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中圖分類號:TU85 文獻標識碼:B DOI編碼:10.14016/j.cnki.1001-9227.2016.04.161
引言
以計算機技術、自動控制技術為基礎的智能化技術的迅速發展,使得未來建筑得以智能化,智能化建筑通過將節能技術和設備的優化組合,為用戶提供高效、舒適、便利的人性化的建筑環境,同時,綠色建筑是建筑可持續發展的必然趨勢,建筑設施的智能化設計發展必然與節能、低碳緊密關聯,而采暖、制冷和用電是建筑耗能的主要部分,降低這部分能耗對綠色智能建筑的發展具有重要意義。基于此,本文以綠色建筑理念為指導,以智能化技術為手段,從太陽能應用系統、地源熱泵系統、智能電網系統等三個層面對建筑設施進行了節能設計,實現了太陽能、地熱能、電能等的高效、可靠和優化運行,并將其集成至智能化建筑控制管理系統,進行實時監控和管理,在創造舒適的建筑環境的同時,提升了建筑設施的節能和智能化效果。
“智能化技術融合電子技術、自動控制技術和計算機技術”[1],為綠色智能建筑發展提供了新的思路和空間,建筑節能設施的設計和應用更是成為大勢所趨,本文融合智能化技術和綠色建筑理念,對其設計需求進行如下分析:(1)采用主流技術:以綠色智能化建筑在管理和監控等方面的應用需求為導向,充分利用電子技術、物聯網技術和云計算技術等操作簡單、安全可靠的主流技術,讓建筑設施聯動起來,統一規劃、建設地源熱泵系統、太陽能應用系統、智能用電網系統,并借助于智能建筑控制系統促進各類設備和系統資源共享、信息互通”[2]。(2)節能環保:建筑節能設施應以低成本獲取高性能和多方面的效益為出發點,最大限度地開發利用太陽能、地熱能等可再生能源,并將其與智能化技術結合起來進行設計,實現性能、成本和節能等多重效果。(3)智能用電:運用現代傳感器技術、通訊技術及自動控制技術等構建安全、高效的智能用電網,將可再生能源進行多元化的電能開發與利用,并通過智能電網基礎平臺實現電能的傳輸、調動、監控和管理,為用戶實施節能用電管理提供便利。
2地源熱泵系統節能的智能化設計
地源熱泵系統是利用淺層地熱能,實現高效節能環保的中央空調系統,可以集成采暖、空調制冷和生活熱水于一身,是未來智能化建筑中的標配,為此,為推進地源熱泵系統在現代建筑的應用,增強對地源熱泵系統的智能化控制和操作,本文以“熱泵系統集成”為主導,采用基于傳感器技術和計算機技術進行地源熱泵系統設計,系統控制中心采用性能最佳、簡單易用的光數字傳感器ISL29020,具備低光照條件下的靈敏度(<0.015lux)、寬動態范圍、最佳的光譜響應,以及最佳的紅外和紫外抑制,由其采集建筑采暖、制冷需求信息,并將所采集的數據傳遞給計算機,并借助于計算機通過模擬量輸入通道(AI)和開關量輸入通道(DI)采集實時數據,然后按照一定的規律進行計算,最后發出控制信號,對相應功能模塊進行控制,以實現制冷、采暖的操作。本文所設計的地源熱泵空調系統由U型地下埋管熱換器、熱泵機組冷熱分配系統及用戶終端等構成的封閉環路的集成系統;其中U型地下埋管熱換器通過埋在地下的封閉管道采集地熱能并與水源熱泵機組進行熱交換;水源熱泵機組則利用熱泵循環工質環路和地能采集系統水環路、冷熱分配系統水環路的耦合,通過熱泵機組的制冷和制熱循環實現熱量交換,促進熱量在空間上的轉移,冬季,通過換熱器將地下水或土壤中的熱量提出用于室內采暖,而夏季則利用地下土壤或地下水帶走熱量,達到制冷效果;冷熱分配系統則是將水源熱泵機組制取的冷凍水或者采暖熱水輸送至用戶終端空氣處理系統用于空氣的冷熱處理;用戶終端空氣處理系統涉及新風機組、風機盤管、空調系統三種形式,可對空氣進行凈化和熱濕處理,調節空氣質量和壓力,提升建筑的舒適度。
3太陽能應用系統節能的智能化設計
太陽能的可再生性、清潔性,推動了其在綠色智能建筑中的應用和推廣,而目前公認能源效率最高、經濟性和可操作性最高的為太陽能熱水系統,本文就將以此為重點,充分利用智能化技術來對其進行優化設計,“以Ateml公司生產的高性能、低功耗的8位嵌入式AVRmega32微處理器為控制核心”[4],構建主要由太陽能集熱器、熱傳傳熱工質、貯熱水箱、補給水箱和連接管路等部分構成的智能化太陽能熱水系統,如圖1所示,首先集熱器通過吸收太陽輻射能后溫度升高并形成循環流動,從而實現熱能轉化并將其傳遞給集熱器內的傳熱工質,傳熱工質受熱后通過自然循環方式將貯水箱中的水加熱,或是以強迫循環方式將集熱器內的熱能傳送給貯水箱中的水,而系統中的控制裝置根據貯水箱與蓄水箱底部水溫的差值是否超過限定值,來自動啟動補給水箱及時補充冷水;同時,為了保證系統在陰雨天或是陽光強度較弱的冬季也能夠正常運行,還可設置輔助加熱裝置,如電熱器。
4電網節能的智能優化設計
綠色智能建筑在電網節能設計主要表現在智能電網的發展,其實一個“能源計算網絡”,本文選用TI嵌入式處理及模擬技術作為其初級測量單元(PMU),可為電力系統監控提供穩定可靠的高精度、節能型智能用電支撐,應用TITMS320C2000微處理器與高性能模擬技術可實現完整的監控解決方案,使管理者和用戶能夠實時監控基本電壓線路,保證用電安全,且經配置的PMU可實現初級儀表測量、配電自動化、中斷恢復、高效節能以及高質量電源等優異特性,同時應用Optisense光學傳感器結合PMU可使用電設備具備更高的電網安全性與可靠性以及更高的可視度,實現更快的電力中斷響應,并及時將信息反饋給用戶。基于此智能化技術,所設計的智能用電網自上而下是智能微電網、電能管理主站、傳輸網絡通信、智能用電信息交互終端(電能信息傳感器、觸摸顯示屏)、智能插座、用電設備等[5],由此形成的智能用電網系統中,智能微電網通過可再生能源時空互補性、直流電網技術、超導與新材料技術的應用、信息技術的運用與智能微網技術,將廣域范圍的各類電力資源轉變成滿足用戶多元化電力需求所需要的資源;同時,智能電表設置是為了對電網系統覆蓋區域內用電情況進行實時監測,且因其“具有電能計量、信息存儲及處理、實施監測、自動控制、信息交互等功能”[5],支持雙向計量、階梯電價、分時電價、峰谷電價等需要,為實現分布式電源計量、雙向互動服務提供基礎支撐;用電設備與智能插座的鏈接,能夠將用電信息通過電能信息傳感器顯示在觸摸顯示屏,并將信息及時反饋給電能管理主站。
5結束語
本文給出的建筑節能設施設計方案經濟性、可操作性強,為智能化技術在建筑領域的應用提供了一種重要的參考方案,有效彌補了我國綠色智能建筑發展的短板。但同時也存在一定的局限性,目前的研究還僅停留在對取暖、制冷和用電等建筑節能設施的智能化設計上,而對節能電梯、水資源處理等的智能化設計則相對欠缺,需要結合用戶需求、節能環保要求進行完善,以進一步提升綠色智能建筑的性能。
參考文獻
[1]唐洋平.辦公建筑節能的智能化設計研究[D].中南大學,2014.
