时间:2023-12-23 08:13:27
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因此依赖于传统人力监督的方式很难达到节能计划所希望的目标,只有将人力监督和科学技术统一起来,才能达到最佳的节能效果。圣特丽科技潜心研发的建筑节能智能化控制系统能辅助您进行有效的节能监督和管理,帮助您真正达到节能降耗的目的。
下面就圣特丽建筑节能智能化控制系统的优势、适用环境及节约能源效率进行逐一介绍。
系统具有优势
1.技术先进,节约投资
圣特丽建筑节能智能化控制系统是结合了先进的计算机技术、通信技术和自动化控制技术,采用开放的以太网传输标准,将各种受控电器的工作状态上传至中心机房,并由计算机自动统一处理后实现对电器的控制。该项技术居国际领先水平,完全实现无人值守、自动控制、实时监测记录,能最大程度地节约宝贵的人力监督资源。
2.施工简单,安装方便
该系统包含采集控制模块(空调状态采集控制模块采用86底盒安装、灯光控制模块采用120底盒安装)和一套管理软件(32个控制空间内的可直接用液晶键盘),系统建设造价低廉。下端信号采用RS485传输,只需简单布线(单根四芯线即可),上端信号采用TCP/IP协议的传输方式,直接利用建筑现有的局域网,非常适合旧式建筑的改造施工和新建建筑的统一施工。
3.性能稳定,控制精确
该系统属于圣特丽智能家居系统的一个分支系统,获得“CCC”认证证书,一直以来在无人值守机房使用,自动实现机房温湿度的采集和控制、灯光自动控制功能。能检测房间温度变化值为0.06℃,能精确控制空调温度变化值为1℃。
4.功能强大,实时性强
可集中实时查看/控制照明灯光状态和空调运行状态,实时显示房间环境温度,可实现温度和照明自动/手动控制,温度超过设定温度范围时可输出声光报警。所有控制均由配套的计算机软件进行参数设置,开放性好,可根据不同的环境条件进行不同的设置。
系统可满足需求
1.对空调的实时监控
目前公共建筑对空调的控制比较粗放,控制环节薄弱。根据国务院办公厅指示:包括国家机关、社会团体、企事业组织和个体工商户,除医院等特殊单位以及在生产工艺上对温度有特定要求并经批准的用户之外,夏季室内空调温度设置不得低于26℃,冬季室内空调温度设置不得高于20℃。《公共机构节能条例》第三十条又强调指出:公共机构应当严格执行国家有关空调室内温度控制的规定,充分利用自然通风,改进空调运行管理。可见,对空调系统的节能控制迫在眉睫。
圣特丽建筑节能智能化控制系统对所有空调的控制均由后台服务器设定,可设定夏季模式、冬季模式等多种模式,在夏季模式里将最低温度设定为26℃,最高温度设定为30℃,最低报警温度设定为16℃,最高报警温度设定为40℃。当温度在26-30℃内变化时,服务器根据设定条件参数自动调整空调的运行状态。当温度高于40℃或者低于16℃时,会输出报警信号,提示被控房间温度失常,系统管理员需要根据情况作相应处理。同样,在冬季模式里将最高温度设定为20℃,最低温度设定为16℃。最高报警温度25℃,最低报警温度-3℃。还可以根据情况设定多种季节模式,所有温度设定值均是全开放的,由管理人员根据环境要求进行灵活设置。
2.对照明用电的实时监控
根据《公共机构节能条例》 第三十二条指出:公共机构办公建筑应当充分利用自然采光,使用高效节能照明灯具,优化照明系统设计,改进电路控制方式,推广应用智能调控装置,严格控制建筑物外部泛光照明以及外部装饰用照明。目前,各种公共建筑对照明的控制并没有完全实现智能化,特别是旧式建筑,多采用人工控制的方式,比如下班后关闭电源,一般管理员都需要每个房间逐一检查,以确认所有需要关闭的电源都正常关闭,以防能源浪费和发生火灾。这种传统的人工控制方式存在很多漏洞,管理员很难对每条线路进行检查,难免有疏忽遗漏。
圣特丽建筑节能智能化控制系统对照明用电的控制非常方便,当使用该系统灯光控制模块后,在服务器上即可实时显示各路灯光的使用情况,管理员只需要在服务器上根据情况控制各路灯光即可;也可灵活设置各种条件参数,比如下午6点下班后,自动关闭所有办公室的灯光。该系统集中控制和本地控制相互并存,当集中控制时,不影响本地开关的使用。
系统节能
根据目前该系统在某旧式办公楼节能改造项目中的运用情况,简述该系统的节能效率。本办公楼拥有办公室57间,所有办公室均安装空调控制系统和灯光控制系统。由于所建年代较早,所使用的空调品牌有很多种,每间办公室的照明用电功率为300W左右,空调功率1.5匹。要求做如下控制:根据国务院办公厅文件要求,对各办公室的室温做监测,保证室内温度夏季不低于26℃,冬季不高于20℃,下班后自动关闭所有空调,服务器能实时监测空调运行状态。同时要求集中查看和控制各办公室的照明回路状态,要求下班后自动关闭所有照明设备。
关键词:建筑节能;建筑电气及智能化专业;专业特色;学科研究
中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04000504
自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业,在校生已达3 000人,建筑电气与智能化已经成为土建一级学科下的五个二级学科之一。尽管建筑电气与智能化专业知识体系和学科基础与电气工程及其自动化、计算机科学与技术、建筑环境与设备工程、通信工程等其他专业学科有交汇重叠之处,但这些传统的专业
又无法完全涵盖和体现建筑电气与智能化的发展与特征;另一方面,在建筑领域,建筑电气与智能化技术的发展非常迅速,不仅对相关专业技术人才需求快速上升,而且也显示出区别于传统专业的技术特征,需要以学科的角度和专业的视野审视建筑电气与智能化技术的发展。正是这一发展趋势促使了建筑电气与智能化成为土建专业的二级学科,可以说该专业的设置,既体现了专业的发展需求,也填补了土建类专业的空缺。然而,由于建筑电气与智能化专业创办历史短,缺乏专业沉淀,而建筑电气与智能化专业又具有多学科交叉的特征,如何体现该专业不同于其他专业的特色,如何确定专业人才培养模式、专业教学内容和课程体系等,成为专业指导小组和开办该专业的学校关注和研究的热点问题。本文结合建筑节能的大环境和该专业的基础,对如何体现和提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨,以期能够为该专业的发展提供一些有益的思路。
一、建筑节能和建筑电气与智能化专业的发展
(一) 建筑节能是中国节能减排的重要内容
节能是当今世界经济发展的主题,是社会可持续发展的基本要求。工业的增长,城镇化进程的加快,人民生活水平不断提高,使得对能源、经济资源的需求更加迫切。目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。据中国国家统计局2010年8月的统计数据,2009年中国能源消费总量达30.66亿t标准煤,建筑用电和其他类型的建筑用能折合为电力,总计约为5500亿度/年。图1是2009年中国能耗构成示意图,由图可见,建筑能耗占全国社会终端电耗的比例达28%,而且普遍认为该比例非常保守。根据发达国家经验,随着城市化的推进,建筑能耗将超越工业、交通等其他行业而居于社会能源消耗的首位。按目前的能耗趋势,2020年建筑能耗将达到11亿t标准煤,相当于目前建筑能耗的三倍[1]。因此,建筑能耗不容小视,中国国家“十二五”规划明确要求完成17%的节能减排目标。要完成这一目标,有效降低建筑能耗是节能减排的重要内容,具有十分重要的意义。
(二) 建筑节能和建筑电气与智能化专业优势
建筑能耗属于终端能耗,有效降低终端能耗,不仅可直接降低建筑能耗,而且对能源生产投资、改善环境具有更重要的意义。降低建筑终端能耗一般有几类基本措施:一是采用新型、高效节能设备,提高设备运行能效;二是改善建筑围护结构的保温隔热性能,减小能源损耗;三是优化设备运行方式,降低运行能耗;四是通过管理手段,合理使用建筑设备,直接减小能耗。
提高设备运行能效,开发新型高效节能设备,主要涉及设备制造专业领域;改善建筑围护结构的保温隔热性能是建筑节能的有效措施,主要涉及建筑规划专业领域。在建筑规划和设计阶段,充分考虑气候特征,采取相关措施,可获得较好的效果。由于改善建筑围护结构的保温隔热性能涉及建筑外观,涉及到既有建筑节能改造,会受到较多因素的制约。通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗,不仅可以应用于新建建筑,而且由于不涉及建筑立面和围护结构,是既有建筑节能改造最有效的措施,具有更广泛的实用性。这一类节能措施所涉及的技术领域包括建筑环境与设备、自动控制、电气自动化、信息等传统专业领域,跨专业特征明显。建筑环境与设备专业是建筑节能领域的主力,主要从营造建筑环境的角度研究、设计和配置建筑设备系统,开发与运用新型高效节能设备、新型能源是其关注重点,或者说建筑环境与设备专业侧重于建筑设备系统的静态设计,而在设备运行控制方面的技术基础则不足,往往无法独立实现建筑设备系统的运行控制。自动控制、电气自动化专业关注动态调节,对设备运行调节技术具有深入的研究,但由于对建筑设备运行物理过程的认识不够深入,通常需要由设备专业提供物理模型后再完成控制模型和实现设备运行控制。计算机、信息类专业关注信息传输与处理过程,在系统集成和信息处理领域具有优势,但同样由于对设备运行物理过程的认识不够深入,通常也无法独立完成建筑设备系统的优化运行与管理。
