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[摘 要 ]本文先分析了弱电智能控制系统，随后介绍了弱电智能化建筑的节能设计原则，包括满足建筑应用要求、控制能量消耗，然后介绍了节能建筑中的智能化控制应用，包括电力调度控制、楼宇自控系统以及智能化照明系统。最后介绍了智能化各子系统之间深度融合后的节能效果，希望能给相关人士提供有效参考。
[关键词]弱电;智能化控制;建筑节能
[中图分类号]TU855 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–00–03
[Abstract]The article first analyzes the weak current intelligent control system， and then introduces the energy-saving design principles of weak current intelligent buildings， including meeting building application requirements and controlling energy consumption， and then introducing intelligent control applications in energy-saving buildings， including power dispatch control ， Building automation system and intelligent lighting system. Finally， the energy-saving effect after the deep integration of intelligent subsystems is introduced. Hope to provide effective reference to relevant people.
[Keywords]weak current; intelligent control; building energy saving
當前，我国能源紧缺问题越加突出，而节能降耗也成为当前国内发展的首要任务，如此才能促进整个社会实现长期稳定发展目标。当前建筑行业也是国内能源消耗的主要产业，结合智能技术应用到建筑工程中是建筑节能发展的主流方向。从建筑产业发展角度分析，合理融入智能化弱电控制系统可以实现建筑的智能化控制和建筑节能，降低能源消耗，从而实现降低人工成本、保证运行品质、降低运行能耗、环境友好的目标。
1 弱电智能控制系统分析
智能化系统主要是楼宇自动控制系统、消防火灾自动报警系统、计算机网络系统、通讯自动化系统、安保自动化系统等，将设备设施集中管理、控制和监督作为主要目标所形成的综合性系统。具体如图1所示。
弱电智能控制系统主要是自身具备多种指标优化控制功能的系统。智能控制系统能够不间断的可靠供电，信号传输线路是具有信息配送功能和运输功能的智能电网。弱电智能控制可与相关设备运行指标性能进行有效衡量，其中涵盖设备运行质量、安全性能以及能源损耗。其中的安全性主要确保智能控制系统设备的安全运行。设备运行质量监控，即确保设备处于平稳运行状态，使其维持良好稳定性。
弱电智能控制系统对于建筑节能具有积极作用，能够合理改善资源浪费问题，同时还可以顺利解决用电低谷以及用电高峰期之间所形成的电力峰谷差问题。弱电智能控制系统属于智能电网的雏形。在建筑中的高低压开关柜中，将先进的信息技术嵌入其中，使其成为一种具备强大双向通信功能的智能化开关柜设备，可以提升控制效果。随着智能控制的不断发展，企业在智能弱电系统方面的要求不断提升，全面融入监控检测和计算机技术，进一步提升了设备控制水平。为此在现代化发展中，应致力于把先进信息技术和控制技术融入到弱电智能化系统中，如此才能促进弱电智能化相关技术的进一步发展。为此需要熟练掌握控制技术和电子技术，促进二者的完美融合，如此才能提升系统智能化控制效果。
2 弱电智能化建筑节能设计原则
2.1 满足建筑应用要求