[2]王少偉.智能建筑與物聯網結合的研究[D].長安大學,2012.
[3]鄧光勇.智能建筑地源熱泵系統的實際運用探討[J].江西建材,2015,20:109+114.
1引言
城市快速發展的背景下,就決定了在建筑方面的不斷提升的標準。辦公建筑節能設計一直是建筑工程比較重點關注的問題。隨著信息科技技術的發展,在辦公建筑節能化設計方面逐漸的趨向于智能化。在建筑過程中使用合適的節能材料就可以大大的加快施工進度,并且還能夠延長建筑的使用壽命,為建設資源節約型社會共同努力。
2智能化的設計原則
2.1節約資源
辦公建筑節能設計的智能化最重要的還是要節約資源。所以在設計原則上始終是要秉持著節約資源的原則進行設計。施工過程中,相關的人員一定要以節約資源為標準,盡量使用可再生型能源,注意新能源的開發和合理使用,以節能減排為宗旨。為能夠緩解現如今全球資源緊張的問題出一份力。
2.2保證舒適度
不可否認的是,經濟的快速發展給我們帶來了更多的發展機會。但是同樣隨之而來的也是巨大的壓力,對于大多數白領階層來說,辦公環境的舒適程度是工作效率是否可以提高的前提和保證。為了讓員工能夠有一個好的辦公環境,許多辦公建筑的設計主要就是以辦公室的舒適度為中心進行設計。所以,舒適度也是辦公建筑的一個重要的設計原則。在采光、通風等方面要仔細、認真的設計,讓員工在工作的時候有一個好的工作環境,保持身心的愉悅和健康,工作效率也會大大的提高。
2.3可持續性
任何一個建筑的設計初衷都不會是要使用一段時間就不用了,所以在智能化設計中必須要考慮的就是建筑的可持續性,以發展為前提,以人作為核心出發點,在設計的過程中首先要考慮的就是人的直觀感受,全面的體現出人的邏輯思維,與實際的建筑環境相結合,做到多方面兼顧。智能化的設計還能夠針對辦公室的資源浪費情況有所改善,大大的增加了資源的有效利用率。
3辦公建筑中的常見問題
3.1采光效果比較差
由于建筑的結構設計或者其它因素的影響,大多數的辦公樓采光都沒有達到讓人滿意的效果。所以辦公樓室內采光是比較差的,室內照明完全依靠電力。這樣無疑也加大了電力的使用,能耗也是非常大的,根本不可能達到節能的目標。
3.2室內通風不好控制
傳統的辦公建筑中,室內通風是需要人工控制的。因為在辦公樓的內部大多數都是工作人員,人員數量龐大,空氣不流通。為了加強空氣的流通,在辦公樓內必須要開啟通風口,在夏天高溫的時候,制冷系統也是要打開的,空調耗費的能量也是非常龐大的。與節能減排的理念又背道而馳了。
3.3建筑的隔熱能力較差
大多數的建筑來看,隔熱問題也是一個有待解決的重要問題。一棟辦公樓的隔熱效果主要是通過墻體和窗戶的的隔熱效果體現出來的。一般的建筑外墻體就是采用加氣混凝土砌成或者是采用玻璃幕墻。通常來說外墻是不會設置一個保溫層的,只這一項就可能導致建筑的供暖、空調能耗的占比大大提升,甚至會達到總能耗的一半以上。
3.4可再生能源沒有合理的利用
就目前的情況來看,大多數辦公建筑在設計的過程中都會采用一些常規的能源,而且消耗量是非常大的。其實在大自然中有許多的能源是可以利用的,比如:風能,太陽能等等這些都是屬于可再生能源,應該充分的利用起來,能夠大大的節省成本。然而在傳統的建筑中人們卻往往忽略了這一點,造成了許多能源浪費。
4辦公建筑節能的智能設計
4.1呼吸式玻璃幕墻的智能化設計
在自然的情況下,建筑墻與外界不是完全隔絕的,外界的大氣壓和室內的氣壓是有所不同的,會形成一個氣壓差,這樣不可避免的會出現一個情況,會因為氣壓差的原因,空氣進入墻壁內部。為了避免這種情況在建筑材料上可以選擇呼吸式玻璃幕墻,能夠與外界的氣體進行交換,加速辦公室的氣體交換和流動,大大的增強了通風效果??珊粑牟A粔?,實現了建筑室內室外的自然通風的效果,而且建筑的墻體內的氣壓差能夠限制在一個可控的范圍內,提高建筑的安全性,延長了使用壽命。對建筑標準日益增高,能夠進一步的實現節能減排,節省能源的目標,而且在這個過程中建筑工藝也在不斷的改進與完善。
4.2百葉式遮陽節能的智能化設計
從直觀的原理角度來看,采用這種節能智能化的設計方式的幕墻最大的作用就是遮陽。新的工藝改善了傳統工藝的不足之處,達到了辦公建筑節能設計智能化的要求和最終目的。簡單的介紹一下這種被稱為光伏幕墻的系統,所使用的玻璃是經過特殊處理的,在傳統玻璃幕墻中放入非晶瓦的光伏組件,然后以翻頁的方式將其放入兩層玻璃的夾層之間。這樣的話,技術人員能夠很方便的對放置的角度進行調整,采光的效果可以最大化?,F在的建筑設計中通常會把太陽能與辦公節能相互聯系起來,工作人員可以通過相關技術設計將太陽能搜集起來,用來調節控制室內的溫度,還可以在冬天的時候加熱建筑中的水溫,是一個非常不錯的節能手段。
4.3電力系統的節能設計
對于一個大型的辦公建筑,電力系統的設計是一個相當重要,而且很復雜的工作。在一棟辦公樓中,我們分析一下它的用電特點,最明顯的就是白天的用電量要遠遠的高于夜間的用電量,其原因不言而喻。為了響應節能減排的號召,必須在電力系統設計上花一番心思。在電力系統的設計方面完全可以引入太陽能,把晚間儲蓄的太陽能轉化到白天使用,這樣就能夠讓辦公樓中的實際耗電量有所降低甚至大幅度降低。
5總結
綜上所述,不難發現的是辦公建筑在日益的增多,而且越來越注重辦公建筑的節能設計智能化程度。究其原因不外乎是經濟快速發展的今天,人們的環保意識也逐漸增強。所以在建筑方面要不斷的更新建筑思想和設計理念,把節能減排作為第一位考慮的問題,在發展的過程中也會越來越注重智能化辦公系統。為了達到更好的節能智能化效果,工作人員就要不斷的對市場中的一些節能減排的材料進行調查、分析,在宣傳方面也要加大力度,在建筑施工的過程中要盡量的使用節能材料,有效利用可再生能源,配合采用智能化的手段,建設新型的、智能化的節能辦公建筑。
參考文獻:
隨著我國經濟社會的進步和發展,供配電系統的發展在建筑建設中也越來越完善。本文在分析電力監控系統和建筑節能的發展現狀基礎上對建筑中電力監控系統的構成特點與實施進行分析研究。
1智能化供配電的總體供電方案
1.1確定建筑物的供電需求
在全面了解建筑物的供電需求進而確定供電方案的時候,必須進行綜合性的研究分析。在滿足建筑物內的各種負荷對于供電可靠性、負荷容量及電能質量要求的前提下,再進一步的考慮如何才能夠做到從設計、建設、直至運行的周期當中綜合效益達到最好。
1.2確定對于智能化供配電系統的監管功能的要求。
