張亞洲

摘要：隨著時(shí)代不斷發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程加快，促使當(dāng)前的建筑行業(yè)崛起。由于自身性質(zhì)的影響，建筑行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，導(dǎo)致我國(guó)環(huán)境問(wèn)題加重。由此，人們逐漸重視建筑與環(huán)境之間的關(guān)系，靈活利用有效的措施，促使二者和諧發(fā)展。

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

1智能建筑中電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.1強(qiáng)電部分

強(qiáng)電是智能建筑電氣設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)部分，包括低壓配電系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備、照明系統(tǒng)等。

1.1.1低壓配電系統(tǒng)

依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，智能建筑中的低壓配電室應(yīng)設(shè)置在用電負(fù)荷中心附近，如果選用落地式配電箱，那么箱底應(yīng)適當(dāng)抬高，并對(duì)底座進(jìn)行封閉處理。在同一個(gè)低壓配電室內(nèi)，以并列方式布設(shè)的線路，若是其中一條母線存在負(fù)荷，則應(yīng)在分段位置處設(shè)置防火隔斷；當(dāng)高、低壓配電設(shè)備同時(shí)布設(shè)在一個(gè)房間內(nèi)時(shí)，二者之間的距離應(yīng)當(dāng)不小于2.0 m。

1.1.2動(dòng)力設(shè)備

在智能建筑中，對(duì)動(dòng)力設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，電路保護(hù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，中性線不需要設(shè)置過(guò)負(fù)載保護(hù)，但若是回路中存在增容等情況時(shí)，則應(yīng)當(dāng)設(shè)置過(guò)載保護(hù)。

1.1.3照明系統(tǒng)

智能建筑電氣設(shè)計(jì)中的照明系統(tǒng)是重要內(nèi)容，需要結(jié)合建筑照明的使用情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)，具體的控制范圍應(yīng)涵蓋建筑各個(gè)區(qū)域內(nèi)的常規(guī)和應(yīng)急照明系統(tǒng)。

1.2弱電部分

智能建筑電氣設(shè)計(jì)中的弱電部分包括：樓宇自動(dòng)化管理系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、安保視頻監(jiān)控系統(tǒng)、地下車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)、有線電視信號(hào)接收系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)等。

2工程概況

某建筑工程位于該市繁華地段，工程所在地的交通條件極為便利。該建筑為綜合樓，地上19層，總體高度為73.4 m，附屬樓4層。建筑安全等級(jí)為二級(jí)，耐火等級(jí)為一級(jí)，電梯機(jī)房設(shè)置在屋頂；地下一層高4.95 m，非戰(zhàn)時(shí)為車(chē)庫(kù)，戰(zhàn)時(shí)可作為掩蔽體。本工程中，電梯、消防設(shè)備以及地下室照明系統(tǒng)按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，其余均為三級(jí)負(fù)荷。該建筑的電氣系統(tǒng)中，照明用電量所占的比例相對(duì)較高，由于照明控制系統(tǒng)的方式具有靈活性和多樣性的特點(diǎn)，從而為節(jié)能設(shè)計(jì)提供了有利條件。因此，本工程在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)開(kāi)發(fā)智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能的目標(biāo)。

3智能建筑電氣設(shè)計(jì)中節(jié)能理念的融入與實(shí)現(xiàn)

3.1智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

智能照明控制系統(tǒng)是集成通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)于一體的智能化、自動(dòng)化、集成化照明控制系統(tǒng)。將其運(yùn)用在智能建筑電氣設(shè)計(jì)中，具備以下優(yōu)勢(shì)：（1）降低供電過(guò)程能耗。智能照明控制系統(tǒng)可自動(dòng)采集用戶要求、光環(huán)境等相關(guān)信息，利用系統(tǒng)軟件對(duì)信息進(jìn)行智能化分析判斷，根據(jù)分析判斷結(jié)果控制供電模塊運(yùn)行。在供電模塊運(yùn)行的全過(guò)程中，智能照明控制系統(tǒng)可進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控所獲取的電路電流和電壓信息實(shí)施智能調(diào)節(jié)，進(jìn)而避免電路因不平衡負(fù)荷出現(xiàn)額外功耗，大幅度提升功率因素，平緩線路和燈具發(fā)熱狀態(tài)，降低供電過(guò)程的能源消耗。（2）靈活調(diào)節(jié)照明控制。在通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，智能照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大范圍照明控制，加快控制信息的傳遞速度，并且可通過(guò)直觀圖形顯示控制信息，便于實(shí)時(shí)掌握照明系統(tǒng)的能耗情況。智能照明控制系統(tǒng)支持編程控制，可根據(jù)建筑電氣節(jié)能需要和照明效果要求重新編輯照明控制系統(tǒng)程序，調(diào)節(jié)照明供電的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明光度的靈活調(diào)控。（3）支持多樣化調(diào)光控制方式。智能照明控制系統(tǒng)支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或控制總線，可將智能照明控制系統(tǒng)作為智能建筑電氣自動(dòng)化管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，既可接受總系統(tǒng)的調(diào)控，也可進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控，豐富照明系統(tǒng)控制方式，使照明控制人性化和便捷化。

