智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設計

許 青 青

(山西中創(chuàng)建筑設計有限公司，山西 太原 030027)

智能化建筑電氣的節(jié)能優(yōu)化設計

許 青 青

(山西中創(chuàng)建筑設計有限公司，山西 太原 030027)

以建筑電氣節(jié)能的必要性為切入點，對智能化建筑電氣在進行節(jié)能設計時需符合的原則加以概括，并在此基礎上對其實現(xiàn)節(jié)能化的方法給出相應的建議，以期創(chuàng)造出能耗低、性能高的現(xiàn)代化智能建筑。

智能化建筑，電氣，節(jié)能，優(yōu)化

隨著人口基數(shù)的擴大及鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民向城市的流動，城市的建設規(guī)模在不斷擴展，開發(fā)設計出滿足居民高質量生活需求的建筑便成為各房地產(chǎn)企業(yè)競爭的目標之一，因而智能化建筑便成為建筑工程師關注的焦點。所謂智能化建筑，即利用現(xiàn)代建筑、計算機、通訊和控制的先進技術手段，將信息設施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)集成為整體最優(yōu)化的組合，通過樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)、辦公自動化系統(tǒng)(OAS)和通信自動化

系統(tǒng)(CAS)為現(xiàn)代人提供一種安全、高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。由于我國在智能化建筑的電氣節(jié)能實施屬于剛起步階段，理論基礎及實踐技術支持等仍不夠成熟，在進行開發(fā)和設計實施過程中仍有很多問題需加以克服，因而造成建筑物的整體智能化仍未得以充分地體現(xiàn)，且在能源消耗方面比較嚴重，建筑的整體使用性能不容樂觀。

1 開展智能化建筑電氣節(jié)能的必要性

1)當前智能化建筑電氣耗能現(xiàn)狀。

雖然現(xiàn)階段，太陽能、風能等新型能源在建筑電氣工程上已逐漸開始投入使用，然而由于對新型能源的利用仍處于摸索階段，其在使用性能方面仍存在很多不足。智能化建筑主要仍是依賴于電氣能耗。據(jù)統(tǒng)計，我國當前各種行業(yè)能耗中，建筑耗能占大多數(shù)比重，其中以電氣的能耗占據(jù)首位。由于我國在智能化建筑工程節(jié)能技術上起步較晚，實踐經(jīng)驗有限，且針對建筑電氣節(jié)能設計方面的標準仍未規(guī)范化，因而造成在建筑電氣節(jié)能運行上仍存在多種不足，耗能量仍不容樂觀。

2)智能化建筑電氣節(jié)能的重要性。

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴大，由此帶動能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年遞增的變化趨勢，因而減少建筑耗能問題便成為人們關心的熱點話題；另外，隨著能源的消耗，其帶來的環(huán)境污染問題嚴重威脅到居民的正常生活、工作等。為改善現(xiàn)階段人們的生活環(huán)境，提高生活質量等，加強建筑電氣節(jié)能工作便尤為重要；此外，在我國推出建設節(jié)約型社會的號召下，節(jié)能減排問題是全民關注的共同話題，開展電氣節(jié)能是實現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”，造福于后代的重要舉措。

2 智能化建筑電氣節(jié)能設計需符合的準則

1)節(jié)能應在保證實現(xiàn)建筑物基本功能的前提下開展。

開發(fā)智能化建筑物的目的即是為人們的生活提供更完整的服務，因而在進行節(jié)能優(yōu)化時，需考慮到其是否影響到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、運輸通道通暢、休閑娛樂設施等正常運轉等。

2)節(jié)能應在符合實際經(jīng)濟效益的前提下開展。

節(jié)能技術的投入使用應充分考慮到實際成本問題，不能一味追求高效節(jié)能而加大投資，增加建筑物開發(fā)成本負擔。因而電氣設計工程師在進行節(jié)能優(yōu)化時，需認真考慮節(jié)能方式的選擇及其設備材料的應用，盡可能實現(xiàn)節(jié)能性能的優(yōu)化與成本的控制。

