【摘要】本文通過對建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀的分析，基于智能建筑供配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方法闡述了智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)，對于智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計具有一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；建筑電氣；節(jié)能設(shè)計

1.前言

隨著我國城市化進程的加快，國內(nèi)建筑向著智能建筑方向發(fā)展。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)城市建筑能耗隨著城市建筑規(guī)模的擴大而逐漸占到整個社會能耗的四分之一，并不斷增長。在全球資源上最大的挑戰(zhàn)就是能源緊缺，而我國作為一個能耗巨大的發(fā)展中國家。人均能源還達不到世界人均的一半，每年必須依賴于石油、天然氣等能源的大量進口才能維持正常所需。

國內(nèi)開展建筑節(jié)能相關(guān)研究較晚，能源利用率還只有30%左右，而美日等發(fā)達國家的節(jié)能建筑比例已達40%，能源利用率可達到55%以上，國內(nèi)建筑單位面積能耗約為發(fā)達國家的兩倍。因此，我國在建筑能耗上節(jié)能潛力巨大，建筑節(jié)能將成為國內(nèi)經(jīng)濟高效穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。

2.國內(nèi)建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域開展了很多卓有成效的研究工作，只是在節(jié)能方案、措施制定等過程中統(tǒng)籌分析不夠，沒有對建筑內(nèi)部現(xiàn)有系統(tǒng)的綜合能耗實現(xiàn)準確分析，在節(jié)能產(chǎn)品選型安裝或節(jié)能方案措施的實施上還存在一些不足之處。相應(yīng)的基礎(chǔ)自動化設(shè)備還普遍不足，在節(jié)能數(shù)據(jù)及運行效果的跟蹤統(tǒng)計分析上不能實現(xiàn)實時動態(tài)管理，造成建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能措施實施后，不能有效協(xié)調(diào)相關(guān)系統(tǒng)運行，預(yù)期節(jié)能效果不明顯。在工程實際建設(shè)中，實施高效節(jié)能設(shè)備和自動化控制系統(tǒng)能夠有效降低30%—50%的建筑能耗，但在能耗監(jiān)控及維護管理系統(tǒng)上如果不夠完善，建筑能耗節(jié)能系統(tǒng)就不能實現(xiàn)內(nèi)部的實時調(diào)控，對建筑節(jié)能效果的調(diào)節(jié)管理也不夠持續(xù)穩(wěn)定。

3.智能建筑的電氣節(jié)能設(shè)計

建筑電氣節(jié)能設(shè)計與改造是使智能建筑服務(wù)水平提高的一個有效措施，不但能夠發(fā)揮建筑內(nèi)部各系統(tǒng)的功能特性，還能優(yōu)化控制電氣系統(tǒng)和設(shè)備工作狀態(tài)，進而使建筑電氣系統(tǒng)能耗得到明顯降低，減輕住戶的日常開銷。

3.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

對智能建筑內(nèi)部用電等級和總荷載進行準確統(tǒng)計分析后，設(shè)計使用便捷且科學(xué)合理的建筑供配電系統(tǒng)，不僅能節(jié)約業(yè)主的一次性投資，使單位建筑的經(jīng)濟性提高；還能使建筑工程在日后使用中實現(xiàn)節(jié)能降耗?？梢哉f智能建筑節(jié)能中的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計，在實際設(shè)計中要注意以下三方面內(nèi)容：

一是合理選擇變配電所的位置，按照建筑的不同用電負荷對所需供電容量及用電等級進行準確統(tǒng)計，與住宅單體分布相結(jié)合，設(shè)計完成經(jīng)濟穩(wěn)定的供配電系統(tǒng)。建筑區(qū)變配電所的位置要與用電負荷中心臨近，不但能使建筑配電半徑減小，以免出現(xiàn)往返長距離的供電情況，縮短供電電纜長度，使供配電系統(tǒng)投資成本降低；而且還能使配電線路半徑縮小，有效降低線路綜合損耗，使配電質(zhì)量得以提高，實現(xiàn)其它用電設(shè)備運行高效穩(wěn)定，降低能耗的作用。

二是合理布置豎井，在各層設(shè)計配電豎井、層配電箱等具體位置時，為便于縮短分開關(guān)配電線路長度，降低線路損耗，可將其設(shè)置到用電負荷中心。