3.2系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)及控制策略

3.2.1框架結(jié)構(gòu)智能照明控制系統(tǒng)采用當(dāng)前較為流行的模塊化結(jié)構(gòu)體系，整個(gè)系統(tǒng)由以下4個(gè)部分組成：（1）輸入單元。該單元在整個(gè)控制系統(tǒng)中的作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使這部分信號(hào)變?yōu)橄到y(tǒng)可讀的信號(hào)，以此作為照明控制的主要依據(jù)。該單元由以下設(shè)備組成：遙控器、顯示屏、控制面板、傳感器等。（2）系統(tǒng)單元。該單元可在軟件支撐下，對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)配件、控制單元等。（3）輸出單元。該單元能夠通過(guò)對(duì)負(fù)載回路的控制達(dá)到照明系統(tǒng)控制的目標(biāo)，它是系統(tǒng)的執(zhí)行單元，根據(jù)接收到的信號(hào)完成相關(guān)動(dòng)作，主要由2個(gè)部分組成，開(kāi)關(guān)控制模塊和調(diào)光模塊。（4）系統(tǒng)軟件。這是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，采用功能強(qiáng)大的圖形化軟件，其能夠以圖形的方式，對(duì)建筑照明系統(tǒng)的回路狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，該軟件具有如下功能：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、異常狀態(tài)報(bào)警提示、場(chǎng)景切換控制、調(diào)光以及定時(shí)開(kāi)關(guān)等。系統(tǒng)軟件由2個(gè)部分組成，即人機(jī)交互界面和數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2.2控制策略

本次開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)主要是對(duì)建筑照明進(jìn)行控制，最終目的是降低照明系統(tǒng)的整體能耗，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。太陽(yáng)能是一種可再生清潔能源，作為自然光源，太陽(yáng)能在建筑照明節(jié)能設(shè)計(jì)中是非常有效的途徑之一。因此，可通過(guò)對(duì)室內(nèi)自然光照強(qiáng)弱程度的測(cè)定，對(duì)燈具的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使自然光與人工照明的合成照度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。由此不但能夠給使用者創(chuàng)造良好的視覺(jué)環(huán)境，而且還能利用自然光降低能源的消耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。具體的節(jié)能控制策略如下：利用傳感器對(duì)自然光的照度值進(jìn)行采集，然后與照明系統(tǒng)工作面預(yù)設(shè)的照度值進(jìn)行比較，據(jù)此得出實(shí)際照度，隨后將該信息傳給智能控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)燈具的亮度分析，輸出控制指令，對(duì)照明燈具的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

3.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.3.1 DALI協(xié)議

DALI即數(shù)字可尋址照明接口，它能夠?qū)崿F(xiàn)不同廠家照明燈具的無(wú)縫連接，確保了控制系統(tǒng)連接的可靠性。DALI協(xié)議是開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，基于該協(xié)議，可構(gòu)建智能照明調(diào)光系統(tǒng)，利用雙絞線，單個(gè)DALI控制系統(tǒng)可連接64個(gè)電子鎮(zhèn)流器，而鎮(zhèn)流器及燈具的工作狀態(tài)，可通過(guò)協(xié)議反饋給智能照明控制系統(tǒng)，一個(gè)DALI系統(tǒng)的最大控制范圍在300 m以內(nèi)。

3.3.2調(diào)光方式的選擇

目前，常用的調(diào)光方式有3種，即脈沖調(diào)制、模擬及數(shù)字調(diào)光。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，脈沖調(diào)制和模擬調(diào)光均有一定的缺陷，而數(shù)字調(diào)光的效果較好。同時(shí)，現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器基本上都支持?jǐn)?shù)字調(diào)光，并且可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的節(jié)能效果非常明顯。據(jù)此，本系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)時(shí)，基于DALI協(xié)議設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)光鎮(zhèn)流器，并在該鎮(zhèn)流器上添加主控器，對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行收發(fā)和存儲(chǔ)，并且還能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制功能，如場(chǎng)景切換、分組控制等。

3.4系統(tǒng)的節(jié)能效果

對(duì)房間內(nèi)的照明系統(tǒng)采用手動(dòng)方式進(jìn)行控制時(shí)，總功率為300 W（燈具全開(kāi)），這種控制方式不但浪費(fèi)大量的能源，而且還會(huì)造成視覺(jué)疲勞；采用DALI智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光后，在燈具全開(kāi)的情況下，總功率約為92～112 W，與手動(dòng)控制方式相比，可以節(jié)能55%～70%左右，并且這種控制方式的照明較為均勻，對(duì)視力可以起到一定的保護(hù)作用。假設(shè)該建筑工程中有50 W燈具1 000套，每天的工作時(shí)間為8 h，除去節(jié)假日，1年可以節(jié)約電費(fèi)12萬(wàn)元左右，節(jié)能效果顯著。

結(jié)束語(yǔ)

智能化建筑電氣節(jié)能工程設(shè)計(jì)是我國(guó)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此相關(guān)部門(mén)應(yīng)該引起重視，首先要對(duì)當(dāng)前智能化建筑電氣節(jié)能工程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，然后采取優(yōu)化電氣節(jié)能自動(dòng)化設(shè)計(jì)、加強(qiáng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)等措施來(lái)提高建筑電氣節(jié)能工程的設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而為我國(guó)智能化建筑電氣節(jié)能工程的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

（作者單位：杭州欣美建設(shè)有限公司）