建筑电气与智能化专业教学体系强调建筑、电气、智能、信息、控制、设备等专业知识的教学[2-4],跨专业特征明显。专业人才培养目标是具有多学科基础知识的复合型工程技术人才。通过优化设备运行控制和管理技术降低建筑运行能耗的方式都与该专业密切相关。因此把握国家对建筑节能的重视和引导趋势,充分发挥多学科交叉教学的优势,凸显专业技术特征是建筑电气及智能化专业不容错过的发展机遇。
二、建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心竞争力
(一) 智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势
在建筑电气与智能化专业申报过程中,该专业的学科基础和发展方向一直是关注的重点,论及控制技术,已经有电气工程、自动化等学科;论及信息处理技术,已经有计算机科学与技术、通信工程等学科;论及建筑设备,已经有环境与设备工程等学科,如果仅考虑单一的学科基础,建筑电气与智能化专业都不具备与传统专业竞争的优势。但是如果综合考虑,特别是在建筑节能技术领域,通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗是国家倡导的主要发展方向。要实现建筑设备系统的优化运行与管理,既要以现代信息技术和控制技术为主导,同时还需要对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略和合理的技术管理方案。如前所述,在建筑节能技术领域,传统专业各自的优势非常突出,但不足也十分明显,它们通常无法独立完成建筑设备系统的节能优化运行与管理,而建筑电气与智能化专业恰恰能弥补其不足。在总结建筑电气与智能化专业特色时,对该专业学科的特征概括为“建筑设备是对象,自动控制是手段,信息技术是支柱,建筑环境是目标”[5],这一特征充分体现了该专业的内涵,这也正是智能化管理与优化控制的本质需求。因此,在智能化管理与优化控制上具有优势的建筑电气与智能化专业,无论在人才培养,课程体系建设,还是专业研究方向都应围绕这一专业优势,兼收并蓄,把握建筑节能发展机遇,才能形成专业特色,提升专业核心竞争力。
(二)建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础
建筑电气与智能化专业是在原建筑电气专业和电气自动化专业的基础上发展起来的。已设置建筑电气与智能化专业的学校,大部分也将该专业设置在电气自动化、自动控制、计算机等专业学科平台内。在人才培养方案和课程体系中,沿袭传统专业优势,但对建筑设备的重要性认识不足。如果单纯以培养“能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力”的人才为目的,这种设置无可厚非。但如果要形成建筑电气与智能化专业的核心竞争力,把握建筑节能给专业带来的良好机遇,如果缺乏对建筑设备运行物理过程的深入认识,很难真正在建筑设备智能化管理与优化控制领域形成竞争力。
目前,建筑节能技术领域仍然以有建筑环境与设备专业背景的研究团队为主导。尽管在智能化技术和控制领域,控制与信息类专业具有明显的技术优势,但在建筑设备智能化的管理与优化控制领域,控制和信息类专业仍然处于辅助地位。其主要原因还是在于控制和信息类专业背景的团队,对建筑设备运行的物理过程认识不足,无法独立开展系统的、整体的优化控制模式研究,或提供合适的基于智能化管理与优化控制的节能改造方案,因而仍然需要依靠建筑环境与设备专业提供物理模型,主导节能改造。例如,在建筑中央空调系统中,末端设备都具有换热器和送风机,但由于设备类型不同,其功能和运行模式不同,即便相同的设备,也由于空气处理要求不同,而具有不同的控制策略,因此只有对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略。换句话说,控制技术、信息技术在建筑节能工程应用中,是实现设备优化与节能运行的手段,核心的控制策略必须建立在对建筑设备运行机理的认识之上,亦即建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础。
(三)暖通空调系统优化控制是建筑节能的重要内容
公共建筑能耗构成中,暖通空调系统能耗高达60%以上;其次是照明系统,通常二者所占能耗达80%以上。目前,对建筑照明系统,最有效节能措施是采用高效光源,采用智能控制和管理技术节能投入高,节能改造经济效益受到制约。暖通空调系统不仅能耗高,而且系统设备多,在不同的环境条件下,运行模式和控制策略也不尽相同,系统设备和参数之间往往具有多干扰、多参数耦合、滞后大的特征。尽管其节能优化一直是研究热点,但也一直存在较多需要解决和深入研究的问题。如果说建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础,暖通空调系统的节能优化运行则是最具有研究前景的重要内容。
(四)以现代控制技术和信息处理技术研究建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心内涵
建筑电气与智能化专业要求具有宽口径的知识结构,但如果没有核心内涵,专业就没有核心竞争力。现代技术发展趋势需要宽口径知识结构的人才,但只有依托某一专业核心内涵下的宽口径的知识结构,才能形成核心竞争力。因此,以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑设备系统,研究建筑节能技术,往往会有不同的视野和思路,并具有广阔的研究空间,这也是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵。
例如将网络控制技术和信息处理技术应用于建筑中央空调系统,实现对中央空调系统智能化管理、优化运行控制、分户冷量计费等多种功能。在对中央空调系统设备运行模式深入研究的基础上,以系统优化运行为目标,在管理平台与现场控制器中嵌入设备相应的优化控制策略,可以获得更好的综合节能效益[6],这种模式已经成为建筑节能领域的发展趋势。又例如,传统的暖通空调系统中,冷热源系统调节基本上采用以用户当前负荷的集中和滞后效应作为控制依据,不能很好地体现用户负荷变化的实际情况和保证所有用户的舒适性。控制模式的缺陷,已经成为进一步降低中央空调节能运行能耗的技术瓶颈。在应用网络控制技术后,获取中央空调系统末端设备运行和环境参数已没有技术障碍。如果能够直接根据这些参数,以更广阔的视野,以系统的角度研究中央空调系统节能优化控制策略,一定会形成有
别于传统控制模式的新思路。
三、结语
建筑电气与智能化专业规范明确指出,该专业以建筑这一特定的对象为核心,以建筑设备为对象,以现代控制技术、信息技术为主要手段,以建筑节能为主题,强电与弱电并重,设备与控制一体,以此为基础,开展相应的教学和科研。建筑节能是国家的发展战略,目前还有一系列技术问题需要解决。智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势,也是建筑节能的重要内容。以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑节能技术,既存在广阔的研究空间,更是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵,是形成该专业核心竞争力的基础。
参考文献:
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[4]李界家,片锦香,郭彤颖,等.浅谈建筑电气与智能化专业自动控制原理课程建设[J].教育教学论坛,2012,(29):53-54.
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[6] 徐晓宁,等.基于网络控制的中央空调运行管理、控制与分户计费系统[J]. 建筑科学,2009,25(6): 65-67.
