智能化建筑與建筑節(jié)能

1、智能化建筑與建筑節(jié)能一、前言隨著人們生活水平的提高， 以及環(huán)境日益惡化， 智能化建筑 和節(jié)能建筑開(kāi)始得到廣泛的重視， 研究智能化建筑和建筑節(jié)能問(wèn) 題將有利于建筑超著現(xiàn)代化、 科學(xué)化的方向發(fā)展， 更加有利于我 國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高我國(guó)居民居住環(huán)境的舒適性。二、智能化建筑和建筑節(jié)能概述 中國(guó)智能建筑經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展， 成了世界最大的市場(chǎng)， 在 硬件設(shè)備方面，已能與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家相比。但是，在軟的方面， 在治理和優(yōu)化方面差距甚大， 尤其在樓宇自控建設(shè)方面， 還是比 較擔(dān)憂的。設(shè)備的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮、系統(tǒng)完全沒(méi)有優(yōu)化、檢測(cè) 參數(shù)有相當(dāng)部分的準(zhǔn)確性有問(wèn)題。 最終得到的數(shù)據(jù)也不完整。 這 里涉及的原因有設(shè)備選

2、型，安裝，調(diào)試等等。樓宇自控系統(tǒng)有六 個(gè)目標(biāo)，目前我們只實(shí)現(xiàn)了舒適，設(shè)備均勻地使用 （ 延長(zhǎng)它的使 用壽命 ）兩大目標(biāo)，對(duì)于其它目標(biāo)，尚未實(shí)現(xiàn)。因此大部分智能公共建筑很難充分發(fā)揮其本有的效能。 到目 前為止，如何用建筑智能化手段來(lái)節(jié)能，還缺乏研究，大部分僅 限于標(biāo)書(shū)的炒作。 目前我國(guó)的國(guó)產(chǎn)品牌， 還不能取代國(guó)外的品牌， 因?yàn)閷?duì)控制的本質(zhì)，即空調(diào)模型缺乏研究，控制軟件缺少內(nèi)核。對(duì)于未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)， 智能建筑將越來(lái)越重視應(yīng)用， 重視優(yōu) 化。我們建設(shè)的目的是為了很好地發(fā)展公共建筑的作用。 在美國(guó)、 英國(guó)、香港等地方，他們非常講究實(shí)用，他們的物業(yè)治理花了大 量的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)各種方式的節(jié)能， 而我們的差距

3、很大， 我們更多 地看到些表面的東西， 怎樣讓它發(fā)揮內(nèi)在的實(shí)際作用， 路途還很 遠(yuǎn)。節(jié)能其實(shí)是個(gè)大系統(tǒng)的概念。 從專業(yè)空間劃分， 它包括建材、 建筑機(jī)構(gòu)、建筑設(shè)計(jì) （ 在建筑設(shè)計(jì)階段，充分利用建筑四周的條 件來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能），包括空調(diào)設(shè)計(jì)，BA的調(diào)試與安裝、還有物業(yè)治 理。每一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。從時(shí)間劃分也是大系統(tǒng)，它 包括前期、中期、后期到末期的全過(guò)程。建設(shè)部近幾年對(duì)建筑節(jié)能非常重視。 2005年 7月 1日正式 實(shí)施的公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制訂了在建筑設(shè)計(jì)，空調(diào)設(shè)計(jì) 等各個(gè)方面的節(jié)能， 且大部分條款是強(qiáng)制性的， 這無(wú)疑是個(gè)很大 的進(jìn)步。 最近有一系列的節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)或?qū)⒊雠_(tái)。 但對(duì)于

