建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)研究

穆久東

江蘇科海智能系統(tǒng)有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000

引言

建筑設(shè)計(jì)作為影響建筑質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，如果設(shè)計(jì)人員能夠采取有效措施進(jìn)行智能化、節(jié)能化的設(shè)計(jì)，就能夠促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。為了進(jìn)一步創(chuàng)造一個(gè)友好的社會(huì)格局，我們應(yīng)該從建筑設(shè)計(jì)入手，通過節(jié)能和智能手段實(shí)現(xiàn)綠色建筑的建設(shè)，最大限度地減少建筑能耗，使符合環(huán)保理念的建筑同時(shí)發(fā)揮實(shí)用價(jià)值[1]。

1 建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)目的

建筑智能化與節(jié)能化設(shè)計(jì)是建筑業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢。因此，無論是從項(xiàng)目管理還是系統(tǒng)安裝上都應(yīng)融入智能化思維。實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展的根本原因在于緊跟時(shí)代潮流，提高建筑物的信息化水平。根據(jù)過往安裝空氣調(diào)節(jié)、供水及排水系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，我們可以看到單靠人手難以管理及控制系統(tǒng)的運(yùn)作。因此，如果進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，充分利用智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)設(shè)備，對建筑物的各種信息系統(tǒng)進(jìn)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(tài)環(huán)境的破壞。所以早在1980年，中國開始關(guān)注智能建筑設(shè)計(jì)，這在智能管理中有三個(gè)原因。首先，建設(shè)項(xiàng)目往往是復(fù)雜的，容易受到人為因素的影響，造成延誤，使建設(shè)人員和技術(shù)人員需要承擔(dān)更大的責(zé)任。一旦從智能管理工具中移除，不僅會(huì)增加項(xiàng)目管理的負(fù)擔(dān)，還會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目內(nèi)容無法有效實(shí)施。二是建設(shè)項(xiàng)目具有長期性，從項(xiàng)目開發(fā)、項(xiàng)目實(shí)施、竣工驗(yàn)收等方面，需要收集相關(guān)信息資源，妥善處理項(xiàng)目建設(shè)問題。利用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能分類，可以獲得可靠的管理效果。第三，這個(gè)項(xiàng)目的每個(gè)人都有重要的責(zé)任。借助智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，加強(qiáng)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(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

2 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)策略

（1）充分利用自然光源。如果在建筑設(shè)計(jì)過程中注意能源效益，一般可節(jié)省至少30%的能源消耗。因此，節(jié)能設(shè)計(jì)是決定建筑能耗的關(guān)鍵因素。因此，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在工程規(guī)劃階段充分利用自然采光特性，確保建筑本身能夠節(jié)省一定數(shù)量的照明電源。例如，在建筑項(xiàng)目的施工中，設(shè)計(jì)師可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐恼彰魈攸c(diǎn)和風(fēng)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(qiáng)風(fēng)，冬季光照強(qiáng)度較大。因此，在設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，應(yīng)注意建筑物位置的規(guī)劃，以減少對照明的依賴。此外，建筑的結(jié)構(gòu)和形狀也會(huì)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(yīng)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(dá)到室內(nèi)保溫的目的。另外，在節(jié)能設(shè)計(jì)中，可以對建筑屋頂進(jìn)行規(guī)劃，通過“綠色屋頂”、“鋪設(shè)太陽能集熱板”等措施達(dá)到最佳節(jié)能效果[3]。

（2）與有效使用清潔能源。相關(guān)的能源消耗更為嚴(yán)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(fā)展趨勢看：2010年煤炭資源產(chǎn)量達(dá)到31.21億噸，2016年為34.6億噸，截至2019年煤炭能源產(chǎn)量達(dá)到39.7億噸。隨著煤炭資源總產(chǎn)量的增加，我國應(yīng)在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大清潔能源在建筑采暖中的應(yīng)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?zé)崮堋L(fēng)能等。鑒于太陽能的使用已經(jīng)引起了相關(guān)人員的注意，經(jīng)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(chǎn)生大量的能量損失。因此，太陽能仍然是我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方向。地?zé)崮苁菍ｉT用于供暖系統(tǒng)的，比如黑龍江，它位于寒冷地區(qū)，比其他地區(qū)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(jié)能改造設(shè)計(jì)，加大地?zé)崮芄こ痰拈_發(fā)力度，從而為建筑清潔能源節(jié)能設(shè)計(jì)帶來重要的推動(dòng)作用。只有確保清潔能源的廣泛使用，才有可能加快建設(shè)一個(gè)友好節(jié)能的社會(huì)[4]。

（3）科學(xué)引進(jìn)高新技術(shù)。無論是在建筑物的節(jié)能設(shè)計(jì)或智能設(shè)計(jì)方面，都應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，以科學(xué)的方式引進(jìn)高新技術(shù)，確保建筑工程在施工過程中能得到便捷的服務(wù)。常見的節(jié)能技術(shù)包括“外遮陽技術(shù)”、“雨水收集與蓄水技術(shù)”、“外墻保溫技術(shù)”、“光纖光柵技術(shù)”等。前三項(xiàng)技術(shù)是建筑施工中門窗、外墻和給排水設(shè)施的節(jié)能設(shè)計(jì)，而建筑模型技術(shù)可以作為建筑設(shè)計(jì)和規(guī)劃的建模方法。例如，在裝配式建筑中，可以使用BIM技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)“五維建筑模型”，然后使用建筑模型來確定建筑結(jié)構(gòu)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(xiàng)目產(chǎn)生較大的材料損失。此外，BIM技術(shù)還可以用來為建筑工程選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)和材料[5]。

3 結(jié)束語

總而言之，為了實(shí)現(xiàn)建筑工程的長遠(yuǎn)發(fā)展，必須將智能化、節(jié)能化的設(shè)計(jì)理念融入其中，以提高建筑的實(shí)用性，滿足當(dāng)前新時(shí)代的發(fā)展需要。在此基礎(chǔ)上，分析了建筑智能化節(jié)能設(shè)計(jì)的目的，并從安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等方面進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，借助自然采光、清潔能源的應(yīng)用、高科技、綠色建材的引進(jìn)等策略，保證了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，從而提高了建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。