Core competitiveness of the building electrical and intelligent specialty: building energy efficiency
XU Xiaoning, DING Yunfei, WU Huijun, YOU Xiuhua, HAO Haiqing
(School of Civil Engineering, Guangzhou University,Guangzhou 510006, P. R. China)
随着我国经济社会的进步和发展,供配电系统的发展在建筑建设中也越来越完善。本文在分析电力监控系统和建筑节能的发展现状基础上对建筑中电力监控系统的构成特点与实施进行分析研究。
1智能化供配电的总体供电方案
1.1确定建筑物的供电需求
在全面了解建筑物的供电需求进而确定供电方案的时候,必须进行综合性的研究分析。在满足建筑物内的各种负荷对于供电可靠性、负荷容量及电能质量要求的前提下,再进一步的考虑如何才能够做到从设计、建设、直至运行的周期当中综合效益达到最好。
1.2确定对于智能化供配电系统的监管功能的要求。
跟一般的供配电系统不同的是智能化供配电系统有着很强的远程、自动监控甚至管理功能。当然,不同类别的建筑物对于智能化供配电系统的监控功能的要求也是不同的,有的建筑物只需要常规的运行状态的监控功能;有的还需要监测各种电能的突变还有波动等的参数;除了监测功能之外,有的建筑物还需要具备着自动控制和故障自动应急处理的功能;有的建筑物只需要监控单个供配电系统,但是有的则需要联网的监控很多个供配电系统。这些都需要根据建筑物的具体需要来具体的进行确定。
2 供配电设计中节能技术的重要性
供配电设计中添加的供配电节能措施,在节能工作中发挥重要作用。它重视优化产业结构,大力开发以水电为主的可再生能源,建立节约型电力生产供应体系,提高能源转换和利用效率,以最少的资源消耗获得最大的经济和社会收益。供配电节能措施要把资源节约与效益目标相结合,不断加大基础性管理和设备治理力度,加强电力消费管理,从而提高全社会用电水平,提高电能利用率和提高终端用电效率。
3 建筑电气设计节能措施分析
3.1建筑电气工程设计节能应遵循的原则
3.1.1优化供电设计
首先,考虑的是方案的适用性,也就是方案能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力,建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源,在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上,采用先进的节能技术,优化供配电设计,促进电能合理利用; 其次,要合理选择投入的设备,比如变压器,变压器负载率偏低,将造成一次投资偏大,还增加二次运行费用,十分不利节能;最后,在具体的系统设计过程中,应注意各种新的节能技术和产品的应用,在投入一定资金情况下达到最大节能目的利益,这对我国构建和谐、节能型社会,对可持续发展有不可忽视的重大作用。
3.1.2提高设备运行效率
在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,要最大限度地减少电能的损耗,将电能与各种能源的消耗控制在合理范围。尽量选用节能设备、将负荷均衡、将线路损耗降低、有效控制运行与维护费用,将建设投资最小化,能源的综合利用率最大化。
3.1.3合理调整负荷
选取合理的设计系数,利用电力监管系统提高负荷率和设备利用率,尽可能合理调整负荷。总之,在设计建筑供配电的过程中,要贯彻适用、安全、技术先进、经济合理、节能的理念。
3.2 供配电系统设计
低压配电系统主要担负着向各设备分配电源的作用,同时在变压器的经济运行、提高供电可靠性等方面,也起着重要的作用。低压系统母联自动投入的方式,在满足本段负荷容量要求的前提下,还要满足需自动投入的负荷容量要求。配电系统正常运行的情况下,如果变压器的负荷率很低,这是很大的浪费。
4 低压配电系统设计,应注意如下几个问题
4.1负荷分配问题
(1)设计供配电系统时应注意配电级数不要过多,要简单可靠;同一电压等级的配电级数高压要控制在两级范围内,低压一般不宜多于三级。
(2)应根据用电负荷的容量及分布,使变压器深入负荷中心,以缩短低压供电半径,最大限度地减少电能损耗,减少有色金属的使用,有效保护电压,提高供电质量。
(3)对于线路和相应变配电,每条线路、每个变配电的供电范围都应明确,避免交错重叠
4.2设计、供电部门及客户的协调处理
设计者从多角度出发,综合考虑多方面因素,最大限度做好协调,减少不必要的矛盾。设计者应准时与运行部门、客户进行协谈,达到一致共识,取得一个合理有效的方案。
4.3供电系统可靠性的问题
要确保设计出来的系统有很高的可靠性,判断一个系统是否合格就是要看其运行的可靠性。在满足规范的要求下应尽量简单,如果使用过多的联络开关设备(或线路),反而会使系统复杂化,降低了可靠性。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上,采用先进的节能技术,优化供配电设计,促进电能合理利用,应进行系统性的分析,采取相关措施,使系统更加可靠。
5 智能化供配电技术在建筑中的应用
电力监控系统对于供配电系统可靠运作起着重要的作用,可以远程监控供配电可能出现的问题,还能大量并快速分析电力系统的的数据进而及时的发现问题,解决问题。
(1)监控系统:比如在供配电监控当中,通常都是采用温敏器或者涌流仪等进行监控工作,当供配电系统发生故障的时候,通过感应器感应,再经过电脑的处理分析,转换出来相应的图列,从而发现问题所在。
(2)数据处理系统:电梯是超高层智能建筑中不可缺少的重要设施。电梯供电系统要求自身具有良好的性能和自动化程度来为电梯可靠运行服务。电梯配电监控系统因其以计算机为核心,能大量快速的处理电梯运作过程中对供电的需求,通过计算机调控用电负荷分配,进而以最适合的供电方式为电梯供电而不影响其它用电设施。
6结语
在设计智能供配电中,要从全局的角度出发,通过各种节能技术和设备的合理运用,利用创新技术,发明节能产品,既要满足人民生活需求,又要达到节能降耗的目的。这是可持续发展的体现,也是现代建筑所必需。
智能化建筑IB(Intelligent Building)是信息时代的产物,它的基本要素是通信系统的网络化、办公业务自动化和智能化、建筑柔性化和建筑物管理服务的自动化。我国智能化建筑多集中在大城市,像瑞安这样的小城市还没有真正意义上的智能建筑,所谓的智能化建筑也只是些自动化功能的简单罗列。事实上智能建筑是建筑、装备、服务和经营四要素相互联系、全面综合并达到最佳组合以获得高效率、高功能和高舒适的建筑物。目前,智能化建筑较传统建筑耗能主要体现在以下几个方面:一是技术方面。我国智能化建筑基础性研究工作缺乏, 硬件产品、设备过于依赖进口, 业主从其自身的时间、精力、财力等方面综合考虑, 很可能会放弃智能系统,智能建筑被大量闲置, 造成浪费。二是管理方面。智能建筑除传统物业管理的内容之外, 建筑智能化系统的正常运行对物业管理人员的技术素质要求较高。由于缺乏高素质的物业管理人员, 对已有的智能化建筑管理不善, 也造成了智能化建筑的巨大能耗。三是业主对建筑舒适度要求的不断提高加剧了建筑能耗。所以,发展智能化建筑更应该高度重视节能。
(一)减少智能建筑的建设能耗
一、加强相关法律法规,制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体,避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统,避免重复投资,重复建设,多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的运行能耗
除了以上所涉,智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。
先说采暖和制冷,在南方比如瑞安这样的县城,空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计,空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定,因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构,还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能比空调,推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理,因为一个设计再好的节能系统,如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分:冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中,比较重视对前两部分的控制和管理,但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径,就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系,既创造出舒适高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法,通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括:1、提高冷冻水温度,可以达到节能效果。在保证舒适的前提下,系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况,自动调节冷冻水的出水温度。2、根据末端设备所需的冷量负荷,运用模糊算法,对空调冷源设备进行群控,优化运行,保证冷量供求平衡,让冷源设备运行在最高效率特性上。3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低,以25℃为宜,冬天温度不要太高以22℃为宜。4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求,提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人们已感觉舒适;走廊设定值定在27℃ ~28℃也可满足要求。5、根据季节变化,进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等。6、要定期对设备进行维护,防止带病、超负荷运行;7、监测运行参数,改造系统不合理之处;8、运行要能实现智能化管理功能,能集中实现分层、分区、分时控制。
建筑照明是一个系统工程,要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择,还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯,光纤灯、LED等,每种都有各自的优缺点,都有自己的适用范围,设计时可根据建筑物的使用性质,人员的视觉要求,灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光,使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调,形成良好的照明环境,可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中,为了达到节能的效果,还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中,通过计算机集成系统,在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。可以预先设定若干基本状态并可以根据环境设定自动切换。例如,当一个工作日结束后,系统将自动进入晚上的工作状态,自动调暗各区域的灯光,同时系统的探测功能也将自动生效,将无人区域的灯自动关闭,并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外,还可以通过编程器随意改变各区域的光照度,以适应各种场合的不同场景要求。照明系统智能化的目的就是使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运行,降低运行管理费用,最大限度地节约能源。
另外就是节约用水,我们可以利用水再生技术,水循环技术,雨水收集利用技术,使用节水器具等来达到节能的目的。
Abstract: through the building itself energy consumption of building energy consumption and normal use of control, to achieve intelligent building in energy conservation in results, and combined with the use of new energy to reach the goal of building energy efficiency.
