智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jishume
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  摘要:随着大众环保意识逐步强化,更多的人对建筑节能加以重视。智能化建筑也需要秉持“綠色理念”展开建设,以建筑实际为导向完善电气节能及其安全性能,为增强建业的绿色效益奠定基础。就要求电气设计人员通过不断的创新节能技术,有效的降低建筑企业经济的损失,提升能源的节省效率。本文探讨了智能建筑在照明、空调、供配电和可再生能源利用方面的电气节能设计措施,并开发了基于DALI协议的智能照明控制系统达到了显著的节能效果。
  关键词:建筑电气;智能;能耗;节能
  1智能建筑与建筑电气节能基本概述
  智能化相较于传统建筑而言区别甚大,主要区别便是前者融入了计算机、现代智能等诸多技术,并借助上述先进技术来对建筑进行管理,并针对公共安全系统加以优化组合。智能建筑通常与科技进步联系密切,但该类建筑形式在国内起步较晚,当前仍旧是以借助国外技术为主,因此具体应用时仍旧伴有诸多问题。比如系统不够稳定、建筑操作相对复杂等情况,所以建筑企业必须针对智能建筑展开深度研究。
  传统建筑业因计算机等技术发展而变化迅速,智能化逐步演变为建筑业主流趋势。对于智能建筑来说电气系统设计极为关键,相较于传统模式下的电气系统,智能建筑可以借助智能系统来监控建筑设备,确保电气设备得到及时调整,还可以对其能耗做到实时监测、评估,并依靠参数调整等来控制电气设备,从而达成节能目标,确保电气系统运行更富稳定性。此外,智能建筑伴有的控制系统可以发挥电气设备在节能方面的优势,从而对电力资源浪费等情况予以规避。综上所述,智能建筑就像是由诸多智能设备构成的智能网络,电气系统则是网络的关键环节。
  2智能化建筑电气节能现状分析
  对于我国来说,在智能建筑电气节能技术方面仍是不够成熟的,我国现在的节电系统在协调上仍存在大量问题,正是由于协调性较差,因此难以发挥其应有的作用,这也从根本上影响了节能效果,同时在现有的电气设备的基础上,也由于智能化水平没有达到相关的要求,并且控制的制度也不够规范,因此消耗的电能仍是过高的。智能化建筑电气节电优化仍应遵从安全和环保这一基本原则,并且在这一原则的基础上符合当下要求的标准。对于配电系统,也应该考虑到整个建筑的负荷分布来进行选择最优的方案,并且所使用的设备必须达到节能环保的效果,保证设备安全稳定运行的前提下避免设备产生额外的支出。
  3智能建筑电气设计中节能理念的应用
  3.1照明节能技术
  照明设备不仅是建筑最为基础的设备,同时也是用户使用最为频繁的设备设施。所以电气节能也需要从照明设施出发展开节能设计。不论何种区域通常会进行相应照明系统的配置,可以说能够覆盖建筑的绝大多数范围。鉴于照明系统对于电气节能的影响,必须对照明节能加以深层关注。从照明系统出发组织的节能设计需要以保障室内光照为前提,设计者可以借助自然光来满足用户相应的光照需要,针对建筑工程自然光照加以分析、计算,确保照明节能设计契合节能要求。此外,设计者针对室内灯具进行设计时,也需要秉持“环保”、“节能”等理念展开设计,同时也要对光照亮度、光源等进行考量。对照明设备进行选取时,可以以有限考虑应用年限长或者是耗能低的设备。当然,还应考虑使用能耗不高的光源用电附件(如电子变压器),借助天然光源来节约能耗。
  3.2空调系统节能技术
  空调系统通常占据着电气工程能耗的较大比重,所以电气节能需要着重对空调系统予以优化。从近些年国内在电气工程空调系统层面的设计来看,空调设计通常伴有较多不合理情况,例如设施能耗高导致空调使用很难契合节能目标。所以节能设计需要设计者同施工部门于前期做好沟通,以电气使用、功能需要等要求为导向设计空调系统,并依据空间实际来布局空调。此外,就建筑环境布局来看,还需要以其环境湿度、通风情况等为依据明确空调建设位置。对于设备选取环节来说,则应尽量确保空调型号契合工程实际,从而有效节能电力资源,对能耗过大等情况予以规避。
