弱電智能化控制與建筑節能研究

李婉霞

[摘 ? ?要 ]本文先分析了弱電智能控制系統，隨后介紹了弱電智能化建筑的節能設計原則，包括滿足建筑應用要求、控制能量消耗，然后介紹了節能建筑中的智能化控制應用，包括電力調度控制、樓宇自控系統以及智能化照明系統。最后介紹了智能化各子系統之間深度融合后的節能效果，希望能給相關人士提供有效參考。

[關鍵詞]弱電;智能化控制;建筑節能

[中圖分類號]TU855 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]The article first analyzes the weak current intelligent control system， and then introduces the energy-saving design principles of weak current intelligent buildings， including meeting building application requirements and controlling energy consumption， and then introducing intelligent control applications in energy-saving buildings， including power dispatch control ， Building automation system and intelligent lighting system. Finally， the energy-saving effect after the deep integration of intelligent subsystems is introduced. Hope to provide effective reference to relevant people.

[Keywords]weak current; intelligent control; building energy saving

當前，我國能源緊缺問題越加突出，而節能降耗也成為當前國內發展的首要任務，如此才能促進整個社會實現長期穩定發展目標。當前建筑行業也是國內能源消耗的主要產業，結合智能技術應用到建筑工程中是建筑節能發展的主流方向。從建筑產業發展角度分析，合理融入智能化弱電控制系統可以實現建筑的智能化控制和建筑節能，降低能源消耗，從而實現降低人工成本、保證運行品質、降低運行能耗、環境友好的目標。

1 弱電智能控制系統分析

智能化系統主要是樓宇自動控制系統、消防火災自動報警系統、計算機網絡系統、通訊自動化系統、安保自動化系統等，將設備設施集中管理、控制和監督作為主要目標所形成的綜合性系統。具體如圖1所示。

弱電智能控制系統主要是自身具備多種指標優化控制功能的系統。智能控制系統能夠不間斷的可靠供電，信號傳輸線路是具有信息配送功能和運輸功能的智能電網。弱電智能控制可與相關設備運行指標性能進行有效衡量，其中涵蓋設備運行質量、安全性能以及能源損耗。其中的安全性主要確保智能控制系統設備的安全運行。設備運行質量監控，即確保設備處于平穩運行狀態，使其維持良好穩定性。

弱電智能控制系統對于建筑節能具有積極作用，能夠合理改善資源浪費問題，同時還可以順利解決用電低谷以及用電高峰期之間所形成的電力峰谷差問題。弱電智能控制系統屬于智能電網的雛形。在建筑中的高低壓開關柜中，將先進的信息技術嵌入其中，使其成為一種具備強大雙向通信功能的智能化開關柜設備，可以提升控制效果。隨著智能控制的不斷發展，企業在智能弱電系統方面的要求不斷提升，全面融入監控檢測和計算機技術，進一步提升了設備控制水平。為此在現代化發展中，應致力于把先進信息技術和控制技術融入到弱電智能化系統中，如此才能促進弱電智能化相關技術的進一步發展。為此需要熟練掌握控制技術和電子技術，促進二者的完美融合，如此才能提升系統智能化控制效果。

2 弱電智能化建筑節能設計原則

2.1 滿足建筑應用要求

隨著科技持續發展以及經濟水平的提升，建筑實際應用運行中面臨著較大的能源損耗問題，而我國建筑行業也致力于對相關措施進行研究，有效控制建筑實際應用中的能源損耗。建筑中的智能化弱電控制會合理設計相應的節能措施。弱電智能控制系統隨著科技發展，其應用范圍也不斷擴大，對于智能建筑的建設發展具有重要影響，比如智能廣播、樓宇自動控制、計算機網絡、監控系統和智能化消防系統等在建筑工程中的有效應用，符合新時期的建筑設計發展要求，而弱電技術水平從某種程度上也能夠體現出建筑智能發展水平。

2.2 控制能量消耗

為了在建筑中發揮出弱電智能控制系統的節能效用，通常需要從多種層面入手進行調整或改良，例如針對變壓器運行中的消耗問題，借助弱電智能控制系統能夠有效監控有效功率的過度消耗，從最大程度上降低變壓器渦流損耗和漏磁損耗等問題。在應用氣體防電燈和電動機的過程中，相關設備鎮流器會形成電感，最終產生無用功，這種條件下便需要于系統內選擇部分功率抵消，增加線路運輸損耗，為了預防出現上述問題，可以借助弱電智能控制系統，有效控制線路內部無功傳輸，實現節能目標。

3 節能建筑中的智能化控制應用

3.1 電力調度控制

電網智能調度研究需要依靠智能調度技術，符合我國電網的統一規劃要求。電力智能化調度控制涵蓋智能監督和實時監控兩部分內容，滿足當下的故障處理系統條件，可以全面保護電網運行安全性，預防出現各種故障問題。在實際運行方面，相關系統還可以開展檢測預警等工作，在需要的條件下還可以采取有效措施預防各種事故的發生。基于信息時代背景下，隨著網絡信息技術發展，弱電智能控制技術在建筑工程中的有效應用能夠實現預期遠程控制目標，而該技術也進一步為智能弱電系統的持續發展創造全新渠道。智能建筑中應用弱電智能控制技術，為電力調度的有效控制創造了基礎平臺。

結合弱電智能控制技術可以促進系統應用空間的有效擴展，優化監控管理技術水平，是弱電系統發展的基礎。創弱電智能控制系統主要是結合電力調動系統的不同差異進行排列組合創新。而各個電力調度系統也擁有其自身特色結構特征，智能調度系統相關結構組成涵蓋PC機和主機等部分，其擁有特色網絡通信協議構成，同時也受到操作系統控制。基于該種特征下，需要形成相應的標準，促進系統信息和軟件資源的全面共享。針對某些可擴展的重復性利用軟件實施深入分析、科學設計和改造，如此才能充分保障軟件應用價值。