跟一般的供配電系統不同的是智能化供配電系統有著很強的遠程、自動監控甚至管理功能。當然,不同類別的建筑物對于智能化供配電系統的監控功能的要求也是不同的,有的建筑物只需要常規的運行狀態的監控功能;有的還需要監測各種電能的突變還有波動等的參數;除了監測功能之外,有的建筑物還需要具備著自動控制和故障自動應急處理的功能;有的建筑物只需要監控單個供配電系統,但是有的則需要聯網的監控很多個供配電系統。這些都需要根據建筑物的具體需要來具體的進行確定。
2 供配電設計中節能技術的重要性
供配電設計中添加的供配電節能措施,在節能工作中發揮重要作用。它重視優化產業結構,大力開發以水電為主的可再生能源,建立節約型電力生產供應體系,提高能源轉換和利用效率,以最少的資源消耗獲得最大的經濟和社會收益。供配電節能措施要把資源節約與效益目標相結合,不斷加大基礎性管理和設備治理力度,加強電力消費管理,從而提高全社會用電水平,提高電能利用率和提高終端用電效率。
3 建筑電氣設計節能措施分析
3.1建筑電氣工程設計節能應遵循的原則
3.1.1優化供電設計
首先,考慮的是方案的適用性,也就是方案能夠為建筑電氣設備的運行提供必需的動力,建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源,在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎上,采用先進的節能技術,優化供配電設計,促進電能合理利用; 其次,要合理選擇投入的設備,比如變壓器,變壓器負載率偏低,將造成一次投資偏大,還增加二次運行費用,十分不利節能;最后,在具體的系統設計過程中,應注意各種新的節能技術和產品的應用,在投入一定資金情況下達到最大節能目的利益,這對我國構建和諧、節能型社會,對可持續發展有不可忽視的重大作用。
3.1.2提高設備運行效率
在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,要最大限度地減少電能的損耗,將電能與各種能源的消耗控制在合理范圍。盡量選用節能設備、將負荷均衡、將線路損耗降低、有效控制運行與維護費用,將建設投資最小化,能源的綜合利用率最大化。
3.1.3合理調整負荷
選取合理的設計系數,利用電力監管系統提高負荷率和設備利用率,盡可能合理調整負荷??傊谠O計建筑供配電的過程中,要貫徹適用、安全、技術先進、經濟合理、節能的理念。
3.2 供配電系統設計
低壓配電系統主要擔負著向各設備分配電源的作用,同時在變壓器的經濟運行、提高供電可靠性等方面,也起著重要的作用。低壓系統母聯自動投入的方式,在滿足本段負荷容量要求的前提下,還要滿足需自動投入的負荷容量要求。配電系統正常運行的情況下,如果變壓器的負荷率很低,這是很大的浪費。
4 低壓配電系統設計,應注意如下幾個問題
4.1負荷分配問題
(1)設計供配電系統時應注意配電級數不要過多,要簡單可靠;同一電壓等級的配電級數高壓要控制在兩級范圍內,低壓一般不宜多于三級。
(2)應根據用電負荷的容量及分布,使變壓器深入負荷中心,以縮短低壓供電半徑,最大限度地減少電能損耗,減少有色金屬的使用,有效保護電壓,提高供電質量。
(3)對于線路和相應變配電,每條線路、每個變配電的供電范圍都應明確,避免交錯重疊
4.2設計、供電部門及客戶的協調處理
設計者從多角度出發,綜合考慮多方面因素,最大限度做好協調,減少不必要的矛盾。設計者應準時與運行部門、客戶進行協談,達到一致共識,取得一個合理有效的方案。
4.3供電系統可靠性的問題
要確保設計出來的系統有很高的可靠性,判斷一個系統是否合格就是要看其運行的可靠性。在滿足規范的要求下應盡量簡單,如果使用過多的聯絡開關設備(或線路),反而會使系統復雜化,降低了可靠性。在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎上,采用先進的節能技術,優化供配電設計,促進電能合理利用,應進行系統性的分析,采取相關措施,使系統更加可靠。
5 智能化供配電技術在建筑中的應用
電力監控系統對于供配電系統可靠運作起著重要的作用,可以遠程監控供配電可能出現的問題,還能大量并快速分析電力系統的的數據進而及時的發現問題,解決問題。
(1)監控系統:比如在供配電監控當中,通常都是采用溫敏器或者涌流儀等進行監控工作,當供配電系統發生故障的時候,通過感應器感應,再經過電腦的處理分析,轉換出來相應的圖列,從而發現問題所在。
(2)數據處理系統:電梯是超高層智能建筑中不可缺少的重要設施。電梯供電系統要求自身具有良好的性能和自動化程度來為電梯可靠運行服務。電梯配電監控系統因其以計算機為核心,能大量快速的處理電梯運作過程中對供電的需求,通過計算機調控用電負荷分配,進而以最適合的供電方式為電梯供電而不影響其它用電設施。
6結語
在設計智能供配電中,要從全局的角度出發,通過各種節能技術和設備的合理運用,利用創新技術,發明節能產品,既要滿足人民生活需求,又要達到節能降耗的目的。這是可持續發展的體現,也是現代建筑所必需。
一、建筑智能化的涵義
建筑智能化就是應用計算機網絡技術、控制技術及數據庫技術等高科技信息處理手段對建筑進行實時的監控,從而使建筑工程實現高效、精細管理。建筑智能化是根據建筑物自身的結構特點、周圍環境的需求以及所需要的服務類型,結合現代高科技改善建筑環境的一種方式。
二、建筑智能化在節能建筑中的運用分析
1.建筑智能化的特征
隨著社會經濟的不斷進步,各種資源、能源在不斷的被消耗,如何在節約能源的前提下,還能快速發展經濟成為了關注焦點。建筑項目作為經濟發展的重要支柱,實現建筑節能發展顯得尤為重要。而建筑智能化可以大幅度降低資源的消耗,降低建筑成本,是實現建筑節能發展的關鍵。因此,將建筑智能化應用到建筑行業中并加大投入力度,是未來建筑行業發展的必然趨勢。只有這樣,才能滿足人們對于建筑逐年增高的要求,才能使建筑行業平穩健康的發展。
2.建筑智能化在節能建筑中的運用方向
2.1 在變配電系統中的運用
建筑中的樓宇設備自動化系統(BAS)通過對建筑高低壓柜各種參數(電壓、電流、頻率等)的監測,以及對變壓器的運行工作狀態進行監測、故障報警、溫度監控等,實現對建筑變配電系統的智能化管理,從而保證建筑變配電系統平穩運行。
2.2 在照明系統中的運用
