浅谈智能化建筑之节能

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我国是个发展中国家，随着全面建设小康社会的逐步推进，社会主义建设事业全面发展，建筑能耗迅猛增长，尤其是伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升（智能化建筑总量在不断的增加），呈急剧上扬趋势居耗能首位。据统计，我国的建筑能耗已经占到每年总能耗的30%以上且每年平均以1%在递增，与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”，长此以往，将严重影响经济的可持续发展。因此，能源问题已成为本世纪的热门话题，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，尽可能多的利用新型可再生能源，降低对外界环境的污染，并尽可能的为使用者提供更加健康、舒适、并与自然和谐的工作及生活空间。

传统建筑中我们一般很注重外墙、门窗和屋顶这三部分的节能，主要是利用高效、经济的保温隔热材料以及切实可行的构造技术来提高围护结构的保温、隔热和密闭性能。如外墙采用复合墙体，降低传热系数；门窗采取增加窗玻璃层数、窗上加贴透明聚酯膜、加装门窗密封条、使用低辐射玻璃和绝热性能好的塑料窗等措施，改善门窗绝热性能，有效阻挡室内外空气的热传导；屋顶隔热降温的方法有架空通风、屋顶蓄水和屋顶绿化等。

智能化建筑IB(Intelligent Building)是信息时代的产物,它的基本要素是通信系统的网络化、办公业务自动化和智能化、建筑柔性化和建筑物管理服务的自动化。我国智能化建筑多集中在大城市，像瑞安这样的小城市还没有真正意义上的智能建筑，所谓的智能化建筑也只是些自动化功能的简单罗列。事实上智能建筑是建筑、装备、服务和经营四要素相互联系、全面综合并达到最佳组合以获得高效率、高功能和高舒适的建筑物。目前，智能化建筑较传统建筑耗能主要体现在以下几个方面：一是技术方面。我国智能化建筑基础性研究工作缺乏, 硬件产品、设备过于依赖进口, 业主从其自身的时间、精力、财力等方面综合考虑, 很可能会放弃智能系统，智能建筑被大量闲置, 造成浪费。二是管理方面。智能建筑除传统物业管理的内容之外, 建筑智能化系统的正常运行对物业管理人员的技术素质要求较高。由于缺乏高素质的物业管理人员, 对已有的智能化建筑管理不善, 也造成了智能化建筑的巨大能耗。三是业主对建筑舒适度要求的不断提高加剧了建筑能耗。所以，发展智能化建筑更应该高度重视节能。

（一）减少智能建筑的建设能耗

一、加强相关法律法规，制定、完善节能政策，使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法，建立完善的建筑节能管理体制，采取经济政策鼓励建筑节能，加强节能与开发并重的科学研究，加大建筑节能技术革新，完善建筑节能技术标准体系，加强建筑节能技术应用转化与工程开发，培育建筑节能科技创新与服务企业，逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计，提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析，使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量，降低采暖负荷；夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制，努力提高绿化率，美化环境，缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系，防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体，避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统，避免重复投资，重复建设，多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护，那就是一个摆设，不但浪费巨大的投资，而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。

（二）降低智能建筑的运行能耗

除了以上所涉，智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分，降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。

先说采暖和制冷，在南方比如瑞安这样的县城，空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计，空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定，因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构，还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能比空调，推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理，因为一个设计再好的节能系统，如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分：冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中，比较重视对前两部分的控制和管理，但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径，就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系，既创造出舒适高效的室内环境，而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法，通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括：1、提高冷冻水温度，可以达到节能效果。在保证舒适的前提下，系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况，自动调节冷冻水的出水温度。2、根据末端设备所需的冷量负荷，运用模糊算法，对空调冷源设备进行群控，优化运行，保证冷量供求平衡，让冷源设备运行在最高效率特性上。3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃，将增加9%的能耗；如果在冬季将设定值温度上调1℃，将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低，以25℃为宜，冬天温度不要太高以22℃为宜。4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求，提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ～30℃，主要比室外低4～5℃，人们已感觉舒适；走廊设定值定在27℃ ～28℃也可满足要求。5、根据季节变化，进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等。6、要定期对设备进行维护，防止带病、超负荷运行；7、监测运行参数，改造系统不合理之处；8、运行要能实现智能化管理功能，能集中实现分层、分区、分时控制。

建筑照明是一个系统工程，要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择，还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯，光纤灯、LED等，每种都有各自的优缺点，都有自己的适用范围，设计时可根据建筑物的使用性质，人员的视觉要求，灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光，使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调，形成良好的照明环境，可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施，主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中，为了达到节能的效果，还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中，通过计算机集成系统，在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。可以预先设定若干基本状态并可以根据环境设定自动切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动调暗各区域的灯光，同时系统的探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外，还可以通过编程器随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。照明系统智能化的目的就是使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运行，降低运行管理费用，最大限度地节约能源。

另外就是节约用水，我们可以利用水再生技术，水循环技术，雨水收集利用技术，使用节水器具等来达到节能的目的。

（三）提高智能建筑新能源利用

在节约能源、保护环境方面，新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的直接或间接来自太阳的可再生能源，包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等非化石能源。其与常规能源相辅助, 进行合理的分配和使用， 可有效解决能源紧张和能源损耗问题，逐步达到零排放，实现“绿色建筑”。 比如光伏建筑一体化技术，把太阳能光伏电板做成建筑材料，将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替，则既能作为建材又能发电，还能吸收太阳辐射，避免屋顶、外墙温度过高，降低空调能耗，可谓一举多得；太阳能热水器为建筑物提供生活热水和冬季采暖；空调系统采用地源热泵技术，耗能低，对环境影响小等。在智能建筑中，为实现可再生能源的综合利用，通常可设置建筑能源协调控制系统，将可再生能源利用系统与采暖、空调、照明控制系统通过智能化系统集成，使整个建筑成为一个能源体系，以利协调控制，使之在保证性能、各功能要求和运行安全的前提下，实现节能运行。

总之，建筑节能是我国可持续发展战略的重要组成，是一项复杂的系统工程。作为占能源消耗总量比重很大的高层建筑，采用智能化系统实现节能，发展绿色建筑，成了迫切的需求。