随着科技持续发展以及经济水平的提升，建筑实际应用运行中面临着较大的能源损耗问题，而我国建筑行业也致力于对相关措施进行研究，有效控制建筑实际应用中的能源损耗。建筑中的智能化弱电控制会合理设计相应的节能措施。弱电智能控制系统随着科技发展，其应用范围也不断扩大，对于智能建筑的建设发展具有重要影响，比如智能广播、楼宇自动控制、计算机网络、监控系统和智能化消防系统等在建筑工程中的有效应用，符合新时期的建筑设计发展要求，而弱电技术水平从某种程度上也能够体现出建筑智能发展水平。
2.2 控制能量消耗
为了在建筑中发挥出弱电智能控制系统的节能效用，通常需要从多种层面入手进行调整或改良，例如针对变压器运行中的消耗问题，借助弱电智能控制系统能够有效监控有效功率的过度消耗，从最大程度上降低变压器涡流损耗和漏磁损耗等问题。在应用气体防电灯和电动机的过程中，相关设备镇流器会形成电感，最终产生无用功，这种条件下便需要于系统内选择部分功率抵消，增加线路运输损耗，为了预防出现上述问题，可以借助弱电智能控制系统，有效控制线路内部无功传输，实现节能目标。
3 节能建筑中的智能化控制应用
3.1 电力调度控制
电网智能调度研究需要依靠智能调度技术，符合我国电网的统一规划要求。电力智能化调度控制涵盖智能监督和实时监控两部分内容，满足当下的故障处理系统条件，可以全面保护电网运行安全性，预防出现各种故障问题。在实际运行方面，相关系统还可以开展检测预警等工作，在需要的条件下还可以采取有效措施预防各种事故的发生。基于信息时代背景下，随着网络信息技术发展，弱电智能控制技术在建筑工程中的有效应用能够实现预期远程控制目标，而该技术也进一步为智能弱电系统的持续发展创造全新渠道。智能建筑中应用弱电智能控制技术，为电力调度的有效控制创造了基础平台。 结合弱电智能控制技术可以促进系统应用空间的有效扩展，优化监控管理技术水平，是弱电系统发展的基础。创弱电智能控制系统主要是结合电力调动系统的不同差异进行排列组合创新。而各个电力调度系统也拥有其自身特色结构特征，智能调度系统相关结构组成涵盖PC机和主机等部分，其拥有特色网络通信协议构成，同时也受到操作系统控制。基于该种特征下，需要形成相应的标准，促进系统信息和软件资源的全面共享。针对某些可扩展的重复性利用软件实施深入分析、科学设计和改造，如此才能充分保障软件应用价值。
3.2 楼宇自控系统
和传统建筑形式相比，新时期的建筑在整体规模和占地面积也逐渐扩大，整个内部结构更为复杂，所以在通风空调系统方面的要求也进一步提升。在智能建筑内通风空调系统是主要的耗能设备。中央空调内部结构复杂，能源消耗在整个能源消耗成本中占比很大。弱电智能控制的好坏会对设备应用效果产生直接影响，同时还会导致能源浪费。为此本文通过深入研究中央空调运行原理，提出有效的智能控制方案，争取实现节能目标。
在符合需要的前提下，合理平衡楼控系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际或片面追求经济性，而损害建筑的制冷性。系统必须保持每天24h连续工作子系统故障，不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该系统之外的其他功能的运行智能控制系统的核心功能便是针对冷冻机中相关设备运行状态实时监控，同时联系建筑内部空间环境氛围，对其中的设备运行进行有效控制，达到节能目标。相关监控功能涵盖环路电动阀、补水控制、热水泵、冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵以及设备运行中的启停相关控制功能。在系统运行中出现各种故障问题后，此监控系统还可以自主进行异常警报，系统出现故障问题后，依然能够针对异常状态进行自动报警，对设备运行故障进行自动报警，将相关故障数据准确记录下来，进行备案管理，辅助专业技术人员合理开展各项处理维护工作。
比如沈阳某个机关大楼建筑内部设置有中央空调，冷源是地下室内的两个水冷螺杆冷水机负责制冷，整体温度维持在7～12 ℃。市政管网负责提供空调系统热源，空调在夏季的冷负荷大概是3000 kW，冷指标是85W/m?，空调在冬季的热负荷总和是2000 kW，相关热指标是57W/m?。在设置弱电智能控制后，此系统在运行了三个周期后，通过对相关数据进行统计分析，发现达到预期的节能设计目标。平均每年电能节约总量超出20 %。同时还进一步优化设备运行状态，有效控制了系统启停操作中的水锤效应，能够进行自动化闭环控制，促进系统自动化水平的有效提升，同时还减少了运行成本和操作难度。成功实现软启动目标，有效削弱了电机启动电流，降低了电动机启动中的冲击性。