建筑智能化在建筑照明系統中的運用較為廣泛。是通過對照明系統的時間程序進行一系列的設定實現的,可以實現根據照明的場景和時間的需要控制照明開關,可以根據區域內人員的活動情況以及白晝的不同而直接智能的開關燈、調節燈亮度等。這樣就可以以最低的資源消耗實現最佳的照明,較少資源浪費,實現建筑節能的目的。
2.3 在冷水系統中的運用
建筑中的冷水系統主要指的就是有冷卻塔和冷水機組成的系統, 建筑的冷水系統可以按照供給建筑的水的流量進行對建筑用水總量的科學統計,按照冷卻水的供水溫度進行冷卻塔風扇的起停工作,通過對環境溫度的采集,結合環境溫度對冷水系統進行調節,當環境溫度達到某個值時,冷水系統自動進行水溫調節,保持在一定的范圍內,以避免過冷或過熱造成的能源浪費。對冷水機的運行進行全面的控制,這樣就能夠使得冷水系統起到了節能的作用。
2.4 在給排水系統中的運用
智能化建筑在給排水系統中的作用是可以對給排水系統故障報警和對給排水系統的啟停的控制。這一功能是通過對給水、排水的水泵進行有效的啟停并進行狀態實時監測實現的。這樣就既可以保證給排水的順暢運行,又可以實現給排水系統節能。為建筑的正常運行及節能管理打下了良好扎實的基礎。
2.5 在電梯系統中的運用
智能化系統運用在電梯系統中既可以實現節能又可以增強電梯系統的安全性。智能化系統通過計算機網絡技術的運用來實現對電梯系統運行的集中監控與管理,并且可以通過圖形的方式將電梯的運行狀態在界面進行全面清晰的顯示。公共場所的感應扶梯就是很好的應用例子,在扶梯的入口至出口處分別安裝傳感器,來探測人是否在扶梯上,當人站上扶梯時,電梯運行,人離開時,電梯停止運行。從而大大的降低了電梯空轉率,起到了節能的作用,避免了不必要的資源浪費。當電梯出現故障時,智能化系統可以第一時間向建筑的管理中心發出故障報警信號,從而促使故障可以及時得到解決,確保電梯的安全平穩運行。
2.6 在消防、噴淋系統中的運用
智能化系統在消防、噴淋系統中起到的節能、保運行作用也相對比較明顯。當消防系統和噴淋系統出現故障(包括管道漏水、噴淋誤動作等)時,實時對其進行監控的智能化系統就會以圖形的形式向建筑系統的管理中心反饋故障點,管理中心根據反饋做出應對解決措施,這樣就可以在保證了消防系統和噴淋系統正常運行的同時,實現系統的節能運行。
2.7 在門窗系統中的運用
智能化系統在門窗系統中的運用主要表現在自動玻璃門、定時開關窗、根據室內外空氣開關窗等方面。比如有人進入時,根據事先安裝的探測系統,門會自動開啟,當人離開時門自動關閉。還可以根據設置,讓窗戶在理想的時間關閉。以及通過安裝探測裝置,使窗戶在天氣異常的情況下關閉。這些都為人們的生活帶來了極大的便利,在某種程度上改善了人們的生活環境和質量。
三、節能建筑中的建筑智能化運用發展優勢
建筑行業是一個耗能源較高的行業,當今社會能源呈現逐年遞減、短缺狀態,要想建筑行業持續健康發展,只有將節能觀念融入進建筑設計觀念中,并按照設計實踐實施,通過建筑智能化實現建筑的長遠發展。建筑智能化對于社會發展的作用不言而喻,其特點主要有以下四個方面:(1)是建筑行業發展及國家經濟發展的基本保障。建筑智能化的實施,可以降低資源的浪費,緩解目前能源緊缺的局勢,為持續開發、投入建筑事業奠定堅實的基礎,對我國經濟的發展起到保護的作用。(2)建筑智能化的應用中的節能建筑還可以保護環境。環保材質的使用,可以避免建筑用材產生污染物污染環境,從而有效的保護了環境。又由于建筑智能化良好的節能效果,可以避免因為建筑而產生的大量的能源的消耗,也是對環境的一種間接的保護。(3)建筑智能化的應用中的節能建筑是建筑理念變革的開始,它的出現與應用激發人們思考開發建筑中更多的節能方式,有力于建筑行業持續健康的發展。同時建筑智能化的應用還可以改善建筑環境,為建筑工程的發展提供了良好的發展環境和發展條件。(4)建筑智能化的應用中的節能建筑在多方面多角度為人們的生活創造了便利的條件,改變了人們的生活環境,提高了人們的滿意度與幸福程度,造福了人類社會。在硬件質量提高的基礎上,緩解了人們的壓抑緊張情緒,有利于人們的相互交流,在一定意義上說,它使得人類社會的物質文明和精神文明都更上一層樓。
四、結論
建筑智能化雖然在我國已經得到了廣泛運用,并在逐步的發展中,但其在實施過程中仍存在許多不規范問題要完善改進。想要建筑智能化在我國得到進一步發展和運用,就需要系統的分析并解決目前智能化應用過程中存在的問題。因此,這就要求我們建筑智能化相關的工作者,在實際工作中注意進行經驗的積累與分析,并學會運用科學的技術手段來攻克一些技術難題,從而使建筑智能化在建筑中的應用更廣泛,節能效果更顯著,不斷滿足社會進步需求,從而保證建筑行業更高更遠的向前發展。
引言
近年來,建筑行業一直是我國國民經濟發展的熱點,給建筑行業帶來很大市場,建筑智能化也將面臨巨大的挑戰。智能建筑正是應用當前信息技術改造傳統建筑產業的直接體現形式。從能耗角度來看,我國能源形勢已不容樂觀,建筑能耗逐年增加,“建筑節能與建筑智能化技術”已成為人們越來越關注的問題。因此,建筑物節能應貫穿建筑物的整個生命周期,包括規劃、設計、施工、管理等環節。在建設階段,建筑節能工程以建筑主體為主,多采用仿真技術,在此階段,設備配置及控制的節能策略將為運營期的節能奠定基礎;建筑節能的第二個環節是建筑設備的調試,采用建筑智能化技術進行調試及優化控制是關鍵;建筑節能的第三個重要環節是運營期,采用智能化技術提高科學管理水平,能大幅度地節省運營期的能耗費用。建筑節能是一個系統工程,不僅是建筑維護結構使用保溫材料,而且與設備的運行效率和能量的管理模式密切相關。
1 當前建筑智能化的意義及特征
建筑反映了人類發展的歷史,代表著社會生產力的發展水平,與社會生產方式、人們的生活方式有密切相關的聯系,并又總是反映了人類社會的進步和科學技術發表的水平,具有鮮明的時代特征。
二十世紀九十年代以來,隨著電子信息技術、計算機技術、通信技術和控制技術的飛速發展,人類社會已完成由工業化向信息化社會轉型,在全球信息化浪潮的推動下,人們對建筑物的安全性、舒適性、便捷性、信息交互能力以及節能環保能力等提出了更高的要求。二十多年以來,智能建筑得到了快速發展,并又實現了建筑業與信息產業的有機融合,賦予傳統的建筑業以新的活力。
