智能建筑電氣設計中節能理念的融入與實現

洪子峰

摘要：隨著大眾環保意識逐步強化，更多的人對建筑節能加以重視。智能化建筑也需要秉持“綠色理念”展開建設，以建筑實際為導向完善電氣節能及其安全性能，為增強建業的綠色效益奠定基礎。就要求電氣設計人員通過不斷的創新節能技術，有效的降低建筑企業經濟的損失，提升能源的節省效率。本文探討了智能建筑在照明、空調、供配電和可再生能源利用方面的電氣節能設計措施，并開發了基于DALI協議的智能照明控制系統達到了顯著的節能效果。

關鍵詞：建筑電氣;智能;能耗;節能

1智能建筑與建筑電氣節能基本概述

智能化相較于傳統建筑而言區別甚大，主要區別便是前者融入了計算機、現代智能等諸多技術，并借助上述先進技術來對建筑進行管理，并針對公共安全系統加以優化組合。智能建筑通常與科技進步聯系密切，但該類建筑形式在國內起步較晚，當前仍舊是以借助國外技術為主，因此具體應用時仍舊伴有諸多問題。比如系統不夠穩定、建筑操作相對復雜等情況，所以建筑企業必須針對智能建筑展開深度研究。

傳統建筑業因計算機等技術發展而變化迅速，智能化逐步演變為建筑業主流趨勢。對于智能建筑來說電氣系統設計極為關鍵，相較于傳統模式下的電氣系統，智能建筑可以借助智能系統來監控建筑設備，確保電氣設備得到及時調整，還可以對其能耗做到實時監測、評估，并依靠參數調整等來控制電氣設備，從而達成節能目標，確保電氣系統運行更富穩定性。此外，智能建筑伴有的控制系統可以發揮電氣設備在節能方面的優勢，從而對電力資源浪費等情況予以規避。綜上所述，智能建筑就像是由諸多智能設備構成的智能網絡，電氣系統則是網絡的關鍵環節。

2智能化建筑電氣節能現狀分析

對于我國來說，在智能建筑電氣節能技術方面仍是不夠成熟的，我國現在的節電系統在協調上仍存在大量問題，正是由于協調性較差，因此難以發揮其應有的作用，這也從根本上影響了節能效果，同時在現有的電氣設備的基礎上，也由于智能化水平沒有達到相關的要求，并且控制的制度也不夠規范，因此消耗的電能仍是過高的。智能化建筑電氣節電優化仍應遵從安全和環保這一基本原則，并且在這一原則的基礎上符合當下要求的標準。對于配電系統，也應該考慮到整個建筑的負荷分布來進行選擇最優的方案，并且所使用的設備必須達到節能環保的效果，保證設備安全穩定運行的前提下避免設備產生額外的支出。

3智能建筑電氣設計中節能理念的應用

3.1照明節能技術

照明設備不僅是建筑最為基礎的設備，同時也是用戶使用最為頻繁的設備設施。所以電氣節能也需要從照明設施出發展開節能設計。不論何種區域通常會進行相應照明系統的配置，可以說能夠覆蓋建筑的絕大多數范圍。鑒于照明系統對于電氣節能的影響，必須對照明節能加以深層關注。從照明系統出發組織的節能設計需要以保障室內光照為前提，設計者可以借助自然光來滿足用戶相應的光照需要，針對建筑工程自然光照加以分析、計算，確保照明節能設計契合節能要求。此外，設計者針對室內燈具進行設計時，也需要秉持“環保”、“節能”等理念展開設計，同時也要對光照亮度、光源等進行考量。對照明設備進行選取時，可以以有限考慮應用年限長或者是耗能低的設備。當然，還應考慮使用能耗不高的光源用電附件（如電子變壓器），借助天然光源來節約能耗。

3.2空調系統節能技術

空調系統通常占據著電氣工程能耗的較大比重，所以電氣節能需要著重對空調系統予以優化。從近些年國內在電氣工程空調系統層面的設計來看，空調設計通常伴有較多不合理情況，例如設施能耗高導致空調使用很難契合節能目標。所以節能設計需要設計者同施工部門于前期做好溝通，以電氣使用、功能需要等要求為導向設計空調系統，并依據空間實際來布局空調。此外，就建筑環境布局來看，還需要以其環境濕度、通風情況等為依據明確空調建設位置。對于設備選取環節來說，則應盡量確保空調型號契合工程實際，從而有效節能電力資源，對能耗過大等情況予以規避。