该系统还可针对建筑根据不同的功能区域进行不同需求的人工环境控制，提供最舒适的温度湿度，满足用户的使用需求，提高用户的劳动生产率，降低因为空调环境不适而产生的人体健康问题，提高能源使用效率，降低建筑运行能耗，提升建筑物盈利能力，楼宇自控系统特有的节能控制功能以及通过先进的预防性维护功能，可减少设备损耗，延长使用寿命。
3.3 智能化照明系统
建筑中照明系统在传统管理模式下，主要是利用人工方式开展管理活动，不可避免会因为操作遗漏忘记关灯，从而造成电能的大量浪费。至于智能化的照明系统可以有效改善上述问题，减少浪费问题发生。比如智能化的照明系统可以针对消防联动、定时控制、光纤感知、红外人体感应、光线调节、移动感测等方面能够实现自动化控制目标，同时还可以针对某个单独照明单元实施精确控制，可以进行自動化控制。除此之外，相关智能控制系统还可以进行集中管理和分散控制，有效降低一部分管理费用，同时减少维护费用支出，通过对比分析可以发现和传统照明方式相比，该系统处于相同条件下时，整体节能效率超出25 %。
该照明系统同样能够和计算机联网，人们利用相关系统传输各种指令，对于照明时长以及场景选择等操作进行远程控制操作。此外，吴晓雪等人以西安某一建筑工程为基础，探究分析总线控制优势该系统内涵盖软件系统和硬件系统两部分构成。软件系统涵盖变成软件和监控软件，其中监控软件负责对照明实际状况进行全面采集和整理，而编程软件主要负责对模块地址进行全面整合，进一步提升系统处理速度，该种类型的照明系统除了可以提升环境舒适度以外，同时还能够促进照明系统实现自动化控制目标，和传统手动控制方式相比，能够节约大量管理费用，降低电能损耗。
4 智能化各子系统之间深度融合的节能效果
智能化各子系统之间不仅能独立运行，而且可深度的有机结合，能协调与联动运行，产生更多的功能与增值应用，做到1+1>2的效果。在不增加投资的前提下，却能获得更多的增值功能，实现各子系统的设备、功能和信息的综合管理，使其成为一个互相关联、统一协调、资源充分共享的大系统。创造一个安全、方便、舒适与高效的工作生活环境。提供完善的大楼各种设施统一的管理、控制、运营管理模式，能定期或随时提交设施运行状况、环境状况及人员活动情况报告，能够随时了解各楼层人员的身份、进出的时间以及人员的动态情况。确保建筑群内所有相关设备处于高效、节能、最佳运行状态，从而达到节能的最佳效果。
5 结语
综上所述，立足于整个社会角度分析，社会发展离不开大量的能源支持，而在当下能源短缺问题较为突出的背景下，节能减少成为国家社会发展的必经之路。建筑产业在实际发展中同样会消耗大量的能源资源，为此建筑行业应该主动迎合国家响应，及时进行转变创新。随着国内智能技术不断发展，将其有效融入到节能建筑内，可以促进建筑节能工作的有序实施，改善能源过度消耗问题。
参考文献
[1] 郭汉丁，张印贤.既有建筑节能改造项目风险共担模式改进与实施流程设计[J].建筑经济，2020，41（10）：50-53.
[2] 舒畅.住宅中自然光环境节能设计研究——以苏州姑苏区古民居建筑为例[J].科技通报，2020，36（9）：66-70.
[3] 闫静静，沈晶晶.绿色建筑技术在科研类建筑设计中的应用与研究——以河北工程大学新校区能源与环境工程学院为例[J].建设科技，2020（18）：113-116.
[4] 侯名斗.住宅小区建筑电气与智能化控制系统的设计初探[J].佳木斯职业学院学报，2018（9）：496.
[5] 胡辉群.关于建筑工程弱电智能化的应用和管理的研究[J].黑龙江科技信息，2015（30）：127.
[6] 潘宇.楼宇智能化在节能建筑设计中的应用分析[J].机电信息，2016（12）：160-161.
[7] 郑艳晶.智能建筑中弱电智能化系统的设计[J].智能建筑与智慧城市，2017（6）：71-73.
[8] 严寒.弱电智能化系统在建筑工程中的应用分析[J].商品与质量，2016（20）：145-146.
