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摘要：文中阐述了电气新技术的现状及其对新一代建筑电气技术在建筑节能中的重要作用，并结合工程实际应用情况进行分析。
关键词：智能建筑 控制系统 电气安装 节能技术
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
前言
在绿色建筑中，选择电气设备与材料时需要考虑更多的问题，电气工程的设计更加复杂，不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制，而且要采用智能化与数字化的技术实现各种节能控制与优化管理，进而为整个区域的建筑群综合事务管理提供技术保障。显然，智能化、数字化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的趋势。
一、我国在建筑电气技术节能方面的现状
随着我国节能减排政策的深入贯彻实施和国家在节能方面具体政策的不断完善，居民的节能意识有所提高。但节能减排具体落到实处主要还是受制于上游产品技术的开发程度和建筑施工单位的建筑节能技术的应用程度。受经济利益的趋势，节能产品和技术的开发往往带有投机性，质量参差不齐。建筑施工单位在节能设计上也带有很大的任意性，在现代化建筑电气节能技术上我国的应用时间还较短，还处在初级阶段，建筑围护结构、供配电系统、电气照明系统、建筑设备、可再生能源的利用等各方面在存在着弊端。
二、新一代建筑电气技术的发展
1新一代建筑电气技术有如下趋势: 采用现场控制总线技术;融合弱电技术和强电技术;融合计算机网络技术;以弱电通信的方式控制强电;使用者现场控制方便;理方便;节能;提高建筑安全性能。此类新技术通过各种现场设备、传感器及中控设备对建筑中传统的末端电气设备(如照明、遮阳窗、风机盘管、空调、地加热、AV 设备等)进行细致的控制,从而达到对灯光环境、遮阳环境及温度环境的集成控制, 故该新兴的系统既不同于传统的灯光控制系统、供热控制系统或遮阳控制系统,也不同于BA 系统,它是一个既面向使用者、又面向管理者的系統,通过多种灵活的控制方式对多种末端电气设备的集成控制,可达到使用方便、控制自动、管理方便、修改灵活的目的,同时可有效地节能。此类新兴电气技术的控制内容如图1 所示。
目前, 中国市场中此类新技术的一个代表就是EIB 总线技术。EIB 即电气安装总线技术,起源于欧洲,在中国的应用正处于上升的过程中。
2据有关统计数据显示, 目前我国建筑能耗占全社会总能耗的25%,其中建筑电器占14%,今后比例还有可能上升。造成这种局面的一个重要原因是传统建筑电气设备本身没有或很少采用有效的节能措施, 另一个重要原因是很多建筑中缺少先进的电气控制系统对传统电气设备进行有效的控制, 从而产生人为和非人为的巨大能源消耗及能源浪费。本文重点讨论如何在建筑中采用新技术对传统建筑电气设备进行各种有效的控制,以达到节能的目的。图2 为典型的办公楼建筑中各种能耗所占比例的分析。
由图可见, 在一般办公楼建筑中,HVAC 设备的能源消耗占了很大的比率。HVAC 设备包括:风机盘管、加热、暖气片、空调、通风设备等, 这些传统的建筑电气设备如果没有先进的电气控制系统对其进行有效的控制,极易产生大量的能源浪费。为解决这些能源浪费的问题, 新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。例如,通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭, 当环境光变亮时,可自动关闭部分灯光;通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停,可做到有人开灯、开空调,无人关灯、关空调;当有人将窗户打开时,可自动将空调关闭;通过光线感应,在夏天太阳光线强烈时,可自动将遮阳卷帘放下,防止室内温度温升过高,从而最大限度地节能。另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光、遮阳及空调设备,同时可以看到各区域、各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限; 通过定时则可对定时上下班场所的灯光、空调、窗帘等进行定时控制。所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗。
三、EIB 系统在建筑中的应用及发展前景
