智能建筑中的節(jié)能技術(shù)研究

張興超，王 陸

（昆明理工大學(xué)津橋?qū)W院電氣與信息工程學(xué)院，云南昆明 650106）

0 引言

現(xiàn)代科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使人們對(duì)工作、生活環(huán)境提出了更高的要求，也促進(jìn)了智能建筑的產(chǎn)生。智能建筑是以建筑物為平臺(tái)，由建筑、控制、計(jì)算機(jī)、通信等4大技術(shù)構(gòu)成的新型現(xiàn)代化樓宇。此種建筑形式能夠集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境；是一種以樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)為主的高耗能建筑結(jié)構(gòu)。因此，節(jié)能、環(huán)保就成為了影響其可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素；智能建筑的節(jié)能技術(shù)研究和推廣應(yīng)用也就變得十分重要。

1 建筑能耗的構(gòu)成與建筑節(jié)能

（1）建筑能耗主要包括建筑材料生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸能耗，施工過程能耗、建筑物管理運(yùn)行能耗，以及建筑廢物拆除能耗能等。其中由照明、采暖通風(fēng)空調(diào)和其他儀器設(shè)備造成的建筑物運(yùn)行能耗占到了整個(gè)建筑能耗的絕大部分。因此，建筑節(jié)能應(yīng)突出建筑物整個(gè)生命周期的節(jié)能形式，特別是減少建筑設(shè)備運(yùn)行能耗；而非只強(qiáng)調(diào)建筑物建造過程中的一次性節(jié)能。

（2）智能建筑主要包括2種形式，一是以寫字樓、醫(yī)院、機(jī)場、體育館等公共建筑為主的智能大廈，主要能耗為照明和采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)備；二是以住宅為主的智能化小區(qū)，主要能耗為采暖空調(diào)設(shè)備。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)智能大廈這一耗能主體進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)智能建筑的有效節(jié)能。

2 智能建筑節(jié)能存在的問題

當(dāng)前智能化節(jié)能技術(shù)在我國建筑工程中取得了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，但由于一些智能建筑節(jié)能技術(shù)還處于起步階段，仍然存在諸多問題，主要表現(xiàn)在6個(gè)方面。

（1）智能建筑建造過程中，為了控制建造成本而忽視建筑的節(jié)能性能，未采用節(jié)能技術(shù)和材料，從而造成建筑物交付使用后的更多能源消耗。

（2）智能建筑中的照明、中央空調(diào)、監(jiān)控等設(shè)備長期不停歇運(yùn)轉(zhuǎn)，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境光污染。

（3）對(duì)智能建筑的節(jié)能系統(tǒng)認(rèn)識(shí)不足，使智能化系統(tǒng)的利用率較低，造成設(shè)備資源和能源的雙重浪費(fèi)。

（4）智能建筑的工程技術(shù)人員不足、管理制度不健全、缺乏科學(xué)的控制方式等，造成設(shè)備不能按設(shè)計(jì)目標(biāo)合理運(yùn)行，未能達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效果。

（5）在智能建筑的電氣設(shè)計(jì)過程中，未能充分認(rèn)識(shí)到電氣節(jié)能技術(shù)的重要性，導(dǎo)致電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的困難。

（6）缺乏配套的智能建筑電氣節(jié)能設(shè)備和設(shè)施，使建筑節(jié)能控制系統(tǒng)運(yùn)行效率低下，造成大量的電能損耗。

3 智能建筑的節(jié)能措施

與普通建筑相比，智能建筑具有較好的自動(dòng)控制與信息處理特性，該特性也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的主要途徑和手段。通過對(duì)智能建筑設(shè)備的合理控制，可以協(xié)調(diào)利用各種能源，從而實(shí)現(xiàn)智能建筑的最佳節(jié)能效果。綜合分析智能建筑的節(jié)能問題，現(xiàn)階段的節(jié)能措施主要有5種。

（1）太陽能技術(shù)的應(yīng)用。通過太陽能集熱器將太陽輻射產(chǎn)生的熱能用于供熱、采暖、空調(diào)及熱力發(fā)電等。其中太陽能熱水器和熱水系統(tǒng)是太陽能熱利用的最大產(chǎn)業(yè)，且節(jié)能效果較為突出。另外，集發(fā)電、隔熱、安全和裝飾于一體的節(jié)能環(huán)保型太陽能建筑，能夠體現(xiàn)智能化、人性化的建筑理念，已成為了智能建筑的一個(gè)主要發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）采暖通風(fēng)空調(diào)節(jié)能。作為智能建筑中的主要組成部分，采暖通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)通過對(duì)空調(diào)、冷熱源及熱風(fēng)等機(jī)組的控制，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)工作生活環(huán)境的舒適和空氣品質(zhì)的優(yōu)良。其節(jié)能方式主要有2種：一是加強(qiáng)設(shè)備的能源利用率；二是對(duì)采暖空調(diào)進(jìn)行合理分區(qū)，并利用中央空調(diào)監(jiān)控室內(nèi)的軟件監(jiān)視建筑物各區(qū)熱負(fù)荷，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)溫度。

（3）照明系統(tǒng)節(jié)能。智能照明系統(tǒng)是為現(xiàn)代化建筑提供健康舒適環(huán)境的一種重要手段，在智能建筑的照明設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能考慮節(jié)能環(huán)保的要求。在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，遵循的照明節(jié)能原則主要有4項(xiàng)：一是盡量選擇自然光或太陽能的照明方式；二是選擇效率高的燈具或在照明系統(tǒng)中加裝照明節(jié)電控制裝置；三是科學(xué)合理布置燈具，提高電能利用率，減少能源消耗；四是利用智能照明控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)燈具開關(guān)及亮度。

（4）智能化小區(qū)熱環(huán)境技術(shù)應(yīng)用。使用清潔能源和綠色能源作為智能建筑小區(qū)的熱源，并根據(jù)用戶需求利用智能計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱量的分戶調(diào)節(jié)和計(jì)量。從而減少熱能浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)智能化小區(qū)采暖過程中的有效節(jié)能。另外，有條件的用戶還可采用家庭式中央空調(diào)系統(tǒng)解決采暖、制冷及生活熱水等的一體化供應(yīng)問題。該系統(tǒng)具有操作簡便、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、舒適性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

（5）供配電系統(tǒng)節(jié)能。該系統(tǒng)的節(jié)能方法主要有3種形式：一是將變電所盡可能靠近負(fù)荷中心，減少線路電壓損失、提高供電質(zhì)量；二是根據(jù)建筑物供電距離、負(fù)荷容量和用電設(shè)備分布特點(diǎn)等合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，并選擇供電電壓、供電線路和導(dǎo)線截面積等；三是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮三相負(fù)荷平衡問題，采用容抗平衡法、移相平衡法等改善系統(tǒng)以減少電能的多余損耗。

4 結(jié)語

科技的發(fā)展導(dǎo)致能源緊張，這使得節(jié)能環(huán)保成為了智能建筑未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能建筑節(jié)能是一種綜合性的系統(tǒng)工程，工程技術(shù)人員應(yīng)對(duì)各種節(jié)能技術(shù)有全面的認(rèn)識(shí)，樹立全方位節(jié)能意識(shí)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在建筑智能化過程中進(jìn)行節(jié)能技術(shù)革新，推動(dòng)各項(xiàng)節(jié)能措施的實(shí)施和應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)智能建筑的有效節(jié)能。