4、如何采用智能化手段來(lái)節(jié)能， 目前還比較空白。 希望我們國(guó)家對(duì) 各種類型公共建筑的能耗統(tǒng)計(jì)加快步伐， 在此基礎(chǔ)上， 制定能耗 標(biāo)準(zhǔn)，低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就按標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)，高于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就 2-3 倍 來(lái)收費(fèi)，這樣強(qiáng)制性的實(shí)施措施，才能更快實(shí)現(xiàn)節(jié)能。三、智能建筑節(jié)能方面的作用1、采用智能照明控制系統(tǒng)，有效地節(jié)約能源。智能照明控 制系統(tǒng)以弱電總線通訊的方式控制強(qiáng)電末端設(shè)備， 主要功能為燈 光控制、窗簾控制、安全防范等，可對(duì)燈光進(jìn)行各種控制如：開(kāi) 關(guān)控制、調(diào)光控制、分散集中控制、遠(yuǎn)程控制、延時(shí)控制、定時(shí) 控制、光線感測(cè)控制、紅外線遙控、移動(dòng)感測(cè)控制、與其他設(shè)備 系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制等， 控制方式方便、 靈活、易于修改

5、、 易于操作、 易于維護(hù)。 隨著世界經(jīng)濟(jì)于高新技術(shù)的不斷發(fā)展， 人們對(duì)生活環(huán) 境的要求越來(lái)越高。 除去對(duì)建筑的傳統(tǒng)要求外， 在建筑的安全性、 舒適性、節(jié)能性、自動(dòng)化與信息化等方面均提出更高要求，其目 的是創(chuàng)造出舒適宜人， 能充分提高工作效率而又具有極大靈活性 的辦公與生活環(huán)境。2、利用節(jié)能建筑材料。智能建筑材料是指具有感知、記憶、 自適應(yīng)和自修復(fù)等功能 , 能夠檢測(cè)并且可以識(shí)別內(nèi)外刺激強(qiáng)度 , 響應(yīng)外界變化 ,按照設(shè)定的方式選擇和控制響應(yīng) , 反應(yīng)比較靈敏、 及時(shí)和恰當(dāng) ,當(dāng)外部刺激消除后 , 能夠迅速恢復(fù)到原始狀態(tài)的具 有生物質(zhì)能的材料。通?？煞譃橹悄軅鞲胁牧稀⒅悄茯?qū)動(dòng)材料、 智能修復(fù)材料和

6、智能控制材料四類。3、提高室內(nèi)光照效果。適當(dāng)提高室內(nèi)光照效果，是降低建 筑照明設(shè)備應(yīng)用的重要手段。 在實(shí)際施工過(guò)程中， 應(yīng)該注意對(duì)遮 陽(yáng)結(jié)構(gòu)的減少和調(diào)節(jié)， 提高建筑窗體的大小， 保證室內(nèi)環(huán)境的通 透性，將陽(yáng)光有效的引入房間深處，提高房間沒(méi)得光照效果，有 利于提升建筑的整體使用效果， 使室內(nèi)光照為維持一個(gè)相對(duì)合適 的數(shù)值，減少對(duì)照明設(shè)備的依賴。智能化遮陽(yáng)設(shè)備，能夠根據(jù)光 照強(qiáng)度、溫度、以及時(shí)間指針，自動(dòng)變換遮陽(yáng)卷簾的高低位置以 及百葉窗的透光角度， 能夠有效提升室內(nèi)空間的光照強(qiáng)度， 對(duì)于 維持室內(nèi)溫度環(huán)境， 滿足之內(nèi)光線要求， 也起到了非常積極的作用。4、空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制。中央空調(diào)在整個(gè)建筑能

7、耗中所占 的比例最大， 可以通過(guò)降低室內(nèi)溫度設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)、 進(jìn)行最小新風(fēng)量 的控制、提前預(yù)冷要關(guān)閉新風(fēng)等措施進(jìn)行節(jié)能控制，同時(shí)，提倡 選用新型的節(jié)能環(huán)?？照{(diào)，主要有地溫空調(diào)和燃?xì)饪照{(diào)兩種。5、玻璃幕墻運(yùn)行的節(jié)能管理。舊建筑物中的大面積玻璃幕 墻，全是高反射率的玻璃， 會(huì)造成一定的“光污染”和加大空調(diào) 負(fù)荷。對(duì)于夏熱冬暖地區(qū)， 隔熱是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的主要方面。 為了提高幕墻的保溫性能， 減少熱損失， 可以從以下三個(gè)方面進(jìn) 行改善：第一，是改善采光窗玻璃的保溫隔熱性能，盡量選用中 空玻璃，并減少開(kāi)啟扇；第二，是對(duì)非采光部分采用隔熱效果好 的材料做后襯墻 （ 如浮石、輕混凝土 ）或設(shè)置保溫芯；第三，做

