智能建筑中的电气节能设计综述(1)

牛旭

摘 要：智能建筑是新兴概念，其以智能化技术为支撑，将建筑工程与智能技术充分结合，可以满足当代使用者的实际需求。本文阐述智能建筑电气节能设计的基本原则，建筑电气节能设计的优化措施，包括配电系统优化设计、变压器选择、照明系统设计、电梯优化设计。

关键词：智能建筑; 电气节能; 优化设计

电气是智能建筑的关键组成部分，其在运行中会消耗大量能源，建筑工程与能源消耗的矛盾日益突出。在此背景下，如何在发挥建筑智能化功能的基础上，降低电气运行能耗，是当前建筑企业需要思考的关键问题。

1 智能建筑电气节能设计的基本原则

经济性原则。智能建筑与以往的普通建筑存在差异，其具有较高的智能化水平，可以结合用户需求优化功能，带给用户更加良好的居住体验。电气设备是实现智能化功能的基础，随着建筑内部电气数量的增加，其运行能耗也不断提升，在开展节能设计中，需要秉承经济性原则，综合考虑电气设备的前期投入、后期维护费用，在发挥电气作用的前提下，尽量降低运行费用，起到节能环保的作用。

节约性原则。在我国政府提出构建节约型社会理念后，节能环保深入人心，智能建筑在运行中需要以能源作为支撑，尤其是电气设备，能源更是其发挥功能的动力。在节能设计中，设计人员要对电气能耗进行合理控制，减少不必要的能源消耗，进而起到降低能耗的目的。例如在照明设计中，要充分利用自然光，照明灯具选择要考虑其节能性、应用清洁能源。

细节性原则。当前我国对智能建筑的能耗没有明确标准和规定，电气在运行中存在过度耗能的情况，导致这一问题的主要原因为设计细节处理不完善。因此，在开展节能设计中，要关注电气系统的整体节能情况，遵循细节性原则，对细节进行科学处理。例如在照明设计中，可对照明灯具的显色指数、色温以及光度进行调整，在确保其照明效果的同时，降低照明能耗。

应用性原则。智能建筑的本质是为使用者提供优质服务，为其创设智能化的生活空间，为其生活工作提供便捷，因此，节能设计不能要过于强调能源节约，还要秉承应用性原则，充分发挥电气设备的作用，在满足居民正常生活的基础上，降低设备能耗，不能为了追求低能耗而牺牲建筑功能。

2 智能建筑的电气节能设计优化措施

（1）配电系统优化设计。智能建筑内部电气设备的数量和类型较多，以其为硬件支撑保证建筑的正常运行，为居民提供更加优质的应用体验，在设计配电系统中，需要综合思考智能建筑的总荷载和用电等级，保证配电系统设计的合理性，节约业主一次性投资，促使智能建筑节能运行。（1）确定配电箱的位置，根据住宅单体、供电容量以及用电等级，保证配电箱供配电稳定，配电箱要位于用电负荷附近，可以缩短供电距离，避免在输送电源中出现损耗，减少电缆材料的应用，起到一定的节能效果。（2）确定竖井位置，尽量缩短电线路长度，可避免电源远距离供应而产生的能耗，竖井位置要位于用电负荷中心。（3）对电气供电管线的分布进行合理规划，管线长度和质量要符合设计要求，避免由于管线问题而导致过度能耗。

（2）变压器选择。变压器是智能建筑中的常见设备，其质量与电气能耗密切相关，在选择变压器设备中，要注意控制铁损问题，铁损主要是指变压器运行中，铁心会出现磁滞以及涡流现象，进而诱发过度能耗，因此，在选择变压器中，需要兼顾以下几点：（1）选择新型材料的变压器，例如非晶体磁性材料变压器，其能够避免发生铁损情况，降低变压器运行能耗。（2）如果变压器发生故障，其能耗也会相应增加，为电气安全运行埋下隐患，变压器质量要符合设计标准，在安装之前开展质量测试。

（3）在设计配电系统中，还要为变压器扩容预留空间，确保其负荷处于合理范围。

（3）照明系统设计。照明在智能建筑能耗占据比例较大，尤其是公共区域，由于居民应用频率较高，照明能耗不断增加，想要降低建筑能耗，发挥其节能效果，需要对照明系统开展综合设计。

