建筑電氣智能化控制系統在節能環保中的應用研究

喬志強

（山西五建集團有限公司，山西太原 030000）

0 引言

建筑電氣智能化控制系統是一種新型的節能控制技術，其通過對建筑內部各種設備和設施進行智能化控制，實現對建筑能耗的有效控制，從而達到節能環保的目的。智能化控制系統具有自適應、智能化、精細化、集成化等特點，能夠根據不同的環境條件和使用需求，自動調整建筑內部的溫度、濕度、光照等參數，從而實現對能源的優化利用，降低能源消耗，減少對環境的影響。因此，建筑電氣智能化控制系統在節能環保方面具有廣泛的應用前景。

1 建筑電氣智能化控制系統在節能環保應用中存在的問題

1.1 系統設計方面存在問題

建筑電氣智能化控制系統的設計需要將建筑內部的所有設備和設施集成在一起，使之成為一個整體。這涉及各種設備之間的兼容性、通信協議等問題，需要專業的工程師進行設計和調試，在系統設計方面，系統集成難度大，綜合性強，建筑電氣智能化控制系統需要將建筑內部的所有設備和設施集成在一起，包括照明、空調、通風、供電等。各種設備之間的兼容性、通信協議等問題需要專業的工程師進行設計和調試，而這些工程師往往需要跨領域協作，從而增加了系統設計的難度。建筑電氣智能化控制系統還涉及建筑內部的供電、照明、空調等各種設備和設施時，如果系統設計不做到統籌規劃，極易出現故障，從而導致設備和設施無法正常工作，嚴重影響建筑的正常運行。特別是在一些應用要求高可靠性的場景下，如國家大專項工程或民生項目，建筑電氣智能化控制系統的設計必須嚴謹，做到精益求精。建筑電氣智能化控制系統的設計需要具有前瞻性，考慮未來建筑內部設備和設施的擴展，如果系統設計不合理，可能需要重新設計，導致額外的成本和浪費。因此，在系統設計時需要充分考慮到未來的擴展需求，避免重復設計和浪費[1]。

1.2 運維方面存在問題

建筑電氣智能化控制系統需要專業的工程師進行維護和管理，會大大增加系統的運行成本。此外，如果系統出現故障，維修費用也較高。在實際統計中，電氣智能化控制系統運行成本高，其系統維護需要專業的設備、專業的人才、豐富運維經驗，以上3 個方面會顯著增加系統的運行成本，對于一些投資金額小，施工質量較差的建筑來說，很大可能難以承擔這些費用。由于系統采用先進的科學技術，造成系統維護難度大，此外，建筑電氣智能化控制系統通常需要進行定期的維護和進行智能升級，這需要專業的技術人員進行操作。如果維護不及時或不得當，可能導致系統的故障和設備損壞，從而增加維修費用和時間，最后無形中增加了人力、物力，使得維護成本增高。由于建筑電氣智能化控制系統需要進行大量的設備和設施集成，一旦系統出現故障，需要進行維修和更換，特別是在一些重要的場景下，比如醫院、機場等場所，故障維修成本更高。

1.3 數據安全和隱私問題存在

隨著時代的進步，人民對于隱私愈發關注，而建筑電氣智能化控制系統涉及大量的數據收集、處理和存儲，這就帶來了數據安全和隱私問題。在數據安全和隱私方面，主要存在以下問題：首先，數據泄露風險高。建筑電氣智能化控制系統需要收集和存儲大量的數據，如用電量、能源消耗等。如果這些數據被泄露或遭受黑客攻擊，將會對建筑和用戶的隱私造成威脅，也會對建筑的運營和維護造成不利影響。其次，數據管理不規范。建筑電氣智能化控制系統需要對數據進行管理和處理，這需要建立規范的數據管理和處理流程。如果數據管理不規范，可能會導致數據遺失、誤用或泄露，從而對建筑和用戶的隱私帶來威脅。最后，數據使用不當。建筑電氣智能化控制系統收集的數據可以用于優化建筑的能源消耗、提高建筑運營效率等方面。但是，如果數據使用不當，可能會導致建筑內部設備和設施的故障和損壞，從而對建筑和用戶造成不利影響[2]。同時，數據的使用也需要遵守相關的法律法規，否則可能會導致法律問題。

