基于智能化建筑电气节能优化设计分析

摘  要：随着我国建筑技术的不断发展与进步，智能化建筑应运而生。智能化建筑方便了人们生活，改善了人们的居住环境，故近年来我国建筑智能化发展水平不断提高，在智能化建筑的各个系统中，电气系统是最关键的一部分，也是能耗最大的一部分。本文主要针对智能化建筑电气优化设计进行探讨，旨在给相关设计者提供一定参考。

关键词：智能化建筑;电气;节能;优化设计

中图分类号：TU201  文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）02-0000-00

0前言

建筑的智能化电气设计，可选用智能联网型电气设备，优化设计及配置，使建筑的电气系统在满足公众需求的同时，更实用、更智能、更利于管理。依据我国智能建筑建设发展现状可知，智能电气产品技术发展快、新技术新产品层出不穷，但在实际工程设计中缺乏将强电与弱电智能化相关知识进行有效的结合利用，同时在产品选用及系统整体节能评估方面仍有较大改进空间。此外，建筑的智能化电气设备本身要正常运行也需要耗费一定的电能，故降低智能化电气设备系统耗能也是一个研究方向[1]。

1智能化建筑电气节能优化设计目的

1.1防止电能过度损耗

中国正在探索和开发新能源，但尚未实现对新能源的有效利用。发展建筑智能化仍需依靠传统电力支持，来确保建筑内所有设备和系统的正常运行，最终为公众营造舒适、环保的生活和工作环境。调查表明，我国建筑能耗占总能耗的比例较高，电能耗费居首位。在这种情况下，要更加重视智能建筑的电气节能设计，提高智能建筑的电气节能水平，确保智能建筑的应用在不消耗大量能源的情况下高效运行[2]。

1.2达到节能减排要求

随着改革开放的不断深化，我国经济有了长远发展，但长期以来对生态环境的掠夺和破坏，引发了环境污染、资源短缺等问题。这种情况下，改善生态环境，确保人与生态环境的友好共存，成了经济建设必须重视的问题。为此，党中央和政府大力倡导“节能环保”，制定了一系列政策法规。要求建筑业作为国民经济的支柱产业，必须因地制宜，注重节能环保，确保达到节能减排的标准要求，并开展电气节能优化设计。

2智能化建筑电气节能存在问题分析

2.1照明光源与控制方式不合理

照明系统是智能化建筑各类电器消耗中占比重较大的一项，很多智能化建筑照明度数、照明光源以及控制方式等设计不合理，既影响照明效果，也增加了电能的损耗。比如很多建筑照明系统为24小时无间断运行，建筑电能消耗增加30.00%以上。

2.2智能化电气设備质量安全监管存在漏洞

目前，我国电气节能设备研发水平处于中等水平，部分电气设备实用性不高，在质量安全与电气节能设计等方面有待加强。比如在计算电流负荷时经常出现用电数据缺失或不准确的情况，在选择节能设备变压器时缺乏科学合理的数据支持，节能设备变压器选择缺乏合理性，最终导致变压器运转效率降低，影响节能设备的正常运行[3]。

2.3电气节能设计协调性不足

在进行智能化建筑的电气节能设计时，没有进行科学、合理的统筹规划，增加电气节能控制漏洞，影响节能系统运行的稳定与运行效率，增加能耗。比如通风设计未能与建筑构造相协调，从而造成建筑内部空调冷量过高的现象，而且通风性差还会影响室内及机械设备的排风散热，造成冷负荷而增加空调的负荷，加大耗能。

3智能化建筑电气节能优化设计

3.1优化设计原则

3.1.1节能降耗原则

节能降耗是电气节能优化设计的核心原则，是智能化建筑电气节能设计的主要目的，因此在进行优化设计时应该合理选择节能设备材料、节能方式等以使智能化建筑电能损耗降到最低。

3.1.2 实际原则

在制定电气节能设计方案时，应先对智能化建筑的规划布局、内部结构设计等进行实地观察与分析，综合考虑娱乐设施、运输通道、照明需要等建筑功能因素，合理评估建筑耗能情况，从实际出发设计电气节能的优化方案，在保障人们出行、娱乐等正常生活的基础上确保电气节能的安全性、有效性和有序性。

3.1.3 环保原则

在进行节能优化设计时还应充分考虑环境因素，智能化设备材料应以环保节能为主，坚持生态环保、可持续发展的科学理念。

3.2优化照明系统节能设计

智能化建筑用电系统中占比例最高的为照明系统，因此优化照明系统的节能设计十分重要。照明系统的耗能主要与照明时间、照明设备功耗、照明方式、照明设备发光效率、运行照明设备数量、建筑物总面积等因素有关，因此可综合考虑各相关因素进行照明系统节能的优化设计：

