基于智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

摘? 要：隨著我國建筑技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能化建筑應(yīng)運(yùn)而生。智能化建筑方便了人們生活，改善了人們的居住環(huán)境，故近年來我國建筑智能化發(fā)展水平不斷提高，在智能化建筑的各個(gè)系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)是最關(guān)鍵的一部分，也是能耗最大的一部分。本文主要針對(duì)智能化建筑電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，旨在給相關(guān)設(shè)計(jì)者提供一定參考。

關(guān)鍵詞：智能化建筑;電氣;節(jié)能;優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU201? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）02-0000-00

0前言

建筑的智能化電氣設(shè)計(jì)，可選用智能聯(lián)網(wǎng)型電氣設(shè)備，優(yōu)化設(shè)計(jì)及配置，使建筑的電氣系統(tǒng)在滿足公眾需求的同時(shí)，更實(shí)用、更智能、更利于管理。依據(jù)我國智能建筑建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀可知，智能電氣產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展快、新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮，但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中缺乏將強(qiáng)電與弱電智能化相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有效的結(jié)合利用，同時(shí)在產(chǎn)品選用及系統(tǒng)整體節(jié)能評(píng)估方面仍有較大改進(jìn)空間。此外，建筑的智能化電氣設(shè)備本身要正常運(yùn)行也需要耗費(fèi)一定的電能，故降低智能化電氣設(shè)備系統(tǒng)耗能也是一個(gè)研究方向[1]。

1智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)目的

1.1防止電能過度損耗

中國正在探索和開發(fā)新能源，但尚未實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的有效利用。發(fā)展建筑智能化仍需依靠傳統(tǒng)電力支持，來確保建筑內(nèi)所有設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，最終為公眾營造舒適、環(huán)保的生活和工作環(huán)境。調(diào)查表明，我國建筑能耗占總能耗的比例較高，電能耗費(fèi)居首位。在這種情況下，要更加重視智能建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，提高智能建筑的電氣節(jié)能水平，確保智能建筑的應(yīng)用在不消耗大量能源的情況下高效運(yùn)行[2]。

1.2達(dá)到節(jié)能減排要求

隨著改革開放的不斷深化，我國經(jīng)濟(jì)有了長遠(yuǎn)發(fā)展，但長期以來對(duì)生態(tài)環(huán)境的掠奪和破壞，引發(fā)了環(huán)境污染、資源短缺等問題。這種情況下，改善生態(tài)環(huán)境，確保人與生態(tài)環(huán)境的友好共存，成了經(jīng)濟(jì)建設(shè)必須重視的問題。為此，黨中央和政府大力倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)?！保贫艘幌盗姓叻ㄒ?guī)。要求建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，必須因地制宜，注重節(jié)能環(huán)保，確保達(dá)到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)要求，并開展電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2智能化建筑電氣節(jié)能存在問題分析

2.1照明光源與控制方式不合理

照明系統(tǒng)是智能化建筑各類電器消耗中占比重較大的一項(xiàng)，很多智能化建筑照明度數(shù)、照明光源以及控制方式等設(shè)計(jì)不合理，既影響照明效果，也增加了電能的損耗。比如很多建筑照明系統(tǒng)為24小時(shí)無間斷運(yùn)行，建筑電能消耗增加30.00%以上。

2.2智能化電氣設(shè)備質(zhì)量安全監(jiān)管存在漏洞

目前，我國電氣節(jié)能設(shè)備研發(fā)水平處于中等水平，部分電氣設(shè)備實(shí)用性不高，在質(zhì)量安全與電氣節(jié)能設(shè)計(jì)等方面有待加強(qiáng)。比如在計(jì)算電流負(fù)荷時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)用電數(shù)據(jù)缺失或不準(zhǔn)確的情況，在選擇節(jié)能設(shè)備變壓器時(shí)缺乏科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持，節(jié)能設(shè)備變壓器選擇缺乏合理性，最終導(dǎo)致變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)效率降低，影響節(jié)能設(shè)備的正常運(yùn)行[3]。

2.3電氣節(jié)能設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性不足

在進(jìn)行智能化建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，沒有進(jìn)行科學(xué)、合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，增加電氣節(jié)能控制漏洞，影響節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與運(yùn)行效率，增加能耗。比如通風(fēng)設(shè)計(jì)未能與建筑構(gòu)造相協(xié)調(diào)，從而造成建筑內(nèi)部空調(diào)冷量過高的現(xiàn)象，而且通風(fēng)性差還會(huì)影響室內(nèi)及機(jī)械設(shè)備的排風(fēng)散熱，造成冷負(fù)荷而增加空調(diào)的負(fù)荷，加大耗能。

3智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

3.1.1節(jié)能降耗原則

節(jié)能降耗是電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心原則，是智能化建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目的，因此在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該合理選擇節(jié)能設(shè)備材料、節(jié)能方式等以使智能化建筑電能損耗降到最低。

3.1.2 實(shí)際原則

在制定電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)先對(duì)智能化建筑的規(guī)劃布局、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行實(shí)地觀察與分析，綜合考慮娛樂設(shè)施、運(yùn)輸通道、照明需要等建筑功能因素，合理評(píng)估建筑耗能情況，從實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)電氣節(jié)能的優(yōu)化方案，在保障人們出行、娛樂等正常生活的基礎(chǔ)上確保電氣節(jié)能的安全性、有效性和有序性。

3.1.3 環(huán)保原則

在進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充分考慮環(huán)境因素，智能化設(shè)備材料應(yīng)以環(huán)保節(jié)能為主，堅(jiān)持生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念。

