李倩雯

摘要：隨著科學技術(shù)的日新月異，建筑產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化，智能化建筑逐漸成為人們的新寵。智能建筑的電氣節(jié)能設(shè)計作為一件至關(guān)重要的工作，也日益引起人們的重視。本文主要從新時期建筑電氣節(jié)能的重要意義、智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀和智能樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計措施三個方面進行了論述和分析。

關(guān)鍵詞：智能建筑；節(jié)能設(shè)計；供配電；變壓器

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―103―02

前言

智能建筑樓宇的電氣節(jié)能設(shè)計過程，應(yīng)制定合理的設(shè)計方案，保證設(shè)計結(jié)果的科學性；考慮電氣節(jié)能設(shè)計的可靠性和經(jīng)濟性，確保建筑樓宇正常使用的功能；降低空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的能源消耗，有效提高建筑樓宇能源的使用效率，達到節(jié)能環(huán)保的要求，順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求，進而提高我國的建筑行業(yè)水平和綜合國力。

1 新時期建筑電氣節(jié)能的重要意義

在供配電設(shè)計、設(shè)備的選用、線路的鋪設(shè)方式等方面，電氣設(shè)計倘若出現(xiàn)不適當、不合理、甚至浪費的情況的話，會消耗大量的電能，而且在用電過程中會產(chǎn)生諸多的安全隱患。例如，對于一些傳統(tǒng)的建筑， 線路超負載會導致電能的消耗巨大，更很可能會因此導致火災的發(fā)生，造成人民生命和財產(chǎn)損失。因此，我們必須了解在發(fā)展智能建筑的過程中，電氣安全的必要性和緊迫性，消除潛在的安全隱患。在供電系統(tǒng)使用先進的電子電氣技術(shù)，能有效減少能源消耗，促進節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。建筑行業(yè)在未來的發(fā)展過程中，引入了以節(jié)能綠色安全為目標的電氣技術(shù)，能提高能源的使用效率，減少能源和資源的消耗，使用更加便利安全。

2智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀

①智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀。當前我國各類工程師對智能樓宇建筑內(nèi)部系統(tǒng)還沒有全面了解，制定節(jié)能措施和方案僅限于部分節(jié)能產(chǎn)品的選型安裝或依例實施存在已久的節(jié)能方案，真正的統(tǒng)籌規(guī)劃還遠遠沒有實現(xiàn)，不合理地選擇照明光源和控制方式會大大增加照明系統(tǒng)的能耗。②監(jiān)管和施工問題。為了實現(xiàn)對建筑節(jié)能的有效管理，國家逐步出臺了相應(yīng)的節(jié)能標準、法規(guī)、政策，但是地方發(fā)展不平衡現(xiàn)象卻仍然存在。實際當中產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因包括設(shè)計單位變更部分設(shè)計后，建筑節(jié)能設(shè)計沒有重新進行備案；其次，建設(shè)單位為了達到節(jié)約項目資金的目的，在沒有得到設(shè)計單位許可的情況下改變施工材料；再者，施工沒有滿足設(shè)計圖紙的要求。

3智能樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計措施

3.1 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

智能樓宇建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計，通過對建筑物用電總負荷和用電等級進行前期統(tǒng)計分析，進行智能樓宇供配電節(jié)能系統(tǒng)的科學設(shè)計，這樣不僅能夠達到節(jié)省初期投資的目的，還能夠推動建筑面積性價比的提升，是回饋住戶的重要手段和途徑，住戶能夠長期從中獲得利益。在進行設(shè)計時應(yīng)當對以下方面進行考慮：

（1）提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。功率因數(shù)的高低很大程度決定了無功功率的損耗，因此可以通過提升功率因素以減少線路無功功率的損耗，進而降低供配電系統(tǒng)的損耗。在具體工程設(shè)計中應(yīng)當對不同情況進行區(qū)分考慮，并采取相應(yīng)的措施。在條件允許的情況下，設(shè)計人員應(yīng)當將用電設(shè)備功率因素盡量提升。同時可以通過使用電容器對線路實行無功補償，提升線路的功率因素，降低系統(tǒng)的無功電流。在特定線路中，還可采用高低壓柜集中補償和分散就地補償?shù)姆绞竭M行無功補償。

