刍议智能楼宇建筑电气节能设计研究

李倩雯

摘要：随着科学技术的日新月异，建筑产业也发生了翻天覆地的变化，智能化建筑逐渐成为人们的新宠。智能建筑的电气节能设计作为一件至关重要的工作，也日益引起人们的重视。本文主要从新时期建筑电气节能的重要意义、智能楼宇建筑电气节能现状和智能楼宇建筑电气节能设计措施三个方面进行了论述和分析。

关键词：智能建筑；节能设计；供配电；变压器

中图分类号：TU855文献标识码：A 文章编号：1674―3024（2016）07―103―02

前言

智能建筑楼宇的电气节能设计过程，应制定合理的设计方案，保证设计结果的科学性；考虑电气节能设计的可靠性和经济性，确保建筑楼宇正常使用的功能；降低空调系统、照明系统和供配电系统的能源消耗，有效提高建筑楼宇能源的使用效率，达到节能环保的要求，顺应可持续发展的要求，进而提高我国的建筑行业水平和综合国力。

1 新时期建筑电气节能的重要意义

在供配电设计、设备的选用、线路的铺设方式等方面，电气设计倘若出现不适当、不合理、甚至浪费的情况的话，会消耗大量的电能，而且在用电过程中会产生诸多的安全隐患。例如，对于一些传统的建筑， 线路超负载会导致电能的消耗巨大，更很可能会因此导致火灾的发生，造成人民生命和财产损失。因此，我们必须了解在发展智能建筑的过程中，电气安全的必要性和紧迫性，消除潜在的安全隐患。在供电系统使用先进的电子电气技术，能有效减少能源消耗，促进节能减排目标的实现。建筑行业在未来的发展过程中，引入了以节能绿色安全为目标的电气技术，能提高能源的使用效率，减少能源和资源的消耗，使用更加便利安全。

2智能楼宇建筑电气节能现状

①智能楼宇建筑电气节能现状。当前我国各类工程师对智能楼宇建筑内部系统还没有全面了解，制定节能措施和方案仅限于部分节能产品的选型安装或依例实施存在已久的节能方案，真正的统筹规划还远远没有实现，不合理地选择照明光源和控制方式会大大增加照明系统的能耗。②监管和施工问题。为了实现对建筑节能的有效管理，国家逐步出台了相应的节能标准、法规、政策，但是地方发展不平衡现象却仍然存在。实际当中产生这一现象的原因包括设计单位变更部分设计后，建筑节能设计没有重新进行备案；其次，建设单位为了达到节约项目资金的目的，在没有得到设计单位许可的情况下改变施工材料；再者，施工没有满足设计图纸的要求。

3智能楼宇建筑电气节能设计措施

3.1 供配电系统节能设计

智能楼宇建筑节能的关键环节之一就是供配电系统节能设计，通过对建筑物用电总负荷和用电等级进行前期统计分析，进行智能楼宇供配电节能系统的科学设计，这样不仅能够达到节省初期投资的目的，还能够推动建筑面积性价比的提升，是回馈住户的重要手段和途径，住户能够长期从中获得利益。在进行设计时应当对以下方面进行考虑：

（1）提升供配电系统的功率因数。功率因数的高低很大程度决定了无功功率的损耗，因此可以通过提升功率因素以减少线路无功功率的损耗，进而降低供配电系统的损耗。在具体工程设计中应当对不同情况进行区分考虑，并采取相应的措施。在条件允许的情况下，设计人员应当将用电设备功率因素尽量提升。同时可以通过使用电容器对线路实行无功补偿，提升线路的功率因素，降低系统的无功电流。在特定线路中，还可采用高低压柜集中补偿和分散就地补偿的方式进行无功补偿。

（2）变压器有功损耗及优化。变压器是配电系统中的重要基本设备，总能量的6%被变压器消耗，所以在降低能耗的过程中应当采取有效措施降低变压器的能耗，实际当中空载损耗和负载损耗构成了变压器的有功损耗。在选择变压器的过程中，应当充分考虑节能变压器的性能，包括SC8、SL9 等型号变压器，主要应用优质冷轧取向矽钢片，具有接缝密合性好的特点，并且矽钢片具有一致的磁畴方向，这样涡流损耗和漏磁损耗就能够降至最低。同时，还应当注意把绕组的阻值和变压器的容量控制在合理水平，这样就能够减少在供电线路过载情况下线路产生的损耗。设计人员应当对初期投资和运行费用进行综合考虑，并保证变压器在预留一定余量的情况下运行。最后，还应当优化变压器的运行方式。设计人员应当对建筑负荷需求和年运行费用进行综合考虑，同时保证用电负荷的合理分配，并且选择和电力负荷相适应的变压器容量，保证其在低耗区域内工作。另外，还应采取有效措施降低变压器的运行环境温度，并对三相负荷进行平整、对变压器的接线方式进行合理选择。

