論智能化建筑中常見電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計措施

熊蜀軍

(華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013)

1 智能建筑與智能化建筑電氣節(jié)能概述

1.1 智能建筑概要

智能建筑指的是利用控制、通信、計算機以及現(xiàn)代建筑等先進技術(shù)手段對公共安全系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)以及信息設(shè)施系統(tǒng)進行組合，并在各個系統(tǒng)中尋求最佳組合。同時充分利用現(xiàn)有技術(shù)，如通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)以及樓宇自動化系統(tǒng)等先進的控制系統(tǒng)為住戶提供健康、環(huán)保、節(jié)能、舒適、高效、安全的建筑環(huán)境?，F(xiàn)代智能化建筑首先要實現(xiàn)的就是高效管理水電設(shè)備、硬件設(shè)備以及通訊設(shè)備。由于我國城市化進程起步相對于其他發(fā)達國家較晚，所以相關(guān)方面的理論知識以及設(shè)備相對落后，導(dǎo)致我國無法正常高效管理建筑體中的各個系統(tǒng)。所以，進一步發(fā)展智能化建設(shè)必須從全面提高建筑電氣技術(shù)方面發(fā)展，通過不斷學(xué)習(xí)創(chuàng)新從而逐步實現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)。

1.2 智能化建筑電氣節(jié)能

智能控制在智能建筑中尤為重要，因為能否實現(xiàn)高效智能化節(jié)能，本質(zhì)上受到智能控制的影響，除此之外，建筑智能化節(jié)能還與科學(xué)技術(shù)的先進程度有關(guān)。發(fā)展智能化樓宇最重要的就是要通過電氣智能化進行節(jié)能。到目前為止，中國在智能化建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域的主要認識是從能源消耗方面入手。建筑能耗是中國所有能耗中占比最大的部分，并且位于首位的就是建筑電氣方面的耗能。所以通過科技創(chuàng)新的方式來降低建筑能耗成為了中國建筑行業(yè)工作的重點項目。智能化節(jié)能不僅是中國所關(guān)注的焦點，更是全球建筑行業(yè)關(guān)注的焦點。未來中國乃至全球建筑行業(yè)的發(fā)展方向就是建筑電氣化節(jié)能技術(shù)，致力于解決智能化建筑，電氣節(jié)能優(yōu)化等方面的相關(guān)問題，并實現(xiàn)建筑物安全控制系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)的智能化、節(jié)能化。

2 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及問題

2.1 我國智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電能是中國當前建筑物能耗的主要部分，為此，我國也投入研發(fā)包括風能、熱能、太陽能等新型能源，并且相關(guān)新能源技術(shù)在相關(guān)人員的努力及國家的大力支持下取得了較好的成果，并且太陽能已經(jīng)大量用于我國的智能樓宇的建設(shè)中，取得了較好地經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。雖然太陽能的使用在一定程度上緩解了建筑能耗的使用，但是緊靠太陽能所提供的能源是遠遠不能滿足需求的，同時在節(jié)能方面也存在著很大的問題。在具體對智能樓宇的控制工作時，很多設(shè)計、安裝的環(huán)節(jié)因為電氣工程師沒有綜合把握、合理分析有關(guān)建筑電氣節(jié)能技術(shù)，使得一些電氣節(jié)能系統(tǒng)在智能樓宇中無法正常運行。電氣節(jié)能控制系統(tǒng)能否正常運行的決定性因素是智能化建筑電氣的智能化、節(jié)能化。智能化建筑就算使用了世界上最先進的樓宇節(jié)能技術(shù)，而缺少最基本的智能化、自動化設(shè)備，也不能達到預(yù)期的節(jié)能效果。我國在智能化電氣節(jié)能設(shè)備的研究開發(fā)方面與發(fā)達國家相比還存在很大的不足，生產(chǎn)方面也落后很多。

2.2 我國智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的主要問題

在中國日益加快的城市化進程中，中國的智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)在研究開發(fā)以及投入使用過程中依然存在很多的不足。例如：智能化建筑電氣節(jié)能方面因為沒有全面有效的協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌，使得當前的節(jié)能效率與預(yù)期效果相差較大。雖然我國在建筑電氣化節(jié)能的一些方面取得了一定的成果，但是因為缺乏與之相應(yīng)的配套設(shè)施導(dǎo)致實際節(jié)能效果與預(yù)期相差較大。還有因為控制方式不合理、控制系統(tǒng)存在漏洞等問題，導(dǎo)致大量的電能被浪費。所以在智能化建筑電氣的設(shè)計過程中應(yīng)該遵循環(huán)保性、節(jié)能性、安全性以及適用性。另外，智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)該以我國現(xiàn)行的設(shè)計標準和設(shè)計規(guī)程為準，按照標準進行設(shè)計生產(chǎn)。例如，相關(guān)人員在設(shè)計供配電系統(tǒng)時，應(yīng)該統(tǒng)計分析建筑物用電的總負荷等級以及用電的負荷容量，然后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)合理地布局變配電所，并且在選用變壓器的時候應(yīng)該選用節(jié)能型變壓器，最好的節(jié)能型變壓器就是負荷率在百分之八十左右的變壓器。在選擇照明用的燈具和光源時，首先要充分利用自然光，其次在進行照明系統(tǒng)的控制。