[9] 张世怡，严伟民.智能建筑电气控制技术的设计与应用研究[J].科技经济导刊，2015，26（4）：112.
[10] 李江河.浅析智能化弱电在现代公建项目中的应用[J].新材料新装饰，2013（12）：217-218.
[关键词]弱电;智能化控制;建筑节能
[中图分类号]TU855 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–00–03
[Abstract]The article first analyzes the weak current intelligent control system， and then introduces the energy-saving design principles of weak current intelligent buildings， including meeting building application requirements and controlling energy consumption， and then introducing intelligent control applications in energy-saving buildings， including power dispatch control ， Building automation system and intelligent lighting system. Finally， the energy-saving effect after the deep integration of intelligent subsystems is introduced. Hope to provide effective reference to relevant people.
[Keywords]weak current; intelligent control; building energy saving
當前，我国能源紧缺问题越加突出，而节能降耗也成为当前国内发展的首要任务，如此才能促进整个社会实现长期稳定发展目标。当前建筑行业也是国内能源消耗的主要产业，结合智能技术应用到建筑工程中是建筑节能发展的主流方向。从建筑产业发展角度分析，合理融入智能化弱电控制系统可以实现建筑的智能化控制和建筑节能，降低能源消耗，从而实现降低人工成本、保证运行品质、降低运行能耗、环境友好的目标。
1 弱电智能控制系统分析
智能化系统主要是楼宇自动控制系统、消防火灾自动报警系统、计算机网络系统、通讯自动化系统、安保自动化系统等，将设备设施集中管理、控制和监督作为主要目标所形成的综合性系统。具体如图1所示。
弱电智能控制系统主要是自身具备多种指标优化控制功能的系统。智能控制系统能够不间断的可靠供电，信号传输线路是具有信息配送功能和运输功能的智能电网。弱电智能控制可与相关设备运行指标性能进行有效衡量，其中涵盖设备运行质量、安全性能以及能源损耗。其中的安全性主要确保智能控制系统设备的安全运行。设备运行质量监控，即确保设备处于平稳运行状态，使其维持良好稳定性。
弱电智能控制系统对于建筑节能具有积极作用，能够合理改善资源浪费问题，同时还可以顺利解决用电低谷以及用电高峰期之间所形成的电力峰谷差问题。弱电智能控制系统属于智能电网的雏形。在建筑中的高低压开关柜中，将先进的信息技术嵌入其中，使其成为一种具备强大双向通信功能的智能化开关柜设备，可以提升控制效果。随着智能控制的不断发展，企业在智能弱电系统方面的要求不断提升，全面融入监控检测和计算机技术，进一步提升了设备控制水平。为此在现代化发展中，应致力于把先进信息技术和控制技术融入到弱电智能化系统中，如此才能促进弱电智能化相关技术的进一步发展。为此需要熟练掌握控制技术和电子技术，促进二者的完美融合，如此才能提升系统智能化控制效果。
2 弱电智能化建筑节能设计原则
2.1 满足建筑应用要求
随着科技持续发展以及经济水平的提升，建筑实际应用运行中面临着较大的能源损耗问题，而我国建筑行业也致力于对相关措施进行研究，有效控制建筑实际应用中的能源损耗。建筑中的智能化弱电控制会合理设计相应的节能措施。弱电智能控制系统随着科技发展，其应用范围也不断扩大，对于智能建筑的建设发展具有重要影响，比如智能广播、楼宇自动控制、计算机网络、监控系统和智能化消防系统等在建筑工程中的有效应用，符合新时期的建筑设计发展要求，而弱电技术水平从某种程度上也能够体现出建筑智能发展水平。