为适应现代建筑电气技术的发展, 全球许多著名电气公司(如ABB、西门子等)已成功开发并向市场推出了EIB 控制系统。ABB 公司推出的用于建筑电气设备控制的EIB 系统, 即ABBi2busEIB 控制系统。该系统是一种全新的建筑电气控制系统,其技术特点是采用全分散的现场总线, 以弱电系统控制强电末端设备,如灯光、电动窗帘、百叶窗、VRV 空调、风机盘管、地加热、AV 设备等,并且无需使用接触器等设备,完全将弱电控制和强电控制融合在一个个分散的模块中, 同时系统中的所有模块均可与强电的线路保护设备安装在同一个照明箱中, 总线控制电缆也可与强电线路同槽共管,无需单独敷设,完全将弱电技术和强电技术融合在一起。
ABB 的i2bus 系统进入中国并投入实际应用已有5 年的时间,其在中国市场的应用也有着明显的变化,即从最初的比较单一的应用,如单一的灯光控制或遮阳控制向多功能、集成式控制的方向发展,越来越多的建筑已经将灯光环境、遮阳环境、温度环境和通风环境的控制纳入到i2bus 控制系统的集成控制中,使照明、遮阳、空调、通风设备等相互配合进行工作,最大限度地节能,同时现场的控制面板控制集成度高,一个面板即可以控制灯光、窗帘、通风设备、AV 等设备,又可以显示室内温度并自动控制风机盘管、地加热、暖气片等设备。另一个明显的趋势是应用的场所在不断地扩大, 目前已有大量应用实例的场所包括办公楼、酒店、商场、车库、体育馆、会所、工厂、学校、广场、机场、步行街、园林照明、别墅、高级公寓等。相信随着中国经济的快速增长、人们对工作环境及居住环境要求的不断提高以及节能意识的不断提升,i2bus 系统的应用也会随之不断扩大。随着现代建筑规模的扩大及功能的复杂化,控制系统的结构也在不断扩大, 同时对系统通信速度的要求也日益提高,因此,近年来,i2bus 系统又不断将网络技术和OPC 技术融入到控制系统中, 将传统的串行总线技术提升为网络技术,采用LAN 技术作为系统的主干, 大大提高了系统的通信速度和扩展性, 而OPC 技术则大大提高了与第三方系统如BA 系统的连接能力。采用LAN 作为系统主干的系统结构如图3 所示。
此外,近年来此系统还有另外一些技术发展趋势:
1通过Internet对楼宇的电气设备进行控制。
2可根据建筑所在的地理位置如经度、纬度及气象条件对楼宇的灯光环境、遮阳环境、温度环境及通风环境进行自动控制。例如可根据太阳的位置自动调
节百叶窗叶片的角度,充分利用自然光的照度,同时又避免阳光直射,当大风或雨水来临时,可自动将室外遮阳卷帘收起。
3控制模块除了可以控制末端电气设备外, 还可以通过控制模块中内置的电流检测功能对末端电气设备工作是否正常进行检测,当电气设备出现故障如灯烧毁或强电线路断路时, 系统可自动在中控电脑上进行报警,通知管理人员及时修理,可大大提高管理人员的工作效率。
四、ABB i- bus EIB 系统在项目中的应用
某项目是一项建筑节能改造工程, 该工程能够充分展示现代智能电气技术与传统电气技术的不同及产生的不同效果。本项目选用了ABB 公司的i2bus 智能楼宇环境控制系统, 对办公楼的照明环境、遮阳环境、空调温度环境进行集成式的控制,以达到最佳的节能效果。该项目完工并投入使用后,业主认为i2bus
智能楼宇环境控制系统有如下优点:
1所有控制信号与强电分离,任何控制方式的改变都无须对强电线路进行改动。
2不同用能设备的控制器件(传感器、智能面板等)和驱动模块同用一个总线连接,减少了线路的复杂性,提高了控制的灵活性。
3全分散型的驱动模块结构,每个模块均带有微处理器,可自主工作,无主从关系,不依赖于中央控制器之类的设备,同时具有集中控制与分布控制的优点, 系统具有较高的可靠性与灵活性。
4系统常用控制功能i2bus 的总线控制系统通过各种对输入输出设备的连接可以对楼宇各种环境用能设备进行开关和调节,主要常用的功能有:
（1）照明灯具的开关控制和亮度调节;
（2）空调室内风机盘管的开关和调温;
（3）百叶窗的开闭调节;
（4）各种报警(消防、入侵、溢水),检测(气象环境、电气等参数)的控制、显示以及自动执行。
结束语
随着人类文明的不断进步，人们对工作与生活的环境要求不断提高，建筑物的功能与相应的标准也逐步提升。建筑电气技术作为现代建设技术的核心，正面临着新的挑战。近年来，城市建设与管理行业提出了许多重大课题，对建筑电气
技术的发展有着重大的意义。城市的规模越来越大，建筑群的功能特征趋明显，出现了中央商务区、休闲商务区、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等区域。现代城市管理必须采用信息化手段，实现对这些区域的建筑群与建筑设备的综合管理，这是对建筑电气技术提出的挑战。
参考文献
[1] 娄光赫,肖男. 关于电气新技术在多功能机组中的应用[J]. 有色矿冶. 2010(03)
[2] 李伟. 小区建筑电气设计技术探讨[J]. 科技资讯. 2008(33)
