智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现
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摘要：随着时代不断发展，我国城市化进程加快，促使当前的建筑行业崛起。由于自身性质的影响，建筑行业在发展过程中，会对环境造成一定的负面影响，导致我国环境问题加重。由此，人们逐渐重视建筑与环境之间的关系，灵活利用有效的措施，促使二者和谐发展。
关键词：智能化；建筑电气节能；优化设计
1智能建筑中电气设计的主要内容
1.1强电部分
强电是智能建筑电气设计中的基础部分，包括低压配电系统、动力设备、照明系统等。
1.1.1低压配电系统
依据现行规范标准的规定要求，智能建筑中的低压配电室应设置在用电负荷中心附近，如果选用落地式配电箱，那么箱底应适当抬高，并对底座进行封闭处理。在同一个低压配电室内，以并列方式布设的线路，若是其中一条母线存在负荷，则应在分段位置处设置防火隔断；当高、低压配电设备同时布设在一个房间内时，二者之间的距离应当不小于2.0 m。
1.1.2动力设备
在智能建筑中，对动力设备进行设计的过程中，电路保护是关键环节。通常情况下，中性线不需要设置过负载保护，但若是回路中存在增容等情况时，则应当设置过载保护。
1.1.3照明系统
智能建筑电气设计中的照明系统是重要内容，需要结合建筑照明的使用情况，设计相应的控制网络，具体的控制范围应涵盖建筑各个区域内的常规和应急照明系统。
1.2弱电部分
智能建筑电气设计中的弱电部分包括：楼宇自动化管理系统、消防自动报警系统、安保视频监控系统、地下车库管理系统、有线电视信号接收系统、综合布线系统等。
2工程概况
某建筑工程位于该市繁华地段，工程所在地的交通条件极为便利。该建筑为综合楼，地上19层，总体高度为73.4 m，附属楼4层。建筑安全等级为二级，耐火等级为一级，电梯机房设置在屋顶；地下一层高4.95 m，非战时为车库，战时可作为掩蔽体。本工程中，电梯、消防设备以及地下室照明系统按照一级负荷进行设计，其余均为三级负荷。该建筑的电气系统中，照明用电量所占的比例相对较高，由于照明控制系统的方式具有灵活性和多样性的特点，从而为节能设计提供了有利条件。因此，本工程在进行电气设计的过程中，通过开发智能照明控制系统，实现照明节能的目标。
3智能建筑电气设计中节能理念的融入与实现
3.1智能照明控制系统的优势
智能照明控制系统是集成通信技术、数据库技术、自动化技术、计算机技术、微电子技术等先进科学技术于一体的智能化、自动化、集成化照明控制系统。将其运用在智能建筑电气设计中，具备以下优势：（1）降低供电过程能耗。智能照明控制系统可自动采集用户要求、光环境等相关信息，利用系统软件对信息进行智能化分析判断，根据分析判断结果控制供电模块运行。在供电模块运行的全过程中，智能照明控制系统可进行跟踪监控，根据监控所获取的电路电流和电压信息实施智能调节，进而避免电路因不平衡负荷出现额外功耗，大幅度提升功率因素，平缓线路和灯具发热状态，降低供电过程的能源消耗。（2）灵活调节照明控制。在通信技术和计算机技术的支持下，智能照明控制系统可实现大范围照明控制，加快控制信息的传递速度，并且可通过直观图形显示控制信息，便于实时掌握照明系统的能耗情况。智能照明控制系统支持编程控制，可根据建筑电气节能需要和照明效果要求重新编辑照明控制系统程序，调节照明供电的相关参数，实现对照明光度的灵活调控。（3）支持多样化调光控制方式。智能照明控制系统支持无线网络或控制总线，可将智能照明控制系统作为智能建筑电气自动化管理系统的子系统，既可接受总系统的调控，也可进行独立调控，丰富照明系统控制方式，使照明控制人性化和便捷化。
3.2系统的框架结构及控制策略
