张述明
四川成都 610000
摘要：在我国，建筑物节能设计才刚刚起步，开发商的节能意识还很薄弱。近几年才开始对建筑物节能率的管理工作进行严格控制。通过对设备电气、办公、通信等方面的节能管理，进而实现对建筑物的管理控制。已有研究表明，通过对建筑物智能化设备的投资，可以大大改善楼宇能源消耗。基于此，本文分析了建筑高层建筑电气自动化节能技术的基本原理、组成体系和实施的框架，以求为更加深入的研究的高层建筑电气设备节能提供参考。
关键词：高层建筑；电气自动化；节能技术；
1引言
我国住房和城乡建设部颁布了《建筑设计防火规范》，在这个规范中对什么是高层建筑做出了明确的说明：居民住宅楼房高于27 米的，或者公共建筑物高于 24 米的，都被视为高层建筑。由此可见，未来高层楼宇建筑将成为主要建筑类型。高层楼宇在为人们带来方便的同时，也给各种电气设备系统的运行提出了较高的要求。为了配合高层楼宇内各种电气设备的顺利运行，需要一个强大的控制系统作为协调机制中枢。随着科学技术水平的不断提高，在高层建筑物内实现对复杂电气设备的控制已不再具有任何的挑战，特别是对建筑物内电气节能方面的研究已十分成熟。进入二十一世纪以后，能源匮乏问题越来越突出，而城市高层楼宇的能源消耗却日益加剧，因此要从多个方面对进行建筑电气节能控制。高层楼宇能源消耗，主要集中在各类电机设备运行过程中产生。
因此，高层楼宇的建筑电气节能要根据不同电机设备的运行情况进行调整。利用自动化控制技术既要满足建筑物日常需求，也要符合不浪费能源的要求。如今，对电气设备节能的研究主要集中在对设备数据的处理以及对设备的控制上。电能是办公综合体消耗的主要能源，常用的高层楼宇建筑物电气控制系统主要通过对全楼宇的照明、低压配电系统、空调、办公设备等对象的监控，达到节能效果。通过对大量文献资料的分析，列举出办公楼和酒店的电能消耗分布。
2高层建筑电气系统节能控制管理目标体系
（1）建筑电气设备研究的重点；在经过大量的研究调查以后，对系统运行复杂性、执行任务的准确性和节能的经济性等多方面综合考虑，要想建筑物设备节能达到明显效果，势必要通过将先进的控制装置部署在建筑物的电气设备上，对大型空调、照明、电梯等电能主要消耗设备进行综合控制，既达到减少电能损失的目的，同时又实现对设备的自动化管理。为了提高整个建筑物的节能综合效率，需要通过智能优化方法合理配置电能的控制，并选择合适的电机设备，从系统运行状态入手不断调整设备的电能利用率。
（2）对建筑物电气进行节能控制的目的；采用创新的设计理念，实现对建筑物内的全部电气设备的综合管理和控制。实现基于节能目标的设备运行效率优化方法，实现对各种耗电设备的高效节能控制。空调系统的耗电都是建筑物的主要设备，所占的比例都在40%—60%，空调系统的运行是全天候的，为的是保证高层楼宇内部的舒适性。照明系统的节能对于整个建筑物节能工作的重要性。通常建筑节能控制也是在照明系统方面的研究较多，这主要与照明系统的灵活控制性有关，同时，城市峰谷电价的差异性、环境变化对照明的影响等等问题，都为照明节能带来了新的课题。
（3）建筑电气节能控制的长期目标；电气节能控制是长期的，并存在于整个高层建筑的使用周期的。而且电气节能控制会在不同的建筑中都有体现。同时也会涉及到不同的参与者，比如说设计者、建设者、房主、物业管理等。和普通建筑相比，高层建筑对建筑成本的需求有所提高。
为了体现出高层建筑物功能的全面性，就要设置相应的设备，设备多了，能耗自然就大。能耗的增加不但使开发商投资增加，还使得购买者望而却步。特别是在能源极度短缺的今天，极大的限制了高层建筑的发展。
3. 高层建筑电气系统节能研究实施框架
通过对高层建筑电气系统的基本构成和建筑电气系统能耗组成的详细分析之后，明确了高层建筑电气节能监控管理的目标体系后。建筑电气系统节能研究实施步骤为：（1）控制目标；（2）节能设计及函数运算；（3）现场采样；（4）建立控制模型；（5）明确控制方式；（6）现场调试；（6）建立建筑电气节能管理控制系统。
可以发现：在整个电气节能系统中，最基本的组成部分是功能不同的机电设备，例如：排污系统、空调控制系统等。利用节能控制函数进行运算，制作控制模型，并采样分析，利用计算建立控制模型，得出一套明确的控制方式，设计图纸，再通过现场运行调试，最终对整个电气节能系统实现有效的管理控制。
4. 节能技术原理
电气设备节能的基本原理是利用传感器来搜集不同类型的电气设备的运行状态，同时将这些数据反馈给计算机，计算机将传感器所得到的相关数据进行运算分析，反馈到控制中心，再由控制中心对被控制的设备进行参数调节，从而影响设备的运行状态，再通过一系列的命令调节装置，使电气设备在规定的要求下运行并达到预定的效果。
通过对目前建筑设备自动化的研究发现，常规的系统基本都是采用相同的控制结构。这种结构由三部分组成，即总控制器、执行器以及网络传输通道。在网络通道方面，一般采用两级网或四级控制装置对整个建筑物的控制结构进行全面部署，以下，对于两级网与四级控制装置工作原理进行详细分析：
（1）两级网；在两级网中，通常使用建筑物内局域网作为初级网络，在此基础之上添加工业总线控制网络作为二级网络，但是在一般情况下，二级网络的的网速最高只能达到 25kbit/s，这相较于现代人对网络的需求网速缓慢。
（2）四级控制装置；在整个四级控制体系中，总控制器作为控制装置的第一级，是整个四级控制装置运行的基础。它是由一系列计算机系统所构成，包括各类数据线、I/O 接口、打印机以及显示终端所组成。位于第二级的是在一级网络的基础之上增加的多种主控制器，这一级网络的主要作用是协调一级主控制电脑与三级现场控制器之间的通讯和控制功能，为信号的传输提供渠道。
在第三级中，将采集过来的数据进行分析，选择，得出有效控制现场设备的方法。为了进一步对现场控制设备进行智能控制，提高实时控制的效率，需要在各级网络中设立各种智能控制接口，并在此基础之上处理采集、处理、控制等方面的信息，通过有线或无线通讯网络实现主控制器与上位机的通讯，然后对所收集的信号分析处理，进而对各种控制器进行控制。采用大量通用型的中间设备可以尽可能的保持设备之间的独立性，并在维护该同设备时实现最小范围的设备替换，保证当网络出现问题时可以及时的解决问题。
5.结束语
根据已有研究，通过对建筑物智能化设备的投资，可以大大改善楼宇能源消耗。基于此，本文分析了建筑高层建筑电气自动化节能技术的基本原理、组成体系和实施的框架，以求为更加深入的研究的高层建筑电气设备节能提供参考。
参考文献
[1]廖述龙. 高层楼宇建筑电气节能技术研究[D]. 上海交通大学,2011.
[2]先柯桦. 基于中央监控的建筑设备自动化管理系统设计与实现[D]. 电子科技大学,2010.
[3]谭启富. 关于对现代建筑电气主要节能措施的探讨[J]. 中华民居,2012:10-13.
作者：张述明，身份证号：510622197804210912。