當前建筑智能化是指建筑綜合運用當前通信技術、自動控制技術、計算機技術等當前技術,將建筑物建設或改造成為智能建筑的全部工程,工程內容包括信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統、智能化集成系統、機房工程等六大系統工程。建筑智能化的基本功能主要由三大部分構成:即大樓自動化又稱建筑自動化或樓宇自動化(BA)、通信自動化(cA)和辦公自動化(0A),這3個自動化通常稱為“3A”,它們是建筑智能化中最基本的,而且必須具備的基本功能。目前有些地方的房地產開發公司為了突出某項功能,以提高建筑等級和工程造價,又提出防火自動化和信息管理自動化,形成“5A”建筑智能化,甚至有的文件又提出保安自動化,出現“6A”建筑智能化,甚至還有提出“8A”、“9A”的。為此,建議今后應以“3A”建筑智能化提法為宜。
2 當前建筑智能化的節能技術應用
2.1采用智能照明控制系統,有效地節約能源
以某智能照明系統為例,該系統是一套控制系統,符合總線標準,以弱電總線通訊的方式控制強電末端設備,主要功能為燈光控制、窗簾控制、安全防范、AV設備及HVAC設備控制等,可對燈光進行各種控制如:開關控制、調光控制、分散集中控制、遠程控制、延時控制、定時控制、光線感測控制、紅外線遙控、移動感測控制、與其他設備系統的聯動控制等,控制方式方便、靈活、易于修改、易于操作、易于維護。隨著世界經濟于高新技術的不斷發展,人們對生活環境的要求越來越高。除去對建筑的傳統要求外,在建筑的安全性、舒適性、節能性、自動化與信息化等方面均提出更高要求,其目的是創造出舒適宜人,能充分提高工作效率而又具有極大靈活性的辦公與生活環境。目前,為適應這種社會發展潮流,新建筑有必要安裝先進的系統,以滿足不同使用者的各種智能使用與管理需要,最終使樓宇的建設者、發展商和用戶獲得更大的經濟效益。
2.2改善門窗性能
建筑能耗散失的最薄弱部位是門窗,門窗的能耗占建筑總能耗的比例較大,其中冷風滲透為三分之一,傳熱損失為百分之三十四,所以在設計時,就應該考慮到這個問題,在保證采光、觀景、日照、通風等要求的前提下,盡可能地提高外門窗的氣密性,提高外門窗本身的保溫性能,減小住宅外門窗洞口的面積,減少冷風滲透,減少外門窗自身的傳熱損失。我們除采取常規的節能措施,例如:提高住宅外門窗的氣密性,改善住宅門窗的保溫性能,控制住宅窗墻比,減少冷空氣滲透;還可以利用建筑智能化技術,自動控制門窗的開啟,減少人為因素引起的冷滲透與熱耗損。
2.3利用節能建筑材料
建筑業和住宅產業是資源消耗的大戶。目前我國建筑物97%以上屬高耗能建筑,建筑總能耗已占社會總能耗的三分之一,是發達國家的二到三倍。一方面,國家能源緊缺,形勢嚴峻;另一方面,建筑用能大量浪費。建設節約型社會,在建筑領域就是要大力加快環保節能建筑材料的推廣。以溫州市為例,新型節能建筑材料目前在該市推廣應用。近幾年,一種耐沖擊、密度大、保溫好、抗折壓的新型節能建筑材料在該市當前智能建筑建設中推廣應用,某小區成為該市首個新型節能建筑材料示范小區。這種外墻保溫苯板節能保溫效果好,它每立方米受壓能力達到30公斤,超過國家標準近10公斤,每塊保溫苯板的接口都做好,使銜接更緊密,兩面都做了倒棱處理,整體轉角,與墻面結合牢固,節能效果達到了65%,超過普通保溫苯板15個百分點。據了解,從近幾年開始,這種新型節能建筑材料將在全市大面積推廣應用。
2.4地熱利用
地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源,即在冬季,把地能中的熱量“取”出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到地能中去。我國利用地熱供暖和供熱水發展非常迅速,在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。
2.5利用當前智能建筑自控系統來設置機電設備最佳啟??刂茣r間
對于商場、寫字樓之類建筑,晚上是不需要空調的,自然在夜里是無需開空調,為了確保工作人員開始工作時,室內環境處于舒適狀態,就需要預先對建筑進行預熱或者預冷。此外,室內溫度是一個慣性很大的參數,如果我們提前關閉空調,也能夠讓室內溫度在一定的時間內不會發生較大變化,當前智能建筑自控系統可以通過對空調設備的最佳啟停時間的計算,能夠在確保室內環境舒適的條件下,縮短不必要的空調啟停時間,以此來達到建筑節能的目標;同時對建筑進行預熱或者預冷,當前智能建筑自控系統能夠及時關閉室外新風風閥,這樣一來不僅可以減少獲取新風而帶來冷卻或加熱的能量消耗,而且還可以減少設備容量,達到節能減排的作用。
如今在我國的建筑業當中,高耗能建筑仍然占主體地位,每年的建筑耗能數目驚人,潛在著巨大的能源危機,如果不及時改善將會直接加劇能源危機,因此節能建筑的發展和推廣成為一個必然趨勢。隨著建筑業的快速發展以及生態環境的需求,節能建筑的建設理念以及最新技術已經在社會上廣泛推廣開來,節能建筑已成為現代建筑業的發展趨勢[1]。智能化技術在節能建筑建設中環保節能以及提高建筑環境舒適度方面的應用發揮了非常大的作用。
1.建筑智能化技術的發展
建筑整體能量平衡系統的設計是節能建筑的設計過程中非常重要的環節,這就對節能建筑的平面布局、建筑規劃、建筑綠化率以及建筑通風情況等等有很高的要求。節能建筑中智能化技術的應用可以結合建筑的基本結構特征、建筑周圍環境以及建筑所需要的服務性質,提供一種高舒適度、高效率的建筑環境。建筑智能化技術的應用主要體現在計算機網絡技術的應用、控制技術應用以及數據庫技術等比較先進的信息處理技術的實際運用。通過這些先進的高科技信息處理技術的應用可以實現對節能建筑的實時監控,給整個節能建筑提供高效的管理模式。
2.智能化技術在節能建筑中的實踐運用
2.1智能化技術在建筑變配電系統中的應用
在節能建筑的管理系統建設中,智能化技術對整座建筑發揮著重要的監控作用,主要負責監控節能建筑控制柜的功率、電壓、電流以及各種參數??梢酝ㄟ^建筑的管理系統對建筑控制柜的各項參數進行修改和統計,而且可以可以控制和調整變壓器的溫度,保證節能建筑中變配電系統各個環節的正常運作,實現節能建筑的智能化管理[2]。
2.2智能化技術在建筑給排水系統中的應用
