建筑智能化與節能設計研究

穆久東

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引言

建筑設計作為影響建筑質量和環境保護的重要內容，如果設計人員能夠采取有效措施進行智能化、節能化的設計，就能夠促進建筑業的發展。為了進一步創造一個友好的社會格局，我們應該從建筑設計入手，通過節能和智能手段實現綠色建筑的建設，最大限度地減少建筑能耗，使符合環保理念的建筑同時發揮實用價值[1]。

1 建筑智能化與節能設計目的

建筑智能化與節能化設計是建筑業未來發展的主要趨勢。因此，無論是從項目管理還是系統安裝上都應融入智能化思維。實現智能化發展的根本原因在于緊跟時代潮流，提高建筑物的信息化水平。根據過往安裝空氣調節、供水及排水系統的經驗，我們可以看到單靠人手難以管理及控制系統的運作。因此，如果進行智能化設計，充分利用智能技術和計算機設備，對建筑物的各種信息系統進行綜合管理，不僅可以提高建筑物的安全性，而且可以減少對生態環境的破壞。所以早在1980年，中國開始關注智能建筑設計，這在智能管理中有三個原因。首先，建設項目往往是復雜的，容易受到人為因素的影響，造成延誤，使建設人員和技術人員需要承擔更大的責任。一旦從智能管理工具中移除，不僅會增加項目管理的負擔，還會導致項目內容無法有效實施。二是建設項目具有長期性，從項目開發、項目實施、竣工驗收等方面，需要收集相關信息資源，妥善處理項目建設問題。利用智能技術實現智能分類，可以獲得可靠的管理效果。第三，這個項目的每個人都有重要的責任。借助智能技術，可以實現資源共享，加強各方之間的溝通，便于各方迅速確定自己的立場。因此，智能概念在建筑工程中的應用具有一定的現實意義[2]。

2 建筑節能設計策略

（1）充分利用自然光源。如果在建筑設計過程中注意能源效益，一般可節省至少30%的能源消耗。因此，節能設計是決定建筑能耗的關鍵因素。因此，在建筑節能設計過程中，設計人員應在工程規劃階段充分利用自然采光特性，確保建筑本身能夠節省一定數量的照明電源。例如，在建筑項目的施工中，設計師可以結合當地的照明特點和風的模式來確定建筑物的自然光的可用性。一般位于建筑物南北方向，夏季常有強風，冬季光照強度較大。因此，在設計建筑物時，應注意建筑物位置的規劃，以減少對照明的依賴。此外，建筑的結構和形狀也會影響自然光的利用，如“花紋”和“曲線”形狀的建筑集熱性能良好。如建筑物本身散熱明顯，則應選用合適的外墻材料，如石、磚、石等，以確保建筑物本身能最大限度地利用自然光源，達到室內保溫的目的。另外，在節能設計中，可以對建筑屋頂進行規劃，通過“綠色屋頂”、“鋪設太陽能集熱板”等措施達到最佳節能效果[3]。

（2）與有效使用清潔能源。相關的能源消耗更為嚴重的原因是，清潔能源在能源使用方面的利用情況尚待改善。從煤炭能源發展趨勢看：2010年煤炭資源產量達到31.21億噸，2016年為34.6億噸，截至2019年煤炭能源產量達到39.7億噸。隨著煤炭資源總產量的增加，我國應在保護環境的基礎上，擴大清潔能源在建筑采暖中的應用，以減少不可再生資源的損失。中國的清潔能源主要包括太陽能、地熱能、風能等。鑒于太陽能的使用已經引起了相關人員的注意，經常以“蓄熱建筑”和“建造太陽能房屋”的形式使用太陽能的前提下避免建筑本身產生大量的能量損失。因此，太陽能仍然是我國建筑節能設計的一個重要方向。地熱能是專門用于供暖系統的，比如黑龍江，它位于寒冷地區，比其他地區的供暖周期稍長。在這方面，2020年專門針對100萬平方米的建筑節能改造設計，加大地熱能工程的開發力度，從而為建筑清潔能源節能設計帶來重要的推動作用。只有確保清潔能源的廣泛使用，才有可能加快建設一個友好節能的社會[4]。

（3）科學引進高新技術。無論是在建筑物的節能設計或智能設計方面，都應與時俱進，以科學的方式引進高新技術，確保建筑工程在施工過程中能得到便捷的服務。常見的節能技術包括“外遮陽技術”、“雨水收集與蓄水技術”、“外墻保溫技術”、“光纖光柵技術”等。前三項技術是建筑施工中門窗、外墻和給排水設施的節能設計，而建筑模型技術可以作為建筑設計和規劃的建模方法。例如，在裝配式建筑中，可以使用BIM技術創建一個“五維建筑模型”，然后使用建筑模型來確定建筑結構的位置和組裝方法，從而降低建筑返工率，也可以避免建筑項目產生較大的材料損失。此外，BIM技術還可以用來為建筑工程選擇合適的建筑結構和材料[5]。

3 結束語

總而言之，為了實現建筑工程的長遠發展，必須將智能化、節能化的設計理念融入其中，以提高建筑的實用性，滿足當前新時代的發展需要。在此基礎上，分析了建筑智能化節能設計的目的，并從安全系統、照明系統、給排水系統、空調系統等方面進行了智能化設計，借助自然采光、清潔能源的應用、高科技、綠色建材的引進等策略，保證了建筑節能設計，從而提高了建筑設計的質量。