既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级探讨

既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级探讨

袁涛

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摘要：在当前节能环保的大背景下,既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级迫在眉睫。本文首先阐述了既有建筑电气系统节能改造与智能化升级的重要性和必要性,分析了其面临的主要问题和挑战。随后,介绍了几种常见的节能改造技术和智能化升级方案,并探讨了它们的优缺点和适用场景。最后,提出了一些建议和对策,以推进既有建筑电气系统的绿色转型和智能化发展。

关键词:既有建筑、电气系统、节能改造、智能化升级、绿色建筑

引言:

近年来,节能环保意识不断增强,建筑业作为能源消耗大户,其节能减排工作受到广泛关注。据统计,建筑能耗约占全社会总能耗的27%左右,其中电气系统耗能占建筑能耗的25%~40%。因此,对既有建筑电气系统进行节能改造和智能化升级,对于实现绿色建筑、节约能源、保护环境具有重要意义。

1.既有建筑电气系统节能改造与智能化升级的重要性

1.1.响应国家节能减排政策

我国政府高度重视节能减排工作,出台了一系列法律法规和政策措施,将节能减排作为转变经济发展方式的重要战略。既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级,有助于建筑业贯彻落实国家政策要求,减少能源消耗和温室气体排放,促进绿色低碳发展,为实现"双碳"目标贡献力量。

1.2.降低运营成本,提高经济效益

既有建筑电气系统普遍存在能耗高、效率低等问题,通过节能改造和智能化升级,可以显著降低电力能源消耗。一方面减少了运营能耗支出,另一方面延长了设备使用寿命,从而提高了建筑物业的经济效益。对于商业办公楼等经营性建筑,更能获得可观的运营成本节省。

1.3.优化能源利用,促进环境可持续发展

建筑电气系统的节能改造和智能化控制,能够优化能源的高效利用,减少浪费。智能化系统可根据实际需求自动调节,避免长期处于高负荷运转状态,大幅降低不必要的能耗。与此同时,减少化石燃料消耗也意味着减少了温室气体和污染物的排放,有利于改善生态环境质量,促进社会可持续发展。

2.面临的主要问题和挑战

2.1.老旧设备能耗高,智能化程度低

大部分既有建筑的电气系统都是多年前建设的,采用的是当时的传统技术和设备,能效水平较低。加之年久失修,设备性能下降,故障率升高,导致能耗进一步增加。同时,这些老旧系统缺乏智能化控制手段,无法根据实际需求自动调节运行,经常处于满负荷运转状态,浪费严重。因此,对这些落后陈旧的电气系统进行节能改造和智能化升级刻不容缓。

2.2.施工改造不便,对使用功能影响较大

既有建筑在投入使用后,内部管线、设备布置都已固定,想要对电气系统进行大规模改造很不方便,作业空间有限。而且为了不影响正常使用功能,只能分阶段分区域实施,给施工带来一定困难。部分改造项目甚至需要临时切断供电,这将严重影响建筑的正常运营,因此必须谨慎规划,尽量减少影响范围。

2.3.改造投入成本高,回收期长

电气系统的节能改造和智能化升级虽然有较好的节能效果,但前期投资较高,包括人工、材料、设备采购等,加上施工作业的复杂性,整体费用不菲。而节能收益是逐步累积的,通常需要较长时间才能收回全部改造成本。因此,对于一些经营状况不太理想的建筑,可能由于回收期过长而无法尽快实施改造。如何缩短投资回收期,降低改造成本将是一个重点问题。

3.常见的节能改造技术

3.1.照明系统节能改造

照明系统是建筑电气能耗的主要部分,节能改造潜力巨大。一是更换LED等节能灯源,二是安装自动控制装置,如时控、光控、人体感应等,根据实际需求自动开关照明,避免长明或过度照明。三是分区控制,将照明区域细分,根据使用情况单独控制每个区域。四是改造可调光系统,使照明亮度可根据需求进行调节。通过这些改造措施,照明系统能耗可降低30%-60%。