智能化技術在建筑給排水系統中的應用主要體現在建筑給排水系統設備運行狀況的檢測問題,智能化技術在建筑給排水系統中的應用可以在建筑給排水系統發生意外故障的情況下提供報警信號,進而控制建筑給排水系統運行的啟動和停止。給排水系統中智能化技術的應用可以實現對工作狀態的水泵以及備用水泵的自由切換,負責建筑給排水系統的水位監測,在給排水系統發生故障時給出及時的提示。通過智能化技術在建筑給排水系統中的一系列操作控制,實現了建筑給排水系統的節能運作,為建筑的節能和正常運行提供了有利保障。
2.3智能化技術在建筑照明系統中的應用
由于建筑的服務性質和服務需求不同以及建筑用戶對建筑的要求也不一致,因此建筑的照明系統需要依據建筑用戶的實際要求針對性的分類設置,通過對建筑照明系統時間程序進行的相應設定,就可以導致一定的節能目的[3]。而且在建筑的照明系統發生意外故障的情況下,智能化照明系統還能夠通過實現相應的聯動來解決建筑的用電問題,進而保障整個建筑系統的正常運作,提高節能建筑的安全性和可靠性。
智能化照明系統在節能建筑的應用中,可以通過照明系統的自動功能根據建筑的不同照明場景和不同照明時間來控制建筑的照明開關,例如對室內有人或者沒人情況下的開關控制、公共場合下的開關控制以及白天和晚上時間的開關控制,根據環境的外照強度來控制照明開關或者是調節燈光的亮度,當所在環境的外照強度達到一定程度就可以調整對照明燈的亮度,甚至直接控制照明開關。智能化照明系統自動控制的應用使節能建筑的照明效果達到最優,同時也避免了不必要的浪費,導致建筑節能效果。
2.4智能化技術在建筑電梯系統中的應用
對于一般的建筑來講,建筑的電梯系統的監控是通過計算機網絡技術來實現的。智能化技術在建筑電梯系統中的應用實現了對電梯系統的集中形式管理和監控,而且可以把電梯的運行狀態通過圖形的方式形象準確的呈現出來。若是電梯在運行的過程中發生故障,就可以通過智能化系統把故障信號傳輸給建筑的管理中心,以便對電梯故障做出及時的處理,為廣大建筑用戶提供方便,實現了電梯系統的節能使用,同時也達到了建筑節能的目的[4]。
在商場之類的公共場合,一般都設有扶梯,可以在扶梯的入口至扶梯出口的位置安設傳感器,用來感應電梯上是否有人,但傳感器探測到扶梯上有人時扶梯就可以自動運行,如果傳感器探測不到人,那么扶梯就會一直處于停運狀態,通過對扶梯的智能化控制,避免的扶梯的大量空載運行情況,到達節能目的。
2.5智能化技術在建筑消防和噴淋系統中的應用
節能建筑通過對智能化技術的應用可以有效的控制建筑的消防系統和噴淋系統,對消防系統和噴淋系統實施全方面的監控管理,對系統中發生的故障進行跟蹤監控。如果建筑的消防系統和噴淋系統某個環節出現故障,智能化系統可以對系統故障進行跟蹤,并通過分析把系統故障通過圖形的方式呈現出來,并把信息發送給建筑系統的管理中,然后由系統管理中心對系統故障進行排查和處理,從而保障了建筑消防系統和噴淋系統的節能性運行。
2.6智能化技術在建筑門窗系統中的應用
智能化技術在建筑門窗系統中的應用主要體現在對自動門的控制,根據人員進出門的情況對自動門的開和關進行控制。智能化技術在建筑門窗系統中的應用在調節室內空氣質量的問題上發揮了一定作用??梢砸罁r間對門窗進行控制,早上起來空氣比較清新,這時就可以把門窗都打開,促進室內空氣流通,享受一下早晨的新鮮空氣;另外也可以依據天氣對門窗進行控制,如果遇到下雨的天氣,為了避免雨水進入室內,就可以把所有門窗控制成關閉狀態。除此之外,還可以通過智能化技術度室內的空前進行質量檢測,依據室內空氣質量的檢測結果來實現對門窗的具體控制,因此說智能化技術在改善節能建筑室內空氣質量方面發揮了很大作用,同時也迎合了綠色建筑的生態化理念。
3.結語
綜上所述,節能建筑是指對建筑的朝向、太陽輻射、風向、建筑外部空間環境以及建筑規劃分區進行研究后,結合節能的基本方法而設計出來的一種低能耗建筑。當前我國經濟追求快速發展,對環境問題沒有引起足夠的重視,導致如今的環境污染問題和特別嚴重,進而引起生活環境惡化,使我國的生態環境處于極其脆弱的境地。當然我國的建筑業也是主要問題所在,當下要做的就是摒棄以往高污染、高能耗的建筑模式,向降低能耗、節約能源以及低污染的生態建筑方向發展。以上本文探討了節能建筑中智能化技術的實踐應用問題。 [科]
【參考文獻】
[1]周子翔.建筑電氣工程的智能化技術應用分析[J].科技創新與應用,2013,09:204.
中圖分類號:F416文獻標識碼: A
前言:
近年來,國內在建筑電氣節能領域開展了很多卓有成效的研究工作,只是在節能方案、措施制定等過程中統籌分析不夠,沒有對建筑內部現有系統的綜合能耗實現準確分析,在節能產品選型安裝或節能方案措施的實施上還存在一些不足之處。相應的基礎自動化設備還普遍不足,在節能數據及運行效果的跟蹤統計分析上不能實現實時動態管理,造成建筑電氣系統節能產品或節能措施實施后,不能有效協調相關系統運行,預期節能效果不明顯。在工程實際建設中,實施高效節能設備和自動化控制系統能夠有效降低30%―50%的建筑能耗,但在能耗監控及維護管理系統上如果不夠完善,建筑能耗節能系統就不能實現內部的實時調控,對建筑節能效果的調節管理也不夠持續穩定。
一、開展智能化建筑電氣節能的必要性
隨著國民經濟的迅速發展,工業、農業等生產規模在不斷擴大,由此帶動能源的消耗量增加,尤以建筑消耗居多,且基本上是逐年遞增的變化趨勢,因而減少建筑耗能問題便成為人們關心的熱點話題;另外,隨著能源的消耗,其帶來的環境污染問題嚴重威脅到居民的正常生活、工作等。為改善現階段人們的生活環境,提高生活質量等,加強建筑電氣節能工作便尤為重要;此外,在我國推出建設節約型社會的號召下,節能減排問題是全民關注的共同話題,開展電氣節能是實現“可持續發展”,造福于后代的重要舉措。
二、智能化建筑電氣節能設計需符合的準則
1)節能應在保證實現建筑物基本功能的前提下開展。開發智能化建筑物的目的即是為人們的生活提供更完整的服務,因而在進行節能優化時,需考慮到其是否影響到建筑物的正常使用,如正常的照明需要、運輸通道通暢、休閑娛樂設施等正常運轉等。
2)節能應在符合實際經濟效益的前提下開展。節能技術的投入使用應充分考慮到實際成本問題,不能一味追求高效節能而加大投資,增加建筑物開發成本負擔。因而電氣設計工程師在進行節能優化時,需認真考慮節能方式的選擇及其設備材料的應用,盡可能實現節能性能的優化與成本的控制。
3) 節能應滿足低能耗的要求
建筑電氣節能的設計就是為了節約電能損耗、高效利用能源,但是在注意低耗能的同時也要注意應用效果的滿足。因此對于建筑建設中照明的照度、色溫、顯色指數要盡量滿足舒適性空調的溫度及新風量等新要求。