3.2 选择节能型变压器设备

针对变压器设备的选择问题，会从以下三方面讨论。首先，在功率传输中发生的消耗。产生该消耗的原因是电阻的高低数值不同以至于对电流造成不同程度影响，因此在挑选绕组时尽量选择电阻小的设备，最好是铜质材料的芯片。在传统的设计理念中，变压器的负载通常会保持在50%左右，简言之就是在具体使用中，真正发挥作用的只有50%，虽然达到节能的标准，却忽视了经济效益。因此经过科学的计算后得出，既能达到节能效果，且经济实惠的做法是把负载率调制到80%。其次，变压器的空载损耗。出现这一问题主要是受到涡流和漏磁的影响，因为空载损耗受到钢片、铁芯限制。因此尽量选择品质较好的钢片，使它们的磁场基本趋同，减少涡流的损失。再次，自身消耗。高层建筑的电力负荷都非常大，通常会增加变压器的数量来解决用电量的问题，然而却忽视了变压器本身的电能损耗，规范的设计做法应该是使用容量大、效率高的变压器，切忌不可盲目的无限制增加变压器的数量。

3.3 照明系统的节能设计

在进行照明系统节能设计时首先注意合理选择照明光源，具体选择的过程中应当考虑价格、寿命、显色指数、色温、光效等要素。在我国节能政策实施的过程中，广泛推广运用一些新的光源，包括LED 照明灯等等，甚至白炽灯已经被一些新的光源取代，包括紧凑型荧光灯，虽然使用紧凑型荧光灯作为光源具有初期投资略高的问题，但该类灯具的使用寿命和能耗两方面表现更加优越。实际操作当中，确定建筑工程光源时应当综合考虑工程性质、照明数量、使用场所等因素，从而确定照明光源的选择。选择照明控制方式也是照明系统节能的重要环节，传统的照明控制系统包括双控开关质控、多灯控制、声音控制、单灯控制等。而智能照明控制方式则由探测器控制、自控系统控制、楼宇总线控制构成。实际当中应当根据实际情况对照明控制方式进行选择，但是应当满足方便节能的原则。通过对智能楼宇内外照明系统的综合分析，应当尽量将先进的节能照明灯具作为首选。如果是建筑内部室内照明，还应当对照明光源的舒适性和实用性进行综合考虑。在照明系统开关的选择上，应当考虑自动控制系统和声光控模块，这样就能够在具有较大人员流动的情况下，有效控制系统损耗。3.4 空调系统的节能设计

在现代建筑中除照明设备外，使用最为普遍的电器就是空调，根据相关统计发现实际当中空调系统耗能约占整体耗能的一半左右，所以空调系统节能属于智能楼宇电气化节能设计中的重要课题。在进行空调系统设计时电气设计师应当强化与暖通系统工程师的交流和沟通，对控制模式进行合理选择并优化设置各参数，通过系统节能潜能的挖掘，确保接口设计和施工的节能水平，使得空调系统在最佳运行状态时的节能。例如可以选用先进的热泵空调系统。热泵技术是近代科学发明的一种节能技术。向热泵机组输入一定电能驱动压缩机作功，使机组中的工质反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程，就能实现空间上的热量交换和传递转移。在现代智能建筑应用中，该系统由建筑物内系统、地热能交换系统、水源热泵机组等构成。在外界温度较低的情况下，热泵机组能够吸取地源热量，建筑物基于此实现供暖。当外界温度较高时，热泵机组将室内热量导向地源当中，这样建筑内部的制冷功能就实现了。该系统还具有无污染和零排放的特点，但是需要建筑项目附近有丰富的可供使用地表水才能够使用。相对于传统空调，这种系统不仅能够大量节约能源，还具有较高的可靠性和低耗能性的特点。

4结语

智能建筑电气节能过程，贯穿于项目的决策、投产、使用等整个周期。作为专业电气设计人员应该在整个设计过程中，从经济性及节能性等方面进行综合考虑，选择合理的供配电方案，实施电网的经济运行技术。随着科学技术的不断进步，我国在智能建筑供配电方面也必须与时俱进，因为这些因素都要求在建筑工程建设的过程中电气工程设计师充分的发挥才智，在确保建筑结构的安全性与舒适性的基础上，来进一步的实现建筑电气工程的节能降耗。

参考文献：

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