電氣智能化技術在建筑節能中的應用

摘 要：

煤炭的使用加速了全球氣候變暖，面對環境資源的問題，我國提出了“雙碳”目標政策，開發新型低碳能源減少碳的排出，以面對能源的匱乏，水電和天然氣等低碳能源成為主要的綠色能源。而建筑電氣智能化技術能有效控制能源分配，對能源的節約有著極大的助力。就電氣智能化技術對能源管理應用進行了探討。

關鍵詞：

電氣智能化; 能源損耗; 節能; 能源管理

中圖分類號： TU855

文獻標志碼： A

文章編號： 1674-8417（2024）04-0036-04

DOI：

10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.04.006

0 引 言

當前全世界都在對節約能源的制度上不斷優化，對于能源的運用非常重視。我國各項能源分布不均以及能源短缺，對于建筑工程行業來說，能耗更是需要重點改善的問題。我國對建筑節能技術的重視不足，導致建筑工程過度消耗能源，因此，在建筑電氣的能源使用中，應加強能源管理。建筑電氣智能化應用的節能技術大大改善了完工后業主使用能源的浪費問題，在節約能源中有著極其重要的作用。

1 我國能源現狀

中國的疆土面積廣闊，但是同時人口量也巨大，能源均衡到每一個人身上是非常有限的。雖然我國能源體制改革取得了較大的建設性成果，市場在資源配置過程中的基礎作用不斷顯現，但是各類新型能源體制的建立并不完善，目前能源體制的束縛性并沒有完全消除，后續工作還須全

面開展［1］。中國能源消耗如圖1所示。中國能源消耗最大的是煤炭，其次是石油。面對“雙碳”目標政策，我國將會抑制石油和煤炭能源消耗的占比，這不僅要尋找新能源來代替，還要節約消耗天然氣和水電。世界能源消耗圖如圖2所示。由圖2中可以看出，世界能源消耗的主要能源為石油，其次為煤炭和天然氣。而在世界能源消耗中可看出，我國煤炭占比較大，而對天然氣的使用較小，因此，我國能源面臨著轉換和節約使用的問題。

2 建筑電氣智能化技術自身的節能優勢

2.1 變壓器節能技術

建筑電氣系統在整個建筑能源消耗的占比巨大，而在建筑電氣系統中，變壓器不可被替代，同時這也是建筑電氣系統中最消耗能源的設備。因此在建筑電氣智能化技術本身的節能上，解決變壓器的耗能問題尤為重要。首先，選擇能耗等級高的綠色節能型變壓器，例如二級能效以上的非晶合金干式變壓器，利用在相同負載損耗下，非晶合金變壓器空載損耗遠遠小于傳統鋼硅變壓器的特點，可大大減少變壓器能耗。其次，建筑工程中通常需要多臺變壓器配合，合理分析建筑中所有用電負荷，選擇合理的變壓器數量、容量及各種參數指標，使變壓器的損耗降低，讓能源利用率更高。

以某辦公樓為例，該項目采用兩臺1 250 kVA容量的SCBH17二級能效非晶合金變壓器，每臺變壓器負載率控制在75%。非晶合金與硅鋼干式變壓器損耗對比如表1所示。

由表1可見，在同等二級能效下，非晶合金變壓器比傳統硅鋼干式變壓器每年的總損耗減少12 775 kWh。

2.2 照明設備節能技術

在建筑電氣系統中，照明系統也是重要的一部分，由于建筑中的照明點位較多，對電量的損耗不容小覷。照明系統的節能可通過以下的方式方法進行改進，首先選擇節能較好的燈具，例如節能效果好的LED照明燈具;其次在不常有人活動的場所選擇人體感應開關控制燈具，避免長時間無人在場燈具持續點亮;最后選擇智能照明控制系統，在控制器上設置不同的場景以及現場設置傳感器，可對燈具的光照強度進行自動調節或控制燈具的開斷，實現照明系統的節能。

2.3 動力設備節能技術

任何機械的運作都少不了動力設備，例如建筑中的電梯、風機、水泵等。動力設備消耗的能源較大，可通過以下方式進行節能改進。首先，選擇具有集中調控和群控功能的電梯，在乘梯人數較多時，群控程序可避免多臺電梯同上同下浪費能源;在電梯使用頻率降低時，采用節能模式減少電梯運行臺數。其次，電梯及不參與消防工作的水泵可通過變頻調速來控制電動機，在輕載時實現電機的變速運行，以達到節能目的。

2.4 引進新能源技術

目前我國新能源技術涵蓋了太陽能光伏發電、地源熱泵技術、風能技術等，在新能源的加持下，不僅能實現低碳生活，而且節能環保，清潔性強。

以某近零能耗展覽館為例，該項目三層屋頂采用薄膜發電玻璃，面積為518 m2，四層屋頂采用單晶硅組件，面積為1 603 m2，年發電量為43.79萬kWh;立面采用仿石材碲化鎘發電玻璃，面積為586 m2，年發電量為2.27萬kWh;室外構筑物設置薄膜發電，面積為1 048 m2，年發電量為17.83萬kWh;太陽能發電系統年總發電量共計63.89萬kWh。光伏電能的使用不僅減少了建筑的碳排放量，還減少了對電網的依賴，降低了能源成本。

3 電氣智能化技術對能源管理的應用

在生活中建筑電氣智能化技術的應用無所不在，建筑電氣智能化技術包含范圍主要有能耗監測系統、消防報警系統、樓宇自控系統等，這些系統通過智能化方式幫助人們節約資源，優化資源配置，改善人們的生活質量。