Keywords: intelligent building, saving energy, new energy use
中图分类号:TK01+8文献标识码:A 文章编号:
引言:智能建筑是当今人类面临生存环境日益恶化,追求人类社会可持续发展的必然选择。建筑智能化的发展已不再局限于用智能系统控制建筑,而是更加关注与自然结合的建筑自控,成为节能建筑的一部分。以智能化推动建筑的节能发展,节约能源,促进新能源、新技术的应用,降低资源消耗和浪费,增强能效,减少污染是建筑智能化发展的方向和目的。
(一)减少智能建筑的建设能耗
一、加强相关法律法规,制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体,避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统,避免重复投资,重复建设,多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的运行能耗
除了以上所涉,智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。先说采暖和制冷,在南方比如瑞安这样的县城,空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计,空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定,因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构,还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能空调,推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理,因为一个设计再好的节能系统,如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分:冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中,比较重视对前两部分的控制和管理,但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径,就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系,既创造出舒适高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法,通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括:1、提高冷冻水温度,可以达到节能效果。在保证舒适的前提下,系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况,自动调节冷冻水的出水温度;2、根据末端设备所需的冷量负荷,运用模糊算法,对空调冷源设备进行群控,优化运行,保证冷量供求平衡,让冷源设备运行在最高效率特性上;3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低,以25℃为宜,冬天温度不要太高以22℃为宜;4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求,提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人们已感觉舒适;走廊设定值定在27℃ ~28℃也可满足要求;5、根据季节变化,进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等;6、要定期对设备进行维护,防止带病、超负荷运行;7、监测运行参数,改造系统不合理之处;8、运行要能实现智能化管理功能,能集中实现分层、分区、分时控制。建筑照明是一个系统工程,要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择,还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯,光纤灯、LED等,每种都有各自的优缺点,都有自己的适用范围,设计时可根据建筑物的使用性质,人员的视觉要求,灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光,使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调,形成良好的照明环境,可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中,为了达到节能的效果,还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中,通过计算机集成系统,在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的直接或间接来自太阳的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等非化石能源。其与常规能源相辅助, 进行合理的分配和使用, 可有效解决能源紧张和能源损耗问题,逐步达到零排放,实现“绿色建筑”。比如光伏建筑一体化技术,把太阳能光伏电板做成建筑材料,将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替,则既能作为建材又能发电,还能吸收太阳辐射,避免屋顶、外墙温度过高,降低空调能耗,可谓一举多得;太阳能热水器为建筑物提供生活热水和冬季采暖;空调系统采用地源热泵技术,耗能低,对环境影响小等。在智能建筑中,为实现可再生能源的综合利用,通常可设置建筑能源协调控制系统,将可再生能源利用系统与采暖、空调、照明控制系统通过智能化系统集成,使整个建筑成为一个能源体系,以利协调控制,使之在保证性能、各功能要求和运行安全的前提下,实现节能运行。
结束语:
随着社会工业化的发展,国际社会致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑物,促进资源节约与环境保护。智能技术是现代绿色建筑的重要组成部分,它将人与自然和谐共存。节能绿色建筑的智能技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成智能。
参考文献:
如今在我国的建筑业当中,高耗能建筑仍然占主体地位,每年的建筑耗能数目惊人,潜在着巨大的能源危机,如果不及时改善将会直接加剧能源危机,因此节能建筑的发展和推广成为一个必然趋势。随着建筑业的快速发展以及生态环境的需求,节能建筑的建设理念以及最新技术已经在社会上广泛推广开来,节能建筑已成为现代建筑业的发展趋势[1]。智能化技术在节能建筑建设中环保节能以及提高建筑环境舒适度方面的应用发挥了非常大的作用。
1.建筑智能化技术的发展
建筑整体能量平衡系统的设计是节能建筑的设计过程中非常重要的环节,这就对节能建筑的平面布局、建筑规划、建筑绿化率以及建筑通风情况等等有很高的要求。节能建筑中智能化技术的应用可以结合建筑的基本结构特征、建筑周围环境以及建筑所需要的服务性质,提供一种高舒适度、高效率的建筑环境。建筑智能化技术的应用主要体现在计算机网络技术的应用、控制技术应用以及数据库技术等比较先进的信息处理技术的实际运用。通过这些先进的高科技信息处理技术的应用可以实现对节能建筑的实时监控,给整个节能建筑提供高效的管理模式。
2.智能化技术在节能建筑中的实践运用
2.1智能化技术在建筑变配电系统中的应用
在节能建筑的管理系统建设中,智能化技术对整座建筑发挥着重要的监控作用,主要负责监控节能建筑控制柜的功率、电压、电流以及各种参数。可以通过建筑的管理系统对建筑控制柜的各项参数进行修改和统计,而且可以可以控制和调整变压器的温度,保证节能建筑中变配电系统各个环节的正常运作,实现节能建筑的智能化管理[2]。
2.2智能化技术在建筑给排水系统中的应用
智能化技术在建筑给排水系统中的应用主要体现在建筑给排水系统设备运行状况的检测问题,智能化技术在建筑给排水系统中的应用可以在建筑给排水系统发生意外故障的情况下提供报警信号,进而控制建筑给排水系统运行的启动和停止。给排水系统中智能化技术的应用可以实现对工作状态的水泵以及备用水泵的自由切换,负责建筑给排水系统的水位监测,在给排水系统发生故障时给出及时的提示。通过智能化技术在建筑给排水系统中的一系列操作控制,实现了建筑给排水系统的节能运作,为建筑的节能和正常运行提供了有利保障。
2.3智能化技术在建筑照明系统中的应用
由于建筑的服务性质和服务需求不同以及建筑用户对建筑的要求也不一致,因此建筑的照明系统需要依据建筑用户的实际要求针对性的分类设置,通过对建筑照明系统时间程序进行的相应设定,就可以导致一定的节能目的[3]。而且在建筑的照明系统发生意外故障的情况下,智能化照明系统还能够通过实现相应的联动来解决建筑的用电问题,进而保障整个建筑系统的正常运作,提高节能建筑的安全性和可靠性。
智能化照明系统在节能建筑的应用中,可以通过照明系统的自动功能根据建筑的不同照明场景和不同照明时间来控制建筑的照明开关,例如对室内有人或者没人情况下的开关控制、公共场合下的开关控制以及白天和晚上时间的开关控制,根据环境的外照强度来控制照明开关或者是调节灯光的亮度,当所在环境的外照强度达到一定程度就可以调整对照明灯的亮度,甚至直接控制照明开关。智能化照明系统自动控制的应用使节能建筑的照明效果达到最优,同时也避免了不必要的浪费,导致建筑节能效果。
2.4智能化技术在建筑电梯系统中的应用
对于一般的建筑来讲,建筑的电梯系统的监控是通过计算机网络技术来实现的。智能化技术在建筑电梯系统中的应用实现了对电梯系统的集中形式管理和监控,而且可以把电梯的运行状态通过图形的方式形象准确的呈现出来。若是电梯在运行的过程中发生故障,就可以通过智能化系统把故障信号传输给建筑的管理中心,以便对电梯故障做出及时的处理,为广大建筑用户提供方便,实现了电梯系统的节能使用,同时也达到了建筑节能的目的[4]。
在商场之类的公共场合,一般都设有扶梯,可以在扶梯的入口至扶梯出口的位置安设传感器,用来感应电梯上是否有人,但传感器探测到扶梯上有人时扶梯就可以自动运行,如果传感器探测不到人,那么扶梯就会一直处于停运状态,通过对扶梯的智能化控制,避免的扶梯的大量空载运行情况,到达节能目的。
2.5智能化技术在建筑消防和喷淋系统中的应用
节能建筑通过对智能化技术的应用可以有效的控制建筑的消防系统和喷淋系统,对消防系统和喷淋系统实施全方面的监控管理,对系统中发生的故障进行跟踪监控。如果建筑的消防系统和喷淋系统某个环节出现故障,智能化系统可以对系统故障进行跟踪,并通过分析把系统故障通过图形的方式呈现出来,并把信息发送给建筑系统的管理中,然后由系统管理中心对系统故障进行排查和处理,从而保障了建筑消防系统和喷淋系统的节能性运行。
2.6智能化技术在建筑门窗系统中的应用
智能化技术在建筑门窗系统中的应用主要体现在对自动门的控制,根据人员进出门的情况对自动门的开和关进行控制。智能化技术在建筑门窗系统中的应用在调节室内空气质量的问题上发挥了一定作用。可以依据时间对门窗进行控制,早上起来空气比较清新,这时就可以把门窗都打开,促进室内空气流通,享受一下早晨的新鲜空气;另外也可以依据天气对门窗进行控制,如果遇到下雨的天气,为了避免雨水进入室内,就可以把所有门窗控制成关闭状态。除此之外,还可以通过智能化技术度室内的空前进行质量检测,依据室内空气质量的检测结果来实现对门窗的具体控制,因此说智能化技术在改善节能建筑室内空气质量方面发挥了很大作用,同时也迎合了绿色建筑的生态化理念。
3.结语
综上所述,节能建筑是指对建筑的朝向、太阳辐射、风向、建筑外部空间环境以及建筑规划分区进行研究后,结合节能的基本方法而设计出来的一种低能耗建筑。当前我国经济追求快速发展,对环境问题没有引起足够的重视,导致如今的环境污染问题和特别严重,进而引起生活环境恶化,使我国的生态环境处于极其脆弱的境地。当然我国的建筑业也是主要问题所在,当下要做的就是摒弃以往高污染、高能耗的建筑模式,向降低能耗、节约能源以及低污染的生态建筑方向发展。以上本文探讨了节能建筑中智能化技术的实践应用问题。 [科]
【参考文献】
[1]周子翔.建筑电气工程的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用,2013,09:204.
Abstract: With China's sustained economic development, as the national pillar industry, construction industry in a rapid momentum of development. Especially in recent years, people for the construction of the requirements not only lies in the construction appearance, but also for its green, environmental protection, comfort and so on, plus our country due to the large number of our population, facing more and more social problems, such as resources, environment, etc.. So, building intelligent emerge as the times require the becomes an important measure for the construction of energy-efficient. This paper starts with the analysis of the intelligent building, energy-saving effect of the intelligent building, and used in the problems, and puts forward some personal views.
