建筑電氣設備自動化的節能技術研究

王天從

（廈門合立道工程設計集團股份有限公司，福建 廈門 361000）

0 前言

節能減排和降耗已成為建筑行業發展核心，是設備自動化實現的根本要求，隨著節能技術在電氣設備建造上的運用，能實現自動化設備在建設工程中的有效運用，減少設備運行中的能耗。對于技術人員來說，要在保證設備自動化功能正常實現的情況下，合理應用節能技術，確保設備節能效益良好，為節能技術結合到電氣設備自動控制中提供借鑒。

1 實施建筑電氣設備自動化的重要性

當前建筑電氣設備節能設計在我國還處于初步階段，由于開發商節能環保意識薄弱，使得我國建筑節能管理發展緩慢，為了加大對建筑物能耗的管理控制，應采用節能設備進行通信、電氣施工等[1]。提高設備節能效益是促進建筑業良好發展的關鍵，例如實時控制通風、采暖、空調、變電、排水有關設備的運作情況，根據實際需求進行設備參數調節，在充分利用設備的同時達到節約能源的目的。為了加強電氣設備節能效果，需要在設備控制中，采用傳感器技術、實時通訊技術、控制技術，突出節能技術運用優勢，為電氣設備自動化發展提供條件。由此可知，節能技術的使用對提高建筑電氣設備的自動化程度、提高節能環保效益有著重要作用。尤其是先進技術的研發和應用，提高了節能工程設計水平，建設單位應積極運用節能技術，在實時監控、實時控制的條件下，確保電氣設備運行狀態良好，盡可能降低能源消耗。

2 節能化技術運用思路

建設工程施工實踐中，由于環境因素的影響和功能要求限制，需要建筑設備體現出多樣化、自動化特點，并且要根據設備功能特點進行有效的節能控制。

2.1 優化配電設計

要想實現電氣自動化設計有效性，需要從配電設計角度出發，保障電力系統穩定運行。因此設計人員應綜合考慮多種因素進行建筑配電設計，堅持實用性原則，確保電力系統運行效能良好，滿足電子設備電能需要。在構建建筑物配電體系時，應從終端設備布置情況著手，進行線路容量、鋪設方案的合理設計，促使電力系統體現出較高使用價值。同時還要控制電氣設備的負荷容量，加大電量分配的控制，只有保證節能控制和電能分配科學性的前提下，才能建立節能型配電系統，抑制風險因素。

2.2 提高電氣運行效率

通常來講，設計人員進行電氣設備自動化設計時，需要運用功能完善的節能設備，將節能理念落實到建筑工程施工中，并能提高電氣運行效益。并且采用適當的節能策略，能夠減少傳輸過程中的線路損耗，充分發揮有功功率，進而達到節能目的。從現階段配電設計情況來看，大多數設計者傾向于結合工程實際，優化調節節能系統設計參數，遵循適用性和經濟最優化原則，構建運行效果良好的電力系統，保證節能技術和系統設計相結合，為建筑行業持續發展加以保障。

2.3 創新設計理念

建筑電氣設備的自動化設計已成為建筑必然趨勢，在保證運行安全的前提下，要求落實節能環保理念，提高整個建筑物的運行環保性和穩定性。要求電氣設備協調使用，將節能技術應用到設備設計中，采用新型設計理念，提高電力系統控制智能化水平。今后建筑電力系統建設都要圍繞節能目標，優化并提高運行效率，在保證室內環境符合人們居住要求的同時，將各個設備調控到最佳狀態。例如從用戶實際需求出發，需要加大對照明功率的實時調控，設定自動啟動按鈕等，同時考慮到排水系統、電梯等運行時需要大量電能，因此要將節能技術結合到這類系統設計中，實現技術和節能目標。

3 建筑電氣設備自動化中節能技術的運用

3.1 照明系統的節能控制

進行建筑電氣設備設計時，應注意到照明系統電能消耗較大，在整個建筑能耗中占據較大比重，是節能控制中的不穩定因素，因此有必要加大對照明系統節能設計的研究，采取智能控制及實時控制兩種方式，確保電能資源科學配置。從應用實際反饋情況看，當前建筑電能系統節能方面大多采取智能控制措施。智能控制實施中，主要利用計算機設備的輔助作用，分別設計系統單元、輸入輸出單元，構建完整的節能系統[2]。另外智能化繼電器增加了面板功能，滿足多線路實時控制目的，能實現各部分照明系統獨立運行。還要合理設計公共干線，確保線路信息及時傳遞，為電能資源科學配置提供條件，有助于優化系統操作，為照明系統統一管理和系統節能目標的實現奠定基礎。對于建筑配電系統來講，在突出建筑節能優勢方面有著重要意義，完成建筑施工后，需要根據用電需要設計配電系統，并增設傳感器對系統運行狀況進行監管，如果線路出現故障時，監控系統會發出告警信號，避免短路、高溫等故障造成設備損壞。還可設計電量計量控制系統，當某時間段的電量超出設定值后將發出告警信號。節能技術運用到照明系統中是當前建筑領域主要考慮問題，對整個建筑物節能效益的提高有著實際意義。

3.2 空調系統中節能技術的運用

在空調系統中應適當利用水源與地源熱泵技術，進行這類技術控制時，能結合建筑物室內溫度來調控空調系統的功率，是節約能源的重要措施。夏季淺層水溫度低于室內溫度時，熱泵技術將利用水和空氣的載體作用，通過熱量傳播實現建筑室內室外熱量的交換，進而達到降低建筑室內溫度的目的，發揮空調系統運行功能。冬季建筑室內溫度較低，可通過熱泵技術提升內部溫度，能達到保溫目的，提高溫度調控效果[3]。無論是水源或是熱泵技術，都是由終端系統、水源系統和空調主機組成的，配合使用節能技術，能提高空調系統運行效率。這類節能手段在建筑工程中應用較廣泛，實際運用原理為：控制系統在數字控制器作用下收集溫度信號，利用傳感器調控熱泵使用狀態來判斷用水情況。如果顯示水量過多或過小時，自動調節水泵轉速來保障設備可靠使用，充分發揮空調設備在室內環境調節上的作用。

3.3 控制變風量有關技術

變風量控制技術主要運用在空調系統中，通過調節空調風量來進行其他參數的控制，相對來講節能效果較好。這一控制系統包括變風量控制機組和終端設備，前者主要用于空調設備中風速的調節，終端設備分析收集的信號進行空調風門控制，在節約能源方面應用效果良好，進而達到節能目的。現階段，空調系統自動化建設、排水自動化是建筑物中主要電氣系統，在這些系統運行中應發揮其監控功能，保證建筑物運行中的節能效果較好。如安全防控系統中配置報警器和監測器等，及時找出故障問題，為整個系統正常運行提供保障。同時應重視配電系統的實時監測，在保證用電安全基礎上保證能源的充分利用，尤其對于用電量較大的設備，要對其進行有效監控，在提高建筑物節能效益的同時，形成有效的建筑物功能系統。

4 結論

綜上所述，建筑電氣設施自動化是建筑行業未來發展主流趨勢，相應的會帶來較大能源消耗，無法保證行業持續發展。因此國內研究學者加大了對電氣設備自動作業中節能技術運用的研究，旨在減少能源損耗，利用最小成本獲取最大效能，在節能技術支持下實現電氣設備運行系統的不斷優化，使其滿足建筑施工要求，促進建筑電氣設備在工業生產中的有效運用，在完成建筑施工任務的同時，達到節約能源、控制成本的目的。