（2）變壓器有功損耗及優(yōu)化。變壓器是配電系統(tǒng)中的重要基本設(shè)備，總能量的6%被變壓器消耗，所以在降低能耗的過程中應(yīng)當采取有效措施降低變壓器的能耗，實際當中空載損耗和負載損耗構(gòu)成了變壓器的有功損耗。在選擇變壓器的過程中，應(yīng)當充分考慮節(jié)能變壓器的性能，包括SC8、SL9 等型號變壓器，主要應(yīng)用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片，具有接縫密合性好的特點，并且矽鋼片具有一致的磁疇方向，這樣渦流損耗和漏磁損耗就能夠降至最低。同時，還應(yīng)當注意把繞組的阻值和變壓器的容量控制在合理水平，這樣就能夠減少在供電線路過載情況下線路產(chǎn)生的損耗。設(shè)計人員應(yīng)當對初期投資和運行費用進行綜合考慮，并保證變壓器在預留一定余量的情況下運行。最后，還應(yīng)當優(yōu)化變壓器的運行方式。設(shè)計人員應(yīng)當對建筑負荷需求和年運行費用進行綜合考慮，同時保證用電負荷的合理分配，并且選擇和電力負荷相適應(yīng)的變壓器容量，保證其在低耗區(qū)域內(nèi)工作。另外，還應(yīng)采取有效措施降低變壓器的運行環(huán)境溫度，并對三相負荷進行平整、對變壓器的接線方式進行合理選擇。

3.2 選擇節(jié)能型變壓器設(shè)備

針對變壓器設(shè)備的選擇問題，會從以下三方面討論。首先，在功率傳輸中發(fā)生的消耗。產(chǎn)生該消耗的原因是電阻的高低數(shù)值不同以至于對電流造成不同程度影響，因此在挑選繞組時盡量選擇電阻小的設(shè)備，最好是銅質(zhì)材料的芯片。在傳統(tǒng)的設(shè)計理念中，變壓器的負載通常會保持在50%左右，簡言之就是在具體使用中，真正發(fā)揮作用的只有50%，雖然達到節(jié)能的標準，卻忽視了經(jīng)濟效益。因此經(jīng)過科學的計算后得出，既能達到節(jié)能效果，且經(jīng)濟實惠的做法是把負載率調(diào)制到80%。其次，變壓器的空載損耗。出現(xiàn)這一問題主要是受到渦流和漏磁的影響，因為空載損耗受到鋼片、鐵芯限制。因此盡量選擇品質(zhì)較好的鋼片，使它們的磁場基本趨同，減少渦流的損失。再次，自身消耗。高層建筑的電力負荷都非常大，通常會增加變壓器的數(shù)量來解決用電量的問題，然而卻忽視了變壓器本身的電能損耗，規(guī)范的設(shè)計做法應(yīng)該是使用容量大、效率高的變壓器，切忌不可盲目的無限制增加變壓器的數(shù)量。

