對于現(xiàn)代建筑而言，走向智能化是建筑的必然趨勢，面對智能建筑電氣設(shè)計中的現(xiàn)有問題，需要相關(guān)設(shè)計者采取優(yōu)化措施，秉持“節(jié)能理念”展開建設(shè)，以建筑實際為導(dǎo)向完善電氣節(jié)能及其安全性能，為增強(qiáng)建業(yè)的綠色效益奠定基礎(chǔ);并且，在節(jié)能技術(shù)方面不斷的創(chuàng)新，積極推進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用，為強(qiáng)化電氣節(jié)能效果夯實基礎(chǔ)，從而有效提升智能建筑工程相應(yīng)的社會、經(jīng)濟(jì)效益。

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