8、密 閉處理和減少透風(fēng)。四、建筑智能化的經(jīng)濟(jì)效益分析 要使智能建筑有較高的智能化水平， 對(duì)智能建筑作整體的規(guī) 劃設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程的全面綜合管理是非常重要的。 新型的智能建 筑的集成優(yōu)化規(guī)劃和建設(shè)方式， 打破傳統(tǒng)的智能建筑各專業(yè)、 各 子系統(tǒng)分立的建設(shè)方式， 將整個(gè)建筑的各專業(yè)的機(jī)電系統(tǒng)、 智能 化系統(tǒng)視為一個(gè)大系統(tǒng)進(jìn)行全面的規(guī)劃設(shè)計(jì)， 并對(duì)系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn) 行全面綜合管理。 進(jìn)度系統(tǒng)的建設(shè)有了徹底的改觀。 這種建設(shè)方 式在各系統(tǒng)安裝工程管理、管線綜合管理、進(jìn)度協(xié)調(diào)、工作面協(xié) 調(diào)等方面具有很好的優(yōu)勢(shì)， 減少了工作周期和工程中的浪費(fèi)， 使 工程可以順利進(jìn)行，節(jié)省了投資。通過(guò)集成優(yōu)化的程序，使整個(gè) 系統(tǒng)聯(lián)成

9、有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)， 完成整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)運(yùn)行， 可使建筑物節(jié) 約能源。建筑智能化帶來(lái)的效益主要表現(xiàn)有十點(diǎn)：1、通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行和精確控制，使空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行溫度和設(shè)定溫度差在 0.5 C以內(nèi)，僅通過(guò)溫度的精確控制 就能帶來(lái)很好的節(jié)能效果。2、 最為合理的方式是根據(jù)室內(nèi)或回風(fēng)中的 C02濃度，自動(dòng) 調(diào)節(jié)新風(fēng)量， 以保證室內(nèi)空氣的新鮮度， 控制功能較完善的樓宇 自控系統(tǒng)可以滿足要求。3、動(dòng)態(tài)變流量控制系統(tǒng)利用變頻控制技術(shù)，改變空調(diào)系統(tǒng) 循環(huán)水的流量和溫度， 可保證整個(gè)系統(tǒng)在滿負(fù)荷及部分負(fù)荷情況 下，均處于最佳工作狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。4、智能化的中央空調(diào)系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)到熱負(fù)荷的變化， 在人員增減

10、的時(shí)候， 自動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)水溫差、 風(fēng)量等方式調(diào)低系統(tǒng) 的冷 /熱量供應(yīng)，達(dá)到節(jié)能的效果。5、樓宇自控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)空調(diào)設(shè)備的最佳啟停時(shí)間的計(jì)算和 控制，可以在保證環(huán)境舒適的前提下， 縮短不必要的空調(diào)啟停寬 容時(shí)間，達(dá)到節(jié)能的目的。6、運(yùn)用樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能控制模式和算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè) 備運(yùn)行，有效克服暖通設(shè)計(jì)容量冗余造成的能源浪費(fèi)。7、通過(guò)智能化控制器中內(nèi)置的各種優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型， 使建筑電氣設(shè)備在合理、優(yōu)化的方式下運(yùn)行，以節(jié)省能源8、通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)可以對(duì)照明、電梯等系統(tǒng)進(jìn)行合理的 控制，比人工運(yùn)行可帶來(lái) 5%以上的節(jié)能效果。此外，還可對(duì)室 外光線進(jìn)行預(yù)程調(diào)光控制和窗外調(diào)光控制，降低了能源消耗。9

