黄帆

【摘 要】由于当前城市化进程的持续加快，为我国建筑行业带来了巨大的发展空间，促使各类智能建筑像雨后春笋般拔地而起，出现在我们面前。但是，我国在智能建筑设计上还存在着不夠重视建筑节能技术的问题，致使建筑出现较大的能耗，这是资源浪费的具体表现。而当前我国环保政策中提倡低排放和低能耗，这也是我国实现可持续发展的基础。据有关数据显示，我国当前智能建筑在电气应用中，浪费资源情况较为严重。而当我国提出建设资源节约型社会后，对建筑电气节能设计提出了更高的要求。建筑节能与绿色照明作为我国的重点节能项目，在我国智能建筑的电气节能发展中发挥着十分巨大的作用。

【关键词】智能建筑;电气节能设计;能源利用;优化

1智能建筑电气节能优化设计的意义

建筑电气技术是智能建筑中必不可少的重要组成部分，同时建筑电气设计正面临着良好的发展契机。建筑电气技术是通过电气设备、电气技术和电能来创造、维持和改善有限的空间和环境的一门重要学科。建筑电气技术既是一项传统科学技术，又是一项现代科学技术，它直接关系到建筑物能否正常运行和设备是否安装合理。例如，最基本的设备选型，在设计中，如果设备选型不合理，不仅浪费了投资，而且还会影响到后期系统的运行。特别是目前，住宅小区智能化技术的运用为电气技术注入了新鲜的血液。现代智能建筑电气系统集成了各种智能系统，同时对技术人员提出了更高层次的要求。

2智能建筑电气节能设计探究

2.1供配电系统的节能设计

在对供配电系统进行设计时，需要首先对建筑中的用电等级和总用电负荷进行划分和计算，设计出最适合该建筑的供配电系统，为业主节约自身的一次性投资，提高建筑的经济效益，让该建筑可以在以后的运行中，真正做到节能减排。在供配电系统的节能设计中，主要需要注意以下三个方面内容：首先需要选择正确合理的变配电所地点，变配电所所处的地方要靠近用电负荷中心，以免出现往返距离的供电情况，缩短电缆长度，降低投资的成本，并且还可以降低输电过程中电量的损耗，提高用户用电的质量，从而使用电设备可以高效运行，进而降低能源消耗。其次是竖井位置的设置，尽可能缩短分支配电线路的长度，降低电能的损耗，合理设计配电箱的具体位置，最好设置到用户的用电负荷最高处。最后在智能建筑节能型变压器的选择中，三相配电变压器应满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052的节能评价值要求。要注意减少铁损，铁损就是在变压器进行工作的过程中，内部的铁心叠片会发生涡流现象和磁滞，从而形成铁损。随着近些年科技的高速发展，我国在物理材料方面得到了很大的进步，制造出了多种新型高效节能的材料。在变压器的材料构成中，科学家研制出了节能的新型非晶体磁性材料，可以作为变压器的铁心材料，从而制造出节能的非晶合金变压器。为了减少变压器内的磁阻，减少能耗，可以改变铁心结构，至少可以减少空载电流 20% ～40%，提高功率因数，降低综合线损，让配电系统得到源头上的损耗改善。总结以往实践经验和建筑案例，变压器负载率在70%～85%时，其经济性、节能性达到最优。在对供配电系统进行设计时，还要对后期的扩容留下一定的余量，让变压器的负载率处于一个科学的范围。

2.2 照明系统、动力系统节能设计

智能建筑照明系统应选用绿色节能灯具，灯具有高效、长寿、美观和具有防眩光功能，光源采用节能高效的光源，应具有良好的显色性和适宜的色温。照明系统控制方式采用智能照明控制或红外人体感应开关控制，以减少电能浪费。合理利用好自然光进行照明，通过采光井或使用透光率较好的大型门窗，全面提高室内通光度，减少明用电耗。在进行照明设计时，应使照明照度值、功率密度值满足《建筑照明设计标准》GB50034 2013中的规定，同时保证环境舒适感。对电梯系统的设计，一定要全面考虑运行效果，根据实际应用情况，合理选择节能型电梯或扶梯，电梯或扶梯采用群控和变频调速拖动等节能技术。水泵、风机及其他电气装置应满足相关现行国家标准的节能评价值要求，对照明、动力、空调、特殊用电等能耗进行分项独立计量，实践证明，整体节能效果非常明显。

2.3可再生能源利用

建筑电气在可再生能源上的利用，主要体现在太阳能光伏发电上。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能。光伏发电较少受地域限制，具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料、可就地发电供电及建设周期短的优点。光伏与建筑相结合是太阳能应用中最重要的领域之一。独立运行和并网运行是光伏发电的两大运行方式。独立光伏发电系统逆变器的控制方式通常为电压控制方式，而并网光伏发电系统是电流控制方式。两者的系统组成如下：

（1）独立光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，控制器的主要功能是对蓄电池的重放电进行控制，其系统结构如图 1 所示。

（2）并网光伏发电系统能与公共电网通过标准接口联通，由太阳能电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后，在满足建筑自身需求的同时，在有盈余的情况下，并入公共电网;在电流不足的情况下，由公共电网供电。据有关研究表明，并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25%，其系统结构如图 2 所示。

例如，南宁市某高层住宅项目，采用并网光伏发电系统，在项目屋面布置255块太阳能光伏板，太阳能光伏系统总装机容量59.9kWp，可再生能源利用率为2.59%。项目由于采用太阳能光伏发电技术，年均发电量约为4.96万kW.h，年均节约标准煤约16.45吨，每年可减少CO2排放量为39.86吨，减少SO2排放量为0.33吨，减少烟尘的排放量为0.17吨。经估算，该系统静态回收期约为16年。符合可持续、绿色节能减排的智能建筑设计理念。

2.4建筑能耗监控技术

建筑能耗监控技术指的是通过智能建筑物当中的能耗监控系统对建筑的耗电量等其他能源应用量进行统一的控制与测量。在建筑能耗监控技术的整体优化下实现电气设备能耗的统一管理，实现自动化控制、自动化信息处理，能够更好的支持建筑中电气设备的运行、状态控制、意外监控、参数调整等。

结束语

智能建筑电气节能设计过程中要对大型能源消耗设备和环境进行重点考虑，例如供配电系统、照明设备、中央空调等，大型电气设备的节能设计以及节能技术应用能够更加高效的实现电气节能。在智能建筑电气节能设计过程中，要坚持以建筑功能需求为基础的基本原则，在此基础上做进一步的降耗节能设计，采用新型节能技术、新型节能设备达到建筑电气的节能目的。对于智能建筑电气节能设计以及节能技术的应用需要全面的研究探讨，总结经验，不断创新和完善，构建更加绿色、环保、节能的智能建筑。

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（作者单位：华蓝设计（集团）有限公司）