淺談智能化建筑節能的現狀與對策

任 偉 袁 東

1 河南建筑職業技術學院（450000） 2 山東省水利勘測設計院（250000）

淺談智能化建筑節能的現狀與對策

任 偉 袁 東

1 河南建筑職業技術學院（450000） 2 山東省水利勘測設計院（250000）

智能化建筑向人們提供了一個安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境，作為目前建筑行業的發展方向，其節能效果非常突出。這里主要對智能建筑中常用的一些節能措施進行總結，以供同行借鑒和參考。

智能建筑；節能；措施

我國目前的確是世界上每年新建建筑量最大的國家，平均每年要建20億m2的新建筑，相當于全世界每年新建建筑的40%，預計這一過程還要持續25～30年。有資料顯示，我國在建筑上消耗的能源已經占到社會能源消耗總量的近28%，而且每年還在以1%以上的速度增長。如此發展下去，到2020年,林立的高樓將可能占據我國能源消耗的40%。這說明節能措施和技術在建筑領域的大量應用已經成為最迫切的社會需求，具有很大的潛力。

1 智能化建筑現狀

智能化建筑是建筑、裝備、服務和經營四要素相互聯系，達到最佳組合,獲得高效率、高功能和高舒適的建筑物。當前智能化建筑直接利用的技術是建筑技術、計算機技術、網絡通信技術、自動化技術。目前，我國已經建成及在建的不同類型(含智能住宅小區)智能化建筑，不僅技術開通達標率普遍不高，效益不理想，而且浪費嚴重，建筑能耗很大，這主要表現在以下幾個方面。

1.1 技術上的差距使智能化建筑被閑置

我國智能化建筑基礎性研究工作缺乏，硬件產品、設備過于依賴進口，業主從其自身的時間、精力等方面綜合考慮，很可能會放棄智能系統。智能化建筑被大量閑置，造成浪費。

1.2 重建設輕管理的弊病使智能化建筑能耗巨大

傳統的建筑物業管理相對簡單，在技術上對物業管理人員要求不高，智能化建筑對操作人員的技術素質要求較高。由于缺乏高素質的物業管理人員，已有的智能化建筑管理不善，造成了智能化建筑的巨大能耗。

1.3 業主對建筑舒適度要求的提高加劇了建筑能耗

建筑能耗主要用于采暖、空調、通風、熱水供應、照明、炊事、家用電器等方面。隨著人們生活水平的提高和舒適性的要求,建筑設備能耗逐漸增大。

2 智能化建筑的節能對策

2.1 空調控制及其節能技術

要創造一個良好的居住環境,一個溫度適宜、濕度恰當、空氣清潔的舒適環境就顯得特別重要。空調越來越普及,由此所帶來的能量消耗十分巨大。空調控制及其節能技術不僅可以降低空調的能源消耗，而且在空調的使用上節約能源。

2.1.1 水環熱泵型空調系統的優勢及其發展

水環熱泵型空調技術是在空氣源熱泵技術的基礎上發展起來的。熱泵的節能與環保雙重效應自誕生以來就備受人們的重視。熱泵作為空調系統的冷熱源可以把自然界或廢棄的低溫廢熱轉變為較高溫度且可利用的再生熱能，滿足暖通空調系統功能的需要，為人們提出了一條節約礦物燃料、合理利用能源、減輕環境污染的新途徑。在我國能源短缺的情況下,水環熱泵型空調系統所具有的綠色、環保、節能、生態的特性，必然將受到人們的重視，其發展和應用將具有巨大的潛力及廣闊的前景。

2.1.2 地源熱泵型空調技術

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節能空調系統。地能可在冬季作為熱泵供暖的熱源，在夏季作為空調的冷源。通常地源熱泵消耗1 kW的能量,用戶可以得到4 kW以上的熱量或冷量。地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優點:

1）全年溫度波動小。冬季地能溫度比空氣溫度高，夏季地能溫度比空氣溫度低，因此地源熱泵同空氣源熱泵相比，制熱、制冷系數要高,節能和節省費用約40%。2）冬季運行不需要除霜，減少了結霜和除霜的損失。3）地源有較好的蓄能作用。

2.2 智能建筑小區熱環境技術

2.2.1 集中供暖技術

智能化建筑尤其是智能化建筑小區的熱源應使用清潔能源，有條件的地區應采用太陽能、地熱能、風能等綠色能源，并且可以實現分戶溫度調節、分戶熱計量，還可實現智能計量收費系統。集中采暖系統應當采用雙管系統，推行溫度調節和戶用熱量計量裝置，實行供熱計量收費。這里所說的雙管系統是指分戶循環的雙管系統。這種系統安裝了溫控閥和戶用熱量計量裝置,用戶可以根據需要，調節并設定室溫，供熱部門可以根據每戶熱用量計量收費，從而大大減少了熱量的浪費，實現真正意義上的節能。