3 智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化

智能化建筑電氣節(jié)能技術(shù)主要就是在于智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化過程,也就是如何優(yōu)化智能控制的管理方式、智能控制網(wǎng)絡(luò)、智能控制策略以及智能數(shù)字控制器這四個方面。比如說在優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的過程中，在該系統(tǒng)中運用到的PID控制就是空調(diào)數(shù)字控制器(DDC)中運用最為廣泛的一種控制方式。運用PID控制過程中，空調(diào)達到設(shè)定溫度的時間長短與PID系數(shù)是成反比例關(guān)系的，這就是站在智能化控制策略優(yōu)化的方面做的一個改進。不過PID控制也會有一些缺陷，比如在出現(xiàn)被測溫度發(fā)生變化時PID系數(shù)不能控制空調(diào)機組做出相應(yīng)的響應(yīng)，這時候可以在室內(nèi)以及空調(diào)送風通道安裝溫度傳感器進行多點測溫，提高系統(tǒng)感應(yīng)溫度變化的精確度，這就是系統(tǒng)的優(yōu)化過程。而要對智能控制管理方式進行優(yōu)化的話，可以在安裝空調(diào)數(shù)字控制器的同時安裝類似于VRV控制面板設(shè)定器的控制裝置，以實現(xiàn)對暖通空調(diào)系統(tǒng)的中央控制，這樣可以讓使用者更加舒適和便捷。同樣的，考慮到對智能數(shù)字控制器進行優(yōu)化，就需要因地制宜，根據(jù)使用環(huán)境選擇最適合的DDC。在空調(diào)通風比較密集的場所，比如冷凍機房，就需要安裝大型數(shù)字控制器，而中小型的控制器可以用于空調(diào)通風機的控制。除此之外，也可以在空調(diào)通風的設(shè)備控制器中充分利用可編程邏輯控制器(PLC)的作用。對于智能控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，首先要考慮不同工程的使用條件，在拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，可以選擇對大型智能化建筑電氣工程進行分級、分層控制的優(yōu)化方案和基于RS485控制總線的控制網(wǎng)絡(luò)對小型智能化建筑電氣工程進行控制的優(yōu)化方案。由此可見，要實現(xiàn)智能化控制系統(tǒng)的全面優(yōu)化，需要對智能控制管理方式、智能控制策略、智能控制網(wǎng)絡(luò)和智能數(shù)字控制器分別進行優(yōu)化，最終實現(xiàn)智能化建筑的安全環(huán)保和節(jié)約能耗。

3.2 質(zhì)量安全監(jiān)控的優(yōu)化

建筑電氣質(zhì)量安全監(jiān)控也是智能化建筑節(jié)能電氣工程中不可或缺的一環(huán)，這是智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)安全、有效運行的關(guān)鍵。為了實現(xiàn)質(zhì)量安全監(jiān)控的優(yōu)化，可以采取以下兩點：其一，充分保障智能建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的供電系統(tǒng)安全，借助如今高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)供電系統(tǒng)的智能化保護和質(zhì)量安全的實時監(jiān)控，達到及時發(fā)現(xiàn)和解決出現(xiàn)的安全問題的目的。例如供電系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)的回路短路或斷路問題，可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及時找出故障位置，并且提示工作人員前往維修。其二，安全問題重在防范，所以需要完善智能化建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)的安全防范系統(tǒng)。比較常見的有門禁管理系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及與安全防范技術(shù)的有機結(jié)合等方面的完善優(yōu)化。而對系統(tǒng)信息的采集與處理的優(yōu)化是重中之重，在這個過程中，主要用到智能元件的探測技術(shù)、現(xiàn)場綜合布線技術(shù)、智能化系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)以及微機的接口與控制技術(shù)等。

智能化建筑電氣節(jié)能對技術(shù)要求較高，要求管理人員必須有較高專業(yè)知識和技能。為了能夠保證智能化建筑電氣的正常運行，同時保證其能夠更好地發(fā)揮作用，相關(guān)人員除了要保證相關(guān)系統(tǒng)在設(shè)計和安裝過程中不出現(xiàn)質(zhì)量問題，還要在安裝成功之后對其進行監(jiān)控，防止其出現(xiàn)問題。

4 結(jié)束語

智能化是當今世界科技發(fā)展的一大課題，不僅要實現(xiàn)建筑工程方面的智能化，在降低能耗，尤其是節(jié)約電能方面提高要求是今后發(fā)展的必然趨勢。目前智能化建筑電氣方面所存在的問題是節(jié)能效果不理想、實際運行過程中效率低下，所以未來發(fā)展的重點就是從實際情況出發(fā)進一步優(yōu)化和完善智能化建筑電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化建筑經(jīng)濟效益和環(huán)保效益達到最優(yōu)。