浅析节能技术在智能建筑中的应用

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摘要：目前随着我国城市建设的快速发展，建筑运行能耗迅速增加，优化建筑节能措施成为贯彻可持续发展战略的一个重要方面。本文主要介绍常用的节能技术在智能建筑中的应用。

关键词：建筑节能，建筑设备监控，能耗监测，节能材料

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

近年来，面对全球气候变化的严峻挑战，我国把环保节能、节约资源提高到更加突出的位置。党的十报告中提出要“大力推进生态文明建设”，面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形式，坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚持节约优先，保护优先，推进绿色发展，低碳发展的工作方针成为了迫切需要。目前随着我国城市建设的快速发展，建筑运行能耗已占社会总能耗的30%左右，并且还在继续增加，如何优化建筑能效成为亟待解决的问题，建筑节能已经成为贯彻可持续发展战略的一个重要方面。本文主要介绍建筑节能技术在智能建筑中的应用。

我们说的智能建筑是指建筑物利用系统集成技术，将计算机技术、信息通讯技术、控制技术等与建筑机电设备有机结合，以丰富灵活的控制、管理软件和后期的有效管理，使建筑物内的机电设备有条不紊、综合协调、科学高效地运行，从而达到既能保证建筑物内拥有舒适的工作生活环境又能实现节约能耗、节省维护管理工作量和运行费用的目的。

一、 建筑设备监控系统的节能应用

智能建筑中的机电设备能源消耗是巨大的，据发达国家统计，建筑物的运行能耗主要体现在建筑设备的能耗上。其比例大致如下表：

智能建筑中的建筑设备监控系统在充分采用了最优设备投运台数控制、最优起停控制、焓值控制、工作面照度自动控制、公共区域分区照明控制、供水系统压力控制、温度自适应控制等有效的节能运行措施后，可以使建筑物减少20%以上的能耗，具有十分重要的经济和环境保护的意义。另外，智能建筑中的节能控制方式有效减少了设备的运行时间，降低了设备的磨损与事故发生率，大大延长了设备的使用寿命，降低能耗的同时也减少了楼宇的运行费用，建筑设备监控系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。

建筑设备监控系统对各机电设备的控制，主要采取以下措施实现节能：

1）对中央空调及空调末端系统的控制：

使用建筑设备监控对中央空调的每种空气源全热值计算后进行比较决策，自动选择合适的空气源，使被冷却盘管除取的冷量或增加的热量最少，来达到所希望温度环境，从而降低不必要的能耗；依据时间判断夜间/白天模式，在凉爽季节的夜间只送新风，以节约能耗；在一些采用大面积落地玻璃的建筑，可在靠南侧窗户边设置电动百页并加感光传感器，在制冷状态下当阳光强烈时，可自动关闭百页窗，减少能量的消耗而实现节能。

目前空调末端系统采用的形式有许多，其中最常见的是风机盘管加新风机系统和VAV变风量系统，在国内采用最多的是前者。①风机盘管加新风机系统可通过建筑设备监控设置两级热回收技术，由新风焓值与回风焓值的比较来启停换热设备，以达到节能的目的；在建筑中，特别是高层的办公大楼中，可采用一些电动窗户，在室外温湿度、天气及风力适宜的情况下，关闭送、排风机，自动打开电动窗户实行自然通风，既提高空气品质，又实现节能；对地下车库的送、排风机控制，可实行分时、分段控制。在白天可间隔短一些，晚上可间隔长一些，以实现节能。②VAV系统为全空气系统，能够进行新风量的调节，在过渡季节，可以使用全新风进行供冷，在保证室内空气品质的同时，又达到节能的目的。

2）对机电设备的运行控制：

建筑设备监控可根据人员使用情况，提前开启空调系统、照明系统、电热水器、饮水机、电梯等设备。在保证人员进入时环境舒适的前提下，提前时间最短为最佳启动时间。并在人员离开之前的最佳时间，关闭空调系统、照明系统等设备，在保证人员离开之前空间维持舒适的水平，又能尽早地关闭设备，减少设备能耗；在夜间及其他非占用期编制专门的非占用期程序，自动停止一些可以停止运行的设备，以节约能源。

3）能耗监测及优化管理

对智能建筑各功能区域的用水、用电、空调能耗进行远程自动监测并建立统一的数据库，通过集成平台与建筑设备监控相结合，进行数据模型分析，结合外部条件（节假日、天气情况等），提供优化管理模式，按月生成报表，并可逐月逐年分析比对，找出不足，优化管理模式，最终达到最佳的节能运行模式。

