智能化建筑电气的节能优化设计研究

杨滕 王伟

摘  要：随着我国经济建设、信息化技术以及建筑工程技术的不断提高，智能化技术在我国建筑领域得到广泛应用，智能化建筑行业得到了快速发展。但是在智能化建筑建设过程中，在电气节能方面仍有不足，造成了资源浪费，严重影响了智能化建筑的健康、可持续发展。本文首先对我国智能化建筑电气节能存在的问题进行分析，然后对智能化建筑电气节能优化设计提出几点建议，以便相关设计人员参考应用。

关键词：智能化建筑;电气;节能;优化设计

中图分类号：F407   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）02-0000-00

0引言

随着经济技术的发展以及各种资源与能源的不断开发，我国的资源和能源存储量逐渐减少，部分资源和能源紧缺，因此节能降耗迫在眉睫。智能化建筑在设计时考虑了电气节能设计，但是在电气设计方面仍存在较多不足，在实际建设与应用过程中仍有不少电能浪费现象，因此需要优化智能化建筑的电气节能设计。

1智能化建筑及其电气节能概述

1.1智能化建筑概述

所谓的智能化建筑，是基于网络技术、通讯技术、建筑技术等将信息管理系统、公共安全系统、建筑设备管理系统等集成到一起，建立建筑自动化系统、办公智能化系统和通讯系统，为人们创造一个舒服、环保、安全、智能的建筑环境。智能化建筑是一种现代化楼宇，借助智能控制系统来管理和控制硬件设备、光电设备等。然而由于国内目前智能化建筑的智能控制系统尚不完善，具体实践还有待提升，导致国内许多智能化建筑的控制系统不能正常运行，未有效发挥其功能优势。由此可见，只有坚持完善智能化建筑的控制系统和相关技术，才能推进国内智能建筑电气节能技术的成熟。

1.2电气节能优化

不断发展的智能建筑对建筑控制系统提出越来越高的要求，智能化节能控制系统性能会受到多种客观因素影响，其中最为直接的就是建筑电气。现阶段我们面对的主要问题，就是如何实现智能建筑电气能源消耗的进一步减少。在这一过程中，需要得到电气节能技术的支撑，进而促使智能控制系统性能在原有基础上得到真正意义上的提高。对于智能化建筑来说，建筑电气节能是其最为关键的内容。电气节能始终作为基础存在于建筑电气工程行业当中，是我国建筑能耗不可缺少的组成部分之一。为促使建筑电气工程得到进一步发展，我们必须借助必要的措施与手段，实现智能化电气节能技术的不断完善与优化。其中主要涉及安全系统、光电系统的正常运转等，通过有效的管理，促使智能化节能环保操作实现对自身作用与价值的最大限度发挥。

2智能化建筑电气节能所存问题分析

2.1照明光源与控制方式不合理

照明系统是智能化建筑各类电器消耗中占比重较大的一项，很多智能化建筑照明度数、照明光源以及控制方式等设计不合理，这既影响照明效果，也增加了电能的损耗。比如很多建筑照明系统为24小时无间断运行，建筑电能消耗增加30.00%以上。

2.2智能化电气设备质量安全监管存在漏洞

目前，我国电气节能设备研发水平处于中等水平，部分电气设备实用性不高，在质量安全与电气节能设计技术方面有待加强。比如在计算电流负荷时经常出现用电数据缺失或不准确的情况，在选择节能设备变压器时缺乏科学合理的数据支持，节能设备变压器选择缺乏合理性，最终导致变压器运转效率降低的问题，影响节能设备的正常运行。

2.3电气节能设计协调性不足

在进行智能化建筑的电气节能设计时，没有进行科学、合理的统筹规划，增加电气节能控制漏洞，影响节能系统运行的稳定与运行效率，增加了能耗。比如通风设计未能与建筑构造相协调，从而造成建筑内部空调冷量过高的现象，而且通风性差还会影响室内及机械设备的排风散热，造成冷负荷而增加空调的负荷，加大耗能。

3智能化建筑电气节能优化设计

3.1优化设计原则

3.1.1 节能降耗原则

节能降耗是电气节能优化设计的核心原则，是智能化建筑电气节能设计的主要目的，因此在进行优化设计时应该合理选择节能设备材料、节能方式使智能化建筑电能损耗降到最低。

3.1.2 遵循實际原则

在制定电气节能设计方案时，应先对智能化建筑的规划布局、内部结构设计等进行实地考察与分析，综合考虑娱乐设施、运输通道、照明需要等建筑功能因素，合理评估建筑耗能情况，从实际出发设计电气节能的优化方案。在保障人们出行、娱乐等正常生活的基础上确保电气节能的安全性、有效性和有序性。