3.3供配電系統節能技術

對于配電系統層面的節能應用，可以從工程實際出發對電流數值進行計算，從而選取相契合的線纜與供應方式，從而確保電氣節能得到高效實現。比如，對電纜進行選取時，相應規格便應在計算電流、電壓損耗以后進行選取，可以選取高規格的電纜來降低線路損耗。此外，對配電方案進行具體設計時，還需要確保三相的盡力平衡。傳統模式下的低壓補償主要是為“三相共補”形式，但該模式僅與低壓網絡當中單相負荷不高等情況相適應。但當前隨著生產能力等的持續提升，導致單相負荷持續提升，很難確保三相平衡。因此，需要針對配電變壓器采取單相無功模式的補償，該模式雖然在投資方面相較于傳統方式來說更大，但卻可以借助有效節能來補償上述花費。

3.4積極利用其它再生資源

對再生資源進行利用也是電氣節能的重要環節，現階段太陽能、風能等是應用較廣的能源。所以針對電氣工程組織節能設計時，可以將太陽能、風能等設備置于智能建筑當中，替代那些高能耗設備，增強再生能源相應的利用效率。此外，對于智能建筑來說，其室內裝飾也可以應用較多的節能產品，建筑外墻也可利用節能材料，從而在達成電氣節能目的的同時，強化建筑質量，不斷優化用戶環境。

4實例分析

本次開發的控制系統主要是對建筑照明進行控制，最終目的是降低照明系統的整體能耗，以此來實現節能的目標。具體的節能控制策略如下：利用傳感器對自然光的照度值進行采集，然后與照明系統工作面預設的照度值進行比較，據此得出實際照度，隨后將該信息傳給智能控制系統，通過對燈具的亮度分析，輸出控制指令，對照明燈具的亮度進行調節，進而達到節能的效果。

4.1框架結構設計

（1）輸入單元。該單元在整個控制系統中的作用是對輸入信號進行轉換，使這部分信號變為系統參配信號，以此作為照明控制的主要輸入信號。該單元由以下設備組成：遙控器、顯示屏、控制面板、傳感器等。

（2）系統單元。該單元可在軟件支撐下，對控制系統的運行情況進行實時監控，包括：計算機、網絡配件、控制單元等。

（3）輸出單元。該單元能夠通過對負載回路的控制達到照明系統控制的目標，它是系統的執行單元，根據接收到的信號完成相關操作，主要由2個部分組成，開關控制模塊和調光模塊。

（4）系統軟件。這是整個系統的核心部分，本系統開發時，采用功能強大的圖形化軟件，其能夠以圖形的方式，對建筑照明系統的回路狀態進行實時監控，該軟件具有如下功能：數據統計分析、異常狀態報警提示、場景切換控制、調光以及定時開關等。系統軟件由2個部分組成，人機交互界面和數據庫。

4.2調光方式設計

本系統在開發時，基于DALI協議設計數字調光鎮流器，并在該鎮流器上添加主控器，對數字信息進行收發和存儲，并且還能實現較為復雜的控制功能，如場景切換、分組控制等。

4.3節能效果分析

采用DALI智能照明控制系統進行調光后，在燈具全開的情況下，總功率約為91-111W，與手動控制方式相比，可以節能50%-65%左右，1年大概可以節約電費10萬元左右，節能效果顯著。

結語：綜上所述，對于現代建筑而言，走向智能化是建筑的必然趨勢，面對智能建筑電氣設計中的現有問題，需要相關設計者采取優化措施，秉持“節能理念”展開建設，以建筑實際為導向完善電氣節能及其安全性能，為增強建業的綠色效益奠定基礎;并且，在節能技術方面不斷的創新，積極推進新技術的應用，為強化電氣節能效果夯實基礎，從而有效提升智能建筑工程相應的社會、經濟效益。

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