3)節(jié)能應減少對不必要的能源損耗。

在進行節(jié)能優(yōu)化設計時，應先將與建筑物基本功能實現(xiàn)無關的耗能方式加以總結，然后根據(jù)建筑物的實際情況選擇適當?shù)墓?jié)能方式。其常見的無用耗能方式如傳輸電纜線路上的耗能、變壓器的損耗等，其耗能量較多，對建筑物的功能實現(xiàn)卻無任何幫助，是建筑物能源利用的極大損失。

4)節(jié)能需優(yōu)先考慮環(huán)境保護。

隨著能耗帶來的環(huán)境污染問題，公眾對環(huán)境的重視程度也在加深。節(jié)能的優(yōu)化需以環(huán)保理念為主。在進行節(jié)能設計時，需以提高能源的利用效率及實現(xiàn)綜合性效益為目的，充分利用現(xiàn)代先進技術，選擇經(jīng)濟適用、節(jié)能環(huán)保且安全可靠的優(yōu)化方案。同時應嚴格控制節(jié)能成本，適當選擇節(jié)能設備，保證在預算范圍內(nèi)實現(xiàn)節(jié)能效果。

3 智能化建筑電氣節(jié)能技術面臨的主要問題

雖然我國在智能化建筑電氣節(jié)能上做了很多努力，然而其實際使用仍未得到預期效果，仍存在多個問題亟待解決。其主要表現(xiàn)為：首先是在質量安全監(jiān)督上存在漏洞，因電氣工程師在進行節(jié)能優(yōu)化時，對其技術的應用仍缺乏實踐性，造成節(jié)能技術在建筑電氣上的實用性不強；其次是在設備使用上，智能化建筑電氣缺乏自動化、智能化電氣設備及其附加設施的使用，再加上我國在這方面的研究應用仍不夠成熟，因而優(yōu)化方案在實施過程中受使用設備的限制而無法充分發(fā)揮節(jié)能效果；另外，目前我國在智能化建筑電氣節(jié)能總體規(guī)劃設計上缺少綜合性的協(xié)調(diào)工作，采用的優(yōu)化方案缺乏科學性，進而在真正執(zhí)行時效果不理想，沒有達到降低能耗的目的。

4 智能化建筑電氣節(jié)能技術的優(yōu)化策略

1)供配電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略研究。

在進行智能化建筑的節(jié)能優(yōu)化方案制定時，需總體把握建筑中用電設施的功率大小、負荷容量及其布局分配等信息，在此基礎上，選擇合適的供配電節(jié)能設備，在確保用電設備在正常工作前提下最大化地降低能耗損失。

由于變壓器的電能損耗是供配電系統(tǒng)中的主要損耗形式，故可先從變壓器入手實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。首先應依據(jù)變壓器所帶負載情況，在成本可控的范圍內(nèi)，將負載加以合理分配，并選擇與驅動負載能力相符合的變壓器，從而充分利用變壓器，減少能耗損失；此外，應將處于同一個變電站的變壓器實行并聯(lián)工作的方式，并根據(jù)所帶負載隨時調(diào)整其投放使用的數(shù)量。

另外，還可從減少電路線路上的電能損耗方式實現(xiàn)智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，線路上的電能損耗約占輸入電能的4%，其中造成其電能損耗的原因主要是建筑物中所選用的供電方式以及線路本身的導線截面。在進行節(jié)能優(yōu)化時，可選擇電阻率值相對較低的導線，如銅、鋁材料的導線，在符合經(jīng)濟節(jié)約的前提下，在負載用電量較多的一、二類建筑物中以銅導線為主，而在負載量相對小的三類建筑物中則使用鋁導線；另外，在布局線路時，盡量縮短導線的長度，并避免彎路線路。