Key words: construction industry; green; building energy efficiency; resource; intelligent building
中图分类号:TP212.6 文献标识码:A文章编号:
一、现代建筑智能化及其发展
由于建筑智能化发展历史较短,涉及的新技术和应用领域较多,人们对智能建筑还没有形成一个统一的、系统化的定义。就目前来看,现代智能化建筑是指建筑综合运用现代通信技术、自动控制技术、计算机技术等现代技术,将建筑物建设或改造成为智能建筑的全部工程,工程内容包括信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统(PSS)、智能化集成系统、机房工程等六大系统工程。智能化建筑的基本功能主要由三大部分构成:即大楼自动化,又称建筑自动化或楼宇自动化、通信自动化和办公自动化,它们是智能化建筑中最基本的,而且必须具备的基本功能。
建筑智能化的目的就是建筑物应具有安全、舒适、节能、系统综合等很强的功能,能满足用户实现高效率的需要。随着现代技术的不断发展和人们生活水平的提高,也进一步推动了智能化技术的逐步发展。中国建筑智能化的发展历程大体可以分为三个阶段:传统智能化系统阶段、定制智能化系统和可持续发展智能化系统。建筑智能化技术是融合建筑、信息与环境的高技术领域,在人类进入知识经济时代下,可持续发展的智能建筑产业是其集中体现。在世界产业向高增值型与知识集约型转变德大背景下, 建筑智能化技术的应用与推广是建筑产业发展的主导方向。
二、建筑智能化的节能必要性和重要性
目前,能源短缺已经是一个世界性的问题。石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不通过科学技术来实现一些其他可再生能源,例如生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能的使用。中国是一个人口众多的国家,在能源问题方面更加紧迫,我国能源发展存在的问题主要是人均能源拥有量低、储备量低;能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿吨;能源分布不均,从而出现北煤南运、西气东送、西电东送等现象;能源利用效率低,与发达国家有很大差距。
而建筑业是众多行业中资源消耗较大的行业,随着近年来的发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已占全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑95%以上都是高能耗建筑,在每年新建建筑增加的情况下,能耗也在不断增加。所以,建筑行业全面节能势在必行。节能是促进建筑智能化发展的客观事实,建筑智能化也在一定程度上实现了节能效果。
建筑智能化是实现建筑节能的一项重要举措,是实现社会经济可持续发展的需要;是建设环境友好社会的需要;是改善建筑热环境的需要;更好实现建筑业可持续发展的需要;建筑智能化中的节能效果有利于从源头上杜绝能源的浪费;有利于提高人们的生活品质;有利于整个社会的可持续发展。
三、建筑智能化中的节能设计和节能效果
通过对现代建筑智能化及其发展现状和建筑智能化的节能必要性和重要性的分析来看,未来建筑智能化及节能市场的需求动力主要来自两个方面:一是国家节能减排政策;国家根据社会实际发展情况制定的节能政策是科学的、合理的,是符合社会发展规律的,它是实现经济可持续发展的方向,是人们实现高品质生活的保证,是整个人类发展的需要。二是市场集中度的提高。在市场经济不断发展的今天,竞争日益激烈,优胜劣汰是这个社会生存的法则。对于一些不具备核心竞争力的小企业来说,没有能力进军行业的最前沿,而实力雄厚的企业在资金和技术的支持下能够得到发展,尤其对于建筑智能化,对于资金和技术要求较高,因此,市场竞争促进了建筑智能化的快速发展。
(一)照明系统智能化节能设计
智能照明控制系统是对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,实现节能。照明系统智能化设计涉及建筑监控系统和感应系统的控制,一方面通过对建筑监控系统进行合理优化,实现对区域照明系统的有效控制,对照明设备进行统一的监控和管理,进而保证有效控制照明系统的高效应用;另一方面是通过对感应设备的改良和应用,做到对照明系统照度控制,保证资源的有效利用。照明系统智能化设计,在现代建筑施工过程中至关重要,可以最大限度上节约能源,降低建筑能源消耗。
(二)空调系统智能化节能设计
公共建筑空调系统的能耗在建筑总能耗中占一半以上,具有较大的节能潜力,空调自动控制设计的好坏决定节能效果的成败。空提案系统的自动控制基本上采用建筑设备自动化系统,是智能建筑的特征之一。空调系统智能化设备能够充分提升空调的工作效率,通过对室内空气进行有效地监控和一些数据反馈,实现空调运行效率的智能化控制,从而有效提高空调机组的运行质量,减少能源消耗,提升室内舒适度和室内环境,真正实现建筑节能。空调系统智能化设计需要软件和硬件的综合应用,并且需要技术的应用与创新,最终达到室内环境的优化和资源的节约,同时,建立有效评价体系和良好的量化指标,使空调系统智能化设计真正起到良好作用。
(三)变配电系统的智能化节能设计
变配电系统的智能控制是建筑智能化的重要组成部分,它以计算机局域网络为基础,即可分散监控,又可集中管理。具体操作下,变配电系统智能控制系统能够实现电源监测,变压器监测,负荷监测,线路状态监测,用电源控制和供电恢复控制等等。变配电智能控制系统有对各种电量的计量、监测和报警作用,它根据不用的应用要求可以进行相应产品的使用,它也提供完善的监控保护功能,进一步提高供电可靠性。
(四)建筑系统综合智能化节能设计
建筑工程BMS集成系统的有效建设,能够对空调系统、照明系统、变配电系统以及独立的发电机组进行智能化的协调和控制,能够根据相关数据反馈对相关建筑系统进行有效的调节和控制,减少能源消耗和能源浪费,实现建筑节能,从而确保整个建筑工程的智能化运行。建筑系统综合智能化设计,是针对整个建筑进行综合的智能化控制。它利用BMS集成系统,对建筑工程系统进行开放式的设计,通过对子系统接口的有效设计,有效的解决建筑系统的标准化,使建筑系统保持良好的互操作性,并实现建筑工程系统的局域网管理,提高建筑工程智能化系统操作性的简单化和效率化。建筑系统综合智能化设计结合力多种现代技术,是现代建筑工程智能化设计的主要目标,它能在保证建筑工程良好运行状态下实现建筑真正的环保、安全、智能和高效,对现代建筑业来说具有显著的促进作用,也是现代建筑智能化发展的方向。
结束语:面对我国极度能源短缺和环境污染问题,实现社会可持续发展是未来的方向。而建筑智能化及其节能设计,对于现代建筑发展具有非常积极的作用,也是随着社会的发展应运而生。不管是国家、企业还是个人呢,必须要重视建筑智能化与节能设计工作。通过智能化设计提高资源的有效利用率,促进建筑行业的稳定发展,推动我国建设资源节约型、环境友好型社会。
参考文献:
[1] 卢卫 现代智能化建筑的节能技术应用 科技资讯,2009第12期
中图分类号:TU201.5文献标识码:A
目前,我国正处于经济快速发展的关键时期,随着城市化进程的不断加快,预计未来城市人口将以一千四百万的速度递增。这将为城市的建筑行业带来巨大的压力。并且,随着人们节能环保意识的增强,更加注重建筑工程中节能环保技术的应用。在这一发展趋势的促动下,国内的建筑行业在节能技术应用方面也取得了重大成果。本文对节能技术进行介绍,并探索当前节能技术的应用现状。
一、现代化智能建筑
现代化智能建筑就是指综合利用现代化的通信、自动控制以及计算机等现代化的技术手段,将建筑物建设成为现代化的智能建筑。其主要的建筑功能包括:建筑自动化、通信自动化以及办公自动化。
二、现代智能化建筑节能技术及其应用
(一) 智能照明控制系统
智能照明控制系统的主要功能包括:灯光控制、安全防范以及HVAC设备控制等。可以对室内灯光进行开关控制、亮度控制、延时控制、远程控制、定时控制以及红外线遥感控制等。操作简便,维护方便。
(二) 空调系统、卫生设备等的控制技术
包括实现最佳启动控制,最小负荷控制; 外气吸入控制,期间设定切换控制; 节电运转控制,节水运转控制等。智能建筑的智能核心一般而言指的是对空调系统的节能控制,通过合理有效的算法所进行的节能控制,可以在有效节能的同时,实现空间环境温度的自动控制,保证室内环境舒适性。
(三) 热源设备进行智能控制
包括送水温度控制,热源台数控制; 冷冻机最佳运转控制,蓄热运转控制。目前,包括 GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范在内,我国大部分建筑的暖通空调系统在设计中所采取的负荷计算方法均为静态方法,同时,在计算中还会考虑较大的安全系数,这就导致在实际的设备选型( 包括风机、冷冻水泵、制冷机组) 等的选型方面偏大。而实际上暖通空调系统是一个典型的动态系统,在其运行过程中,即使是一天当中的负荷也不是均匀分布,是随时间的变化而变化的,而静态的设计方法所造成的不恰当冗余将会造成极大的能源浪费。智能建筑技术所采用的楼宇自控系统则可以通过节能控制模式和算法,对设备运行过程进行动态调节,从而有效减少静态设计方法所导致的能源浪费。
三、智能建筑改革建议
尽管当前智能建筑的节能技术发展的非常迅速,但是,在实际的建筑工程当中,却存在很多的现实问题。并且,同智能建筑相配套的市场管理以及技术管理却未能实现完全的同步,这也就导致了智能建筑节能产品的质量以及种类无法满足智能建筑的设计需求。对这些问题,下面提出相应的应多措施。
(一) 强化智能建筑节能设计前期规划
系统的前期规划是智能建筑节能技术良好发挥效用的前提和必要条件。在智能化建筑的前期规划设计阶段就需要以效果为导向,根据建筑节能需求来进行节能技术规划工作,建筑节能运行管理模式需在初期的系统设计中体现出来,这也是智能建筑节能设计的关键。以建筑设备监控体系为基础,管理和节能两个功能并行,以此来保障系统的监控范围、监控内容、监控要求实现其应用效能,使系统完成后真正实现管理和节能两者兼备的功能。
(二) 加强智能建筑运营管理规范性
对智能建筑的最终节能性能而言,其运行阶段的管理水平起着至关重要的作用。在建筑实际运行过程中,由于专业技术人员缺乏、技术水平落后、管理效率低下等原因导致的智能建筑能耗过高、设备损耗过大、系统管理水平低等问题层出不穷。这些问题的解决有赖于建筑运行管理单位加强对现有工程技术人员的大力培训和后续人才的培养。首先,对现有工程技术人员的培训需要设备制造单位相关专业技术人员的合作和指导,将理论知识灌输到现场操作人员的实际工作中,培养出技术能力可以胜任的工程技术人员,同时,还需要建立起具有一定专业水平的管理团队,从上到下对智能建筑的运行管理水平进行整体提升; 其次,需要从长期发展的角度考量,通过与专业院校等单位对接,实现专业技术人员和管理人才的梯
队培养,提高智能建筑的综合节能水平
(三) 加强建筑节能参与主体意识
智能建筑节能的参与主体包括多个层面,政府、业主、建筑设计师、设备工程师、物业管理人员、建筑实际使用者等。在立项阶段,业主和政府部门作为项目的指导者,其政策的执行和投资决策将会是节能技术在智能建筑中应用的前提; 在设计阶段,建筑设计师是对建筑整体性能进行控制和把握的,建筑师对节能性能的控制将会影响建筑未来实际运行中的节能效果; 到了使用阶段,物业管理人员和建筑使用者的节能意识和实际的节能效益,将最终决定建筑节能技术应用和节能改造的最终实施。
四、结论
要想真正实现人与自然的和谐以及经济的可持续发展,就应该将节能环保理念运用到各个发展领域。建筑领域在能源消耗以及环境污染方面的“贡献”巨大,更是应该注重节能环保。智能建筑的节能环保工作并不是一朝一夕就能完成的,其不仅是一个长期的系统工程,更是需要多行业的共同协作。本文首先对当前智能建筑节能技术及其应用进行介绍,然后,对当前存在的问题进行分析,并提出相应的应对措施,希望能够为实现智能建筑的节能环保水平提升提供一些帮助。
参考文献:
[1] 闫帅帅. 浅谈建筑节能及发展前景[J]. 山西建筑. 2010(06).
