电气自动化技术在智能建筑中的应用研究

张英超

摘 要：文章通过对现代智能建筑电气自动化技术以及进行分析，明确智能建筑电气设计的主要原则和具体的设计方案，提高建筑电气效果。现代智能建筑为人们提供更加舒适方便的生存空间，但是由于我国建筑能源消耗是发达国家建筑能源消耗的3-4倍，导致我国社会经济的发展对能源资源的需求量持续扩张。为了能够有效缓解能源需求与供应之间的矛盾，必须要通过恰当的方式来减少能源资源的消耗，这样才能够保证我国社会经济可持续发展。

关键词：智能建筑；电气自动化技术；应用分析

中图分类号：TU855 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）04-0160-02

Abstract： Based on the analysis of modern intelligent building electrical automation technology， this paper clarifies the main principles and specific design scheme of intelligent building electrical design， and improves the electrical effect of the building. Modern intelligent buildings provide people with more comfortable and convenient living space. However， the energy consumption of buildings in China is 3-4 times as much as that in developed countries， which leads to the continuous expansion of the demand for energy resources in the social and economic development of our country. In order to effectively alleviate the contradiction between energy demand and supply， it is necessary to reduce the consumption of energy resources in an appropriate way， so as to ensure the sustainable development of social economy in our country.

Keywords： intelligent building； electric automation technology； application analysis

随着我国社会经济的快速发展，各种现代化的智能建筑不仅能够为人们提供智能化的生活空间，而且也能够节约能源资源，促进建筑行业可持续发展。在智能建筑中，电机系统包括电梯、空调、通风、照明、给排水、以及变配电等相关系统，所以通过对电机系统进行合理的优化，能够促进资源节约，保证智能建筑电气系统稳定运行。

1 智能建筑电气自动化技术的应用原则

1.1 满足建筑物的使用

无论选择什么样的智能电气自动化技术方案，最主要的就是要保证建筑物的功能正常使用，必须满足建筑物基本的功能和要求才能够进行设计，避免单纯的为了追求而破坏建筑物原本的使用功能。

1.2 滿足经济效益的原则

在建筑电气设计的过程中，应该充分考虑经济效益，避免为了设计而忽视经济效益，导致舍本逐末的问题。另外在建筑设计的同时还应该采用先进的、经济的、合理的技术设计方案，不能为了追求建筑电气的采用昂贵的材料，不仅会增加电气设计的成本，造成过高的投资，而且也无法充分发挥出建筑电气的应用需求。

1.3 减少能量消耗

在智能建筑电气设计的过程中，必须要减少不必要的能量消耗，只有这样才能够真正起到减排的作用。例如在设计的过程中应该尽可能的采用自然光线来代替人造光线，选择具有效果的灯具等，保证建筑物的基本构造和功能实现。

还应该满足经济效益和切实节省能源消耗的原则，在实际设计的过程中要判断哪些能量消耗是不必要的，然后根据需求进行恰当的设计。在智能建筑电气自动化技术的过程中，应该通过科学合理的方案来有效减少建筑电气自动化技术的能量消耗。如果没有对相关问题进行重点把握，例如建筑给排水设备，运输设备以及相关电气设备的用电量进行恰当的分析，很容易导致供电设备的可靠性受到影响。在智能建筑照明与动力干线设计时，为了保证照明效果，必须要将照明配电系统与动力干线系统进行有效区别。

随着智能建筑的快速发展也逐渐呈现出超高化密集化的态势，所以必须要保证智能建筑的整体安全性，例如提高建筑墙体的抗震性能，保证灯具和配电屏的稳定性，加强安全的控制，这样才能够满足智能建筑电气的设计。

2 智能建筑电气自动化技术具体的设计

2.1 变压器的设计

为了保证变压器的正常运行，要充分的考虑变压器的运行条件，将成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主，保证变压器的负荷率在最佳状态的70%-85%左右。由于受到季节性负荷，很容易导致电能质量受到影响，所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化，实现灵活投切，保证变压器经济运行，避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大，所以可以使用单独的变压器作为空调变压器，通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征，减少能源消耗，保证变压器的经济效益。

在现代智能建筑中，各种动力设备对于能源资源消耗量非常大，所以必须要通过加强动力设备的设计，有效减少能源资源的消耗。在智能建筑电气自动化技术中，最主要的就是根据智能建筑物整体的负荷特性进行分析，结合电机的实际工作环境以及负荷特点来选择合适的电动机，避免出现“大马拉小车”的问题，保证电动机的能源资源消耗与实际要求相一致。此外在应用智能建筑电气自动化技术的过程中，必须要避免出现电机轻载或空载运行的情况，应该改进智能建筑动力设备的控制方式，例如采用变频调速器，在负载的情况下通过变频的方式自动调节转速，保证与负载的变化相适应，提高电动机轻载时的运行效率和运行质量。通过电动机无功功率就地补偿的方式对电动机的负载情况，进行就地补偿。例如对于远距离供电的电动机，可以通过电动机无功功率就地补偿装置的方法来减少电动机的能耗，可以通过三台单相电容器使得电容器之间的连接与电动机绕组保持一致，电容器和电动机之间也不需要安装设备开关，就能够有效提高电动机的运转效率，实现的效果[1]。