11、、開(kāi)發(fā)能源管理軟件，建立能源管理和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 能耗跟蹤、節(jié)能的遠(yuǎn)程及就地控制。10、通過(guò)對(duì)樓宇電氣設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行控制， 并自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行 時(shí)間均衡， 使各設(shè)備自動(dòng)達(dá)成均衡運(yùn)行的目的， 可有效地提高設(shè) 備的運(yùn)行壽命周期。五、案例分析咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)T3A航站樓總建筑面積近30萬(wàn)平方米，配備 了一個(gè)龐大的暖通空調(diào)和照明系統(tǒng)。候機(jī)樓每天有 7-8 萬(wàn)人進(jìn) 出。如何給旅客和工作人員提供一個(gè)舒適的候機(jī)和工作環(huán)境是十 分重要的。這樣巨大的建筑空間內(nèi)。調(diào)節(jié)和控制建筑環(huán)境、節(jié)約 能源更是一個(gè)重大的課題。 機(jī)場(chǎng)的智能化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段就 已考慮了日 A 系統(tǒng)與機(jī)場(chǎng)航班信息系統(tǒng)的集成，使其能準(zhǔn)確地根據(jù)機(jī)場(chǎng)的航班信

12、息控制候機(jī)樓的空調(diào)和照明系統(tǒng)節(jié)約了電能。由案例可以看出如果將信息管理系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行 集成可以產(chǎn)生不可估量的節(jié)能效果。 集成首先需要一種理念。 不 僅僅是針對(duì)機(jī)場(chǎng)建筑、 地鐵站， 大型購(gòu)物中心其它建筑中仍存在 管理的漏洞。 通過(guò)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理， 可以節(jié)省被浪費(fèi)的能 耗。從技術(shù)層面看， 建筑智能化系統(tǒng)的能耗管理主要有在建筑運(yùn) 行管理階段采用建筑智能化集成管理平臺(tái)對(duì)能耗設(shè)備各種運(yùn)行 參數(shù)進(jìn)行采樣、記錄、分析、比較、監(jiān)管根據(jù)建筑各個(gè)空間實(shí)際 需要實(shí)時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控根據(jù)需求適時(shí)對(duì)原智能化系統(tǒng)進(jìn) 行局部整改 ; 分析運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)和能耗的關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘定期 評(píng)估設(shè)備能耗性能并加以改進(jìn)。

13、使各建筑能耗設(shè)備系統(tǒng)在不同工 況下高效運(yùn)行實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能的目標(biāo)。 物業(yè)管理公司的智能 化系統(tǒng)管理工程技術(shù)人員在全面、 深入掌握智能化系統(tǒng)的同時(shí)要 不斷挖掘建筑節(jié)能潛力創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。 即使在節(jié)能方面已經(jīng)取得 成效的建筑物，仍然有節(jié)能潛力可挖。咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng) T3A 航站樓節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析：1、系統(tǒng)集成效果 : 不計(jì)設(shè)備壽命延長(zhǎng)所帶來(lái)的收益每年約可 節(jié)約 1000 余萬(wàn)元的電費(fèi)支出經(jīng)過(guò)兩、三年時(shí)間就可收回設(shè)備的 投資。2、節(jié)能收益。節(jié)能收益是指航站樓由于采用節(jié)能措施而帶 來(lái)的運(yùn)行維護(hù)收益、 能耗收益和舒適性收益的總和。 航站樓由于 受到良好的隔熱保溫措施的保護(hù)，從中就節(jié)省了一筆維護(hù)開(kāi)支； 由于航