[3] 韩峰,秦瑞敏. 建筑工程电气节能的主要方式分析[J]. 科技创新导报. 2011(25)
[4] 李敬榜. 建筑电气设计中的安全性和节能性分析[J]. 职业. 2011(20)
关键词：智能建筑 控制系统 电气安装 节能技术
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
前言
在绿色建筑中，选择电气设备与材料时需要考虑更多的问题，电气工程的设计更加复杂，不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制，而且要采用智能化与数字化的技术实现各种节能控制与优化管理，进而为整个区域的建筑群综合事务管理提供技术保障。显然，智能化、数字化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的趋势。
一、我国在建筑电气技术节能方面的现状
随着我国节能减排政策的深入贯彻实施和国家在节能方面具体政策的不断完善，居民的节能意识有所提高。但节能减排具体落到实处主要还是受制于上游产品技术的开发程度和建筑施工单位的建筑节能技术的应用程度。受经济利益的趋势，节能产品和技术的开发往往带有投机性，质量参差不齐。建筑施工单位在节能设计上也带有很大的任意性，在现代化建筑电气节能技术上我国的应用时间还较短，还处在初级阶段，建筑围护结构、供配电系统、电气照明系统、建筑设备、可再生能源的利用等各方面在存在着弊端。
二、新一代建筑电气技术的发展
1新一代建筑电气技术有如下趋势: 采用现场控制总线技术;融合弱电技术和强电技术;融合计算机网络技术;以弱电通信的方式控制强电;使用者现场控制方便;理方便;节能;提高建筑安全性能。此类新技术通过各种现场设备、传感器及中控设备对建筑中传统的末端电气设备(如照明、遮阳窗、风机盘管、空调、地加热、AV 设备等)进行细致的控制,从而达到对灯光环境、遮阳环境及温度环境的集成控制, 故该新兴的系统既不同于传统的灯光控制系统、供热控制系统或遮阳控制系统,也不同于BA 系统,它是一个既面向使用者、又面向管理者的系統,通过多种灵活的控制方式对多种末端电气设备的集成控制,可达到使用方便、控制自动、管理方便、修改灵活的目的,同时可有效地节能。此类新兴电气技术的控制内容如图1 所示。
目前, 中国市场中此类新技术的一个代表就是EIB 总线技术。EIB 即电气安装总线技术,起源于欧洲,在中国的应用正处于上升的过程中。
2据有关统计数据显示, 目前我国建筑能耗占全社会总能耗的25%,其中建筑电器占14%,今后比例还有可能上升。造成这种局面的一个重要原因是传统建筑电气设备本身没有或很少采用有效的节能措施, 另一个重要原因是很多建筑中缺少先进的电气控制系统对传统电气设备进行有效的控制, 从而产生人为和非人为的巨大能源消耗及能源浪费。本文重点讨论如何在建筑中采用新技术对传统建筑电气设备进行各种有效的控制,以达到节能的目的。图2 为典型的办公楼建筑中各种能耗所占比例的分析。
由图可见, 在一般办公楼建筑中,HVAC 设备的能源消耗占了很大的比率。HVAC 设备包括:风机盘管、加热、暖气片、空调、通风设备等, 这些传统的建筑电气设备如果没有先进的电气控制系统对其进行有效的控制,极易产生大量的能源浪费。为解决这些能源浪费的问题, 新一代建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。例如,通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭, 当环境光变亮时,可自动关闭部分灯光;通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停,可做到有人开灯、开空调,无人关灯、关空调;当有人将窗户打开时,可自动将空调关闭;通过光线感应,在夏天太阳光线强烈时,可自动将遮阳卷帘放下,防止室内温度温升过高,从而最大限度地节能。另外,通过中控电脑则可监视和控制整个建筑的灯光、遮阳及空调设备,同时可以看到各区域、各房间的实际温度,并可设定各房间可调节温度的上下限; 通过定时则可对定时上下班场所的灯光、空调、窗帘等进行定时控制。所有这些措施都可以达到节能的目的,有效地降低建筑电气的能耗。
三、EIB 系统在建筑中的应用及发展前景
为适应现代建筑电气技术的发展, 全球许多著名电气公司(如ABB、西门子等)已成功开发并向市场推出了EIB 控制系统。ABB 公司推出的用于建筑电气设备控制的EIB 系统, 即ABBi2busEIB 控制系统。该系统是一种全新的建筑电气控制系统,其技术特点是采用全分散的现场总线, 以弱电系统控制强电末端设备,如灯光、电动窗帘、百叶窗、VRV 空调、风机盘管、地加热、AV 设备等,并且无需使用接触器等设备,完全将弱电控制和强电控制融合在一个个分散的模块中, 同时系统中的所有模块均可与强电的线路保护设备安装在同一个照明箱中, 总线控制电缆也可与强电线路同槽共管,无需单独敷设,完全将弱电技术和强电技术融合在一起。