3.2.空调及动力系统节能改造

空调和动力设备是建筑耗能的另一大块。空调系统可采用变频技术、全热交换新风技术、冷冻水温度变送控制等节能改造。动力系统可安装能量回收装置,利用电梯、风机的动能发电,补充部分电能。此外,对风机、水泵等设备进行变频改造,可根据实际负荷需求调节运行转速,避免满负荷浪费。

3.3.供配电系统节能改造

供配电系统负责为建筑内各用电设备供电,其自身也存在能量损失。可采取电能质量治理,改善动力电源电能质量;降低供电电压,减小线路损耗;优化负荷配置,避免过度备份;更新高能耗变压器;安装无功自动补偿装置等。另外,精细化能源计量监测,可实时掌握用电数据,发现问题并制定改进措施。通过这些节能改造,供配电系统的能耗可降低10%-25%。

4.智能化升级方案

4.1.建筑能源管理系统

建筑能源管理系统(BEM)是一种基于物联网、云计算等新兴技术的综合能源管理平台,可实现对建筑各能源子系统(供电、供热、供冷等)的集中监控和优化控制。它通过部署各种智能传感器,收集建筑内外部的环境参数和能耗数据,并将这些数据传输至云端进行大数据分析,从而实时监测能源使用情况,发现浪费点,并根据分析结果自动优化系统运行参数。同时,BEM系统还可与节能改造设备联动,合理调度和协调不同系统,提高能源利用效率。通过集中化管理和智能化调优,BEM系统可显著降低建筑的综合能耗。

4.2.智能照明控制系统

智能照明控制系统是将各种节能控制策略和方式有机集成,实现照明系统自动化、智能化管理和运行。它包括时钟控制、占用感应控制、自然光响应控制、场景模式控制等多种控制模式,可根据不同的使用环境、时间和需求,对照明设备的开启、关闭、调光等状态进行智能调节,避免了传统人工操作的低效率和浪费。此外,智能控制系统还具备故障报警、远程监控、能耗统计分析等功能,有利于照明系统的精细化管理。该系统可通过无线自组网技术和计算机网络实现控制,操作灵活便捷,节能效果显著。

4.3.智能家居和楼宇自动化系统

智能家居和楼宇自动化系统是将建筑内各种设施设备有机集成,实现对空调、照明、遮阳、安防、影音等子系统进行集中控制和自动化管理。用户可通过手机APP、语音助手等方式对家居系统进行智能操控。系统还可根据天气、出行状态等情况,自动调节空调、灯光,实现智能化、个性化的舒适环境控制。在楼宇自动化领域,各子系统对接集成公共管理平台,实现对大楼的供电、供热、电梯、门禁等设备的统一控制和运行优化。智能家居和楼宇自动化系统大幅降低了人工管理成本,提高了生活和工作的舒适性、智能化水平,并可有效节省能源消耗。

5. 建议和对策

为推进既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级,需要政府、企业、公众等多方通力合作,采取有力措施:政府应出台相关政策法规,加大财政资金投入,为节能改造项目提供政策支持和资金补贴,降低企业改造成本负担。同时,制定强制性节能标准,对未达标的既有建筑电气系统限期整改。企业要加大技术研发投入,推广先进适用的节能技术和智能化产品。重视员工节能意识培养,建立健全能源管理体系。积极开展第三方合同能源管理等市场化改造模式。要加强对公众的节能宣传教育,提高全民节能意识。并鼓励居民自主进行适当的节能改造,如安装节能灯具、智能控制系统等,为减少能源浪费贡献力量。只有上下协同、多措并举,我们才能不断加快既有建筑电气系统的绿色智能化进程,为构建节能环保型社会贡献应有力量。

结语:

节能减排是一项长期而艰巨的任务,既有建筑电气系统的节能改造与智能化升级任重道远。我们要立足当前,着眼长远,科学规划,有效实施,努力构建绿色、节约、智能的建筑电气系统,为建设节能环保型社会贡献力量。

参考文献

[1]宋颖.既有建筑节能改造电气技术措施[J].现代建筑电气,2017,8(12):6-9.

[2]吴利红.加快推进绿色建筑绿色建造[N].黑龙江日报,2024-05-22(002).