3.1.3 环保原则

在进行节能优化设计时还应充分考虑环境因素，智能化设备材料应以环保节能为主，坚持生态环保、可持续发展的科学理念。

3.2优化照明系统节能设计

智能化建筑用电系统中占比例最高的为照明系统，因此优化照明系统的节能设计十分重要。照明系统的耗能主要与照明时间、照明设备功耗、照明方式、照明设备发光效率、运行照明设备数量、建筑物总面积等因素有关，因此可综合考虑各相关因素进行照明系统节能的优化设计：（1）设立选择照明设备，首选高效的节能光源设备，以低功耗、高发光效率以及长久耐用光源最佳;（2）合理选取光源配件，包括触发器、镇流器、灯管（泡）、灯芯等，选择光源配件性能好、耐用、功耗低的照明设备;（3）改进照明方式，改进照明回路开关设计，合理安排照明时间，可选择声感应、光感应等照明控制方式，减少照明浪费现象;（4）优化建筑物设计，在设计建筑结构时，应考虑采光因素，通过合理选择门窗开设方位以及采用透光性较好的门窗材料以充分利用自然光，设计照明系统电路时主要选用三相四线方式，促进节能供电的最大化。

3.3优化供电系统节能设计

供电系统电能损耗也是智能化建筑电能损耗较大的一部分，因此需要优化供电系统的节能设计。在设计智能化电气节能方案时，应对建筑物总体用电情况、供配电设备功率、设备分布情况以及符合用量等供配电相关情况进行了解与分析，对建筑物的整体供配电情况进行合理评估，进而选择合适的高效节能供配电设备，在保障建筑物供配电正常的前提下使电能损耗最小化。

（1）合理选择变压器，变压器运行过程中的电能损耗在整个供配电电能损耗中占比重最大，在可控的成本投入范围内选择性能良好、與驱动负载相匹配、具有节能功效的变压器，合理地分配供配电系统负载，以降低电能损耗。

（2）合理设计变电站变压器工作方式，同个变电站的驱动变压器可采取并联电路形式，这样可以根据供配电系统负载变化随时对变压器投放使用数量进行调整，将电能损耗降到最低。

（3）合理选择供配电电路线路导线材质，据研究数据显示，供配电系统输入电能中有4.00%为损耗在线路上面：一方面是线路自身因素，如导线材质、导线截面等，另一方面是供配电方式。选取导线时，首选电阻值较低的铝、铜材质导线，一、二类建筑物电量负载较大，在成本允许的情况下应以铜质导线为主，三类建筑电量负载较小，可使用铝质导线。同时在线路布局设计上，应将导线长度尽量缩短以减小导线截面，尽可能减少弯路线路设计，减小电能耗损。

3.4优化供水等设备

优化供水、空调、通风以及电梯设备的电气节能设计，在智能化建筑中供水、空调、通风以及电梯等设备的耗电量也是比较大的，应加强节能优化。

（1）供水设备节能优化：供水系统应选择节能环保、无负压作用的设备，在节能的同时还具有净化水质作用;

（2）空调设备节能优化：空调功率高、耗电量大，应选节能环保型、选择运行效率高的空调设备，例如水源热泵式空调，同时根据实际环境合理设置工作模式，防止电能损耗过度;

（3）通风节能优化：在进行建筑结构设计时应考虑通风因素，然后根据建筑整体电能资源使用情况、风机设备参数要求与使用环境条件合理选取风机设备。

（4）电梯设备节能优化：应选取性能、节能效果、安全性、质量等方面优良的空调设备，并选取功率与型号相符的电机驱动设备，根据建筑物结构尽量设计小机房安装。

3.5优化节能材料的选择

电能为不可再生能源，因此应注意节能材料的选择，一方面，在设计智能化建筑电气装修方案时应选取节约型、环保型的新型材料;另一方面，应充分开发并利用可再生的清洁能源，比如热能、风能、太阳能等，将其应用在耗能大、功率高的大型设备中，减少设备对电能的过度依赖，节约电能资源。

4结语

智能化建筑为建筑行业未来发展的重点，在其发展过程中必须重视电气节能设计，不断进行智能化建筑电气节能优化设计，如照明系统、供配电系统、空调、电梯、通风设备等，并且遵循环保性、经济效益型、实际性以及节能降耗原则，使智能化建筑电气的电能损耗最低化，促进我国智能化建筑的发展。

参考文献

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收稿日期：2019-05-20

作者简介：杨滕（1988—），男，山东济宁人，本科，工程师，研究方向：电气工程及自动化。

Research on Energy-saving Optimization Design of Intelligent Building Electrical

YANG Teng， WANG Wei

（Jining Architectural Design and Research Institute， Jining Shandong  272000）

Abstract： With the development of China's economic construction， information technology and construction engineering technology， intelligent technology has been widely used in China's construction industry， and the intelligent construction industry has developed rapidly. However， in the process of intelligent building construction， there are still some shortcomings in electrical energy conservation， resulting in waste of resources and affecting the healthy and sustainable development of intelligent buildings. This paper first analyzes the problems existing in China's intelligent building electrical energy conservation， and then puts forward some suggestions for the intelligent building electrical energy optimization design. So that the designers can refer to the application.

Keywords： intelligent building; electrical; energy saving; optimization design