建筑電氣設備自動化的節能技術分析

王紅剛+張艷暉

摘 要： 在科學技術高速發展的今天，電氣自動化得以實現并廣泛應用。建筑工程充分利用電氣自動化技術，不僅能夠給人們的工作和居住帶來更多的便利，同時還能最大限度發揮建筑工程的各項功能。然而，電氣始終是建筑當中耗能最高的環節，在實現電氣自動化的過程中，必須注重節能，只有這樣才能夠提升建筑功能，實現建筑業可持續發展。為此，本文在充分了解電氣自動化節能作用原理的基礎上，對建筑電氣設備自動化節能技術的應用進行了分析與探討。

關鍵詞： 建筑電氣設備；自動化；節能技術

20世紀70年代，由于世界范圍內出現了能源危機，引發了人們對節能技術的研究，建筑節能技術倍受關注。人們通過科學的研究節能設計方案，逐步降低建筑本身對能源的消耗，從而有效實現節能效果。現代建筑電氣工程中的節能技術，就是在不降低建筑物電氣工程性能的情況下，通過對建筑物的供配電系統、變壓器、電動機設備、照明設備等進行優化管理和實時監控，以提高對設備的管理水平和利用效率，有效減少設備產生的不必要浪費，使設備保持在良好的狀態下運行，以達到對電能有效節約的目的。

一、電氣自動化節能作用原理

根據現階段對節能建筑的研究，電氣自動化節能技術原理在應用和控制過程中，主要包含控制器、執行器和數據傳輸通道三個組成部分，其中兩級網及四級控制裝置的相關原理如下：該網內，初級網絡的構建應用節能建筑中的局域網，二級網絡需要加強控制工業總線，然而，通常狀況下，25kbit/s是該網絡應用過程中的最高值，無法滿足現代人的需求。該體系內，控制裝置的首層以總控制器為主，是該裝置實現正常運行的關鍵。多個信息系統存在于該裝置當中，其中包括I/O接口、不同種類數據線等。而該裝置當中的第二層不僅包含第一層相關設備，同時還擁有一個多功能主控制器，其運行過程中，能夠實現主控計算機與現場設備之間的有效聯系，促使信息得到順利傳遞，構建有效的信息傳遞渠道。在第三層當中，能夠充分分析傳遞的數據，并對大量數據信息進行取舍，從而為現場設備的運行提供正確的指令。這一過程中，智能控制接口在充分發揮自身功能的基礎上，能夠對信息進行有效的采集、處理等，從而實現對建筑的實時控制。第四層系統中，主要分布著傳感器和執行器，在日常運行過程中，能夠有效控制現場設備。

二、電氣自動化系統節能控制技術的應用

1、空調系統中水源和地源熱泵技術

在對水源熱泵以及地源熱泵進行技術控制的時候，是基于夏季和冬季地球不同淺層水源的溫度以及地面建筑物表面溫度來進行的。當夏季時，淺層水的溫度相對建筑物表面溫度較低的時候，熱泵技術就可以通過利用空氣和水作為載體，利用熱量的傳播，將建筑外部的溫度和建筑內部的溫度進行交換，從而起到減低建筑物內部溫度的目的；當冬季時，地表淺層水源的溫度相對比建筑物的溫度要高，通過利用熱泵技術就可以相應的提高建筑物內部的溫度，從而實現建筑物內部的保暖，起到溫度調節的作用。不論是水源保暖還是地源熱泵技術一般來講，它們都是由三大主要組成部分構成，它們分別是用戶終端系統、空調主機以及水源所處的水系統。利用這種技術進行溫度調節不僅能夠節能環保，在運行過程中還比較高效，同時這種技術適用的范圍比較廣泛可以在建筑用地廣泛使用。這項技術的控制系統主要是通過數字控制器等部件來對信號進行采集，然后通過傳感器和控制器判斷熱泵的使用情況，進而判斷用水情況，當水量出現偏大或者是偏小的時候，相應的控制系統就會通過調節水泵的轉速來調節用水量，保證設備的正常運行。