3.2.1框架结构智能照明控制系统采用当前较为流行的模块化结构体系，整个系统由以下4个部分组成：（1）输入单元。该单元在整个控制系统中的作用是对输入信号进行转换，使这部分信号变为系统可读的信号，以此作为照明控制的主要依据。该单元由以下设备组成：遥控器、显示屏、控制面板、传感器等。（2）系统单元。该单元可在软件支撑下，对控制系统的运行情况进行实时监控，包括：计算机、网络配件、控制单元等。（3）输出单元。该单元能够通过对负载回路的控制达到照明系统控制的目标，它是系统的执行单元，根据接收到的信号完成相关动作，主要由2个部分组成，开关控制模块和调光模块。（4）系统软件。这是整个系统的核心部分，本系統开发时，采用功能强大的图形化软件，其能够以图形的方式，对建筑照明系统的回路状态进行实时监控，该软件具有如下功能：数据统计分析、异常状态报警提示、场景切换控制、调光以及定时开关等。系统软件由2个部分组成，即人机交互界面和数据库。
3.2.2控制策略
本次开发的控制系统主要是对建筑照明进行控制，最终目的是降低照明系统的整体能耗，以此来实现节能的目标。太阳能是一种可再生清洁能源，作为自然光源，太阳能在建筑照明节能设计中是非常有效的途径之一。因此，可通过对室内自然光照强弱程度的测定，对灯具的亮度进行调节，从而使自然光与人工照明的合成照度达到规范标准的规定要求。由此不但能够给使用者创造良好的视觉环境，而且还能利用自然光降低能源的消耗，从而达到节能降耗的目标。具体的节能控制策略如下：利用传感器对自然光的照度值进行采集，然后与照明系统工作面预设的照度值进行比较，据此得出实际照度，随后将该信息传给智能控制系统，通过对灯具的亮度分析，输出控制指令，对照明灯具的亮度进行调节，进而达到节能的效果。
3.3系统硬件设计
3.3.1 DALI协议
DALI即数字可寻址照明接口，它能够实现不同厂家照明灯具的无缝连接，确保了控制系统连接的可靠性。DALI协议是开放式标准，基于该协议，可构建智能照明调光系统，利用双绞线，单个DALI控制系统可连接64个电子镇流器，而镇流器及灯具的工作状态，可通过协议反馈给智能照明控制系统，一个DALI系统的最大控制范围在300 m以内。
3.3.2调光方式的选择
目前，常用的调光方式有3种，即脉冲调制、模拟及数字调光。在实际应用中发现，脉冲调制和模拟调光均有一定的缺陷，而数字调光的效果较好。同时，现有的驱动器基本上都支持数字调光，并且可调光电子镇流器的节能效果非常明显。据此，本系统在开发时，基于DALI协议设计数字调光镇流器，并在该镇流器上添加主控器，对数字信息进行收发和存储，并且还能实现较为复杂的控制功能，如场景切换、分组控制等。
3.4系统的节能效果
对房间内的照明系统采用手动方式进行控制时，总功率为300 W（灯具全开），这种控制方式不但浪费大量的能源，而且还会造成视觉疲劳；采用DALI智能照明控制系统进行调光后，在灯具全开的情况下，总功率约为92～112 W，与手动控制方式相比，可以节能55%～70%左右，并且这种控制方式的照明较为均匀，对视力可以起到一定的保护作用。假设该建筑工程中有50 W灯具1 000套，每天的工作时间为8 h，除去节假日，1年可以节约电费12万元左右，节能效果显著。
结束语
智能化建筑电气节能工程设计是我国社会发展的必然趋势，因此相关部门应该引起重视，首先要对当前智能化建筑电气节能工程设计中存在的问题进行探讨，然后采取优化电气节能自动化设计、加强电气节能设计的统筹协调、提高设计人员的综合素质等措施来提高建筑电气节能工程的设计水平，进而为我国智能化建筑电气节能工程的发展奠定良好的基础。
（作者单位：杭州欣美建设有限公司）
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