三是變壓器選擇要合理，高層建筑電氣節(jié)能的關(guān)鍵在于變壓器的類型要選擇合理，由于變壓器正常運行時，其內(nèi)部鐵心疊片因電磁力線交變而發(fā)生磁滯及渦流現(xiàn)象，進而形成空載損耗，也就是鐵損。隨著材料物理相關(guān)理論的快速發(fā)展，作為新型節(jié)能材料的非晶態(tài)磁性節(jié)能材料已做為變壓器鐵心材料而得到廣泛應(yīng)用，進而形成節(jié)能的非晶合金鐵心變壓器。在工程建設(shè)中常用的S11、S13等型號變壓器優(yōu)化傳統(tǒng)變壓器結(jié)構(gòu)的改良產(chǎn)品，對傳統(tǒng)疊片式鐵心結(jié)構(gòu)進行改變，能夠使變壓器鐵心內(nèi)磁阻減少，與傳統(tǒng)變壓器相比其空載電流可減少20%—40%，變壓器功率因數(shù)明顯提高，供配電系統(tǒng)綜合線損降低，系統(tǒng)供電能力得到有效改善，從配電源頭實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

為使變壓器正常運行時負載率達到最佳值，可在設(shè)計其負載率時考慮變壓器銅耗，變壓器銅耗與負載率平方具有正比關(guān)系。在變壓器負荷率為0.5時，運行的綜合效率最高，而線損最小，實際上變壓器內(nèi)部鐵損并沒有減少，從負荷率改善變壓器線損上變壓器節(jié)能效果并不能得到完全體現(xiàn)。不僅會相應(yīng)增加整個系統(tǒng)變壓器與各類配電開關(guān)容量，使設(shè)備購置費用明顯增加；還會增加設(shè)備的運行維護費用，將低負荷率條件作為配電變壓器的選擇條件會得不償失。

在對上述因素進行綜合考慮后，就要在設(shè)計對供配電系統(tǒng)后期擴容需求留有余地，要使變壓器負荷率介于合理范圍，一般多選擇在75%—85%之間。

3.2 照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

智能建筑在節(jié)約照明用電上不能只是通過照明燈具數(shù)量的減少或功率的降低來進行實現(xiàn)，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面積，通常多利用透光率較好的玻璃門窗等使建筑物白天照度得到增加，使開燈時間明顯減少，以實現(xiàn)對自然光源的有效利用，達到節(jié)約電能資源的效果。能夠采用自然光的建筑面積照明，可以根據(jù)建筑物照明設(shè)計中的照度標準對現(xiàn)場照度進行檢測，并采用相應(yīng)燈光控制系統(tǒng)對燈具照明進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)不同區(qū)域?qū)φ彰鞯牟煌枨?。設(shè)計建筑物的夜景照明，要溝通好城市景觀規(guī)劃部門，不但要通過燈光的烘托效果使建筑總體風格中蘊含的文化底蘊和藝術(shù)效果得到充分體現(xiàn)，還要將照明結(jié)合美學(xué)、藝術(shù)等方面特點，使建筑物夜景環(huán)境具有優(yōu)美、優(yōu)雅、舒適的特點。設(shè)計智能建筑的照明時，還要控制好照明系統(tǒng)，以免對周圍環(huán)境的造成光污染，在實現(xiàn)節(jié)能降耗的同時，還要保護好人文與生態(tài)環(huán)境。

4.結(jié)語

綜上，智能建筑的電氣工程設(shè)計各環(huán)節(jié)都要通過相應(yīng)的技術(shù)措施實現(xiàn)電能節(jié)約的目標。智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計的主要內(nèi)容就是設(shè)計供配電系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的節(jié)能，因建筑電氣工程涉及多方面內(nèi)容。

隨著智能建筑的快速發(fā)展，以及環(huán)保意識的逐漸提高，城市化進程的加快對于智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計的要求也越來越高。在實際工作中，一是要對建筑節(jié)能方面的相關(guān)原則和標準規(guī)范詳細了解，二是對新型節(jié)能電氣產(chǎn)品及先進的設(shè)計方法熟練掌握，從而在智能建筑電氣節(jié)能設(shè)計中將各項措施靈活應(yīng)用，才能建設(shè)出高質(zhì)量的智能建筑。

參考文獻

[1]陳眾勵，趙濟安，邵民杰.建筑電氣節(jié)能技術(shù)綜述[J].低壓電器，2008.4

[2]建設(shè)部.民用建筑節(jié)能管理規(guī)定[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國建筑標準設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（電氣節(jié)能專篇）[M].北京：中國計劃出版社，2007

[4]華東建筑設(shè)計研究院.智能建筑設(shè)計技術(shù)[M].上海：同濟大學(xué)出版社，2008

[5]顏曉光.關(guān)于建筑電氣的發(fā)展與技術(shù)探析[J].經(jīng)營管理者，2011.14

作者簡介

劉鮮艷（1986—），女，助理工程師，主要從事建筑電氣設(shè)計工作。