智能楼宇中的节能技术

摘要：本文介绍了智能楼宇中主要的节能技术，如太阳能技术、暖通空调系统节能技术、照明系统节能技术、配电系统节能技术及综合能效管理系统，实际工程中可以综合考虑利用这些技术，达到降低能耗的目的。

关键词：太阳能；空调系统；照明系统；配电系统；综合能效管理；节能

Abstract: this paper introduces the main energy saving technology are intelligent, such as solar energy technology, hvac system energy saving technology, lighting system energy saving technology, power distribution system energy saving technology and comprehensive energy efficiency management system, practical projects can use these technologies comprehensive consideration, achieve the purpose of reducing energy consumption.

Keywords: solar; Air conditioning system; Lighting system;power distribution system; Comprehensive energy efficiency management; Energy saving

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

0引言

目前我国正处于工业化、城镇化进程加快发展的阶段，随着建筑舒适度要求的提高，建筑能耗问题日益严重，给社会、能源和环境带来巨大压力。据统计，国内建筑直接能耗已从20世纪70年代末的10%，上升到近年的25%左右。同时，基于先进的通信、信息和控制技术的楼宇智能化趋势正日益明显，而传统的楼宇智能化主要集中在通风空调、给排水、安全防范、火灾报警等专业的监视和控制，对楼宇节能和综合能效管理关注较少，随着低碳经济的到来，人们希望楼宇的智能化还能提供节能环保、高效舒适的工作生活环境，因此有必要对适用于智能楼宇的节能技术及综合能效管理系统进行深入研究，以实现楼宇用能的智能化，支撑国民经济的可持续发展。

1太阳能技术

太阳能技术在楼宇中的应用主要应用于如下领域：1)太阳能热水系统。太阳能热水器是我国太阳能光热转换中最成熟的方法。太阳能热水系统常常由太阳能集热器、循环管道、储热水箱以及控制部件等相关装置组成[1]。2)太阳能光伏发电。太阳能光伏发电是当前智能楼字住宅利用太阳能的一种重要方式，其基本原理是通过光伏电池板吸收太阳辐射并产生电能，多余的电能被储存于蓄电池中，以满足下次用电需要。随着住宅设计理念的不断更新，光伏构件与玻璃幕墙一体化，出现了光电幕墙、光电屋顶、光电遮阳板、墙面光伏方阵以及屋顶光伏方阵等光伏建筑一体化形式。3)太阳能空调技术。太阳能空调在有两种不同的控制方式，一种是以太阳能发电系统为基础进行光电转换，通过产生的电能来驱动家用空调实现制冷；另一种方式则是充分利用太阳能集热器，通过将其吸收的太阳辐射产生的热空气和热水，输入到制冷机中实现制冷，该种方式特别适合设有中央空调的现代智能楼宇住宅之中[2]。

2暖通空调系统节能技术

对智能楼宇建筑而言，其内部暖通空调系统在运行过程中产生的能耗占据整个楼宇建筑能耗的60%以上[3]，暖通空调节能是建筑节能的重要环节，在智能楼宇建筑节能中具有非常重要的战略意义。

1）冰蓄冷空调节能技术。冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用冰蓄冷介质的显热或者潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。在电力负荷较高的白天，把储存的冷量释放出来，以满足空调或生产的需要[4]。冰蓄冷空调有移峰填谷、均衡用电的作用，同时利用电力公司分时段电价刺激机制，可降低整个楼字建筑空调系统运行费用，节省了整个楼宇建筑电费开支。

2）变频调速节能技术。当变频空调系统达到设定温度后，可以利用内部自动控制策略，使空调自动进入低频运转阶段，从而有效提高了空调系统的能效比，达到暖通空调系统节能降耗运行控制的目的，节能效果大于30%。

3照明系统节能技术

智能楼字建筑电气照明系统的能耗与照明系统运行过程中的很多因素有关，其具体函数表达式可以表示为[5]：

式中：P为为电气照明系统各电气设备总耗电量；F为光通量；N为照明设备的发光效率。

而

式中：E 为房间最小照度标准；K 为减光补偿系统 ；S为照明设备所安装的房间面积；Z为照明器的数量；Q为光通量的综合利用系数。

在进行智能楼宇建筑照明系统节能优化设计时，要充分结合楼宇建筑工程实际情况，，通过合理设置和搭配，构筑完善的照明系统节能优化方案，达到节能降耗的目的[6]。

智能楼宇节约照用电还要充分利用自然光等光源。在靠近室外部分的建筑面积，可以采用透光率较好的玻璃门窗等来增加建筑物白天照度，按建筑物照明设计中的照度标准检测现场照度情况，并配备相应的灯光控制系统实现灯具照明的自动调节，以满足不同照明区域功能需求，从而达到充分利用自然光源节约电能资源的目的[7]。

4配电系统节能技术

利用具有高效节能特性的非晶合金变压器或S12、S11节能变压器替代传统的S7、S9高能耗变斥器是建筑电气系统配电变压器节能降损的主要措施。建筑区变配电所或变电站的选址应尽量靠近用电负荷中心，这样可以减少楼宇建筑电半径，降低线损，减少供电电力电缆总长度，降低供电系统的投资；同时在配电变压器运行过程中，合理优化变压器调度运行模式也是建筑配电变压器节能降耗的另一重要技术措施；在建筑供配电系统中合理设计无功补偿方案，通过对无功补偿装置容量、安装位置、以及切投方案的优化调度，可以有效提高建筑供配电系统功率因素值，从而有效降低配电变压器和整个供配电系统的综合能耗，达到节能降耗的目的。

5 楼宇综合能效管理系统

智能楼宇综合能效管理系统是利用通信、控制以及信息化技术，对楼宇进行综合能效管理，从管理角度实现建筑的节能减排。综合能效管理系统采用高度集成的楼宇智能化管理模式，系统以能效管理系统为中心，利用三维综合展示系统进行虚拟现实再现，通过与楼宇自动化系统（安保系统、楼宇物业管理系统等）、楼宇微网及其他各自动化系统的协同工作，实现能耗的实时分项监测、环境数据分析、能效评估、自动电源调配、实时用能预警、综合能效可视化展示等智能化能效管理功能。典型的智能楼宇综合能效管理系统架构如图1所示。

图1 典型楼宇综合能效管理系统架构

6结束语

在智能楼宇设计中，每个环节都应考虑相应的节能方案。因此，在实际设计过程中，不仅要充分了解相关建筑节能原则和标准规范，同时还要掌握先进的节能设计技术方法和新型节能产品特点，以全面综合的视角，把各种节能措施灵活运用到智能楼宇建筑节能中，在保证楼宇舒适便捷，安全可靠的前提下，有效改进用能方式，实现科学用能、合理用能、节约用能，提高清洁能源在终端能源消费中的比重，促进节能减排，服务“两型”社会建设。

6参考文献

[1] 陈华用.浅谈太阳能新技术在智能楼宇住宅中的应用[J].工会博览,2011.07:159

[2] 梁锐，张群.结合太阳能应用技术的绿色建筑设计[J].陕西建筑，2010.06:4-7.

[3] 陈章勇.浅谈智能楼宇建筑暖通空调系统节能技术措施[J].大观周刊，2011.07:54.

[4] 张悦.冰蓄冷空调系统研究[J].中国新技术新产品，2011(13)：145.

[5] 王震.智能楼宇建筑电气节能现状及优化方案研究[J].应用方法论，2011（17）：197.

[6] 林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].自动化与仪器仪表, 2011.3:135-136.

[7] 华东建筑设计研究院．智能建筑设计技术[M]．上海：同济大学出版社，2002．

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。