現代智能化建筑的節能技術應用

趙學鋒

ZHAO Xue-feng

（江西制造職業技術學院，南昌 330095）

0 前言

近年來，建筑業一直是我國國民經濟發展的熱點，尤其是2008年在北京舉辦的奧運會、2010年上海舉辦的世博會等，給建筑行業帶來巨大市場，智能化建筑也將面臨巨大的發展機遇。智能建筑正是應用現代信息技術改造傳統建筑產業的直接體現形式。從能耗角度來看，我國能源形勢已不容樂觀，建筑能耗逐年增加。“建筑節能與建筑智能化技術”已成為人們越來越關注的問題。采用建筑智能化技術實現建筑節能最直接、最有效的措施應該從空調系統的運行控制和建筑公共照明系統的控制著手。另外，智能建筑的節能效果與設計、施工、運營、管理等環節是密不可分的。我國加入WTO以后，建筑智能化技術面臨更加廣闊的發展空間，不可忽視的是，我國現代智能化建筑的節能技術應用存在著不少令人憂慮的問題。建筑節能工程涉及建筑材料、圍護結構、建筑設備及運營管理。因此，建筑物節能應貫穿建筑物的整個生命周期，包括規劃、設計、施工、管理等環節。在建設階段，建筑節能工程以建筑主體為主，多采用仿真技術，在此階段，設備配置及控制的節能策略將為運營期的節能奠定基礎；建筑節能的第二個環節是建筑設備的調試，采用建筑智能化技術進行調試及優化控制是關鍵；建筑節能的第三個重要環節是運營期，采用智能化技術提高科學管理水平，能大幅度地節省運營期的能耗費用。建筑節能是一個系統工程，不僅是建筑維護結構使用保溫材料，而且與設備的運行效率和能量的管理模式密切相關。那智能建筑系統如何來實現節能，本文就現代智能化建筑的節能技術應用進行探討。

1 現代智能化建筑的內涵及特點

建筑反映了人類發展的歷史，代表著社會生產力的發展水平，與社會生產方式、人們的生活方式有密切相關的聯系，并又總是反映了人類社會的進步和科學技術發表的水平，具有鮮明的時代特征。

20世紀80年代以來，隨著電子信息技術、計算機技術、通信技術和控制技術的高速發展，人類社會逐步由工業化向信息化社會轉型，在全球信息化浪潮的推動下，人們對建筑物的安全性、舒適性、便捷性、信息交互能力以及節能環保能力等提出了更高的要求。l984年，美國度涅狄格州哈特福德市的“城市廣場”作為世界上第一個智能建筑，標志看舒一代建筑和新的技術領域的誕生。20余年里，智能建筑得到了快速發展，并又實現了建筑業與信息產業的有機融合，賦予傳統的建筑業以新的活力。

現代智能化建筑是指建筑綜合運用現代通信技術、自動控制技術、計算機技術等現代技術,將建筑物建設或改造成為智能建筑的全部工程,工程內容包括信息設施系統（ITSI）、信息化應用系統（ITAS）、建筑設備管理系統（BMS）、公共安全系統（PSS）、智能化集成系統（IIS）、機房工程（EEEP）等六大系統工程。智能化建筑的基本功能主要由三大部分構成：即大樓自動化（又稱建筑自動化或樓宇自動化（BA）、通信自動化（CA）和辦公自動化（OA），這3個自動化通常稱為“3A”，它們是智能化建筑中最基本的，而且必須具備的基本功能。目前有些地方的房地產開發公司為了突出某項功能，以提高建筑等級和工程造價，又提出防火自動化（FA）和信息管理自動化（MA），形成“5A”智能化建筑，甚至有的文件又提出保安自動化（SA），出現“6A”智能化建筑，甚至還有提出“8A”、“9A”的。但從國際慣例來看，FA和SA等均放在BA中，MA已包含在CA內，通常只采用“3A”的提法，為此，建議今后應以“3A”智能化建筑提法為宜。

2 現代智能化建筑的節能技術應用

2.1 采用智能照明控制系統，有效地節約能源

以山東施耐通電氣技術有限責任公司生產的ABB i－bus系統為例，該系統是一套控制系統，符合EIB總線標準，以弱電總線通訊的方式控制強電末端設備，主要功能為燈光控制、窗簾控制、安全防范、AV設備及HVAC設備控制等，可對燈光進行各種控制如：開關控制、調光控制、分散集中控制、遠程控制、延時控制、定時控制、光線感測控制、紅外線遙控、移動感測控制、與其他設備系統的聯動控制等，控制方式方便、靈活、易于修改、易于操作、易于維護。隨著世界經濟于高新技術的不斷發展，人們對生活環境的要求越來越高。除去對建筑的傳統要求外，在建筑的安全性、舒適性、節能性、自動化與信息化等方面均提出更高要求，其目的是創造出舒適宜人，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境。目前，為適應這種社會發展潮流，新建筑有必要安裝先進的ABB I-bus＆reg；KNX系統，以滿足不同使用者的各種智能使用與管理需要，最終使樓宇的建設者、發展商和用戶獲得更大的經濟效益。