三、智能化建筑電氣節能技術的優化措施
建筑電氣節能設計與改造是使智能建筑服務水平提高的一個有效措施,不但能夠發揮建筑內部各系統的功能特性,還能優化控制電氣系統和設備工作狀態,進而使建筑電氣系統能耗得到明顯降低,減輕住戶的日常開銷。
1.供配電系統的節能設計
對智能建筑內部用電等級和總荷載進行準確統計分析后,設計使用便捷且科學合理的建筑供配電系統,不僅能節約業主的一次性投資,使單位建筑的經濟性提高;還能使建筑工程在日后使用中實現節能降耗。可以說智能建筑節能中的最關鍵環節就是供配電系統的節能設計,在實際設計中要注意以下三方面內容:
一是合理選擇變配電所的位置,按照建筑的不同用電負荷對所需供電容量及用電等級進行準確統計,與住宅單體分布相結合,設計完成經濟穩定的供配電系統。建筑區變配電所的位置要與用電負荷中心臨近,不但能使建筑配電半徑減小,以免出現往返長距離的供電情況,縮短供電電纜長度,使供配電系統投資成本降低;而且還能使配電線路半徑縮小,有效降低線路綜合損耗,使配電質量得以提高,實現其它用電設備運行高效穩定,降低能耗的作用。
二是合理布置豎井,在各層設計配電豎井、層配電箱等具置時,為便于縮短分開關配電線路長度,降低線路損耗,可將其設置到用電負荷中心。
三是變壓器選擇要合理,高層建筑電氣節能的關鍵在于變壓器的類型要選擇合理,由于變壓器正常運行時,其內部鐵心疊片因電磁力線交變而發生磁滯及渦流現象,進而形成空載損耗,也就是鐵損。隨著材料物理相關理論的快速發展,作為新型節能材料的非晶態磁性節能材料已做為變壓器鐵心材料而得到廣泛應用,進而形成節能的非晶合金鐵心變壓器。
在工程建設中常用的S11、S13等型號變壓器優化傳統變壓器結構的改良產品,對傳統疊片式鐵心結構進行改變,能夠使變壓器鐵心內磁阻減少,與傳統變壓器相比其空載電流可減少20%―40%,變壓器功率因數明顯提高,供配電系統綜合線損降低,系統供電能力得到有效改善,從配電源頭實現節能降耗的效果。在對上述因素進行綜合考慮后,就要在設計對供配電系統后期擴容需求留有余地,要使變壓器負荷率介于合理范圍,一般多選擇在75%―85%之間。
2.照明系統的節能設計
智能建筑在節約照明用電上不能只是通過照明燈具數量的減少或功率的降低來進行實現,而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面積,通常多利用透光率較好的玻璃門窗等使建筑物白天照度得到增加,使開燈時間明顯減少,以實現對自然光源的有效利用,達到節約電能資源的效果。能夠采用自然光的建筑面積照明,可以根據建筑物照明設計中的照度標準對現場照度進行檢測,并采用相應燈光控制系統對燈具照明進行自動調節,以實現不同區域對照明的不同需求。設計建筑物的夜景照明,要溝通好城市景觀規劃部門,不但要通過燈光的烘托效果使建筑總體風格中蘊含的文化底蘊和藝術效果得到充分體現,還要將照明結合美學、藝術等方面特點,使建筑物夜景環境具有優美、優雅、舒適的特點。設計智能建筑的照明時,還要控制好照明系統,以免對周圍環境的造成光污染,在實現節能降耗的同時,還要保護好人文與生態環境。
3.合理選擇無功補償及補償方式
通過在配電系統中設置無功補償裝置,提高了配電系統的功率因數,可顯著的減少無功電流所造成的電能損耗。有條件的建筑物,可采用就地式無功補償和集中式無功補償相配合的綜合補償方式; 對安裝容量超過 10 kW 的電機類用電設備,可在電機控制柜處就地設置無功補償裝置。對于其他設備的無功功率,在變電所低壓側進行集中補償。需要注意的是,對于變負載的設備,其電動機端電壓隨負載而變化,會造成就地無功補償裝置內的電容器出現無功涌流,嚴重的情況會導致電機由于涌流過電壓而燒毀。因此對于此類設備不應采取就地無功補償的方式。
四、結束語
綜上所述,在現代化建筑電氣設計工程中,人們為了提高建筑電氣設備的經濟效益和工作效率,就將各種節能措施應用到其中,并且隨著科學技術的不斷發展,人們也在傳統的節能技術的基礎上進行了相應的改進,從而進一步的降低了建筑電氣在運行過程中所產生的能量消耗。未來社會發展的趨勢必將是建筑智能化,建筑電氣智能化發展及節能是建筑發展的最基本要求,合理運用智能化和節能措施,并將兩者融合在一起,不僅能滿足生活舒適性和功能性,同時還能減少投資,節約能源。
參考文獻:
[1]范臻.基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析[J].中國高新技術企業,2012(28):29-31.
二、智能化建筑電氣節能技術現狀及存在的主要問題
雖然我國在智能化建筑電氣節能方面取得了一定的成效,但是智能化建筑節能技術還沒有得到普遍的應用,與國外發達國家相比,還存在一定的差距。對于電氣節能設計缺乏統一的標準規范。此外,相關設計人員對設計理念的認識不夠全面,對節能優化環節沒有做到客觀的分析和綜合把握。我國建筑電氣節能技術存在諸多的不完善因素,存在問題主要有以下幾點:
1、我國自動化、智能化電氣設備研究、開發水平有限
目前的智能化建筑電氣節能技術的實際應用所取得的成果沒有達到預期效果。電氣節能優化設計中的質量安全監督存在漏洞,電氣工程師對技術的應用缺乏實踐論證,導致其在建筑電氣的應用不具備較強的實用性。而且在設備的使用過程中,電氣設備的智能化和自動化水平有限,加之缺乏必要的附加設施,導致電氣節能優化設計方案在實施中遇到諸多阻礙,其節能效果得不到充分的發揮。
2、控制方式、照明光源等選擇不合理控制方式以及照明光源的設計
直接關系著能耗的大小,照明耗電量占整個建筑耗電量的較大比重,而目前我國的智能建筑的控制方式以及照明光源等的設計不盡合理,不利于電氣節能系統的發展。
3、智能建筑的通風與設計不合理
智能建筑通風與設計不當會導致建筑內的空調冷量過高,而且不利于機械排風和室內的通風換氣而形成冷負荷,使得空調的冷負荷增大。
4、設計過程中缺乏科學的協調統籌
我國的智能化建筑電氣節能體系缺乏必要的統籌規劃設計,智能化建筑節能設計中,協調統籌工作沒有落實到位,致使控制制度存在諸多漏洞,增加了能耗,使得節能體系運行效率低下。
三、智能化建筑電氣節能優化設計措施
1、設計時需遵循一定的準則