（1）对于建筑室外公共区域，要充分利用自然光源，例如对门窗尺寸科学设计、应用透光度良好的玻璃材料、规划建筑主体的朝向等方式，延长建筑光照时间，保证公共区域在白天光照充足，不需要任何照明设备即可满足居民的实际需求。（2）现代居民不仅对智能建筑的功能提出多元化需求，同时还要求其外观富有艺术性和个性，夜景照明是现代建筑的重要标志，在开展夜景照明设计中，不仅要重视突出其艺术效果、文化底蕴以及地方风俗，还要降低夜景照明能耗，避免发生光污染问题，在兼顾人文生态和节能降耗的基础上，发挥夜景照明的艺术价值。（3）在建筑室内照明设计中，要充分发挥智能建筑的智能化特点，应用智能燈具和自动控制系统，灯具选择要考虑其照明效果和节能性。

（4）电梯优化设计。电梯是现代建筑的关键电气设备，其起到运输人员的作用，尤其在高层建筑中，电梯的作用性和重要性日益显现。但是电梯运行需要消耗大量的能源，而想要降低其能耗，需要对电梯开展优化设计。（1）在选择电梯设备中，要综合考虑其应用价值、型号以及节能情况，根据建筑内部人员数量合理选择电梯型号。（2）在机房设计中，可考虑引入小型机房，其既具有一定的节能效果，还能够为后期电梯维护提供便捷。（3）积极引入新型的电梯节能技术，例如应用频繁的无齿轮曳引机，其具有显著的节能效果，可以降低电梯制动频率。同时，水泵调速和风机调速也是新型的电梯节能技术，设计人员要根据智能建筑的实际需求，合理应用各种节能技术。

（5）通风系统优化设计。通风是智能建筑最为基本的功能，尤其随着现代居民生活质量的提升，对通风需求也持续增加，通风设备作为建筑常用的电气设备，要通过合理的设计降低其能耗。（1）充分利用自然通风，通过对门窗位置的科学设计，利用自然风加速室内空气置换速率，综合考虑当地自然风向，摆脱用户对通风设备的依赖。（2）可采用智能集中通风装置，例如安装中央通风系统，可满足所有用户对通风的需求，降低通风电气能耗。（3）秉承节能性、经济性以及应用性原则，在选择通风设计中，考虑风机能耗和设备能耗，尽量采用低能耗通风设备。

（6）应用清洁能源。清洁能源开发利用是智能建筑的未来趋势，随着太阳能、风能以及地热能等能源技术的不断成熟，其能够满足建筑内部电气运行的能源需要，符合低碳经济和节能理念。（1）太阳能技术，其是目前开发最为成熟的清洁能源技术，尤其在建筑工程领域，更是发挥了关键作用，例如利用太阳能储存板，可以将太阳能转变为电能，满足电气运行的能源需要。（2）地热能技术，在智能建筑取暖中，电气取暖是主要形式，但是也会增加建筑能耗，而应用地热能技术，可以充分满足用户取暖需求，并且具有自动调节室内温度的功能。（3）风能技术，风能提供的能源较少，可应用于照明设备中，风能灯具已经成为一种新潮流，其以风能作为能源来源，可降低建筑照明能耗。

3 结语

在智能技术不断发展的今天，智能建筑成为行业新宠，受到人们的欢迎与认可，想要发挥智能建筑的功能优势，则需要电气作为硬件支撑，设计人员在电气设计中，要合理应用节能技术，降低电气运行能耗，起到节约能源的作用。

参考文献：

[1]韦辉煌.智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现[J].中国住宅设施，2020（09）：56-57.

[2]张磊.智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现[J].节能，2019，38（01）：12-13.

[3]霍利永.浅论建筑电气技术在智能建筑中的应用[J].中国住宅设施，2018（04）：151-152.

[4]袁海锋.浅论建筑电气技术在智能建筑中的应用[J].信息化建设，2015（05）：33-34.

[5]陆茵.现代智能建筑电气设计及节能措施分析[J].智能城市，2018，4（15）：31-32.

[6]康积灵.智能化建筑电气节能优化设计[J].工程技术研究，2017（07）：206-207.

（平高集团储能科技有限公司，河南 平顶山467001）