14、站樓使用節(jié)能設(shè)備后， 設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷比傳統(tǒng)建筑小， 其維 護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)的減少；與同類型的基準(zhǔn)航站樓相比，節(jié)能率在52.7 55.3% 之間。3、生命周期收益節(jié)能投資是一次性行為，而收益是一個(gè)長(zhǎng) 期的過(guò)程。因此，更科學(xué)合理的分析節(jié)能建筑的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該 采取建筑物生命周期的計(jì)算方法。節(jié)能建筑生命周期收益=非節(jié) 能建筑生命周期總費(fèi)用 - 節(jié)能建筑生命周期總費(fèi)用建筑節(jié)能技 術(shù)的社會(huì)效益4、投資回收期。節(jié)能航站樓的的投資回收期一般不會(huì)超過(guò)10 年，因此，投資效率高，有利于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。六、智能建筑改革建議 盡管當(dāng)前智能建筑的節(jié)能技術(shù)發(fā)展的非常迅速， 但是，在實(shí) 際的建筑工程當(dāng)中，卻存在很多的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

15、并且，同智能建筑 相配套的市場(chǎng)管理以及技術(shù)管理卻未能實(shí)現(xiàn)完全的同步， 這也就 導(dǎo)致了智能建筑節(jié)能產(chǎn)品的質(zhì)量以及種類無(wú)法滿足智能建筑的 設(shè)計(jì)需求。對(duì)這些問(wèn)題，下面提出相應(yīng)的應(yīng)多措施。1、強(qiáng)化智能建筑節(jié)能設(shè)計(jì)前期規(guī)劃 系統(tǒng)的前期規(guī)劃是智能建筑節(jié)能技術(shù)良好發(fā)揮效用的前提 和必要條件。 在智能化建筑的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就需要以效果為 導(dǎo)向， 根據(jù)建筑節(jié)能需求來(lái)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)規(guī)劃工作， 建筑節(jié)能運(yùn) 行管理模式需在初期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái)， 這也是智能建筑節(jié) 能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 以建筑設(shè)備監(jiān)控體系為基礎(chǔ)， 管理和節(jié)能兩個(gè)功 能并行，以此來(lái)保障系統(tǒng)的監(jiān)控范圍、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控要求實(shí)現(xiàn) 其應(yīng)用效能，使系統(tǒng)完成后真正實(shí)現(xiàn)

16、管理和節(jié)能兩者兼?zhèn)涞墓?能。2、加強(qiáng)智能建筑運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范性 對(duì)智能建筑的最終節(jié)能性能而言， 其運(yùn)行階段的管理水平起 著至關(guān)重要的作用。 在建筑實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中， 由于專業(yè)技術(shù)人員 缺乏、技術(shù)水平落后、 管理效率低下等原因?qū)е碌闹悄芙ㄖ芎?過(guò)高、設(shè)備損耗過(guò)大、系統(tǒng)管理水平低等問(wèn)題層出不窮。這些問(wèn) 題的解決有賴于建筑運(yùn)行管理單位加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有工程技術(shù)人員的 大力培訓(xùn)和后續(xù)人才的培養(yǎng)。 首先， 對(duì)現(xiàn)有工程技術(shù)人員的培訓(xùn) 需要設(shè)備制造單位相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的合作和指導(dǎo)， 將理論知識(shí) 灌輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)操作人員的實(shí)際工作中， 培養(yǎng)出技術(shù)能力可以勝任的 工程技術(shù)人員， 同時(shí)， 還需要建立起具有一定專業(yè)水平的管理團(tuán) 隊(duì)，從上到下對(duì)智能建筑的運(yùn)行管理水平進(jìn)行整體提升 ; 其次， 需要從長(zhǎng)期發(fā)展的角度考量， 通過(guò)與專業(yè)院校等單位對(duì)接， 實(shí)現(xiàn) 專業(yè)技術(shù)人員和管理人才的梯隊(duì)培養(yǎng)， 提高智能建筑的綜合節(jié)能 水平3、加強(qiáng)建筑節(jié)能參與主體意識(shí) 智能建筑節(jié)能的參與主體包括多個(gè)層面，政府、業(yè)主、建筑 設(shè)計(jì)師、設(shè)備工程師、物業(yè)管理人員、建筑實(shí)際使用者等。在立 項(xiàng)階段， 業(yè)主和政府部門(mén)作為項(xiàng)目的指導(dǎo)者， 其政策