[2] 赵苗妙. 智能建筑节能问题的思考[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(06).
1智能化建筑的概念及其特点
1.1智能化建筑的概念
智能化建筑指的是以建筑物为平台,利用计算机和现代建筑等先进的技术手段,对包括信息化、公共安全、建筑管理和信息系统等在内的整个系统进行整合,达到最优的效果,为人们提供安全、健康的生活环境。智能建筑将被用来控制技术、计算机网络技术和数据库技术等高科技手段来处理相关信息,这些高科技手段构成了智能系统。通过智能化系统,可以对建筑物进行实时监控,从而提高对整个建筑物的有效管理和监控。
1.2智能化建筑的特点
由于建筑行业对能源运用在资源利用中占有很大比例,随着社会发展和人民生活水平的不断提高,如何有效节约资源已引起社会各界的广泛关注。同时,随着社会不断发展,资源节约已成为时代的必然趋势。而智能建筑的出现,主要目的是为人们提供既安全又方便的生活环境,同时节约能源,减少资源损失。因此,智能化建筑中节能建筑倍受欢迎。
2智能化建筑中节能技术应用的意义
2.1缓解能源紧缺的局势
随着全球经济的发展和能源资源的不断开发,能源短缺已成为全球性的问题。因此,发展节能减排措施对缓解能源短缺十分重要。建筑业的发展也是如此,在建筑设计中要充分考虑节约能源的概念。而节能建筑在智能建筑中的应用正好缓解了当前的能源短缺形势,促进了建筑事业的发展,使我国经济稳步发展。
2.2减轻了环境的压力
近年来,我国生态环境问题的日益严重,和建筑业一直是主要的产业,能源消耗和污染。因此,如何做好环境保护的建设过程,成为人们共同关心的热点问题。一般来说,智能建筑节能建筑在选材上会选择节能环保材料,从而大大减少施工过程中对生态环境的压力。因此,将节能技术应用于智能建筑中,可以有效缓解环境压力,保证环境的可持续发展。
2.3促进建筑事业发展
随着现代社会的不断发展和进步,节能问题越来越受到人们的关注。这使得建筑节能智能化建设对于今后建筑事业的发展起到了良好的引领作用。同时,节能建筑节能理念的设计,可以不断改善建筑,有效地改善建筑的整体环境,为建筑业的发展提供理论支持和发展条件。
3现代智能化建筑的节能技术应用分析
3.1外墙保温节能型技术
传统建筑施工中,利用夏天变冷、冬天变热能源时,依然有部分能源经由墙体、窗户、门等区域流失,造成能源损耗。同时,在围护结构中也存在着墙体能量的过度损耗。因此,采取节能墙体保温技术可提高建筑智能化和整体能源效率,为保证建筑物的能源效率,应做好围护墙和外墙外保温设计和施工,应选择隔热效果好,保温时间长,耐用的墙体材料,保证较低的房屋建筑外部结构的能量消耗。建筑结构是无法改变的,可以采用节能外墙外保温的设计技术,该技术主要是指主体结构的智能大厦之间的温度差减少,降低墙体的温度,室内温度的影响,从而最大限度地提高墙体结构本身的隔热效果,降低建筑运行的能量消耗。
3.2屋面隔热保温节能型技术
屋面作为智能化建筑中重要结构之一,对温度反应较为灵敏,同时也是和室外的接触面积最大的部位,因此,在屋面结构建设中采用屋面隔热保温技术十分重要。目前,我国在建筑的屋顶,主要由吸水率低,导热系数比较小,低密度式的设计方法,并采用高效保温材料,该方法扩展,原料置于屋顶和防水层之间,提高屋面节能。在实际施工中,应结合实际情况,选择最合适的原材料,可采用高强度、轻量化、挤塑聚苯板的吸水率强,防火隔热材料,把铺法的方式铺设保温材料,屋面防水材料。
3.3照明控制节能型技术
照明系统是智能化建筑中重要的电气系统,也是主要的耗能系统,因此合理的运用照明控制节能型技术来控制系统。采用智能照明控制系统,照明系统可以在自动工作状态,系统会根据预先设定的一些基本条件的工作,将根据预先设定的时间自动切换,还可通过光开关规划面积以适应各种要求不同的场景。此外,智能照明管理系统采用可视化控制等方式,通过智能管理实现节能。智能照明控制系统将普通照明转为智能管理。它不仅给用户带来了极大的方便,而且降低了能耗。
3.4中央空调节能技术
中央空调是整个建筑工程中耗能最多的系统之一。因此,中央空调系统的智能节能改造可以创造更大的效益。在现代智能大厦中,应该广泛应用具有节能环保功能的空调,对于现阶段已经大量投入使用的传统中央空调,也可以通过下述节能措施进行技术改造:1)合理设计。在中央空调的设计、室外环境和室内环境的综合测定,根据用户的不同需求,室内和室外的环境条件,选择合适的设备,降低中央空调系统的能耗;2)循环利用中央空调排放的热量。在空调运行会产生大量的热量,这是空调吸收的热量和发动机发出的热量之和。对空调系统产生的余热进行回收利用,并应用热交换的物理原理。3)定期清洁中央空调。中央空调在运行过程中会产生大量污垢和污垢,会妨碍设备正常运行,增加电耗。因此,在中央空调安装相应的自动电子除垢仪时,还可以采用常规的热交换器、管道等人工手段;4)冷水机组群控。考虑到机组运行的有效负荷,根据空调机组有效负荷的变化对冷水机组的运行进行调整,以提高能源利用效率,减少能源浪费。
3.5新能源的利用
1)太阳能的利用。太阳能是一种自然清洁能源,是住宅建筑设计中广泛推广的节能设计之一。从能源利用和发展的角度看,近年来太阳能从互补能源发展到“替代能源”。太阳能热水器是太阳能热利用的代表性设备。2)低热利用。地热能是一种可靠的可再生能源,使人们相信低热可以作为煤、天然气和核能的最佳替代能源。另一方面,地热能是一种理想的清洁能源,能源丰富,在使用中不产生温室气体,对地球环境造成的危害不能,可作为冬季供暖的热泵,夏季可作为冷源的空调。
中图分类号:F407文献标识码: A
前言:随着城市化进程的逐步加快,面对全球能源紧张这一问题,环保节能的理念被大力提倡,这就对现代建筑的智能化提出了更高的要求。如何对建筑物的各项控制系统和供配电系统实行智能化管理控制成为建筑电气节能优化设计的中心环节。
1、开展智能化建筑电气节能的必要性
1)当前智能化建筑电气耗能现状。虽然现阶段,太阳能、风能等新型能源在建筑电气工程上已逐渐开始投入使用,然而由于对新型能源的利用仍处于摸索阶段,其在使用性能方面仍存在很多不足。智能化建筑主要仍是依赖于电气能耗。据统计,我国当前各种行业能耗中,建筑耗能占大多数比重,其中以电气的能耗占据首位。由于我国在智能化建筑工程节能技术上起步较晚,实践经验有限,且针对建筑电气节能设计方面的标准仍未规范化,因而造成在建筑电气节能运行上仍存在多种不足,耗能量仍不容乐观。
2)智能化建筑电气节能的重要性。随着国民经济的迅速发展,工业、农业等生产规模在不断扩大,由此带动能源的消耗量增加,尤以建筑消耗居多,且基本上是逐年递增的变化趋势,因而减少建筑耗能问题便成为人们关心的热点话题;另外,随着能源的消耗,其带来的环境污染问题严重威胁到居民的正常生活、工作等。为改善现阶段人们的生活环境,提高生活质量等,加强建筑电气节能工作便尤为重要;此外,在我国推出建设节约型社会的号召下,节能减排问题是全民关注的共同话题,开展电气节能是实现“可持续发展”,造福于后代的重要举措。
2、智能化建筑电气节能设计需符合的准则
1)节能应在保证实现建筑物基本功能的前提下开展。开发智能化建筑物的目的即是为人们的生活提供更完整的服务,因而在进行节能优化时,需考虑到其是否影响到建筑物的正常使用,如正常的照明需要、运输通道通畅、休闲娱乐设施等正常运转等。
2)节能应在符合实际经济效益的前提下开展。节能技术的投入使用应充分考虑到实际成本问题,不能一味追求高效节能而加大投资,增加建筑物开发成本负担。因而电气设计工程师在进行节能优化时,需认真考虑节能方式的选择及其设备材料的应用,尽可能实现节能性能的优化与成本的控制。
3) 节能应满足低能耗的要求
建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源,但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。
3、国内建筑电气节能现状
近年来,国内在建筑电气节能领域开展了很多卓有成效的研究工作,只是在节能方案、措施制定等过程中统筹分析不够,没有对建筑内部现有系统的综合能耗实现准确分析,在节能产品选型安装或节能方案措施的实施上还存在一些不足之处。相应的基础自动化设备还普遍不足,在节能数据及运行效果的跟踪统计分析上不能实现实时动态管理,造成建筑电气系统节能产品或节能措施实施后,不能有效协调相关系统运行,预期节能效果不明显。在工程实际建设中,实施高效节能设备和自动化控制系统能够有效降低30%―50%的建筑能耗,但在能耗监控及维护管理系统上如果不够完善,建筑能耗节能系统就不能实现内部的实时调控,对建筑节能效果的调节管理也不够持续稳定。
4、智能化建筑电气节能技术的优化措施
建筑电气节能设计与改造是使智能建筑服务水平提高的一个有效措施,不但能够发挥建筑内部各系统的功能特性,还能优化控制电气系统和设备工作状态,进而使建筑电气系统能耗得到明显降低,减轻住户的日常开销。
4.1供配电系统的节能设计
对智能建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后,设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统,不仅能节约业主的一次性投资,使单位建筑的经济性提高;还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说智能建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计,在实际设计中要注意以下三方面内容:
一是合理选择变配电所的位置,按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计,与住宅单体分布相结合,设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近,不但能使建筑配电半径减小,以免出现往返长距离的供电情况,缩短供电电缆长度,使供配电系统投资成本降低;而且还能使配电线路半径缩小,有效降低线路综合损耗,使配电质量得以提高,实现其它用电设备运行高效稳定,降低能耗的作用。
