基于智能化建筑电气节能优化设计分析

刘钊　唐振宇

摘要：智能化建筑电气节能优化设计关系着智能建筑的节能水平和安全性能，因此对其进行研究有重要的现实意义。文章首先阐述了智能化建筑及智能化建筑电气设计的概况，然后对智能化建筑电气节能优化设计存在的问题进行了分析总结，在此基础上提出了提高智能化建筑电气节能优化设计水平的方法及建议。

关键词：智能化建筑；电气设计；电气节能；优化设计；节能水平；安全性能 文献标识码：A

中图分类号：TU855 文章编号：1009-2374（2017）01-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.057

随着我国经济社会的快速发展及城市化进程的不断加快，我国各行各业都取得了长足的发展，尤其是建筑业，一直保持着高速发展的良好态势。智能化建筑是建筑业未来的主要发展方向，随着人们节能环保意识的不断提高，越来越多的人开始关注智能化建筑电气节能优化设计问题。在智能化建筑电气设计中，落实节能环保理念，提高建筑的节能水平及安全性能，将有利于推动建筑业的良性发展。

1 智能化建筑的概述

智能化建筑与传统建筑相比有很大的区别，主要是融入了现代智能技术及计算机技术，通过利用这些先进的技术手段来进行建筑管理，并对公共安全系统进行优化组合。智能化建筑的发展与科技进步密切相关，这种建筑形式在我国发展时间不长，但发展速度很快，在现阶段，仍然是以学习借鉴国外先进技术为主，在具体应用过程中还存在一些问题，比如系统运行不稳定、操作复杂等，因此我们有必要对智能化建筑的一些技术及管理问题进行深入研究，尤其是在电气节能优化设计方面，对保障智能化建筑的安全稳定运行非常有益。

2 智能化建筑電气的概述

计算机技术及智能化技术的快速发展，从根本上改变了传统建筑业的发展模式，智能化建筑开始逐渐取代传统建筑，成为建筑业的主要发展方向，并对我们的生活产生深刻影响。在智能化建筑中，电气系统的优化设计非常关键。区别于传统建筑业的电气系统，智能化建筑中能够利用智能系统来对建筑设备进行监控，对各种电气设备的运行状态进行调整，对电气系统的能耗进行在线监测与评估，通过调整系列参数来对电气设备进行控制，以实现节能效果，并保障电气系统运行安全稳定。智能化建筑的智能控制系统能最大程度地发挥出电气设备的节能功效，从而避免资源浪费，保障建筑安全。简单而言，智能化建筑类似于是由各种智能设备构建而成的一个智能网络，智能化建筑的电气系统是整个网络的重要组成部分，通过利用智能化技术及计算机技术来实现对电气系统进行在线监测与控制，以此来保障建筑安全，并实现节能环保的目的。

3 智能化建筑电气的节能现状

我国智能化建筑经过近些年的发展虽然取得了很大的进步，但在节能优化设计方面仍然存在不少问题，主要表现在变压器选择不当、照明光源选择不当、电气监控设备运行不合理、通风系统设计存在缺陷、辅助设施安装不到位及缺乏全面的质量安全监督等方面，这些问题对智能化建筑的安全稳定运行产生了很大影响，造成建筑电气设计难以达到预期设计目标，在一定程度上阻碍了智能化建筑的发展。

变压器选择不当的根本原因是在对智能化建筑进行电气设计时没有准确计算用电负荷或是用电数据统计不完全，导致变压器选择过大，造成变压器的运行效率低下。照明光源选择不当主要是由于照明制度设计不规范造成的，这将会导致能源浪费。目前，在一些大型公共建筑中，电气监控设备通常都是24小时不间断运行，相比普通建筑，这类智能化建筑的用电量会超出30%，造成电力资源浪费。大型智能化公共建筑存在的问题是比较多的，一些单位出于自身利益的考虑，在这类建筑中没有安装在线检测及监控设备，导致智能化系统功能不完善，影响了建筑电气的节能效果。通风系统设计存在缺陷主要表现为在一些智能化建筑中，由于设计不合理导致空调冷量超出标准，一些中央空调的运行制度不合理，智能通风不畅，空调冷耗量过大等。辅助设施安装不到位主要体现在供暖通风系统以及给排水系统方面，相关统计数据表明，如果供暖系统设备及给排水系统设备运行方式设计不合理，将会导致能耗大幅度增加，严重影响节能效果。在质量监督方面，由于当前我国智能化建筑还处在初级发展阶段，缺乏完善的质量监督制度，也缺乏有针对性的监督措施，再加上设计人员的综合素质有待提高，因此，这也在一定程度上影响了智能化建筑电气节能优化设计的水平。由此可知，对智能化建筑电气进行节能优化设计是很有必要的，其目的就是为了提高电能使用效率，避免资源浪费，保障建筑运行安全。

4 智能化建筑电气节能优化设计的原则

对智能化建筑电气系统进行节能优化设计的目的就是为了减少建筑电气设备的能源消耗，在实现节能环保目的的同时，为人们提供良好的生活和工作环境，满足人们的日常需求。建筑电气设计人员应从建筑电气设备布局、用电负荷核算、建筑电气设备特点等方面进行综合考虑，通过研究制定出科学合理的优化节能方案，保障电气设备安全可靠运行，并实现节能环保的目的。因此，从整体上来说，智能化建筑电气节能优化设计应遵循以下原则：首先，要保障建筑安全，保障人们能够正常使用建筑并能够得到良好的服务；其次，设计人员在设计过程中，要充分考虑节能运行的成本，通过选择合理的节能方式及选择恰当的设备及材料，来进行成本控制；最后，智能化建筑的运行系统应充分考虑各种节能因素，尽最大可能地降低能源消耗，通过选择合理的节能手段，来实现节能环保目的，提高能源使用效率。