2)對建筑物內(nèi)照明系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略。

建筑用電中照明占據(jù)絕大多數(shù)用電量，因而可從照明系統(tǒng)優(yōu)化方面實現(xiàn)電氣節(jié)能。在建筑照明中，照明設施所消耗的電量與其所使用的照明方式、照明時間、設備功耗、建筑總面積、照明設施使用數(shù)量以及發(fā)光效率等直接相關，因而對照明系統(tǒng)的優(yōu)化可從如下幾個方面加以考慮：首先是照明設備的選擇，應優(yōu)先考慮高效節(jié)能型光源設備，尤其是發(fā)光效率高、功耗低、耐用時間長的光源；其次在光源所需配件上，如鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等元器件上，應首選功耗低、性能好的設備；另外，應合理分配照明時間，利用光線、聲音等感應控制方式控制照明回路的開關，避免不必要的照明浪費；最后在建筑物的設計上，應充分使用自然光，并選擇透光性強的玻璃或門窗，在照明系統(tǒng)的電路設計上也應以三相四線方式為主，從而實現(xiàn)最大化地節(jié)能供電。

3)關于建筑物用電梯、通風建設、空調(diào)以及供水系統(tǒng)的電氣節(jié)能優(yōu)化策略。

在建筑電氣中，電梯、通風、空調(diào)及供水系統(tǒng)的用電量也是不容忽視的。針對建筑物中的運行電梯，應合理選取其型號及與之功率相匹配的電機驅動，并盡量考慮小機房的設計安裝；在通風建設方面，應切實考慮到電能資源需求量的不同，同時兼顧到風機等使用設備的參數(shù)要求，選擇合適的且性價比高的設備；然后關于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，因考慮到空調(diào)耗電量大、功率高等特點，在選擇空調(diào)時，應首選節(jié)能環(huán)保型的水源熱泵式空調(diào)，相比于傳統(tǒng)的空調(diào)，其運行效率高、污染小。在空調(diào)的使用上，應合理設定其工作模式，避免電能的過度損耗；最后在供水系統(tǒng)的設計上，應優(yōu)先選擇無負壓作用的供水設備，其不僅可實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，而且對水質也有一定的凈化效果。

4)可再生資源的開發(fā)利用。

由于現(xiàn)階段使用的電能屬于不可再生資源，其使用是有限的，因而開發(fā)利用如太陽能、風能、熱能等新型可再生資源便尤為必要。在建筑節(jié)能方面，可考慮使用這些新型可再生資源，從而減少對功率高、耗能大的設備的使用，并擺脫對電能的完全依賴；另外，在設計裝修智能化建筑電氣時，可選擇新型材料的裝飾物，并使用新型環(huán)保節(jié)約型墻體材料，進而在實現(xiàn)裝飾整個建筑的同時也減少了電能的功耗，提高其節(jié)能效果。

5 結語

建筑的整體結構及布局構成了建筑物的基本框架，而其智能化電氣的安裝則為建筑的使用賦予新鮮的活力。智能化建筑的節(jié)能優(yōu)化是一項復雜性的綜合性系統(tǒng)工程，其涉及到計算機通信、電氣安裝及控制等多方面專業(yè)領域，因而建筑工程師在進行優(yōu)化設計時，應綜合全面的考慮到各個領域的相互關聯(lián)性；此外，應從經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面考慮，設計出既滿足人們高質量生活需求，又可實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的電氣安裝方案，從而全面體現(xiàn)能耗低、性能高的現(xiàn)代化智能建筑，實現(xiàn)真正意義上的經(jīng)濟節(jié)約。

[1] 范 臻.基于智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設計的分析[J].中國高新技術企業(yè),2012(28):29-31.

[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設計研究[J].自動化與儀器儀表，2011(3):33.

[3] 譚立剛.建筑智能化過程中的電氣節(jié)能研究[J].科技向導,2013(15):17-19.

[4] 肖利華.談建筑電氣節(jié)能設計[J].山西建筑，2013，39(27)：173-174.

Energy-saving electric optimization design of intelligent building

XU Qing-qing

(ShanxiZhongchuangBuildingDesignCo.,Ltd,Taiyuan030027,China)

Starting from the necessity of building electronic energy conservation, the article outlines the electronic energy-saving design principles of intelligent building, and puts forward corresponding energy-saving suggestions, with a view to create modern intelligent building with low energy consumption and high performance.

intelligent building, electronic, energy conservation, optimization

1009-6825(2014)11-0223-03

2014-01-26

許青青(1975- )，女，工程師

TU201.5

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