2 建筑電氣智能化控制系統在節能環保應用中的重要性

2.1 提高能源利用效率

建筑電氣智能化控制系統可以實現對建筑內部設備和設施的智能控制，包括空調、照明、電梯、水泵等，從而實現對建筑內部能源的高效利用。系統可以通過智能感知和控制，根據建筑內部的環境和人流量等信息，自動調整設備的工作狀態，減少能源的浪費。例如，在人流量較少的區域可以降低照明和空調的使用，從而節約能源。此外，建筑電氣智能化控制系統還可以對能源消耗進行監測和分析，實現對能源消耗的精細化管理，進一步提高能源利用效率[3]。

2.2 改善室內環境質量

建筑電氣智能化控制系統還可以對室內環境質量進行監測和調整，包括溫度、濕度、空氣質量等指標。通過智能感知和控制，系統可以自動調整室內環境，從而提高室內環境的質量，改善人們的生活和工作環境。例如，在空氣質量較差的情況下，系統可以自動開啟空氣凈化器，從而凈化室內空氣，保障人們的健康。

2.3 降低建筑運營成本

通過對能源消耗和設備運行狀態的監測和分析，建筑電氣智能化控制系統可以實現對建筑運營成本的降低。系統可以對能源消耗進行精細化管理，從而降低能源消耗和能源成本。同時，系統還可以通過對設備運行狀態的監測和分析，實現對設備的預測性維護，避免設備的意外故障，從而降低維修成本和運營成本。這樣，建筑電氣智能化控制系統不僅可以提高建筑的能源利用效率，還可以降低建筑的運營成本，實現建筑運行的可持續發展。

3 建筑電氣智能化控制系統在節能環保中的應用內容

3.1 應用于能源管理

能源管理是建筑電氣智能化控制系統中的重要應用途徑，其中電力系統優化管理、照明系統控制和空調系統控制是常見的控制方式。這些控制方式能夠在保證建筑舒適度的前提下，降低能源消耗，實現節能環保。

電力系統優化管理。電力系統優化管理是指通過對建筑電力系統的監測和控制，實現對建筑用電負荷的調控，達到最優化運行狀態，從而減少能源的浪費和損耗。具體來說，可以通過建筑能源管理系統對電力系統進行集中監測和控制，實時了解用電情況和用電負荷，根據實際情況進行智能調控，以達到節約能源、降低成本的目的。通過電力系統的分時段控制來實現用電峰谷平衡，減少用電峰值，降低用電成本。例如，對于某些耗電大的設備，可以通過智能控制系統將它們的運行時間分散在一段時間內，以避免同時開啟導致用電峰值過高的情況。

照明系統控制。照明系統是建筑電氣系統中耗電量較大的部分，因此，采用合理的照明控制方案可以實現節能降耗的效果。智能化控制系統可以通過光感控制、時段控制、人體感應控制等方式，自動地根據不同的場景和需求進行調解。例如，在光線充足的情況下，智能化照明系統可以自動減小燈光亮度或關閉部分燈光，以達到節能的目的；而在人員離開辦公室或停車場等場所時，系統可以自動關閉照明設備，避免不必要的耗電?？照{系統是建筑電氣系統中另一個重要的耗電設備。通過智能化控制系統，可以對空調設備進行精細化的控制，以達到節能降耗的目的。在前期工程設計中，在空調設備的選型上，可以選擇高效率、低耗能的設備，以降低能耗。在空調設備的運行過程中，可以通過智能控制系統根據建筑內外溫度、濕度等參數自動調節空調溫度和風速，使得室內溫度始終保持在合適的范圍內，同時又不浪費能源[4]。

3.2 智能控制系統的應用

建筑電氣智能化控制系統是一種集成了計算機、通信、控制、傳感、測量等技術的智能化系統。它可以對建筑內外的能源消耗進行監測、控制和優化，實現節能降耗的效果。智能控制系統中主要包括傳感器、控制器、執行器和計算機等4 個部分。傳感器可以感知室內外環境的溫度、濕度、光照等參數，控制器根據傳感器的反饋信息進行控制指令的生成和執行，執行器則負責執行控制指令，計算機則負責系統的運行和數據的處理。

