基于智能化建筑电气节能优化设计的分析

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  摘要:随着社会的不断发展,全球陷入了能源危机的局面,能源的相对紧缺严重制约着我国社会与经济的发展。智能化建筑节能被大力推广,而实际上智能化电气节能面临很多问题,如供配电系统的不合理、节能产品没有恰当使用以及电网输电线路中的能耗问题等。基于此,文中笔者就智能化建筑电气节能优化措施进行简要的论述。
  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
  
  一、前言
  随着城市化进程的逐步加快,面对全球能源紧张这一问题,环保节能的理念被大力提倡,这就对现代建筑的智能化提出了更高的要求。文中主要从现代建筑智能化电气节能的现状提出了相应的优化措施。
  
  二、智能化建筑电气节能概述
  智能建筑对智能控制提出较高要求,而智能控制的根本取决于智能化建筑电气如何实现高效智能化节能,也即取决于如何通过电气节能技术的革新来降低智能化建筑的电气耗能。建筑电气智能化节能是智能楼宇发展的重要手段与关键性因素。目前,我国建筑电气工程行业对智能化建筑电气节能的认识主要是从能源消耗的立场出发。在我国当前各种能源消耗所占的比例中,建筑能耗占主要部分,其中建筑电气方面的耗能居于首位。因此,创新提高我国智能建筑电气节能优化技术日益成为我国建筑电气工程行业技术突破的重中之重。如何实现智能楼宇电气的智能化节能是眼下全球范围内建筑电气工程行业关注的焦点所在。如何对建筑物的供配电系统、安全控制系统的操作运行及管理等进行智能化的、自动化的环保节能处理是智能化建筑电气节能优化设计的核心环节所在。这是未来建筑电气节能技术的发展方向。
  
  三、建筑电气系统的智能化
  在科技快速发展和人们生活标准不断提高的大背景下,智能化系统已经渗透到生活、生产的方方面面。建筑行业作为与社会生产力密切相关的行业,智能化设计已经成为发展的必然趋势。
  1、智能建筑在电气专业的具体实现和应用首先体现在有效的对建筑设备进行监控。选择使用高效、节能型设备,对设备的运行状态进行有效的能耗监测并进行评估,通过对设备运行参数的合理调整进而降低能源的浪费,减少不可再生能源的消耗,可以充分发挥建筑设备监控的节能功效。
  2、智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题,这使得智能建筑的弱电系统工程成为智能建筑发展中的重要组成部分。弱电系统包含通信网络系统(公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统);火灾自动报警及联动控制系统;公共安全防范系统(闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统);结构化布线系统等等。完善的计算机网络和通信系统可以使智能建筑更标准、灵活、安全。
  3、智能建筑还应该包括智能照明控制系统。采用智能照明控制系统,实现照明控制智能化,可以使照明系统工作在全自动的状态下,合理地利用周围环境的资源自动调节不同时间段、不同场合对照度的不同需求,使工作环境处于相对舒适的状态,还能够通过对光线的智能调节实现节能。智能照明系统减少了人员管理和维护的需求,既避免了人为造成的照明能源的浪费,又降低了人工成本。
  
  四、建筑电气节能的现状
  随着社会的发展和文明的进步,节能理念为越来越多的人所接受,但是在实际应用中,建筑的电气节能并不能达到预期的效果,存在着很多问题。如很多工程由于负荷计算不合理或用电数据不全导致变压器选择过大,使变压器运行效率低;照明光源选择不当、照度计算不合理、未考虑节能控制方式等,使照明浪费较大;导线选择不合理,线损较; 建筑电气设备未考虑节能控制模式等,导致电气节能不理想。
  此外,大型公共建筑的许多电气监控设备24小时运转,导致其建筑的耗电要比普通建筑增加30%以上。在空调设备运行方面,为保证室内气候的舒适,很多建筑采用中央空调调节室温,空调温度普遍偏低,空调装机冷量过大,大型设备的散热等都增加了空调的负荷;在照明方面,许多建筑白天也处于灯火通明的状态,造成很大的浪费,所以电气节能是建筑节能中必不可少的一部分。
  