3.2優(yōu)化照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

智能化建筑用電系統(tǒng)中占比例最高的為照明系統(tǒng)，因此優(yōu)化照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)十分重要。照明系統(tǒng)的耗能主要與照明時(shí)間、照明設(shè)備功耗、照明方式、照明設(shè)備發(fā)光效率、運(yùn)行照明設(shè)備數(shù)量、建筑物總面積等因素有關(guān)，因此可綜合考慮各相關(guān)因素進(jìn)行照明系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)：

（1）合理選擇照明設(shè)備，首選高效的節(jié)能光源設(shè)備，以低功耗、高發(fā)光效率以及長久耐用光源最佳;

（2）合理選取光源配件，包括觸發(fā)器、鎮(zhèn)流器、燈管（泡）、燈芯等，應(yīng)選擇光源配件性能好、耐用、功耗低的照明設(shè)備;

（3）改進(jìn)照明方式，改進(jìn)照明回路開關(guān)設(shè)計(jì)，合理安排照明時(shí)間，可選擇聲感應(yīng)、光感應(yīng)等照明控制方式，減少照明浪費(fèi)現(xiàn)象;

（4）優(yōu)化建筑物設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮采光因素，通過合理選擇門窗開設(shè)方位以及采用透光性較好的門窗材料以充分利用自然光，設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)電路時(shí)主要選用三相四線方式，促進(jìn)節(jié)能供電的最大化。

3.3優(yōu)化供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

供電系統(tǒng)電能損耗在智能化建筑電能損耗中占有較大部分，因此需要優(yōu)化供電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)智能化電氣節(jié)能方案時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物總體用電情況、供配電設(shè)備功率、設(shè)備分布情況以及符合用量等供配電相關(guān)情況進(jìn)行了解與分析，對(duì)建筑物的整體供配電情況進(jìn)行合理評(píng)估，進(jìn)而選擇合適的高效節(jié)能供配電設(shè)備，在保障建筑物供配電正常的前提下使電能損耗最小化。

（1）合理選擇變壓器，變壓器運(yùn)行過程中的電能損耗在整個(gè)供配電電能損耗中占比最大，在可控的成本投入范圍內(nèi)選擇性能良好、與驅(qū)動(dòng)負(fù)載相匹配、具有節(jié)能功效的變壓器，合理地分配供配電系統(tǒng)負(fù)載，以降低電能損耗。

（2）合理設(shè)計(jì)變電站變壓器工作方式，變電站的驅(qū)動(dòng)變壓器可采取并聯(lián)電路形式，這樣可以根據(jù)供配電系統(tǒng)負(fù)載變化隨時(shí)對(duì)變壓器投放使用數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，將電能損耗降到最低。

（3）合理選擇供配電電路線路導(dǎo)線材質(zhì)，據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，供配電系統(tǒng)輸入電能中有4.00%為損耗在線路上面，一方面是線路自身因素，如導(dǎo)線材質(zhì)、導(dǎo)線截面等，另一方面是供配電的方式。選取導(dǎo)線時(shí)，首選電阻值較低的鋁、銅材質(zhì)的導(dǎo)線，一、二類建筑物電量負(fù)載較大，在成本允許的情況下應(yīng)以銅質(zhì)導(dǎo)線為主，三類建筑電量負(fù)載較小，可使用鋁質(zhì)導(dǎo)線。同時(shí)在線路布局設(shè)計(jì)上，應(yīng)將導(dǎo)線長度盡量縮短以減小導(dǎo)線截面，盡可能減少彎路線路設(shè)計(jì)，減小電能耗損。

3.4優(yōu)化供水

優(yōu)化供水空調(diào)、通風(fēng)以及電梯設(shè)備的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，供水、空調(diào)、通風(fēng)以及電梯等設(shè)備的耗電量較大，應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（1）供水設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：供水系統(tǒng)應(yīng)選擇節(jié)能環(huán)保、無負(fù)壓作用的設(shè)備，在節(jié)能的同時(shí)還具有凈化水質(zhì)作用;

（2）空調(diào)設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：空調(diào)功率高、耗電量大，應(yīng)選節(jié)能環(huán)保型、運(yùn)行效率高的空調(diào)設(shè)備，例如水源熱泵式空調(diào)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件合理設(shè)置工作模式，防止電能損耗過度;

（3）通風(fēng)節(jié)能優(yōu)化：在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮通風(fēng)因素，然后根據(jù)建筑整體電能資源使用情況、風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)要求與使用環(huán)境條件合理選取風(fēng)機(jī)設(shè)備。

（4）電梯設(shè)備節(jié)能優(yōu)化：應(yīng)選取節(jié)能效果、安全性、質(zhì)量等方面優(yōu)良的空調(diào)設(shè)備，并選取功率與型號(hào)相符的電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)盡量設(shè)計(jì)小機(jī)房安裝[4]。

3.5優(yōu)化節(jié)能材料的選擇

電能為不可再生能源，因此應(yīng)注意節(jié)能材料的選擇，一方面，在設(shè)計(jì)智能化建筑電氣裝修方案時(shí)應(yīng)選取節(jié)約型、環(huán)保型的新型材料;另一方面，應(yīng)充分開發(fā)并利用可再生的清潔能源，比如熱能、風(fēng)能、太陽能等，將其應(yīng)用在耗能大、功率高的大型設(shè)備中，減少設(shè)備對(duì)電能的過度依賴，節(jié)約電能資源。

4結(jié)語

綜上所述，智能建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于國家提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要作用和意義，符合節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，能夠降低建筑能耗，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，現(xiàn)階段對(duì)智能建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，并嚴(yán)格遵循節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，這對(duì)于建筑智能化、節(jié)約化及環(huán)?；l(fā)展有著重要的推動(dòng)意義。

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收稿日期：2020-01-03

作者簡介：黃培（1986—），男，山東滕州人，本科，工程師，研究方向：建筑電氣。