ABB 的i2bus 系统进入中国并投入实际应用已有5 年的时间,其在中国市场的应用也有着明显的变化,即从最初的比较单一的应用,如单一的灯光控制或遮阳控制向多功能、集成式控制的方向发展,越来越多的建筑已经将灯光环境、遮阳环境、温度环境和通风环境的控制纳入到i2bus 控制系统的集成控制中,使照明、遮阳、空调、通风设备等相互配合进行工作,最大限度地节能,同时现场的控制面板控制集成度高,一个面板即可以控制灯光、窗帘、通风设备、AV 等设备,又可以显示室内温度并自动控制风机盘管、地加热、暖气片等设备。另一个明显的趋势是应用的场所在不断地扩大, 目前已有大量应用实例的场所包括办公楼、酒店、商场、车库、体育馆、会所、工厂、学校、广场、机场、步行街、园林照明、别墅、高级公寓等。相信随着中国经济的快速增长、人们对工作环境及居住环境要求的不断提高以及节能意识的不断提升,i2bus 系统的应用也会随之不断扩大。随着现代建筑规模的扩大及功能的复杂化,控制系统的结构也在不断扩大, 同时对系统通信速度的要求也日益提高,因此,近年来,i2bus 系统又不断将网络技术和OPC 技术融入到控制系统中, 将传统的串行总线技术提升为网络技术,采用LAN 技术作为系统的主干, 大大提高了系统的通信速度和扩展性, 而OPC 技术则大大提高了与第三方系统如BA 系统的连接能力。采用LAN 作为系统主干的系统结构如图3 所示。
此外,近年来此系统还有另外一些技术发展趋势:
1通过Internet对楼宇的电气设备进行控制。
2可根据建筑所在的地理位置如经度、纬度及气象条件对楼宇的灯光环境、遮阳环境、温度环境及通风环境进行自动控制。例如可根据太阳的位置自动调
节百叶窗叶片的角度,充分利用自然光的照度,同时又避免阳光直射,当大风或雨水来临时,可自动将室外遮阳卷帘收起。
3控制模块除了可以控制末端电气设备外, 还可以通过控制模块中内置的电流检测功能对末端电气设备工作是否正常进行检测,当电气设备出现故障如灯烧毁或强电线路断路时, 系统可自动在中控电脑上进行报警,通知管理人员及时修理,可大大提高管理人员的工作效率。
四、ABB i- bus EIB 系统在项目中的应用
某项目是一项建筑节能改造工程, 该工程能够充分展示现代智能电气技术与传统电气技术的不同及产生的不同效果。本项目选用了ABB 公司的i2bus 智能楼宇环境控制系统, 对办公楼的照明环境、遮阳环境、空调温度环境进行集成式的控制,以达到最佳的节能效果。该项目完工并投入使用后,业主认为i2bus
智能楼宇环境控制系统有如下优点:
1所有控制信号与强电分离,任何控制方式的改变都无须对强电线路进行改动。
2不同用能设备的控制器件(传感器、智能面板等)和驱动模块同用一个总线连接,减少了线路的复杂性,提高了控制的灵活性。
3全分散型的驱动模块结构,每个模块均带有微处理器,可自主工作,无主从关系,不依赖于中央控制器之类的设备,同时具有集中控制与分布控制的优点, 系统具有较高的可靠性与灵活性。
4系统常用控制功能i2bus 的总线控制系统通过各种对输入输出设备的连接可以对楼宇各种环境用能设备进行开关和调节,主要常用的功能有:
（1）照明灯具的开关控制和亮度调节;
（2）空调室内风机盘管的开关和调温;
（3）百叶窗的开闭调节;
（4）各种报警(消防、入侵、溢水),检测(气象环境、电气等参数)的控制、显示以及自动执行。
结束语
随着人类文明的不断进步，人们对工作与生活的环境要求不断提高，建筑物的功能与相应的标准也逐步提升。建筑电气技术作为现代建设技术的核心，正面临着新的挑战。近年来，城市建设与管理行业提出了许多重大课题，对建筑电气
技术的发展有着重大的意义。城市的规模越来越大，建筑群的功能特征趋明显，出现了中央商务区、休闲商务区、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等区域。现代城市管理必须采用信息化手段，实现对这些区域的建筑群与建筑设备的综合管理，这是对建筑电气技术提出的挑战。
参考文献
[1] 娄光赫,肖男. 关于电气新技术在多功能机组中的应用[J]. 有色矿冶. 2010(03)
[2] 李伟. 小区建筑电气设计技术探讨[J]. 科技资讯. 2008(33)
[3] 韩峰,秦瑞敏. 建筑工程电气节能的主要方式分析[J]. 科技创新导报. 2011(25)
[4] 李敬榜. 建筑电气设计中的安全性和节能性分析[J]. 职业. 2011(20)