2.2 控制能量消耗
为了在建筑中发挥出弱电智能控制系统的节能效用，通常需要从多种层面入手进行调整或改良，例如针对变压器运行中的消耗问题，借助弱电智能控制系统能够有效监控有效功率的过度消耗，从最大程度上降低变压器涡流损耗和漏磁损耗等问题。在应用气体防电灯和电动机的过程中，相关设备镇流器会形成电感，最终产生无用功，这种条件下便需要于系统内选择部分功率抵消，增加线路运输损耗，为了预防出现上述问题，可以借助弱电智能控制系统，有效控制线路内部无功传输，实现节能目标。
3 节能建筑中的智能化控制应用
3.1 电力调度控制
电网智能调度研究需要依靠智能调度技术，符合我国电网的统一规划要求。电力智能化调度控制涵盖智能监督和实时监控两部分内容，满足当下的故障处理系统条件，可以全面保护电网运行安全性，预防出现各种故障问题。在实际运行方面，相关系统还可以开展检测预警等工作，在需要的条件下还可以采取有效措施预防各种事故的发生。基于信息时代背景下，随着网络信息技术发展，弱电智能控制技术在建筑工程中的有效应用能够实现预期远程控制目标，而该技术也进一步为智能弱电系统的持续发展创造全新渠道。智能建筑中应用弱电智能控制技术，为电力调度的有效控制创造了基础平台。 结合弱电智能控制技术可以促进系统应用空间的有效扩展，优化监控管理技术水平，是弱电系统发展的基础。创弱电智能控制系统主要是结合电力调动系统的不同差异进行排列组合创新。而各个电力调度系统也拥有其自身特色结构特征，智能调度系统相关结构组成涵盖PC机和主机等部分，其拥有特色网络通信协议构成，同时也受到操作系统控制。基于该种特征下，需要形成相应的标准，促进系统信息和软件资源的全面共享。针对某些可扩展的重复性利用软件实施深入分析、科学设计和改造，如此才能充分保障软件应用价值。
3.2 楼宇自控系统
和传统建筑形式相比，新时期的建筑在整体规模和占地面积也逐渐扩大，整个内部结构更为复杂，所以在通风空调系统方面的要求也进一步提升。在智能建筑内通风空调系统是主要的耗能设备。中央空调内部结构复杂，能源消耗在整个能源消耗成本中占比很大。弱电智能控制的好坏会对设备应用效果产生直接影响，同时还会导致能源浪费。为此本文通过深入研究中央空调运行原理，提出有效的智能控制方案，争取实现节能目标。
在符合需要的前提下，合理平衡楼控系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际或片面追求经济性，而损害建筑的制冷性。系统必须保持每天24h连续工作子系统故障，不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该系统之外的其他功能的运行智能控制系统的核心功能便是针对冷冻机中相关设备运行状态实时监控，同时联系建筑内部空间环境氛围，对其中的设备运行进行有效控制，达到节能目标。相关监控功能涵盖环路电动阀、补水控制、热水泵、冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵以及设备运行中的启停相关控制功能。在系统运行中出现各种故障问题后，此监控系统还可以自主进行异常警报，系统出现故障问题后，依然能够针对异常状态进行自动报警，对设备运行故障进行自动报警，将相关故障数据准确记录下来，进行备案管理，辅助专业技术人员合理开展各项处理维护工作。
比如沈阳某个机关大楼建筑内部设置有中央空调，冷源是地下室内的两个水冷螺杆冷水机负责制冷，整体温度维持在7～12 ℃。市政管网负责提供空调系统热源，空调在夏季的冷负荷大概是3000 kW，冷指标是85W/m?，空调在冬季的热负荷总和是2000 kW，相关热指标是57W/m?。在设置弱电智能控制后，此系统在运行了三个周期后，通过对相关数据进行统计分析，发现达到预期的节能设计目标。平均每年电能节约总量超出20 %。同时还进一步优化设备运行状态，有效控制了系统启停操作中的水锤效应，能够进行自动化闭环控制，促进系统自动化水平的有效提升，同时还减少了运行成本和操作难度。成功实现软启动目标，有效削弱了电机启动电流，降低了电动机启动中的冲击性。