5 智能化建筑电气节能优化设计方法分析

5.1 优化供电系统

供电系统是智能化建筑电气系统的关键，在进行电气节能优化设计时首先就要考虑对供电系统进行优化设计。对智能建筑供电系统进行优化设计主要考虑两个因素：一是各种用电设备如何进行布局；二是各种用电设备都有什么样的特点。具体而言，设计人员应根据实际情况，从供配电布线、用电电压、用电设备功率、负荷容量及用电设备布局等方面进行综合考虑。首先，是要选择最为合适的供配电节能设备，从源头上减少能源消耗；其次，由于在供电系统中变压器的电能损耗较大，设计人员应重点考虑变压器负载问题，应在尽量降低成本的情况下，选择与驱动负载能力相互匹配的变压器，合理分配变压器的负载，以此来减少电能消耗。设计人员在对供电系统进行优化设计的过程中，必须要考虑到满足用户的日常用电需求，保障供电系统稳定运行，在此基础上选择能源消耗最少的节能设备以及最为合适的变压器，尽最大可能地降低能源消耗，实现节能目的。

5.2 对供水、空调以及通风电气进行优化

除了供电系统以外，智能化建筑的通风系统、供水系统以及空调系统都是设计人员重点考虑的能够降低能耗的地方，建筑设计人员在进行电气节能优化设计时，应根据实际需求，合理选择风机、水泵及空调等各种用电设备。通风系统在智能化建筑中是非重要的，而风机通常都是大功率的耗能设备，设计人员应根据实际需要，选择经济实用的风机，这样就不仅保障了智能化建筑中有良好的空气环境，又能实现节能目标。供水系统在智能化建筑中的重要性是不言而喻的，设计人员应选择那些既节能环保又能够净化水质的设备，这样不仅可以满足用户的用水需求，还能够实现节能目的，通常情况下应选择无压供水装置。空调系统是智能化建筑中电能消耗量较大的系统，设计人员在选择空调设备时要充分考虑各种因素，尽量选择那些节能环保、零排放的空调，在现阶段，一般情况都选择水源热泵空调，这种空调相比其他空调更为节能。

5.3 优化照明系统

在智能化建筑中，照明系统的能耗很大，而照明系统是具有最大节能优化空间的系统。由于灯具的型号和种类非常多，设计人员应根据实际需求，在控制运行成本的情况下，选择那些能够节约电量的智能化灯具，选择能够减少能源浪费的声控开关。另外，在设计智能化建筑的过程中，工程设计人员应充分考虑采光情况，尽可能地多利用自然光，这样不仅可以提高建筑物室内的自然照明程度，提高自然光的利用效率，还能够减少能源消耗。

5.4 充分利用其他再生资源

考虑利用再生资源是进行建筑电气节能优化设计的一个重要方面。目前，能够利用的再生资源主要为太阳能和风能，因此，在进行电气节能优化设计时，应在建筑物中增加能够利用太阳能和风能的设备，减少那些能耗较高的用电设备，提高再生资源的利用效率。智能建筑的室内装宜采用各种节能产品，而建筑物的外墙也应多采用节能材料，这样不仅实现了节能环保的目的，也能够提高建筑物的质量，为用户提供更好的生活及工作环境。

5.5 提升工程系统的控制水平

除了优化供电系统、供水系统、通风系统、空调系统、照明系统以及充分利用可再生资源外，智能建筑电气节能优化设计的另外一个方面就是要提高建筑工程系统的控制水平。智能化建筑设的智能控制能力是体现其设计水平的一个重要标志，通过利用工程系统来对空气温度、湿度、风力、风速等进行自动调节，不仅能为用户提供舒适、方便的生活环境，还能够实现节能的目的。除此之外，通过利用工程控制系统，对各种用电设备进行监控，并对其运行参数进行调节，使各种用电设备都维持在最优的运行状态，这样不仅能够保障用电设备安全稳定运行，也能够最大程度地降低能源损耗。智能化建筑电气的节能优化设计是非常复杂的，涉及到很多方面的内容，设计人员应充分考虑各种因素，通过深入研究，来制定最为合理的设计方案，不断提高工程系统的控制水平，最终实现节能环保的目的。

6 结语

当前，我国正大力建设两型社会，随着人们节能环保理念的不断提升，人们对建筑电气节能优化设计必将会更加关注。智能化建筑是建筑业未来的主要发展方向，因為智能化建筑融入了现代科技，能为人们提供更加舒适、更加方便的生活环境和工作环境。对智能建筑电气进行节能优化设计是一项非常重要的工作，不仅能够提高智能化建筑的设计水平，也能够提高能源使用效率，实现节能环保的目标。智能化建筑电气设计人员应不断提高自身的节能环保意识，在工作过程中落实节能环保理念，在为人们设计出舒适便利的建筑的同时，推动我国建筑业健康可持续发展。

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作者简介：刘钊（1985-），男，河北石家庄人，中机国际工程设计研究院工程师，硕士，研究方向：电气设计；唐振宇（1987-），男（土家族），湖南长沙人，中机国际工程设计研究院工程师，研究方向：电气设计。

（责任编辑：王 波）