基于智能化建設的公共建筑節能技術的綜合運用研究

湯劍濤

北京天恒創業科技有限公司 北京 100089

清華大學建筑節能研究中心發布的《中國建筑節能年度發展研究報告2020》顯示，2018年我國民用建筑建造耗能5.2億tce，約占全國能耗11%，而建筑碳排量約為18億t CO2。對此，我們必須要高度重視，對現有資源進行有效利用，在確保安全舒適的基礎上，盡可能降低總能耗和CO2排放量，同時亦積極探索節能技術，以此來減少能源浪費，而智能建筑恰好是解決這一問題的有效手段。

1 相關概念解析

1.1 智能建筑

智能建筑是以建筑為載體，綜合運用大數據、人工智能等新一代信息技術，構建起集先進技術于一體的智能服務平臺，能夠全面感知、自動采集建筑數據，并實現自我決策[1]。而在全生命周期內，通過管控建筑及環境空間的自適應與自進化，推動人、設施與環境的和諧統一，從而提高建筑的服務效能。

1.2 建筑節能

建筑節能不僅僅是一個代名詞，而是全球建筑行業專家基于大格局，在充分論證的前提下，所作出的共同決定，是符合當前全球發展趨勢的。推進建筑節能是貫徹落實國家能源生產戰略的有效手段；是加快生態文明建設的重要舉措；是堅持走新型城鎮化道路的直接體現，是推進節能減排，有效應對氣候變暖的著力點；是增強人民幸福感的重要內容。可以說，建設高效、綠色、低碳的建筑是當前的必然趨勢，不僅能推動建筑領域供給側改革，同時還為綠色發展奠基。

2 智能建筑節能技術發展現狀

2.1 智能建筑節能現狀

環保性、實用性、先進性等是我國智能建筑的主要特點，與其他國家智能建筑建設相比，我國更加注重可持續發展，力求運用智能建筑達到節能減排的目的，高效與低碳是主要追求目標。這些對于節能減排、降耗具有非常重要的促進意義。實際上，我國在智能建筑建設過程中，對于節能要求并不高，當前已經建成同時節能效果明顯的建筑非常少。但隨著社會生產力水平的提升，計算機網絡技術、現代控制技術、可視化技術、數據衛星通信技術等高科技技術水平的提高，在今后城市建設中，智慧建筑將會發揮非常重要的作用。

2.2 智能建筑節能的發展趨勢

智能建筑受外界影響因素較多，而隨著節能建筑的興起，必將提高人民的需求，同時在大氣環境改善、降低建筑耗能等方面發揮著重要作用。當前，智能建筑節能措施較多，如樓宇照明節能、無線傳感器網絡技術節能、門禁一卡通技術節能等等。其中樓宇照明節能技術可對建筑內部照明系統進行自動控制；無線傳感網絡技術主要由紅外線、溫濕度、照明燈傳感器組成，通過先進算法，無線傳感器網絡可對建筑內部的空調、燈光進行智能調節；同時，隨著建筑安防系統網絡化技術的不斷成熟，在現代智能建筑中，門禁、視頻監控、防盜功能等已基本實現融合，并呈現出集成化發展趨勢。在刷一卡通時，控制器可實現對報警器的布防，實現建筑智能化管理。可以說，這些節能技術都有助于降低建筑耗能，提高資源利用率。

3 智能建筑節能技術的綜合應用

3.1 工程概況

阜陽市東方廣場商業中心位于阜陽市火車站站前廣場，且位于市區，總建筑面積11.5萬㎡，地上39層，地下3層，總高130m，與2017年竣工。建筑結構形式主要有鋼筋混凝土、預應力混凝土、勁性混凝土等結構，使用年限設計為50年。

3.2 節能技術的綜合應用

商業中心智能化節能技術的綜合應用主要體現在樓宇自動化上，其主要系統如圖1所示，包括通風、照明、電梯、空調、給排水等自控系統，下面將分別進行闡述。

圖1 商業中心樓宇自控系統

（1）系統結構。要想實現商業中心建筑節能，就必須要構建能耗監測系統，系統由主控層、中間層以及現場層組成，屬于分布式結構。主控層是人機交互的直接窗口，亦是系統第一層，包括工業計算機、打印機、UPS電源等。主要是對現場的各項數據進行統計分析，通過圖形、聲音等直觀方式反饋出商業中心的整體運行情況。中間層主要負責網絡通信，以太網設備、總線網絡等組成，是數據交換的平臺，主要負責采集、分類和傳輸現場設備回傳的數據信息，從而對上位機的各個控制命令進行轉達[2]。現場層主要負責數據采集，包含各種智能儀器，主要負責上傳和存儲商業中心的耗能數據，同時采集基層數據，并負責向數據中心回傳。

（2）空調自動化系統。空調自動化系統主要是在確保提供舒適溫度的室內環境的基礎上，盡量減少能耗。系統會根據預設的上下班時間，系統會下達指令自動啟動空調。同時，根據建筑物的熱慣性，提前關閉空間，以維持下班前商業中心室內溫度。此外，還可以根據空調開啟程度自動化確定冷凍機的開啟臺數，合理調整其運行模式。

（3）智能照明系統。運用照明接觸器、傳感器等先進技術，在商業中心內外部安裝照明節能燈具，并根據商業中心對照明的需求以及運作時間，科學合理設定照明水平，這樣不僅可以保證建筑照明的需求，同時還可以實現節能降耗，延長燈具的使用壽命[3]。此外，在商業中心大廳設置有可編程控制面板，主要負責大堂燈光的控制，并在室外隱蔽且采光好的地方，配置照度傳感器，以便對外界燈光自動感應。靠近室外的照明回路會通過照度傳感器感光控制，根據外界自然光的強弱，對大廳燈光進行自動控制。

（4）通排風系統監控。通排風機系統主要服務于商業中心地下室配電間、低下停車場、衛生間屋頂、會議室等通排風。大樓通排風系統由DDC控制器進行統一管理，根據預先設置的流程和時間進行運行。系統采用定時程序控制，當運行累計達到一定時間后，實施自動化啟停控制，同時系統還可以自動進行故障報警，與消防系統實現聯動監控。

（5）給排水系統監控。給排水由生活供水和污水排放等環節構成，該商業中心在供水方面主要采取恒壓供水的方式，當污水池液位達到警戒線時，自動實現循環倒泵、備用替開。DDC將對供水泵的啟停、運行狀態進行自動化管理，當遠程壓力傳感器監控到水管網壓力后，將向DDC傳輸模擬信號，自動調節來水和供水壓力。同時，系統還可自動進行參數故障報警、水流開關報警、超低/高液位報警等。

（6）電梯系統機制監測。電梯作為商業中心內部的垂直交通工具，肩負著貨物運輸和人員通行的重任，包括普通客梯、觀光梯、貨物電梯以及自動扶梯等。該系統主要是對商業中心普通客梯和自動扶梯進行監控，包括電梯啟停、運行狀態、樓層指示、應急報警等[4]。系統還會根據人員流動的具體情況，合理投入電梯的運行臺數，達到節約資源的目的。

4 結束語

智能建筑是當前建筑行業發展的必然趨勢，其涉及方面較多，如生態、環保、資源耗能等等，是一種復雜的民生系統工程。作為智能建筑的設計者，其扮演著主導者角色，應當努力推廣智能化技能措施，轉變國民節能觀念，科學系統地推進建筑智能化管理，以滿足不同群體對公共建筑的多元化需求，提升能源利用率，擴大其社會與經濟效益。