（1）合理选择照明设备，首选高效的节能光源设备，以低功耗、高发光效率以及长久耐用光源最佳;

（2）合理选取光源配件，包括触发器、镇流器、灯管（泡）、灯芯等，应选择光源配件性能好、耐用、功耗低的照明设备;

（3）改进照明方式，改进照明回路开关设计，合理安排照明时间，可选择声感应、光感应等照明控制方式，减少照明浪费现象;

（4）优化建筑物设计，在设计建筑结构时，应考虑采光因素，通过合理选择门窗开设方位以及采用透光性较好的门窗材料以充分利用自然光，设计照明系统电路时主要选用三相四线方式，促进节能供电的最大化。

3.3优化供电系统节能设计

供电系统电能损耗在智能化建筑电能损耗中占有较大部分，因此需要优化供电系统的节能设计。在设计智能化电气节能方案时，应对建筑物总体用电情况、供配电设备功率、设备分布情况以及符合用量等供配电相关情况进行了解与分析，对建筑物的整体供配电情况进行合理评估，进而选择合适的高效节能供配电设备，在保障建筑物供配电正常的前提下使电能损耗最小化。

（1）合理选择变压器，变压器运行过程中的电能损耗在整个供配电电能损耗中占比最大，在可控的成本投入范围内选择性能良好、与驱动负载相匹配、具有节能功效的变压器，合理地分配供配电系统负载，以降低电能损耗。

（2）合理设计变电站变压器工作方式，变电站的驱动变压器可采取并联电路形式，这样可以根据供配电系统负载变化随时对变压器投放使用数量进行调整，将电能损耗降到最低。

（3）合理选择供配电电路线路导线材质，据研究数据显示，供配电系统输入电能中有4.00%为损耗在线路上面，一方面是线路自身因素，如导线材质、导线截面等，另一方面是供配电的方式。选取导线时，首选电阻值较低的铝、铜材质的导线，一、二类建筑物电量负载较大，在成本允许的情况下应以铜质导线为主，三类建筑电量负载较小，可使用铝质导线。同时在线路布局设计上，应将导线长度尽量缩短以减小导线截面，尽可能减少弯路线路设计，减小电能耗损。

3.4优化供水

优化供水空调、通风以及电梯设备的电气节能设计，供水、空调、通风以及电梯等设备的耗电量较大，应加强节能优化设计。

（1）供水设备节能优化：供水系统应选择节能环保、无负压作用的设备，在节能的同时还具有净化水质作用;

（2）空调设备节能优化：空调功率高、耗电量大，应选节能环保型、运行效率高的空调设备，例如水源热泵式空调，同时根据实际环境条件合理设置工作模式，防止电能损耗过度;

（3）通風节能优化：在进行建筑结构设计时应考虑通风因素，然后根据建筑整体电能资源使用情况、风机设备参数要求与使用环境条件合理选取风机设备。

（4）电梯设备节能优化：应选取节能效果、安全性、质量等方面优良的空调设备，并选取功率与型号相符的电机驱动设备，根据建筑物结构尽量设计小机房安装[4]。

3.5优化节能材料的选择

电能为不可再生能源，因此应注意节能材料的选择，一方面，在设计智能化建筑电气装修方案时应选取节约型、环保型的新型材料;另一方面，应充分开发并利用可再生的清洁能源，比如热能、风能、太阳能等，将其应用在耗能大、功率高的大型设备中，减少设备对电能的过度依赖，节约电能资源。

4结语

综上所述，智能建筑电气节能优化设计对于国家提倡的可持续发展战略具有重要作用和意义，符合节能环保的设计理念，能够降低建筑能耗，促进社会的可持续发展。因此，现阶段对智能建筑节能优化设计中存在的不足进行改进，并严格遵循节能优化设计原则，这对于建筑智能化、节约化及环保化发展有着重要的推动意义。

参考文献

[1]张剑.智能化建筑电气节能优化设计问题分析[J].房地产导刊，2015（3）：295.

[2]曾小阳.智能化建筑电气节能优化设计的相关分析[J].科技风，2013（16）：156.

[3]肖峻.智能化建筑电气节能优化设计[J].科技与企业，2015（11）：107.

[4]许青青.智能化建筑电气的节能优化设计[J].山西建筑，2014（11）：223-225.

收稿日期：2020-01-03

作者简介：黄培（1986—），男，山东滕州人，本科，工程师，研究方向：建筑电气。