智能建筑電氣節能發展方向

席  偉

(昆明市建筑設計研究院有限責任公司  云南昆明  650041)

    建筑領域的蓬勃發展，為國家的經濟發展增添了活力，促進了相關行業的高速發展，但同時帶來的對能源的急劇增加的需求，突顯了建筑能耗在我國能源發展中所占的比重越來越重。經濟的發展和能源供應相對緊缺的矛盾，正成為制約我國經濟發展的關鍵。也嚴重影響到國家經濟的發展。在2004年底．中央將能源問題提到能源安全的高度來對待，要求建設系統節能省地。在建筑節能方面，我們電氣專業雖然不能做全部的工作，但可盡我們所能做出相應的努力和應有的貢獻。

    在民用建筑中，電能的消耗大致上是：空調用電占到建筑用電的40％～50％，水泵電梯等設備用電占l0％～45％，照明用電占15％～25％，其他設備用電，占10％～l5％左右。從這些數據中可以看出在建筑耗能方面，空調和照明占到了舉足輕重的作用。因此在這些方面節能，是可以收到很好的效果的。

    據對北京市大型公共建筑能耗調查顯示：公共建筑夏季空調室溫提高l攝氏度，大約可節電5％～l0％；對建筑設備進行合理改造，避免“大馬拉小車”現象。注重設備的運行效率，使之在最佳運行點運行，大約可節電10％～20％的效果；另外，除了采用高效的系統、設備之外，很重要的一方面就是加強空調系統的日常運行維護，減少因人員維護工作不完善造成的浪費，達到節能的目的。

    建筑節能的工作從舊建筑改造和新建工程設計兩方面人手。在配電系統設計改造中，首先應注意三相負荷的平衡，避免嚴重三項負荷不平衡現象，造成不必要的線路損耗。個別回路季節性超負荷運行，這樣既增加線路損耗又影響供電安全，對這些回路必須重點進行改造。即時檢查配電系統無功補償裝置，確保低壓側功率因數提高N0．90以上，降低無功損耗。其次抑制配電線路中的諧波電流，諧波電流是電流中無用的有害成份，它會在配電線路和變配電設備中產生電能損耗和傷害。由于諧波電流在導體內有集膚效應，致使電纜電線絕緣有快速老化并被燒毀的趨勢。諧波電流還會導致變壓器的銅損、鐵損、噪聲增加、溫度升高，進而使變壓器基波負載容量下降；導致電機銅損、鐵損增加，溫度升高，并產生機械共振。諧波還可造成電源電流的畸變，使供電質量降低，嚴重影響電子設備及電器控制設備的可靠運行。針對諧波電流產生的諸多問題，在變壓器低壓側裝設無源濾波器，能有效濾除中性線和相線上的諧波電流。可以保證系統的正常安全運行，并降低能耗，提高供電質量。再次建筑物中用電設備的能耗也不可小視，對于效率低下，頻繁使用的用電設備，從節能的角度一定要進行有效控制或逐步更換。

    采用計算機監控設備對建筑群高壓供電、變壓器、低壓配電系統，備用發電機的運行狀態和故障報警進行檢測，并檢測系統的電壓、電流、有功功率、功率因數，為節能和安全運行提供實時信息。

    對于照明控制系統采用智能照明控制設備進行控制。智能照明控制從目前技術發展來看，主要采用分布式集散控制方式。它是以計算機通信網絡為平臺組成的系統。采用計算機系統對建筑公共區域的照明控制，尤其是對于多功能廳等大開間、多場景的公共區域，能夠對整個照明系統的工作狀態進行實時監控，對每個同路、每個燈具的狀態，故障進行監視，并能方便地進行各種照明場景、模式的變換、調光和更改，智能照明系統采用模塊化結構，能對燈具起到全面的保護控制和狀態參數檢測，這是采用常規控制方式所不能達到的。它采用軟啟動和軟關斷技術，限制電網電壓浪涌，提高了燈具的使用壽命。采用智能照明系統管理可獲得良好的節能效果，大量節省電能和運行費用。

    逐步發展起來的建筑能源管理系統，主要針對功率大的設備或系統。如：制冷機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等主要設備的效率和工況的評估；照明能耗的評估等內容，以及節能的措施通過即時的分析對比，降低能耗和運行成本。

    在對既有建筑改造過程中，采用變頻技術的現象逐漸增多，設備采用變頻技術，對于節能是有效的，但是系統的效率并沒有太大的改善，同時也給供電系統帶來了更多的諧波分量。不管是什么系統，其初始狀況由于設計考慮不周而存在一定的缺陷，要依據電氣專業自動控制系統達到良好的效果是不可能的，因此，各專業的精心設計，密切配合尤顯重要。也是力求系統達到最佳效果的最好辦法。

    利用智能控制系統進行節能，主要體現在對建筑設備的監控和照明設計及控制方面。隨著計算機技術、控制技術、網絡技術、通信技術、顯示技術和計算機軟件技術的發展．建筑設備監控系統的性能更趨優異，成為建筑節能的有效方式和手段之一。可以全方位地對建筑中各類機電設備進行最佳控制，在滿足需要的前提下最大限度地節能。世界上各大專業公司廠家紛紛推出了許多變配電的智能監控系統以及智能照明控制系統。例如：施耐德(中國)投資有限公司：電力監控系統；ABB（中國）有限公司：i-busEIB系統；奇勝公司：C— BUS智能照明控制系統；澳大利亞邦奇電子工程有限公司：Dvnalite智能燈光控制系統等等。

    這些專業化的系統，無疑將是今后智能建筑電氣節能的發展方向，也是這一領域節能行之有效的技術和手段。同時我們還要強調能源管理系統的實施在很大程度上取決于管理制度、措施以及運行管理人員是否精心，這也就是我們稱為的行為節能。系統的設置只是為建筑節能打下了基礎，另一個重要的環節是運行管理。在建筑設備運行中節能，管理起到了事半功倍的作用，良好的管理，可以在具備節能系統的基礎上，達到更進一步的節能。

    光纖照明，三基色熒光燈．LED等綠色照明光源的不斷推出也將會成為今后智能建筑電氣節能的發展方向之一。

    隨著科學技術的不斷發展，智能控制系統的不斷更新，智能建筑電氣節能技術會更趨完善。它將會為我國經濟可持續發展墊定良好的基礎。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)