2.2 改善門窗性能

智能化建筑能耗散失的最薄弱部位是門窗，門窗的能耗占建筑總能耗的比例較大,其中冷風滲透為三分之一，傳熱損失為百分之三十四,所以我們在設計時，就應該考慮到這個問題，在保證采光、觀景、日照、通風等要求的前提下,盡可能地提高外門窗的氣密性，提高外門窗本身的保溫性能,減小住宅外門窗洞口的面積,減少冷風滲透,減少外門窗自身的傳熱損失。我們可以采取以下的節能措施，例如：提高住宅外門窗的氣密性，改善住宅門窗的保溫性能，控制住宅窗墻比，減少冷空氣滲透；同時，在室內與室外之間可以設置中間層,用以阻止室外冷風的直接滲透,減少門窗的熱耗損。

2.3 利用節能建筑材料

建筑業和住宅產業是資源消耗的大戶。目前我國建筑物97%以上屬高耗能建筑，建筑總能耗已占社會總能耗的三分之一，是發達國家的二到三倍。一方面，國家能源緊缺，形勢嚴峻；另一方面，建筑用能大量浪費。建設節約型社會，在建筑領域就是要大力加快環保節能建筑材料的推廣。以黑龍江省伊春市為例，新型節能建筑材料目前在該市推廣應用。今年，一種耐沖擊、密度大、保溫好、抗折壓的新型節能建筑材料在該市現代智能建筑建設中推廣應用，橋北的鴻盛花園小區成為該市首個新型節能建筑材料示范小區。這種外墻保溫苯板節能保溫效果好，它每立方米受壓能力達到30公斤，超過國家標準近10公斤，每塊保溫苯板的接口都做好，使銜接更緊密，兩面都做了倒棱處理，整體轉角，與墻面結合牢固，節能效果達到了65%，超過普通保溫苯板15個百分點。據了解，從今年開始，這種新型節能建筑材料將在全市大面積推廣應用。

哈爾濱鴻盛集團在房屋節能材料應用上有成熟的經驗，并擁有140多項國家專利技術，該市正是看好他們的建筑節能材料的優勢，才將其引進該市進行棚改建設。由他們開發建設的橋北鴻盛花園小區是該市今年節能建設的一個重點項目，據實際使用情況來看，能夠有效地節約能源。

2.4 地熱利用

地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量取出來,釋放到地能中去。我國利用地熱供暖和供熱水發展非常迅速,在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。

2.5 利用現代智能建筑自控系統來設置機電設備最佳啟停控制時間

對于商場、寫字樓之類建筑，晚上是不需要空調的，自然在夜里是無須開空調，為了確保工作人員開始工作時，室內環境處于舒適狀態，就需要預先對建筑進行預熱或者預冷。此外，室內溫度是一個慣性很大的參數，如果我們提前關閉空調，也能夠讓室內溫度在一定的時間內不會發生較大變化，現代智能建筑自控系統可以通過對空調設備的最佳啟停時間的計算，能夠在確保室內環境舒適的條件下，縮短不必要的空調啟停時間，以此來達到建筑節能的目標；同時對建筑進行預熱或者預冷，現代智能建筑自控系統能夠及時關閉室外新風風閥，這樣一來不僅可以減少獲取新風而帶來冷卻或加熱的能量消耗，而且還可以減少設備容量，達到節能減排的作用。

在實行階梯電價的地區，利用現代智能建筑自控系統，通過與應急發電機、冰蓄冷設備等配合，可以在用電高峰時，選擇投入應急發電機以及釋放存儲的冷量，或者選擇卸除某些相對不重要的機電設備，通過這些措施來做到實現避峰運行，減少高峰負荷，降低運行費用。

3 結束語

未來建筑智能化及節能市場的需求驅動力主要來自兩個方面：其一，國家節能減排政策將促進建筑節能市場的快速發展；其二，市場集中度的提高。目前低端市場的競爭將日趨激烈，規模較小不具備核心能力的解決方案提供商將會被淘汰，高端市場的增長將超過行業平均水平，但對進入者的資金實力和技術能力都將提出很高的要求，具備較強資本實力和技術能力的企業將能充分分享行業的成長，獲得較快發展。預計未來三年國內建筑智能化及建筑節能市場整體有望保持30%左右的增速。

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