3.1 能耗監測系統

能耗監測系統是電氣智能化在建筑節能中重要的應用技術之一。系統引入智能電表、電力管理軟件和云平臺等技術，實現了對建筑用電情況的實時監測和分析。智能用電監測系統對用電設備的能耗數據進行整合和分析，可以發現用電設備的能耗異常和潛在的節能空間。提供建筑用電的細節數據，讓使用者了解用電情況，并通過智能控制系統實現對用電設備的精細化控制和調度，從而達到降低能源消耗和減少碳排放的目的。

3.2 消防報警系統

消防報警系統的運用，使火災險情降低。系統通過火災災情及時報警、故障報警、主電源和備用電源自動切換、顯示警情的位置以及系統的自我檢測、查找漏洞等功能，防止了火災發生及蔓延。同時，為了進一步將險情扼殺在搖籃之中，將每一個檢測點的信息，準確地上傳到監控系統中，且要對信號的探測器所在的具體地址詳細標注，此外，排煙系統與消防警報系統相互關聯，提高了排煙系統的高效性。當火災發生時，可以通過控制界面立即看到故障的位置，通知相關的人員到場進行及時的修補［2］。

3.3 樓宇自控系統

在建筑電氣智能化技術中樓宇自控系統為主要的控制系統，其功能是對建筑物中各種各樣的機電設備信息進行整合歸類、分析處理。在控制時選取最佳的解決方案，各項機電設備都需要進行統一的管理和監控，樓宇自控系統可很好地解決這個問題。在對樓宇自控系統進行設計時，應按照集中監控、信息共享、分散控制等原則，進行合理的構建。樓宇控制系統的應用可以合理控制能源分配使用，節省不必要的能源使用［3］。

（1） 通風和空調系統。

在建筑中，室內CO與CO2含量的檢測是由通風系統來完成的，當CO與CO2的含量超過限度時，就會起動風機，轉換室內外的空氣，將室外的轉換到室內，進而使空氣質量得到改善。一般空調系統分為集中式、半集中式和局部空調系統。所謂的集中式空調系統，就是中央空調，而局部空調就是在一定的空間內使用的空調系統，半集中式空調系統對空氣質量的精準度把握更為準確，因此一般使用在實驗室等重要場所。樓宇空調控制系統示意如圖3所示?？照{機組是通過熱水控制系統來實現交換室內與室外的空氣，此外二次熱水出口的溫度也需要控制。其風機盤管的監控系統控制，風機盤管的風速和電動閥門都是利用空氣處理監控系統來控制的，空氣處理監控系統可以控制氣流流向室內的溫度、濕度以及起停時間。合理控制空調起停時間節約了電力，使電力資源合理利用。

（2） 給排水系統。

水的運輸中少不了水泵，它是給水系統動力的源泉，同時，還需要借助傳感器來進行作業。給水系統的給水方式有水泵直接給水、高水位水箱給水和氣壓罐給水方式。水泵運用壓力動力，高水位水箱運用重力，氣壓罐運用壓力。而排水通常利用地心引力從樓內排出，在給排水系統中安裝水泵傳感器，對水流的運行參數進行實時監控，同時也可通過對壓力的監控來實現對水泵運行的控制。傳感器還可在水位過低或過高時進行報警。傳感器應用在給排水系統中，實時地監控，應對水流異常，保護了給排水系統，使水資源

合理利用。建筑電氣智能化的應用極大可能地使水資源再生［4］。

4 結 語

在我國“雙碳”目標政策的背景下，能源的合理運用及管理至關重要。建筑電氣智能化技術本身就是運用節能、低碳、環保的方式，來實現各個系統的建設。建筑電氣智能化技術的使用，讓各系統之間相互配合緊密，使水電、天然氣等合理運用，減少能源的流失。面對龐大的城市建筑群和建筑電氣智能化技術本身的優勢，建筑電氣智能化技術在節約能源中將會有浩瀚的藍海，是節約能源必不可缺少的技術。

［1］ 袁家春.我國能源現狀與能源政策分析［J］.中國市場，2018（7）：45.

［2］ 方水平.智慧物業管理系統的設計與實現［J］.學院學報，2020（1）：77-78.

［3］ 孫德忠，徐鳴.新時期房地產管理系統應用與研究［J］.信息與電腦（理論版），2016（1）：31.

［4］ 高軍.有關建筑電氣節能的主要技術措施分析［J］.價值工程，2015，34（24）：88-89.

收稿日期： 2024-03-15

Application of Electrical Intelligence Technology in Building Energy Conservation

GAO Bochao1， ZHANG Haitao2， GAO Bei2

（1.China United Northwest Institute for Engineering Design amp; Research Co.， Ltd.， Xi ’an 710077， China;

2.China United Northwest Institute for Engineering Design amp; Research Co.， Ltd.， Xi ’an 710077， China）

Abstract：

With the development of the world，energy consumption has become extremely serious，and the use of coal has caused global climate change.Faced with environmental and resource issues，China has proposed a dual carbon policy to develop new low-carbon energy sources to reduce carbon emissions.However，in the face of energy scarcity，low-carbon energy sources such as hydroelectricity and natural gas have become the main green energy sources.Building electrical intelligent technology can effectively control energy distribution，This article explores the application of electrical intelligence technology in energy management，which greatly contributes to energy conservation.

Key words：

electrical intelligence; energy consumption; energy conservation; energy management