该系统还可针对建筑根据不同的功能区域进行不同需求的人工环境控制，提供最舒适的温度湿度，满足用户的使用需求，提高用户的劳动生产率，降低因为空调环境不适而产生的人体健康问题，提高能源使用效率，降低建筑运行能耗，提升建筑物盈利能力，楼宇自控系统特有的节能控制功能以及通过先进的预防性维护功能，可减少设备损耗，延长使用寿命。
3.3 智能化照明系统
建筑中照明系统在传统管理模式下，主要是利用人工方式开展管理活动，不可避免会因为操作遗漏忘记关灯，从而造成电能的大量浪费。至于智能化的照明系统可以有效改善上述问题，减少浪费问题发生。比如智能化的照明系统可以针对消防联动、定时控制、光纤感知、红外人体感应、光线调节、移动感测等方面能够实现自动化控制目标，同时还可以针对某个单独照明单元实施精确控制，可以进行自動化控制。除此之外，相关智能控制系统还可以进行集中管理和分散控制，有效降低一部分管理费用，同时减少维护费用支出，通过对比分析可以发现和传统照明方式相比，该系统处于相同条件下时，整体节能效率超出25 %。
该照明系统同样能够和计算机联网，人们利用相关系统传输各种指令，对于照明时长以及场景选择等操作进行远程控制操作。此外，吴晓雪等人以西安某一建筑工程为基础，探究分析总线控制优势该系统内涵盖软件系统和硬件系统两部分构成。软件系统涵盖变成软件和监控软件，其中监控软件负责对照明实际状况进行全面采集和整理，而编程软件主要负责对模块地址进行全面整合，进一步提升系统处理速度，该种类型的照明系统除了可以提升环境舒适度以外，同时还能够促进照明系统实现自动化控制目标，和传统手动控制方式相比，能够节约大量管理费用，降低电能损耗。
4 智能化各子系统之间深度融合的节能效果
智能化各子系统之间不仅能独立运行，而且可深度的有机结合，能协调与联动运行，产生更多的功能与增值应用，做到1+1>2的效果。在不增加投资的前提下，却能获得更多的增值功能，实现各子系统的设备、功能和信息的综合管理，使其成为一个互相关联、统一协调、资源充分共享的大系统。创造一个安全、方便、舒适与高效的工作生活环境。提供完善的大楼各种设施统一的管理、控制、运营管理模式，能定期或随时提交设施运行状况、环境状况及人员活动情况报告，能够随时了解各楼层人员的身份、进出的时间以及人员的动态情况。确保建筑群内所有相关设备处于高效、节能、最佳运行状态，从而达到节能的最佳效果。
5 结语
综上所述，立足于整个社会角度分析，社会发展离不开大量的能源支持，而在当下能源短缺问题较为突出的背景下，节能减少成为国家社会发展的必经之路。建筑产业在实际发展中同样会消耗大量的能源资源，为此建筑行业应该主动迎合国家响应，及时进行转变创新。随着国内智能技术不断发展，将其有效融入到节能建筑内，可以促进建筑节能工作的有序实施，改善能源过度消耗问题。
参考文献
[1] 郭汉丁，张印贤.既有建筑节能改造项目风险共担模式改进与实施流程设计[J].建筑经济，2020，41（10）：50-53.
[2] 舒畅.住宅中自然光环境节能设计研究——以苏州姑苏区古民居建筑为例[J].科技通报，2020，36（9）：66-70.
[3] 闫静静，沈晶晶.绿色建筑技术在科研类建筑设计中的应用与研究——以河北工程大学新校区能源与环境工程学院为例[J].建设科技，2020（18）：113-116.
[4] 侯名斗.住宅小区建筑电气与智能化控制系统的设计初探[J].佳木斯职业学院学报，2018（9）：496.
[5] 胡辉群.关于建筑工程弱电智能化的应用和管理的研究[J].黑龙江科技信息，2015（30）：127.
[6] 潘宇.楼宇智能化在节能建筑设计中的应用分析[J].机电信息，2016（12）：160-161.
[7] 郑艳晶.智能建筑中弱电智能化系统的设计[J].智能建筑与智慧城市，2017（6）：71-73.
[8] 严寒.弱电智能化系统在建筑工程中的应用分析[J].商品与质量，2016（20）：145-146.
[9] 张世怡，严伟民.智能建筑电气控制技术的设计与应用研究[J].科技经济导刊，2015，26（4）：112.
[10] 李江河.浅析智能化弱电在现代公建项目中的应用[J].新材料新装饰，2013（12）：217-218.