2、控制變風量的控制技術

這項技術也是應用于空調系統，顧名思義它其實就是通過調節空調的風量大小來完成對被控參數的控制工作。這一控制系統它主要包括兩大組成部分，一個是變風量空調機組，另一個組成部分就是終端控制設備。前面的變風量空調機組它主要的作用就是決定空調中風的運轉速度，另外的終端控制設備它利用收集到的信號，完成對空調系統中風門的控制，避免資源的浪費，從而實現節能目的。

3、照明系統中節能控制技術

因建筑照明量大而面廣，故照明節能的潛力很大。在滿足照度、色溫、顯色指數等相關技術參數要求的前提下，照明節能設計應從下列幾方面著手：

（1）選用高效光源。按工作場所的條件，選用不同種類的高效光源，可降低電能消耗，節約能源。其具體要求如下：

一般室內場所照明，優先采用熒光燈或小功率高壓鈉燈等高效光源，推薦采用T5細管、U型管節能熒光燈，以滿足《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）對照明功率密度（LPD）的限值要求。不宜采用白熾燈，只有在開合頻繁或特殊需要時，方可使用白熾燈，但宜選用雙螺旋（雙絞絲）白熾燈。高大空間和室外場所的一般照明、道路照明，應采用金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高光強氣體放電燈。氣體放電燈應采用耗能低的鎮流器，且熒光燈和氣體放電燈，必須安裝電容器，補償無功損耗。

（2）選用高效燈具。除裝飾需要外，應優先選用直射光通比例高、控光性能合理；反射或透射系數高、配光特性穩定的高效燈具：

采用非對稱光分布燈具。由于它具有減弱工作區反射眩光的特點，在一定的照度下，能夠大大改善視覺條件，因此可獲得較高的效能。選用變質速度較慢的材料制成的燈具，如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等，以減少光能衰減率。

室內燈具效率不應低于70%（裝有遮光柵格時，不應低于55%）；室外燈具效率不應低于40%（但室外投光燈不應低于55%）。

（3）選用合理的照明方案。采用光通利用系數較高的布燈方案，優先采用分區一般照明方式。在有集中空調且照明容量大的場所，采用照明燈具與空調回風口結合的形式。在需要有高照度或有改善光色要求的場所，采用兩種以上光源組成的混光照明。室內表面采用高反射率的淺色飾面材料，以更加有效地利用光能。

4、測控技術的有效應用

現階段，自動空調機組、安全防范及給排水自動等系統是建筑節能中應用最廣泛的電氣自動化系統。其在應用過程中都具有較高的測控功能，能夠促使建筑使用過程中，得到良好的節能效果。例如，安全防范控制系統的有效應用。該系統中的火災探測器、報警器等設備在日常運行過程中，能夠及時發現系統故障，并發出警報；同時，配電實時監控系統、應急照明設備及生活給排水及消防子系統等都是其重要組成成分。在提升建筑節能性質的過程中，還可以增加對高效光源的應用，民用建筑當中，照明用電數額較大，在這種情況下，高效光源的應用，能夠提升光色、顯色性能，具有重要的節能作用。

三、結束語

綜上所述，近年來，隨著社會的快速發展和科技的不斷進步，越來越多的能源被人類所消耗，不斷惡化的地球環境導致各類自然災害不斷出現，資源短缺的情況日益嚴重，人們也越來越重視資源和環境問題。在人們在通過科技手段解決這些問題的同時，也努力通過節能減排來維護生態環境。所以，在現代建筑電氣施工中，節能技術應用的越來越廣泛，減少能源的大量浪費已經成為一種趨勢。■

參考文獻

[1] 田雨石. 建筑電氣設備自動化的節能技術研究與應用[D]. 吉林建筑大學 2015.

[2] 王錚. 建筑設備電氣自動化系統的節能控制研究與工程設計[D]. 鄭州大學 2011.

[3] 徐偉. 《中國地源熱泵發展研究報告》（摘選）——國際國內地源熱泵技術發展[J]. 建設科技. 2010（18）.

[4] 陳一凡. N公司辦公中心設備電氣自動化系統節能控制設計[D]. 吉林大學 2014.

[5] 覃偉. 淺析建筑電氣自動化系統安裝需注意的問題[J]. 企業導報. 2011（11）.endprint