二、绿色照明的应用

为了满足智能建筑节能环保的要求，室内外照明在设计时也要最大限度的考虑节能，即考虑绿色照明理念。对于照明系统来说，最常用的节能方法有:充分合理地利用自然光照明；科学、合理布置灯具，选用高效、节能光源，提高电能利用效率；配合建筑设备监控系统采用智能照明控制，集中管理所需照明灯具的开/关及亮度，以达到节能的目的。

1）自然光的合理利用

智能建筑的公共照明部分的控制可采用光电自动控制装置，根据实时天气情况（自然光的强度）发出指令自动控制室外灯具的开/关、亮度，既可保证最佳照度要求，又可达到节能的目的；室内照明可充分利用电动遮阳帘，在白天室外阳光充足的情况下自动控制遮阳帘，将日光与电气照明进行有效的组合，减少刺眼现象，提供最佳舒适度，并降低太阳热温升，以达到降低能耗的目的。

2）光源的合理配置

根据照明场所的性质、功能要求的不同，合理选择光源。在满足眩光限制的条件下，应优先选用开启式直接照明灯具。一般室内的灯具效率不宜低于70%，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比；建筑物泛光照明应使用光效高、显色性好、寿命长的高效光导纤维、发光二极管、LED灯带等。

3）智能照明控制系统的使用

在建筑设备监控系统中整合智能照明控制系统，借助各种不同的“智能设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同场景的光照度进行精确设置和集中管理来实现最大的节能效果；智能照明系统还可以有效抑制电压的波动，通过系统对电压的限定和滤波功能，避免过电压和谐波干扰对灯具的损害。

三、节能建筑材料的应用

节能建筑材料是一种用于降低建筑物能耗的材料，主要包含：

1）安装节能窗。使用中空镀膜玻璃的塑钢节能窗可防紫外线、隔绝室外噪音、保持冬季室内热量；

2）使用保温外墙。通过与高效保温材料复合形成复合保温墙体，或直接采用具有较高热阻和热惰性的墙体材料，可减少建筑物内能量消耗和杜绝热岛效应；

3）使用保温屋面。屋面应选择容重较小、导热系数较低、吸水率较小的保温材料，以减少能量损失；

4）使用环保室内墙砖贴面材料，用于避免污染、减少室内制冷、取暖能量流失。

使用这些材料的建筑物，可以达到“冬暖夏凉”的效果，既节能又舒适。在大力建设节约型社会的今天，节能建材的推广具有很大的现实意义。

四、太阳能光伏发电技术的应用

太阳能在中国2/3的国土上，年辐射量超过600Kj/²，每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能量。在传统能源日趋枯竭的今天，这种免费清洁的能源有着广阔的开发利用前景。

目前，建筑光伏一体化系统（BIPV）是应用光伏发电的重要发展方向，该系统能将太阳能发电机组完美的集成于建筑物的墙面或者屋顶上，其工作原理与普通的光伏发电系统相同。用于BIPV系统的光伏构件可以采用透明或者半透明的材质，这样亦不会影响室内采光。采用BIPV技术可就地发电、就地使用，可达到节能与环保的要求，但是，目前太阳能光伏发电技术在建筑应用中仍存在各种问题，比如造价高昂，受天气影响较大，节能设计标准不规范等因素的制约。不过国家近期推出了鼓励推动BIPV的政策，此项技术的前景仍是十分广阔的。

五、结束语

智能建筑的节能是全方位的、持久的和综合性的系统工程。在智能建筑的招标和设计阶段，就应该引起充分的重视并配置合理的投资估价，坚持将节能的理念贯穿智能建筑的设计、建造、使用的整个周期。我们应努力推动建筑节能技术措施的实施和应用，大力推进生态文明建设，造福子孙后代。

参考文献

1、李汉章，建筑节能技术指南：北京：中国建筑工业出版社，2006：101-135

2、上海现代建筑设计（集团）有限公司主编，建筑节能技术统一技术措施：-北京：中国建筑工业出版社，2009：暖通动力分册、电气分册、建筑分册。

3、李岩，浅谈智能建筑中央空调系统节能:山西建筑，2008（19）230-231

4、王燕，智能建筑照明控制系统实施与研究：低压电气，2006（2）26-29

5、卢卫，现代智能化建筑的节能技术应用：科技资讯，2009（12）82