3.3 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

在進行照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計時首先注意合理選擇照明光源，具體選擇的過程中應(yīng)當考慮價格、壽命、顯色指數(shù)、色溫、光效等要素。在我國節(jié)能政策實施的過程中，廣泛推廣運用一些新的光源，包括LED 照明燈等等，甚至白熾燈已經(jīng)被一些新的光源取代，包括緊湊型熒光燈，雖然使用緊湊型熒光燈作為光源具有初期投資略高的問題，但該類燈具的使用壽命和能耗兩方面表現(xiàn)更加優(yōu)越。實際操作當中，確定建筑工程光源時應(yīng)當綜合考慮工程性質(zhì)、照明數(shù)量、使用場所等因素，從而確定照明光源的選擇。選擇照明控制方式也是照明系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)包括雙控開關(guān)質(zhì)控、多燈控制、聲音控制、單燈控制等。而智能照明控制方式則由探測器控制、自控系統(tǒng)控制、樓宇總線控制構(gòu)成。實際當中應(yīng)當根據(jù)實際情況對照明控制方式進行選擇，但是應(yīng)當滿足方便節(jié)能的原則。通過對智能樓宇內(nèi)外照明系統(tǒng)的綜合分析，應(yīng)當盡量將先進的節(jié)能照明燈具作為首選。如果是建筑內(nèi)部室內(nèi)照明，還應(yīng)當對照明光源的舒適性和實用性進行綜合考慮。在照明系統(tǒng)開關(guān)的選擇上，應(yīng)當考慮自動控制系統(tǒng)和聲光控模塊，這樣就能夠在具有較大人員流動的情況下，有效控制系統(tǒng)損耗。3.4 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

在現(xiàn)代建筑中除照明設(shè)備外，使用最為普遍的電器就是空調(diào)，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)實際當中空調(diào)系統(tǒng)耗能約占整體耗能的一半左右，所以空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能屬于智能樓宇電氣化節(jié)能設(shè)計中的重要課題。在進行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時電氣設(shè)計師應(yīng)當強化與暖通系統(tǒng)工程師的交流和溝通，對控制模式進行合理選擇并優(yōu)化設(shè)置各參數(shù)，通過系統(tǒng)節(jié)能潛能的挖掘，確保接口設(shè)計和施工的節(jié)能水平，使得空調(diào)系統(tǒng)在最佳運行狀態(tài)時的節(jié)能。例如可以選用先進的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。熱泵技術(shù)是近代科學發(fā)明的一種節(jié)能技術(shù)。向熱泵機組輸入一定電能驅(qū)動壓縮機作功，使機組中的工質(zhì)反復發(fā)生蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱的物理相變過程，就能實現(xiàn)空間上的熱量交換和傳遞轉(zhuǎn)移。在現(xiàn)代智能建筑應(yīng)用中，該系統(tǒng)由建筑物內(nèi)系統(tǒng)、地熱能交換系統(tǒng)、水源熱泵機組等構(gòu)成。在外界溫度較低的情況下，熱泵機組能夠吸取地源熱量，建筑物基于此實現(xiàn)供暖。當外界溫度較高時，熱泵機組將室內(nèi)熱量導向地源當中，這樣建筑內(nèi)部的制冷功能就實現(xiàn)了。該系統(tǒng)還具有無污染和零排放的特點，但是需要建筑項目附近有豐富的可供使用地表水才能夠使用。相對于傳統(tǒng)空調(diào)，這種系統(tǒng)不僅能夠大量節(jié)約能源，還具有較高的可靠性和低耗能性的特點。

4結(jié)語

智能建筑電氣節(jié)能過程，貫穿于項目的決策、投產(chǎn)、使用等整個周期。作為專業(yè)電氣設(shè)計人員應(yīng)該在整個設(shè)計過程中，從經(jīng)濟性及節(jié)能性等方面進行綜合考慮，選擇合理的供配電方案，實施電網(wǎng)的經(jīng)濟運行技術(shù)。隨著科學技術(shù)的不斷進步，我國在智能建筑供配電方面也必須與時俱進，因為這些因素都要求在建筑工程建設(shè)的過程中電氣工程設(shè)計師充分的發(fā)揮才智，在確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性與舒適性的基礎(chǔ)上，來進一步的實現(xiàn)建筑電氣工程的節(jié)能降耗。

參考文獻：

[1]林毅宏. 智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設(shè)計研究[J].自動化與儀器儀表，2011（03）：135- 136.

[2]王麗恒. 智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設(shè)計研究[J].才智，2011（23）：31.

[3]何葉. 建筑電氣照明節(jié)能技術(shù)的研究[D].長安大學，2014.

[4]鄭梅陽. 智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計研究[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（15）：98- 99.