二是合理布置竖井,在各层设计配电竖井、层配电箱等具置时,为便于缩短分开关配电线路长度,降低线路损耗,可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理,高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理,由于变压器正常运行时,其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象,进而形成空载损耗,也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展,作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用,进而形成节能的非晶合金铁心变压器。
在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压器结构的改良产品,对传统叠片式铁心结构进行改变,能够使变压器铁心内磁阻减少,与传统变压器相比其空载电流可减少20%―40%,变压器功率因数明显提高,供配电系统综合线损降低,系统供电能力得到有效改善,从配电源头实现节能降耗的效果。在对上述因素进行综合考虑后,就要在设计对供配电系统后期扩容需求留有余地,要使变压器负荷率介于合理范围,一般多选择在75%―85%之间。
4.2照明系统的节能设计
智能建筑在节约照明用电上不能只是通过照明灯具数量的减少或功率的降低来进行实现,而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面积,通常多利用透光率较好的玻璃门窗等使建筑物白天照度得到增加,使开灯时间明显减少,以实现对自然光源的有效利用,达到节约电能资源的效果。能够采用自然光的建筑面积照明,可以根据建筑物照明设计中的照度标准对现场照度进行检测,并采用相应灯光控制系统对灯具照明进行自动调节,以实现不同区域对照明的不同需求。设计建筑物的夜景照明,要沟通好城市景观规划部门,不但要通过灯光的烘托效果使建筑总体风格中蕴含的文化底蕴和艺术效果得到充分体现,还要将照明结合美学、艺术等方面特点,使建筑物夜景环境具有优美、优雅、舒适的特点。设计智能建筑的照明时,还要控制好照明系统,以免对周围环境的造成光污染,在实现节能降耗的同时,还要保护好人文与生态环境。
5、结束语
综上所述,在现代化建筑电气设计工程中,人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率,就将各种节能措施应用到其中,并且随着科学技术的不断发展,人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进,从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化,建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求,合理运用智能化和节能措施,并将两者融合在一起,不仅能满足生活舒适性和功能性,同时还能减少投资,节约能源。
参考文献:
[1]范臻.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].中国高新技术企业,2012(28):29-31.
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
从可持续发展理论出发,建筑节能的关键在于提高能量效率,因此无论是制订建筑节能标准还是从事内体工程项目的设计,都应把握高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外,业主建设项目智能化大楼直接动因就是在高度现化化,高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的。依据我国可持续建筑原则和现阶段国情特点,能耗运行费用最低的可持续建筑设计包含了以下技术措施:1节能;2减少有限资源的利用和开发,利用可再生资源;3室内环境的人文主义;4场地影响最少化;5艺术与空间的新主张;6智能化。
创造健康,舒适、方便的生活环境是人类的共同的愿望,也是建筑节能的基础和目标,为此,21世纪的智能型节能建筑应该是:1冬暖夏凉;2通风良好;3光照充足。尽量采用自然光,天然采光与人工照明相结合;4智能控制;采暖、通风、空调、照明、家电等均可由计算自动控制,既可按预定程度集中管理,又可局部手工控制,既满足不同场合下人们不同的需要,又可少用资源。
一、智能建筑可能的现状及发展方向
l、智能建筑节能现状
显然建设智能大楼直接动因就是在高度自动化,高度舒适的同时,能实现能消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的,然而实际上在智能化目标定位中明确提出节能要求的不多,建成的确有节能功效的智能建筑更是罕见。主要原因有以下几点:房地产投资商认为能源建设的是政府业绩和投资环境的标志之一,节能看不见摸不着,所以可在建筑豪华和设施的先进性上花巨资,也不愿为节能花一分钱,系统与设备,设备与设备之间的控制集成成功率不高,相关系统结合界面如通信协议,网络构架的标准化统一性不够,物业管理水平跟不上,运行优化无从谈起,没有从通过可再生资源利用技术来提高建筑的可持续性战备高度重视智能建筑的节能;缺少正确有效的建筑设备能耗评估方法,限制了智能建筑节能研究更好的开展。
2、智能建筑节能的发展方向
中国的建筑节能工作已经走过了20多年的艰苦路程,在市场经济的推动下,随着住房体制改革的前进,房屋费用理所当然地要由住房者承担,节约建筑用能势必逐渐成为广大居民的自觉要求,加上改善大气环境卫生愈来愈迫切,注重减轻建筑用节能来的污染,建筑节能将是大势所趋,人的所向是国家民族利益的需要。
智能建筑节能是一门新兴科学,与原有专业分工不同,它包含有建筑、施工、采暖、通风、空调、电器家电、建材、热工、能源、环境测控计算机软件等许多专业内容,是许多专业学科边缘交叉结合形在的,在社会需要的推动下,许多高等院校,科研院所都在围绕不同方面进行研究开发,在出现蓬勃发展的新局面。
3智能建筑节能分析和评价原则
(l)做好智能建筑的节能规划
节能规划要从可持续发展的战略高度出发,利用新方法、新思路;节能要从原先的拾遗补缺,变为在技术经济分析要求之后优先考虑的方案要以提高能源利用效率为中心,总之节能目标要根据经济发展,能源平衡,能源消费率和节能率来编制。
建筑节能采用节能型的建筑结构,材料、器具和产品,提高保湿、隔热性能,减少采暖、制冷、照明的能源耗损,逐步开展建筑物的节能以满足建筑设计标准要求。
(2)智能建筑的经济性分析应坚持节能原则
对智能建筑进行技术经济分析是评价智能建筑节能效益的依据,技术经济就是用尽可能少的劳动消耗和劳动占用为社会提供更多、更好的使用价值,即要求以最少的劳动消耗和劳动占用而取得最大的经济效益,一个建设项目的设计,以能源利用、工艺流程、实体布置、设备造型到能源消耗及工程效益无不关系到技术经济,所以,技术经济在工程设计中所占的地位自然是十分重要的。
(3)利用层次分析法对智能建筑的综合评价也离不开节能原则,利用层次分析法对智能建筑采用以下评价准则:a满足用户需要的程度;b建筑物的节能程度。c建筑物使用者舒适性;d建筑物管理者管理的方便程度;e在现有基础上补充的可能性;f整个智能建筑的性能价格比。
二、智能建筑BAS控制方案的优化
l、智能建筑楼将建筑内所有设备集成一个系统,实现信息共享进行综合管理,其作用和效益是巨大的,要实现智能作用效益,就必须实施优化,建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比有以下特点:
(1)要从系统的各种功能结构和参数中找到最匹配,使整体效能最佳,从而提高系统的效益,降低投资和运行费用。
(2)要能对系统及其过程进行定量化的状态模拟,减少控制环节,提高可靠性与稳定性,发生故障概率最低可能性,系统响应输出最优化。
(3)不变条件下的优化控制及优化控制条件的两种型式,通过优化控制方案达到节能是一种“主动节能”,它有别于墙体结构,门窗的形式设置改造的“被动节能”。
2、基于节能策略的智能建筑BAS系统优化方法(主要针对空调系统)。
控制策略的优化
PID控制,空气处理机的DDC通常采用PID控制,选择正确的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。PID系数空调对室内温度波动的供应特性曲线,达到设定温度的过渡过程数短,相反PID系数低。
达到设定温度的过渡过程较长,但并不足PID系数越高越好,否则引起DDC控制系统失稳,表现为室内温度的振荡和水的电动调节阀周期性的采用运动无法在固定开度上运行。
PID能解决大部分场合空调控制,但对于影剧院等大热惯性空调场合,靠窗的PID系数提高空调机组对负荷变化的响应过度是不能解决问题的,这时可以采用双级控制,即分加在空调查的通风和总安装温度传感器,室内的温度设定由主DDC控制器完成。水阀的驱动由副DDC把通风温度传感器和主DDC的指令完成。由于通风温度变化速度快于房间温度的变化,这一控制方式加速系统对温度波动的响应,必须注重的是为防止水阀被人为关死或水系统供水不足等异常情况对控制系统产生影响,副DDC通常只需采用控制标质(P),不可加入和分量(I)。在实际的工程设计中,BAS系统对空调的节能控制存在多种措施可以采用,例如室外值比较二氧化碳等杂物浓度确定新风量,基于日程表的定时操作系工程设计中可以视需要灵活运用,以达到最优的效果,例如办公、商场等场合,夏秋季在清晨时通过程度活动空气处理机(或新风机)利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷,既节约能耗又改善了顶内空气质量。
Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the intelligent technology of the construction work, the intelligent technology of the construction works of great significance in real life. This paper describes the construction work related to intelligent technology.