3.2 樓宇自控系統

和傳統建筑形式相比，新時期的建筑在整體規模和占地面積也逐漸擴大，整個內部結構更為復雜，所以在通風空調系統方面的要求也進一步提升。在智能建筑內通風空調系統是主要的耗能設備。中央空調內部結構復雜，能源消耗在整個能源消耗成本中占比很大。弱電智能控制的好壞會對設備應用效果產生直接影響，同時還會導致能源浪費。為此本文通過深入研究中央空調運行原理，提出有效的智能控制方案，爭取實現節能目標。

在符合需要的前提下，合理平衡樓控系統的經濟性與超前性，以避免片面追求超前性而脫離實際或片面追求經濟性，而損害建筑的制冷性。系統必須保持每天24h連續工作子系統故障，不影響其他子系統運行，也不影響集成系統除該系統之外的其他功能的運行智能控制系統的核心功能便是針對冷凍機中相關設備運行狀態實時監控，同時聯系建筑內部空間環境氛圍，對其中的設備運行進行有效控制，達到節能目標。相關監控功能涵蓋環路電動閥、補水控制、熱水泵、冷卻水塔、冷卻水泵、冷凍水泵以及設備運行中的啟停相關控制功能。在系統運行中出現各種故障問題后，此監控系統還可以自主進行異常警報，系統出現故障問題后，依然能夠針對異常狀態進行自動報警，對設備運行故障進行自動報警，將相關故障數據準確記錄下來，進行備案管理，輔助專業技術人員合理開展各項處理維護工作。

比如沈陽某個機關大樓建筑內部設置有中央空調，冷源是地下室內的兩個水冷螺桿冷水機負責制冷，整體溫度維持在7～12 ℃。市政管網負責提供空調系統熱源，空調在夏季的冷負荷大概是3000 kW，冷指標是85W/m?，空調在冬季的熱負荷總和是2000 kW，相關熱指標是57W/m?。在設置弱電智能控制后，此系統在運行了三個周期后，通過對相關數據進行統計分析，發現達到預期的節能設計目標。平均每年電能節約總量超出20 %。同時還進一步優化設備運行狀態，有效控制了系統啟停操作中的水錘效應，能夠進行自動化閉環控制，促進系統自動化水平的有效提升，同時還減少了運行成本和操作難度。成功實現軟啟動目標，有效削弱了電機啟動電流，降低了電動機啟動中的沖擊性。

該系統還可針對建筑根據不同的功能區域進行不同需求的人工環境控制，提供最舒適的溫度濕度，滿足用戶的使用需求，提高用戶的勞動生產率，降低因為空調環境不適而產生的人體健康問題，提高能源使用效率，降低建筑運行能耗，提升建筑物盈利能力，樓宇自控系統特有的節能控制功能以及通過先進的預防性維護功能，可減少設備損耗，延長使用壽命。

3.3 智能化照明系統

建筑中照明系統在傳統管理模式下，主要是利用人工方式開展管理活動，不可避免會因為操作遺漏忘記關燈，從而造成電能的大量浪費。至于智能化的照明系統可以有效改善上述問題，減少浪費問題發生。比如智能化的照明系統可以針對消防聯動、定時控制、光纖感知、紅外人體感應、光線調節、移動感測等方面能夠實現自動化控制目標，同時還可以針對某個單獨照明單元實施精確控制，可以進行自動化控制。除此之外，相關智能控制系統還可以進行集中管理和分散控制，有效降低一部分管理費用，同時減少維護費用支出，通過對比分析可以發現和傳統照明方式相比，該系統處于相同條件下時，整體節能效率超出25 %。

該照明系統同樣能夠和計算機聯網，人們利用相關系統傳輸各種指令，對于照明時長以及場景選擇等操作進行遠程控制操作。此外，吳曉雪等人以西安某一建筑工程為基礎，探究分析總線控制優勢該系統內涵蓋軟件系統和硬件系統兩部分構成。軟件系統涵蓋變成軟件和監控軟件，其中監控軟件負責對照明實際狀況進行全面采集和整理，而編程軟件主要負責對模塊地址進行全面整合，進一步提升系統處理速度，該種類型的照明系統除了可以提升環境舒適度以外，同時還能夠促進照明系統實現自動化控制目標，和傳統手動控制方式相比，能夠節約大量管理費用，降低電能損耗。

4 智能化各子系統之間深度融合的節能效果

智能化各子系統之間不僅能獨立運行，而且可深度的有機結合，能協調與聯動運行，產生更多的功能與增值應用，做到1+1>2的效果。在不增加投資的前提下，卻能獲得更多的增值功能，實現各子系統的設備、功能和信息的綜合管理，使其成為一個互相關聯、統一協調、資源充分共享的大系統。創造一個安全、方便、舒適與高效的工作生活環境。提供完善的大樓各種設施統一的管理、控制、運營管理模式，能定期或隨時提交設施運行狀況、環境狀況及人員活動情況報告，能夠隨時了解各樓層人員的身份、進出的時間以及人員的動態情況。確保建筑群內所有相關設備處于高效、節能、最佳運行狀態，從而達到節能的最佳效果。

5 結語

綜上所述，立足于整個社會角度分析，社會發展離不開大量的能源支持，而在當下能源短缺問題較為突出的背景下，節能減少成為國家社會發展的必經之路。建筑產業在實際發展中同樣會消耗大量的能源資源，為此建筑行業應該主動迎合國家響應，及時進行轉變創新。隨著國內智能技術不斷發展，將其有效融入到節能建筑內，可以促進建筑節能工作的有序實施，改善能源過度消耗問題。

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