2.2 楼宇自动化

建筑设备自动化系统包括建筑物管理系统，安保系统，能源管理系统等，建筑物管理系统主要针对建筑物内部的供电供水，消防供热等设备进行实时的监控，通过对电子设备运行的整体故障进行分析，也能够及时的做出相应的调整，保证各部分的电子元器件运行的整体效率。另外安保系统主要针对门禁系统，防火防盗以及出入口警卫等进行恰当的管理，通过运用身份识别技术，遥感技术和闭路电视共同组建了身份信息识别的管理系统，可以有效的针对外来访问人员进行身份识别，避免不法分子进入到建筑内部。而能源管理系统最主要的就是，针对建筑物内部的实时空间环境进行探测感知，通过对于能源进行自动化的管理，可以保证室内的环境更加符合人类居住的需求，也能够减少能源资源的消耗，最大限度上保障建筑的整体利益[2]。在智能建筑中通過运用通信自动化技术，能够保证各个单元之间进行自动信息的传达，提高了智能建筑信息处理的效率。例如通过对于语言图像文字数据之间的智能传输，可以及时的将信息告知业主，完成各种操作。

2.3 减少线路损耗

在电力传输过程中，由于各种各样的因素，所以线路损耗无法避免，但是可以通过恰当的设计来减少线损。当电流从线路中流通时，由于不同的线路材质以及负荷会造成一定的功率损耗，所以必须要保证电网的功率因数得到全面提升，选择更好的材质，尽可能减少线路中的电阻，避免电网无功功率。

在降低线损的过程中，必须要合理的规划线路路径，通过减少跨越长度的方式能够减少电能损耗，这就要求在建筑电气线路设计的过程中，必须要对走线情况进行充分的了解和把握，制定出合理的线路，避免为后续的施工造成影响。

通过增大线路截面积、利用季节协调线路负荷的方式来减少线路损耗。增加导线截面能够保护在流量热稳定，而且也能够有效减少线损，在季节性供电线路中通过对空调使用线路或者供暖使用线路进行改造，并且作为日常使用电路，在春秋季节不供暖，不使用空调时能够减少线路降低电阻。

2.4 提升功率因数

提升功率因数是降低线路损耗的重要手段在电气系统设计的同时，要对用电设备的有功损耗进行判断，首先提高设备自然功率因数，可以避免超前无功的需求，例如在采用功率因数较高的等容量同步电机可以代替异步电动机，或者是将两种电动机同步运行减少损耗。

要想避免线路上的无功传输，则应该通过安装无功补偿装置的方式来达到降耗的目的，另外对于小容量或者是断续负载使用变压器来说，应该在低压侧进行集中补偿，在使用补偿装置时应该尽可能避免过补偿的问题，否则很容易导致能源浪费。

2.5 照明的设计

在现代智能建筑中照明的设计可以直接有效的减少能源资源消耗。在照明系统设计时，必须要保证足够的照明数量和质量，也能够避免产生热损耗和电损耗，通过将自然光源与人工光源进行合理的应用，满足设计场所的实际使用要求，对建筑内外的自然光线进行充分的设计，通过选择低能耗的灯具，或者是改进灯具的控制方式，做到人走灯灭，这样也可以减少能源消耗。

在照明设计时必须要与绿色照明理念进行结合，除了需要保证照明效果之外，还应该满足人们在照明环境中的心理舒适感受，保证使用者的身心健康，避免照明光度过强或者过弱，影响人们的正常使用。在照明工程设计时，必须要与建筑人员进行沟通与协调，充分运用现有的资源和技术，最大程度上满足设计改造，保证经济效益和使用效益相结合。

2.6 运用新型技术，减少电能消耗

从目前来看，集中式供电由于发电系统规模比较大而且距离用户的位置非常远，这样就导致在电力运输的过程中增加了电力的损耗，而通过改进供电方式，采用分布式供电技术，可以更加近距离的进行供电，并且独立的输出电热或者冷系统，通过分布式供电的方式能够有效降低电能的损耗，而且由于分布式技术，发电系统规模比较小，可以及时的针对系统运行进行调控与维护，保证电气更加的灵活，而且通过分布式供电也能够充分的运用可再生能源发电，实现了电力能源的节约。由于电气在运行的过程中分为高峰期和波谷期，通常来说用电高峰处于白天而在夜间用电需求量急剧下降，可以通过积蓄夜间的供电电能来为白天波谷期提供支持，这样就能够实现电气功能的质量和效率。

3 结束语

随着智能建筑普遍增多，对于智能建筑电气设计的要求也在不断完善，只有通过恰当的方式正确设计配电系统，选择合适的电气产品，改造或者更换低效率的设备，来通过科学的方式实现供配电系统的安全管理，这样才能够保证资源的合理利用，提高现代建筑电气自动化技术的整体质量。

参考文献：

[1]杨勇.电气自动化在智能建筑中的应用[J].科技风，2018（31）：159.

[2]刘耀聪.电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用分析与探讨[J].中国战略新兴产业，2018（40）：59.