3.2.1 室內環境智能控制

在現代建筑工程行業，室內環境智能控制是建筑電氣智能化控制系統的一個重要應用領域。它通過對室內環境參數的集中監測和分析，以實現對室內環境的智能控制和優化。室內環境智能控制可以根據不同時間段和不同區域的實際需要，對室內環境的溫度、濕度、光照、空氣質量等參數進行控制。例如，在工作日白天，可以對工作區域的空調系統進行控制，保持室內溫度在一個適宜的范圍內，同時根據室內人員的實際情況進行調整，以達到舒適和節能的效果。此外，室內環境智能控制還可以通過對室內照明系統的控制，實現對室內能源的進一步優化。可以根據實際需要，對不同區域和不同時間段的照明進行獨立控制，采用光敏感器等傳感器來感知室內光照強度，實現智能調節和節能控制。

3.2.2 建筑外墻智能控制

建筑外墻智能控制是建筑電氣智能化控制系統的另一個應用領域。它通過對建筑外墻的智能控制，實現對室內環境的優化和能源的節約。建筑外墻智能控制可以通過對建筑外立面的材料、色彩、透明度等參數的選擇和控制，來實現對室內環境的影響。例如，在寒冷的冬季，可以采用具有較好保溫性能的外墻材料和顏色，以減少室內散熱，降低室內溫度的損失。在炎熱的夏季，則可以采用具有較高反射率的外墻顏色和材料，將陽光反射回去，減少建筑物吸收太陽能，降低室內溫度。更為智能的是，建筑外墻智能控制還可以通過對建筑外墻透明度的控制，實現對室內光照的控制?？梢圆捎弥悄艽皯舻妊b置，通過遙控或自動控制，調整窗戶的透明度，實現對室內光照的調節，避免過強或過弱的光照對室內環境的影響[5]。

3.3 系統監測與維護

3.3.1 建筑用電監測

建筑用電監測是建筑電氣智能化控制系統中的重要環節，它可以幫助用戶實現對建筑用電情況的實時監測、分析和評估，以便更好地進行用電管理和節能優化。建筑用電監測可以通過安裝電能表、電能管理系統和智能電器等裝置來實現。電能表是建筑用電監測的基礎設施，它可以對建筑用電進行準確測量和記錄，同時還可以提供用電負荷、功率因數、電流波形等信息。電能管理系統可以通過對電能表的連接和集中管理，實現對建筑用電情況的全面監測和分析。智能電器則可以通過內置傳感器和通信模塊，實現對用電狀態的實時監測和控制，從而進一步提高用電效率和安全性。

3.3.2 故障檢測和自動報警

建筑電氣智能化控制系統中的故障檢測和自動報警功能可以幫助用戶及時發現和處理電氣設備的故障，避免故障對建筑設施和使用者造成不必要的損失和危害。故障檢測和自動報警可以通過安裝故障監測裝置、智能保護器和報警裝置等設備來實現。故障監測裝置可以對建筑電氣設備的運行狀態進行實時監測和分析，當出現異常情況時，可以自動發出警報，提醒用戶及時處理。智能保護器則可以對電氣設備進行過載、短路、漏電等方面的保護，避免設備因故障而受損或造成人身傷害。報警裝置可以通過聲光警報或短信、郵件等方式，及時向用戶發送警報信息，以便用戶采取相應的措施。

4 建筑電氣智能化控制系統的應用案例

該住宅小區位于城市郊區，建筑面積約為5 萬m2，采用了建筑電氣智能化控制系統進行室內環境控制和安防監控。該系統實現了以下功能。

（1）室內環境控制。采用了智能照明和空調控制系統，通過對光照和溫度的自動調節，提高了居住舒適度，同時還可以避免不必要的能源浪費。

（2）安防監控。系統配備了視頻監控和門禁系統，可以實時監控小區內的安全狀況，并能夠遠程控制門禁，確保小區居民的安全。

（3）系統監測和維護。系統配備了故障監測裝置和報警裝置，能夠實時監測設備的運行狀態，并在出現故障時及時發出警報，便于用戶進行維修和處理。

該住宅小區電氣智能化控制系統的實施，為業主提供了更舒適、更安全的居住環境，同時也使小區的管理和維護更便捷。

5 結語

建筑電氣智能化控制系統的應用將會逐步普及，并將成為建筑節能環保和智能化的重要手段，促進經濟、社會和環境的可持續發展。應該不斷推動技術的創新和應用，為建筑行業的可持續發展提供更為優質的技術支持。