智能建筑電氣節能設計分析

李 文 雁

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

智能建筑電氣節能設計分析

李 文 雁

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

通過介紹我國國內建筑電氣的節能狀況，分析了智能建筑電氣節能設計中的常見問題，并從供配電系統、照明系統、通風系統等方面，對智能建筑電氣節能的設計進行了研究，從而促進我國建筑節能，推動綠色環保節能活動。

智能建筑，電氣，節能設計

隨著改革開放的到來，我國經過幾十年的高速發展，城市規模大大地增加了，對于建筑行業的這些方面都有了全新的發展，關于綠色節能思想滲透進入建筑電氣行業的想法又給建筑事業新的發展機遇，在很大程度上推動了城市化進程，因為我國對建筑量的需求在不斷上升中，人們也漸漸有了環保的意識，在建筑電氣方面的設計理念也有了比較大的改變。傳統的建筑想法對于節能環保上重視不夠，導致在這方面出現了很多能源、資源的浪費，在很大程度上對我國建筑電氣節能行業的進步有著消極的影響。近些年我國的制度不斷地在完善過程中，對于建筑中電氣的節能設備有了一定的標準和規范，不斷提出建設一個節約型、環保型的社會。

1 我國智能建筑電氣的節能概述

1.1了解我國國內建筑電氣的節能狀況

近年我國對于智能建筑電氣節能方面展開了深刻的研究過程，但是在具體的方案實施設計和各種步驟設計分析的還不夠完善，很多沒有對我國現在的建筑內部結構結合節能本質來進行準確分析。比如對于節能的產品選擇和安裝方面還存在著一定的不足，對于節能方案的實施也有不足的地方。在節能建筑方面，相關的自動化設備都存在著一定的不足，對于節能方面數據的及時控制系統還沒有實現，所以在很多節能建筑完成后，不能夠宏觀控制和協調相關的節能系統進行運行，從而不能保證預期的節能效果。如果在智能建筑電氣中，使用了相關的設備和協調系統，可以降低建筑耗能的30%～50%，但是如果不能完善相關的監控和維護節能系統，就不能及時調控能耗節能系統，調節管理節能消耗也就不能持續穩定地工作。

1.2智能建筑電氣節能設計的常見問題

在我國的智能建筑中，一般出現的常見問題是通風部分和建筑設計部分不夠合理，使建筑中空調的冷量不符合正常水平。比如在有中央空調的辦公大樓中，如果通風或者器械排氣發生堵塞或者阻礙的情況、設備選擇類型、制度不合理，讓室內和室外不能及時暢通地通風，就會形成一定的冷負荷，加大中央空調的耗電量。對于照明方面來說，很多智能建筑的控制方式不太合理容易導致照明系統的能耗變高，特別是照明的耗電一般會占據建筑能耗的很大部分，如果照明設施不合理了，將會導致能源的極大浪費。除了空調和照明系統以外，智能建筑電氣中還有其他輔助設施，比如采暖、給水、排水等系統，如果這些系統的運行方式不恰當也會造成能源消耗的過度。

對于智能建筑電氣節能的設計中，需要遵循一定的原則：1)建筑要滿足電氣節能的指標，獲得最好的經濟效益。對于照明系統方面，不僅要考慮節能方面，也要充分注重燈光的光照度，顏色溫差和各方面的顯色指數等。空調方面，要突出舒適衛生，能夠有滿意溫度和適合風量，同時，電氣設施的用電和管線也要進行專業設計。2)智能建筑中不能出現多余的能源消耗，保證環保的原則，對于多余的能源消耗和建筑功能無關的結構都要舍棄。其他方面也要采取一定的措施減少功率的消耗，盡量選擇節能或者是可再生的能源。3)建筑中的設計要保證建筑本身良好的經濟利益和實際效益，不能因為過分要求節約能源而導致投入經費過高，應該考慮在使用期間的節能費用和投入費用，選擇經濟效益和節能效果最合適的方案。