2.2.2 戶式中央空調

戶式中央空調由供暖熱源、制冷主機以及末端裝置組成。供暖熱源采用小型燃氣熱水爐，制冷主機采用風冷式冷水機組，室內末端則采用臥式暗裝風機盤管,主機與末端裝置間使用鋁塑復合管連接。冬季，關閉單冷機的管道閥門，改為由熱水爐向風機盤管以及生活用水設備提供熱水供暖。夏季，制冷主機生產冷水，通向風機盤管，向室內供冷。燃氣熱水爐、制冷主機、風機盤管組合成一個完整的家庭式中央中調系統。采用家庭式中央空調系統，一家一戶自成一體，除了實現其自身功能外，還可解決制冷、供暖和生活熱水的供應問題。總之，戶式中央空調能顯示眾多的優點，如舒適性強，便于計量，節約投資，節約能源，設備小巧及操作簡便等。

2.3 照明系統節能措施

在建筑規劃和單體設計中，要充分考慮到自然采光。在不降低照明質量的條件下，盡可能減少照明用電，合理設計照明點，選擇高效節能的照明設備。照明節能措施的智能控制方式有:

1）配合時序控制器:在預定的時間自動地對照明環境進行切換，或對燈具進行控制，無須手動操縱。2）配合亮度探測器:當屋外自然光照充足時，可自動地降低可調光型電子鎮流器的輸出以及靠窗燈具的亮度，或直關閉燈具。3）紅外線開關裝置:適用于小型會議室、會客室、衛生間等場所。熱感應器可自動檢測該空間內的人體溫度,自動開關照明。4）整體群控式照明控制系統:包括照明中心控制、房間智能照明系統等，可機動配合建筑物場所作息時間來變動照明需求。

除采用先進的智能化照明控制裝置來達到節能外,對現有傳統照明線路的節能改造也不能忽視，主要措施如下:

1）減少配電線路中的損耗。應選電導率較小的材料,如銅芯線，縮短導線長度，線路敷設盡量沿最短距離走直線。變壓器盡量接近負荷中心以縮短供電距離。2）選用高效電子鎮流器。3）提高供電系統功率因數。

2.4 抑制諧波的發生

隨著我國國民經濟的不斷增長和人民群眾生活水平的不斷提高，現代智能化建筑配電系統中的非線性負荷（如電加工設備、電弧爐、交直流傳動、變頻調速、節能燈和各種家用電器等）也逐年增多，這些負荷的非線性特性使得電流和電壓的波形發生畸變。

在治理配電系統諧波時，應充分考慮系統中各種因素的影響，兼顧各個指標，選擇合理有效的濾波方案。由于價格及運轉成本上有極大優勢，無源濾波器目前廣為業界使用。無源濾波器以濾波器組的綜合濾波效果為原則，嚴格避免諧波放大現象的發生。有源濾波器諧波抑制能力大大優于傳統無源濾波器。隨著對配電網諧波問題的日益重視和其成本的逐步降低，有源濾波器也將具有廣闊的應用前景。

就當前技術水平而言，采用小額定值有源濾波器結合無源濾波器的混合型電力有源濾波器是一種切實可行的方案。

2.5 系統集成工程

系統集成被視為智能化建筑的最高境界，雖然以往的系統集成工程也考慮過節能問題，但在在功能上缺乏針對性。目前的系統工程可準確地對能源系統的主要物理量，如電量、冷量、熱量、油量、燃氣量，以及主要能耗設備的運行狀態，如溫度、流量、壓力、冷熱量等進行采集與管理，對建筑物內各類用戶能源設備運行的故障診斷與能源系統運行進行優化決策。總之，系統集成在實現其他功能的同時，也應把它建成一個專用的能源綜合管理平臺。

2.6 設計和集成工作模式的轉變

智能化建筑工程的設計與施工不僅是進行功能配置、采購設備和現場安裝，而應與建筑、設備、物業管理等專業聯合起來，對建筑物的能源系統進行分析與診斷，緊密結合建筑方案、設備工藝、管理方式等方面，提出全面的自動監測、控制和管理方案，并在實施過程中不斷優化和完善，尋求實現優化的控制和管理模式，提升智能建筑節能控制設備的功能。

3 結語

智能化建筑節能是世界發展的大潮流和大趨勢，需要多部門的努力。通過執行節能標準，建立終端節能優先的觀念，加強管理，精確與優化控制，引進節能設備，改造現有設備，實現主動式節能。另外,工程技術人員也應樹立全方位的節能意識，提高能源利用效率,體現智能化建筑在節能方面的優勢，實現可持續發展。

[1]蔣鵬,譚宏禮.智能空間一智能建筑的延伸[J].建筑電氣, 2007:58～59.

[2]黎連業,蘇暢,王超成.智能小區弱電工程設計與實施[M].北京:中國電力出版社,2006.

[3]王娜.智能建筑信息設施系統[M].北京:人民交通出版社, 2008.

[4]周洪,張紅梅,郭愛學.智能小區管理與控制系統[M].北京:中國電力出版社,2006.