  3.3供配电系统节能技术
  对于配电系统层面的节能应用,可以从工程实际出发对电流数值进行计算,从而选取相契合的线缆与供应方式,从而确保电气节能得到高效实现。比如,对电缆进行选取时,相应规格便应在计算电流、电压损耗以后进行选取,可以选取高规格的电缆来降低线路损耗。此外,对配电方案进行具体设计时,还需要确保三相的尽力平衡。传统模式下的低压补偿主要是为“三相共补”形式,但该模式仅与低压网络当中单相负荷不高等情况相适应。但当前随着生产能力等的持续提升,导致单相负荷持续提升,很难确保三相平衡。因此,需要针对配电变压器采取单相无功模式的补偿,该模式虽然在投资方面相较于传统方式来说更大,但却可以借助有效节能来补偿上述花费。
  3.4积极利用其它再生资源
  对再生资源进行利用也是电气节能的重要环节,现阶段太阳能、风能等是应用较广的能源。所以针对电气工程组织节能设计时,可以将太阳能、风能等设备置于智能建筑当中,替代那些高能耗设备,增强再生能源相应的利用效率。此外,对于智能建筑来说,其室内装饰也可以应用较多的节能产品,建筑外墙也可利用节能材料,从而在达成电气节能目的的同时,强化建筑质量,不断优化用户环境。
  4实例分析
  本次开发的控制系统主要是对建筑照明进行控制,最终目的是降低照明系统的整体能耗,以此来实现节能的目标。具体的节能控制策略如下:利用传感器对自然光的照度值进行采集,然后与照明系统工作面预设的照度值进行比较,据此得出实际照度,随后将该信息传给智能控制系统,通过对灯具的亮度分析,输出控制指令,对照明灯具的亮度进行调节,进而达到节能的效果。
  4.1框架结构设计
  (1)输入单元。该单元在整个控制系统中的作用是对输入信号进行转换,使这部分信号变为系统参配信号,以此作为照明控制的主要输入信号。该单元由以下设备组成:遥控器、显示屏、控制面板、传感器等。   (2)系统单元。该单元可在软件支撑下,对控制系统的运行情况进行实时监控,包括:计算机、网络配件、控制单元等。
  (3)输出单元。该单元能够通过对负载回路的控制达到照明系统控制的目标,它是系统的执行单元,根据接收到的信号完成相关操作,主要由2个部分组成,开关控制模块和调光模块。
  (4)系统软件。这是整个系统的核心部分,本系统开发时,采用功能强大的图形化软件,其能够以图形的方式,对建筑照明系统的回路状态进行实时监控,该软件具有如下功能:数据统计分析、异常状态报警提示、场景切换控制、调光以及定时开关等。系统软件由2个部分组成,人机交互界面和数据库。
  4.2调光方式设计
  本系统在开发时,基于DALI协议设计数字调光镇流器,并在该镇流器上添加主控器,对数字信息进行收发和存储,并且还能实现较为复雜的控制功能,如场景切换、分组控制等。
  4.3节能效果分析
  采用DALI智能照明控制系统进行调光后,在灯具全开的情况下,总功率约为91-111W,与手动控制方式相比,可以节能50%-65%左右,1年大概可以节约电费10万元左右,节能效果显著。
  结语:综上所述,对于现代建筑而言,走向智能化是建筑的必然趋势,面对智能建筑电气设计中的现有问题,需要相关设计者采取优化措施,秉持“节能理念”展开建设,以建筑实际为导向完善电气节能及其安全性能,为增强建业的绿色效益奠定基础;并且,在节能技术方面不断的创新,积极推进新技术的应用,为强化电气节能效果夯实基础,从而有效提升智能建筑工程相应的社会、经济效益。
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