2 智能建筑電氣節能的設計研究

2.1供配電系統的節能設計

在對供配電系統進行設計時，需要首先對建筑中的用電等級和總荷載進行考察和記錄，設計出最適合該建筑的供配電系統，為業主節約自身的一次性投資，提高建筑的經濟效益，讓該建筑可以在以后的運行中，真正做到節能減排。在供配電系統的節能設計中，主要需要注意下面三個內容：首先需要選擇正確合理的變配電所地點，充分結合住宅單體，根據配電系統的用電等級和供電容量，設計出可以穩定的供配電系統。變配電所所處的地方要和用電負荷的中心相近，以免出現往返距離的供電情況，縮短電纜長度，降低投資的成本，并且還可以降低輸電過程中電量的損耗，提高用戶得到配電的質量，從而讓其他電器設備可以高效運行，進而降低能源消耗。其次是豎井位置的設置，盡可能縮短分開配電線路的長度，降低能源的消耗，合理設計配電箱的具體位置，最好設置到用戶的用電負荷最高處。最后在智能建筑電氣設備變壓器的選擇中，要注意減少鐵損，鐵損就是在變壓器進行工作的過程中，內部的鐵心疊片會發生渦流現象和磁滯，從而形成鐵損。隨著近些年科技的高速發展，我國在物理材料方面得到了很大的進步，制造出了多種新型高效節能的材料。在變壓器的材料構成中，科學家制造出了節能的新型非晶體磁性材料，可以作為變壓器中的鐵心材料，從而制造成節能的鐵心變壓器。為了減少變壓器內的磁阻，減少能耗，可以改變鐵心結構，至少可以減少空載電流20%～40%，提高功率因數，降低綜合線損，讓配電系統得到源頭上的損耗改善。

變壓器正常運行負載率最高時，能夠達到線損最小，所以在變壓器設計時，選擇變壓器銅耗，經過精確的計算，當變壓器的負荷率為0.5時，變壓器運行的效率是最高的。如果變壓器內部為鐵耗，負荷率改善線損在變壓器上的節能效果并不能體現出來，甚至還會增加整個變壓器總系統的開關容量，提高工具的配置費用和設備的運行費用。對以上因素進行一定的闡述后，在對配電系統進行設計時，要對后期的擴容留下一定的空間，讓變壓器的負荷率處于一個科學的范圍。

2.2照明系統的節能設計

智能建筑中照明系統的節能表現不能僅僅體現在燈具數量的減少或者降低燈具的工作功率方面，還需要巧妙地使用自然光等健康光源來降低能耗。對于室外部分的建筑，可以使用透光強度比較高的玻璃或者門窗來提高建筑白天光照的時間，減少建筑開燈的時間持續，并且充分利用自然光進行照明活動，切實達到節能減排，節約資源的效果。對于能夠長時間接受太陽白光照射的建筑面積中，可以先對其中的照度標準和現場照度進行檢查，采用可以自動識別周圍環境亮度的系統來控制燈具進行自動照明，滿足不同地點的不同照明需要。對于智能建筑物的夜景照明系統設計，要和城市景觀規劃部門進行協商，夜景照明不僅要體現出建筑建造風格的文化底蘊特點，還要有一定的藝術效果，讓夜景的環境具有一定優美、迷人、舒適、現代化的特點。同時，在進行照明時，還要科學控制照明系統，避免出現燈光形成光污染的情況，要保證節能降耗和保護人文生態環境雙管齊下。

2.3空調、電梯、供水以及通風系統電氣節能

對于智能建筑物內空調系統，可以使用水源熱泵空調，這種空調是利用地下水和土壤溫度保持穩定的特征，所以這種空調無污染和零排放，且機組效能比較高，可以節能在35%～75%的范圍內。在電梯系統的設計中，可以選擇小機房的電梯來代替一般的電梯，因為小機房電梯使用的是無齒輪曳，可以降低電能的消耗，在很大程度上能實現節能減排的作用。對于供水系統的設計過程中，可以使用無負壓的設備凈化水質。而且這個設備使用的能源相對于其他設備要低一些，也可以做到節能減排。通風系統，根據電力的設備，分析風機的設備要求，選擇經濟效益并且節能的設備。

2.4優化智能建筑保溫體系設計

智能建筑的室內填充墻可以使用加氣混凝土砌塊材料，對于隔音和保溫的作用非常大。對于外墻的填充中，要考慮氣密性和安全性。對于建筑屋面可以采用泡沫保溫板，提高門窗的封閉性。通過大量的實驗證明，加強建筑內的保溫體系，可以實現建筑的綜合節能。

3 結語

智能建筑作為新時代的一種建筑方式，其有著非常繁雜的系統工程，需要專業的設計人員考慮到各方面的設計，讓建筑物的每個結構都可以做到協調統一。現在科學技術在高速發展，人們的生活水平和質量也在提高，對于房屋智能建筑也有了更高的要求。所以需要我們專業人員不斷完善智能建筑的節能標準化，促進我國建筑節能，推動綠色環保節能活動。

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Intelligentbuildingelectricalenergysavingdesignanalysis

LiWenyan

(TaiyuanUniversityofScienceandTechnologyInstituteofArchitecturalDesign,Taiyuan030024,China)

According to the introduction of the energy-saving of the architectural electrical devices of the buildings in China, the paper analyzes the common problems in the electrical and energy-saving design of the intelligent buildings, and researches the design for the electrical and energy-saving of the intelligent buildings from the power-supply and distribution system, light system, and ventilation system, so as to enhance the architectural energy-saving in China and promote the green and energy-saving activity.

intelligent building, electrical, energy-saving design

TU201.5

A

1009-6825(2017)26-0187-03

2017-07-08

李文雁(1985- )，男，工程師