Keywords architecture; smart;; engineering; system;
中图分类号:TU201.5文献标识码:A文章编号:
引言
建筑智能化技术是融合建筑科学、信息科学与环境科学的高技术领域, 可持续发展的智能建筑产业是体现知识经济时代的典型产业。建筑智能化技术当今世界产业结构正向高增值型与知识集约型转变, 建筑智能化技术的应用与推广是是建筑产业发展的主导方向。
1、 智能建筑的定义
由于智能建筑发展历史较短, 涉及的新技术和应用领域较多, 人们对智能建筑还没有一个统一的、系统化的定义,国际智能工程学会对智能建筑的定义为: 可提供相应的功能以及适应用户对建筑用途、信息技术要求变动额灵活性建筑。建筑物应具有安全、舒适、节能、系统综合等很强的功能, 能满足用户实现高效率的需要。我国 GB/T50314 2000 智能建筑设计标准中这样定义: 智能建筑以建筑为平台, 兼备通信、办公、建筑设备自动化, 集系统机构、服务、管理及它们之间的最优化组合, 向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。
综上所述, 智能建筑是运用系统工程的观点, 在传统建筑的构架上, 利用计算机技术、网络技术、自动控制技术, 经过系统综合开发, 对建筑物的结构、需要、服务和管理四个基本要素以及它们之间的内在联系进行优化组合(系统集成), 将楼宇设备自动化系统(BAS )、通信自动化系统(CAS )、办公自动化系统(OAS)与建筑结构有机结合, 为人们提供安全、舒适、节能的工作和生活空间。
2、应用智能化技术实现建筑节能
建筑能耗的分布一般是指建筑物使用过程中能源消耗包括供暖、供冷、通风.供热水、炊事.照明、电器耗电,电梯、排污等等。其中大量数据统计暖通空调和照明是建筑物主要耗能设备。因此,管好、用好暖通空调及照明系统是节能的重点之一。采用建筑智能化技术可实现建筑机电设备的优化控制管理提高设备运行效率达到节能目的。
2.1合理设置室内环境参数达到节能效果
智能化管理系统应在保证舒适度的前提下合理设置室内环境参数(温度、湿度C02.新风量等)。系统可以根据室外温湿度的变化或室内需求的变化自动修订室内环境设定参数值以达到节能目的。
我国当前的建筑物室内温度常常存在夏天设定过低、冬天设定过高的现象、造成能源的大量浪费。室内环境设定参数与暖通空调系统运行能耗密切相关.据有关文献报道在冬季供暖工况下,室内温度每降低1°C能耗可减少10%-15%左右在夏季供冷工况下,室内温度每升高1°C.能耗可减少8%一10%左右.欧洲国家对夏季集中供冷、冬季集中采暖系统建筑物的室内温度作了限制推荐温度是夏天26-280C.冬季18-20℃低于国内的室温标准.
对博物馆、档案馆、计量室、手术室等特殊建筑的特殊区域的室内温湿度设定值应严格按照规范的规定,过大的偏离设定值会导致能源的浪费。
2.2限制风机盘管温度面板的设定范围
有些使用者为追求较高舒适度室内温度面板的温度设定值超过了国家标准.为了实现节能的目的对于联网的风机盘管可以采用智能化控制系统将温度面板的设定强行限制在节能值内。对于非联网的风机盘管是否可以考虑对本地的控制器进行改造以实现节能目的。
2.3传感器的准确度十分重要
根据温度设定值控制暖通空调系统传感器的准确度是关键.故推荐温度传感器多采用铂电阻产品。在需要计算冷冻供回水温差和流量之积来决定控制策略的场合.供回水温度传感器应当选取误差为土0.10C的铂电阻流量计宜选用精度为0.5%F.S以上的电磁流量计.并对传感器进行定期的检查及校验.标明其准确度以真正达到节能目的.
2.4充分利用新风自然冷源
合理控制新风量可大幅度降低冷热能源消耗最大限度缩短冷水机组运行周期。
.在过渡季加大新风量,尽可能多地利用自然界的能量,不仅提高了室内的舒适度并加长了空调的过渡季;
.采用夏季午夜后分楼层分单元预换气和冬季午后换气;
.在人数较多的环境(例如超市、公共交通换乘处等场合),当空气品质恶化时((C02含量过高时)尽量开启排风机.减少新风能耗;
.由于预冷或预热能耗占全天能耗的百分之二十几到三十几精确预测启动时间可以大幅度地节能。智能化系统采用时间表控制时要精确控制上班前空调系统提前开启以及下班前提出关闭的时间;
.冬、夏、过渡季节的交替期可以考虑按每天室外实际温度切换季节模式;
2.5减少风、水系统的阻力
送风系统节能内容之一是降低风道风速、减少系统阻力。降低风道风速仅与设计有关。减少风系统阻力与安装及维护有关.作为运行维护人员应做到保证风、水回路上的各电动调节阀尽量不在低开度下运行使风系统和水系统尽可能处于最小阻力状态;定期地清洗空调机的过滤网及表冷器的翅片等可以有节能效果.
2.6保证传输通道的保温
物业管理人员经常检查保持传输通道(风、暖气、冷热水)的保温可以达到节能目的。
2.7加强对主耗能设备运行监视及维护
智能化系统对冷冻机、冷却塔、锅炉等主设备运行情况进行监视使机组有效的负荷区段工作在其额定负荷的40-90%之间可延长设备的平均使用寿命(MTTBF).并且减少设备维护的时间即MTTR达到节能目的。多台冷冻机、冷却塔、锅炉进行群控管理群控可以使冷水机组、冷却塔、锅炉等设备工作在效率较高的工作点。
3、案例分析
某国际机场候机楼总建筑面积近30万平方米,配备了一个庞大的暖通空调和照明系统.候机楼每天有7-8万人进出。如何给旅客和工作人员提供一个舒适的候机和工作环境是十分重要的。这样巨大的建筑空间内.调节和控制建筑环境、节约能源更是一个重大的课题.机场的智能化系统在设计规划阶段就已考虑了日A系统与机场航班信息系统的集成,使其能准确地根据机场的航班信息控制候机楼的空调和照明系统节约了电能.系统集成效果:不计设备寿命延长所带来的收益每年约可节约1000余万元的电费支出经过两、三年时间就可收回设备的投资。
由案例可以看出如果将信息管理系统与设备控制系统进行集成可以产生不可估量的节能效果。集成首先需要一种理念.不仅仅是针对机场建筑、地铁站,大型购物中心其它建筑中仍存在管理的漏洞。通过系统集成实现精细管理,可以节省被浪费的能耗。
从技术层面看,建筑智能化系统的能耗管理主要有在建筑运行管理阶段采用建筑智能化集成管理平台对能耗设备各种运行参数进行采样、记录、分析、比较、监管根据建筑各个空间实际需要实时地进行系统优化调控根据需求适时对原智能化系统进行局部整改;分析运行数据库和能耗的关系,进行数据挖掘定期评估设备能耗性能并加以改进.使各建筑能耗设备系统在不同工况下高效运行实现进一步优化节能的目标.物业管理公司的智能化系统管理工程技术人员在全面、深入掌握智能化系统的同时要不断挖掘建筑节能潜力创造经济效益。即使在节能方面已经取得成效的建筑物,仍然有节能潜力可挖.
结束语
智能建筑的发展正向着高效节能、生态环保、健康、资源可持续利用的方向发展, 越来越好的为人们提供更加便利、舒适的工作和生活环境。
参考文献
1 、华东建筑设计研究院.《智能建筑设计技术》.同济大学出版社.2011
2 、黎连业.《智能大厦智能小区基础教程》.科学出版社.2000
3 、张瑞武.《智能建筑》. 清华大学出版社.2009
4 、高会艳,李界家.《浅析智能大厦的发展》.建筑智能化.2010