  五、建筑电气节能设计原则
  建筑电气节能设计是提高智能楼宇综合服务水平的一条重要的措施,这一举措不仅可以保障建筑内部各系统发挥出优良的功能特性,同时还可以进行电气系统优化控制管理,使各設备均能工作在最优的工况,从而在一定程度上将建筑电气系统的能源消耗大大地降低。
  就目前建筑电气节能发展现状存在缺乏实施性考察、缺少专业化设计分析、节能效果不明显等问题来看,电器节能的设计理论和实际应用,应坚持以下三个原则。
  1、从实际出发原则
  在智能楼宇建设过程中电气节能方案、措施制定等过程,各类工程师缺乏对楼宇建筑内部现有系统的全面了解和综合能耗的统筹分析,导致节能效果不明显。因此要以实际情况为根本出发点,制定节能措施,并同时开展各项节能工作,才能达到预期效果。
  2、低能耗满足原则
  建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源,但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。
  4、经济效益原则
  智能化楼宇电气节能的设计投资较一般建筑大,高科技计算机控制系统、通讯系统的应用对于建筑投资有较大影响。因此在智能化楼宇电气节能设计规划建设时要充分考虑市场需求和基本国情需要。考虑其带来的实际经济效益,避免因重节能而过高地消耗投资,增加运行费用的问题。
  
  六、智能化建筑电气节能技术的系统优化分析
  1、质量安全监控的优化分析
  质量安全监控的优化可以从以下两个方面展开:
  (1)优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施,如借助网络开启智能保护措施,通过借助因特网的人工智能识别系统对质量安全进行监控,可以及时发现安全问题。如建筑电气的某一环节出现了断电或者短路等问题,借助因特网能够快速识别出出问题的部位,帮助管理人员及时维修。
  (2)优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。不仅要充分了解相关建筑节能原则和标准规范,同时还要掌握先进的节能设计技术方法和新型节能电气产品,把节能措施灵活运用到建筑电气节能每项工程。要采用高科技监控系统,对于建筑中的电器耗能设备实行全过程、全时段的监控和自我调节,利用自动调节功能对设备进行不同照明条件下的调节以便达到节约电能的目的。包括对视频监控系统、入侵报警系统、门禁控制系统、数字与网络视频监控技术、安全防范系统的集成与技术融合等方面的节能优化等。其中信息的采集与处理是智能化建筑电气安全防范系统的核心,它采用的主要技术有现场总线布控技术、智能元器件探测技术、微机接口及其控制技术、智能化系统调试技术等。智能化建筑电气节能的质量安全监控优化给监控管理人员的技术素质提出了较高要求。在注重智能化建筑电气节能系统设计与安装质量的同时,还应重点对质量监控系统设备安全性能问题进行有效的监控,以此来优化智能化建筑电气节能设备的质量安全系统的功效。
  2、智能控制系统的优化
  智能控制系统的优化是智能化建筑电气节能技术系统优化的主要内容,具体包括智能控制策略的优化、智能控制管理方式的优化、智能数字控制器的优化以及智能控制网络的优化四个方面。 以如何实现暖通空调系统的节能技术系统优化为例。
  (1)从智能控制管理方式的优化角度出发,为了给空调使用者提供较大的舒适与便利,工程设计者可以通过在DDC上安装功能与VRV控制面板的设定器接近的专门部件来实现对暖通空调系统的中央控制。
  (2)从智能控制策略优化的角度出发,PID控制是空调的数字控制器(简称DDC)普遍采取的一种控制方式。一般而言,PID系数的高低与空调达到设定温度的过程长短成反比例关系。当PID系数无法及时实现空调机组对温度变化响应的控制时,可以采用在空调的送风道和室内同时安装温度传感器的双级的控制方式,加速系统对温度波动的响应,从而达到节能系统的优化。
  (3)从智能数字控制器的优化角度出发,可以依据不同的场合选择不同处理能力的DDC,如在冷冻机房等空调通风密集的地方可以选择安装大型控制器,而对空调通风机可以选择安装中小型的控制器。还可以在空调通风的设备控制器中扩大可编程逻辑控制器(PLC)的使用范围。
  (4)从智能控制网络的优化角度出发,依据工程的类型,基于拓扑结构在控制网络中的重要作用,可以选择性地运用基于RS485总线的控制网络对小型智能化建筑电气节能工程进行优化或者采用基于楼层的分支、分层的多级化网络控制模式对大型智能化建筑电气节能工程进行优化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能数字控制器以及智能控制网络的优化有助于全面实现智能控制系统的优化,从而达到节能降耗、安全环保的智能化建筑节能目的。
  
  七、结语
  综上所述,在现代化建筑电气设计工程中,人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率,就将各种节能措施应用到其中,并且随着科学技术的不断发展,人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进,从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化,建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求,合理运用智能化和节能措施,并将两者融合在一起,不仅能满足生活舒适性和功能性,同时还能减少投资,节约能源。
  
  参考文献:
  [1] 范爽:《我国智能建筑的现状及对策研究》,《科技信息》,2009年01期
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  [3] 林建家:《智能建筑物发展存在问题及对策研究》,《今日科苑》,2008年06期
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