智能楼宇的电气节能设计分析

　一、智能楼宇简介
1.1 智能楼宇的概念
智能楼宇指的是通过通信网络及计算机等先进技术，将办公自动化系统(OA)，通讯自动化系统（CA），消防自动化系统（FA），安保自动化系统（SA）和楼宇自动控制系统（BA），即5A 系统进行有机地综合、设计、优化，使建筑物内的各种设备可以协调、稳定地运行，达到安全、便利、高效、节能的目的。
1.2 智能楼宇的优势
1、先进性。智能楼宇综合了计算机技术，信息技术等先进技术，在信息连接、自动控制、互联网使用等方面进行了优化。智能楼宇可以根据设定值，自动调整楼内的温度、湿度、压力等参数，实现楼宇内部的非人力控制的节能和自主安全防范作用。同时，楼宇还实现了与外界的信息连接，可以及时获得外界信息；互联网技术可以实现居民足不出户就进行远程医疗、在线教育、网上购物等生活需求。这些都是智能楼宇在日常生活和节能环保等诸多方面的先进性体现。
2、综合性。智能楼宇内的人工智能设施可以实现多个功能的按需自动控制与调节，包括安防、水系统、电器设备的调节和监控等功能。智能楼宇为了实现对信息的综合处理，将楼宇内多个功能及线路网络进行集成化防治，便于楼宇内的人工智能进行统一的管理和协调，实现信息的综合一体化。
相较于传统建筑单一、分散的功能，智能楼宇具有综合性的特点。3、智能性。作为智能楼宇的技术核心，人工智能技术具有神经网络、专家系统等先进技术，这些系统可以对楼宇内任何参数进行智能化的调节，使所有设备都运行在最佳状态。并且专家系统可以实现对楼宇内出现的故障进行及时诊断和解决，确保楼宇处于安全稳定的运行状态。因此，智能楼宇的智能化是相较于传统建筑的一个显著特点和优势。
1.3 智能楼宇的发展概况
智能楼宇最早在上世纪80 年代起源于欧美等发达国家的建筑物中，之后许多国家都认识到智能楼宇的先进性和诸多优点，于是也开始在国内发展智能楼宇。美国和日本的智能化建筑在世界范围内起步较早，智能楼宇技术已经基本发展成熟，目前美国已经拥有几万栋智能楼宇，日本的智能建筑智能化比例也高达80% 以上。中国的智能楼宇起步较晚，而且因为一些原因导致发展速度较慢。在1990 至1995 年间，开始发展智能楼宇的对讲系统，进入21 世纪后，才开始全方位发展智能楼宇。目前，中国的智能化建筑比例还非常低，并且还存在着诸多弊病和问题。
二、我国智能楼宇存在的主要问题
2.1 信息尚未实现完全互通
智能楼宇的系统之间信息不互通是我国智能楼宇发展的主要问题之一，由于技术发展尚不成熟，所以不同系统之间实时的信息互通还没有完全实现，这可能会导致信息传递混乱和不必要的资源浪费，无法实现统一管理。
2.2 智能化子系统繁杂
由于我国的智能楼宇起步较晚，智能化技术仍然需要进一步改进和优化，目前智能楼宇中的智能化系统还没有实现完全的集成化和智能化，设计的智能化子系统比较繁杂，可能会导致能源利用率低、资源浪费、信息交流不及时等问题。
2.3 电气节能设计不完善
电气节能设计不完善是智能楼宇发展的一个重要问题，目前我国智能楼宇的电气节能设计还无法达到真正节能的目的，目前的智能楼宇还存在耗电量大、能源利用率低等严重问题，这就需要进行电气节能方面进一步的优化节能设计。
三、电气节能设计原则
3.1 经济节约
在电气节能设计中，应该考虑设计过程中成本投入，衡量经济利益条件，不能为了追求电气节能，而投入过多的设计和运营成本，也不能因为投入过少导致无法达到电气节能的目的。电气节能设计应该本着在不影响节能效果的前提下坚持经济节约的原则，适当投入资金成本进行节能设计，达到最终长期节能并且还能降低运营成本的目的。
3.2 满足功能
电气节能设计的首要目的就是在满足用户的需求下，达到进一步节能。所以前提是能够满足用户的生活需求，包括照明的舒适度和亮度，空调的温度和室内干湿度等。不能一味的为了节能，而不考虑用户的基本需求和体验。
3.3 必要设计
电气节能的目的是为了减少不必要的能源浪费，所以在节能设计时，要对存在浪费的电气设备进行必要的电气节能设计、对存在浪费的线路进行整修或更换等进一步的优化，这样才能达到在设计上的节能目的。
四、电气节能设计方法
1、供配电系统节能设计。供配电系统是整个智能楼宇最关键的部分，该系统的设计关系着楼宇内部每家每户的用电节能情况。在对供配电系统进行节能设计的过程中，应该先统计建筑物所有用电设备的分布及详细的用电情况，根据统计结果进行科学合理的供配电系统节能设计。比如，变电所可以设计安置在建筑物用电的中心位置，这样可以保证电力传输过程中能源消耗的最小化，从而达到在电力传输方面节约能源的目的；对于变压器型号和容量的合理选择不仅可以有效的节约能源，还是提高供配电系统水平的重要保证。
通常情况下，可以通过调节配电变压器的运行负荷来提高电能转化率。而且传统的变压器由于“铁损”作用，消耗的电能较多，现在有先进的变压器，可以大大降低不必要的损耗，保证变压器运行在最优状态，节约能源。
2、照明系统设计。照明系统是建筑物电能消耗的一个主要来源，对照明系统进行优化设计，可以达到节约电能的目的。首先，可以选择先进的照明设备，抛弃原始的白炽灯等浪费电能的设备；其次，在建筑物设计时可以充分考虑有效利用自然光，这样可以减少消耗电能的照明设备的开启时间；另外，照明系统的电路设计也是影响电能消耗的一个主要因素，可以统计照明系统消耗的分布情况，进行合理的电路线路的设计及分配，不仅可以达到节约电能的目的，还可以提高用电器的综合使用寿命，提高经济效益。
3、智能化监控系统设计。智能楼宇的特点就是集成化，可以对楼宇的各个系统进行统一化管理。在智能楼宇中设计智能化监控系统，可以大大减少不必要的能源浪费。监控系统可以监测某个地方是否有人停留，如果已经长时间没有人，那么监控系统可以将此位置的照明系统或者暖通空调系统关闭，从而减少不必要的能源浪费。监控系统还可以自动监测和调节楼宇内的耗电设备，并合理进行开启和关闭，使电气设备都处于最佳节能状态。
总结：智能楼宇是指在楼宇内部将5A 系统进行有机的综合，从而使设备可以自主科学的运行和关闭，方便人们的日常生活，具有先进性、综合性、智能化的特点。在我国起步较晚，目前还存在缺乏基础自动化设施、技术不完善导致能源利用率低和民众对智能楼宇技术普遍不了解等问题，电气节能设计是智能楼宇中非常重要的一环，可以充分利用智能化系统节约能源。电气节能设计通常本着经济利益节能、满足用户需求和节能需求还有进行必要节能设计等原则，本文从供配电系统节能设计、照明系统节能设计和建立智能化监控系统方面给出了电气节能设计的方法，从而实现智能楼宇的节能环保。