首先,電氣節能優化設計應在確保建筑自身基本功能實現的基礎上實施,充分考慮可能影響建筑功能的所有因素,如照明需要、運輸通道的暢通、娛樂設施的正常運轉等,保證人們的正常生活不受影響,為人們提供完整的服務。第二,電氣節能優化設計要在符合實際經濟效益的前提下進行。權衡高效節能與投資之間的關系,選擇合適的節能方式和設備材料,優化資源配置。第三,在保證節能方案可行的前提下,最大限度減少能源損耗。分析建筑物的實際情況來采取相應的節能方式,避免無用耗能方式的出現,如變壓器的損耗以及傳輸電纜線路上的耗能,不能發揮功用,卻造成能源的損失。第四,節能優化設計需考慮環境因素。電氣節能優化設計要堅持可持續發展理念,提高能源利用率,以實現綜合效益最大化。
2、加強供配電系統節能優化策略研究
在充分掌握建筑用電設施功率以及負荷容量等信息的基礎上,合理配置供電節能設備,首先從變壓器負載情況入手,在符合成本要求的前提下,合理分配負載,選擇適當的變壓器,確保其與驅動負載能力相匹配。其次,可通過選擇電阻率值相對較低的導線的方法減少電能損耗,進行線路布局時,盡量避免彎路線路,以減小導線的長度。
3、加強對建筑內照明系統的節能研究
建筑內照明設備的照明時間、照明方式、設備功耗、建筑面積等都是影響照明耗電量的主要影響因素,所以可以從照明設備選擇、照明時間分配、建筑設計、照明系統的設計等方面進行研究,實現最大化的節能供電。
4、加強對建筑內電梯、空調以及供水系統的節能研究
建筑內電梯型號、功率等的選擇對建筑電氣能耗有較大影響,選擇與電梯型號和功率相匹配的電機驅動。空調系統的節能應考慮環保型的水源熱泵式空調,降低污染,且運行效率較高。使用空調時設定合理的工作模式,減少能量損耗。設計供水系統時,考慮供水系統的負壓作用,盡量選擇無負壓作用的設備,提高水質凈化度,又有利于環保。
5、提高對可再生資源的開發與利用
電能是不可再生資源,所以要加強對風能、太陽能、熱能等可再生資源的開發利用,將這些新型可再生資源利用到建筑電氣中去,減少電能的功耗。此外,選擇新型節能環保材料作為建筑電氣設計裝修材料,提高節能效果。
1智能化建筑的概念及其特點
1.1智能化建筑的概念
智能化建筑指的是以建筑物為平臺,利用計算機和現代建筑等先進的技術手段,對包括信息化、公共安全、建筑管理和信息系統等在內的整個系統進行整合,達到最優的效果,為人們提供安全、健康的生活環境。智能建筑將被用來控制技術、計算機網絡技術和數據庫技術等高科技手段來處理相關信息,這些高科技手段構成了智能系統。通過智能化系統,可以對建筑物進行實時監控,從而提高對整個建筑物的有效管理和監控。
1.2智能化建筑的特點
由于建筑行業對能源運用在資源利用中占有很大比例,隨著社會發展和人民生活水平的不斷提高,如何有效節約資源已引起社會各界的廣泛關注。同時,隨著社會不斷發展,資源節約已成為時代的必然趨勢。而智能建筑的出現,主要目的是為人們提供既安全又方便的生活環境,同時節約能源,減少資源損失。因此,智能化建筑中節能建筑倍受歡迎。
2智能化建筑中節能技術應用的意義
2.1緩解能源緊缺的局勢
隨著全球經濟的發展和能源資源的不斷開發,能源短缺已成為全球性的問題。因此,發展節能減排措施對緩解能源短缺十分重要。建筑業的發展也是如此,在建筑設計中要充分考慮節約能源的概念。而節能建筑在智能建筑中的應用正好緩解了當前的能源短缺形勢,促進了建筑事業的發展,使我國經濟穩步發展。
2.2減輕了環境的壓力
近年來,我國生態環境問題的日益嚴重,和建筑業一直是主要的產業,能源消耗和污染。因此,如何做好環境保護的建設過程,成為人們共同關心的熱點問題。一般來說,智能建筑節能建筑在選材上會選擇節能環保材料,從而大大減少施工過程中對生態環境的壓力。因此,將節能技術應用于智能建筑中,可以有效緩解環境壓力,保證環境的可持續發展。
2.3促進建筑事業發展
隨著現代社會的不斷發展和進步,節能問題越來越受到人們的關注。這使得建筑節能智能化建設對于今后建筑事業的發展起到了良好的引領作用。同時,節能建筑節能理念的設計,可以不斷改善建筑,有效地改善建筑的整體環境,為建筑業的發展提供理論支持和發展條件。
3現代智能化建筑的節能技術應用分析
3.1外墻保溫節能型技術
傳統建筑施工中,利用夏天變冷、冬天變熱能源時,依然有部分能源經由墻體、窗戶、門等區域流失,造成能源損耗。同時,在圍護結構中也存在著墻體能量的過度損耗。因此,采取節能墻體保溫技術可提高建筑智能化和整體能源效率,為保證建筑物的能源效率,應做好圍護墻和外墻外保溫設計和施工,應選擇隔熱效果好,保溫時間長,耐用的墻體材料,保證較低的房屋建筑外部結構的能量消耗。建筑結構是無法改變的,可以采用節能外墻外保溫的設計技術,該技術主要是指主體結構的智能大廈之間的溫度差減少,降低墻體的溫度,室內溫度的影響,從而最大限度地提高墻體結構本身的隔熱效果,降低建筑運行的能量消耗。
3.2屋面隔熱保溫節能型技術
屋面作為智能化建筑中重要結構之一,對溫度反應較為靈敏,同時也是和室外的接觸面積最大的部位,因此,在屋面結構建設中采用屋面隔熱保溫技術十分重要。目前,我國在建筑的屋頂,主要由吸水率低,導熱系數比較小,低密度式的設計方法,并采用高效保溫材料,該方法擴展,原料置于屋頂和防水層之間,提高屋面節能。在實際施工中,應結合實際情況,選擇最合適的原材料,可采用高強度、輕量化、擠塑聚苯板的吸水率強,防火隔熱材料,把鋪法的方式鋪設保溫材料,屋面防水材料。
3.3照明控制節能型技術
照明系統是智能化建筑中重要的電氣系統,也是主要的耗能系統,因此合理的運用照明控制節能型技術來控制系統。采用智能照明控制系統,照明系統可以在自動工作狀態,系統會根據預先設定的一些基本條件的工作,將根據預先設定的時間自動切換,還可通過光開關規劃面積以適應各種要求不同的場景。此外,智能照明管理系統采用可視化控制等方式,通過智能管理實現節能。智能照明控制系統將普通照明轉為智能管理。它不僅給用戶帶來了極大的方便,而且降低了能耗。
3.4中央空調節能技術
中央空調是整個建筑工程中耗能最多的系統之一。因此,中央空調系統的智能節能改造可以創造更大的效益。在現代智能大廈中,應該廣泛應用具有節能環保功能的空調,對于現階段已經大量投入使用的傳統中央空調,也可以通過下述節能措施進行技術改造:1)合理設計。在中央空調的設計、室外環境和室內環境的綜合測定,根據用戶的不同需求,室內和室外的環境條件,選擇合適的設備,降低中央空調系統的能耗;2)循環利用中央空調排放的熱量。在空調運行會產生大量的熱量,這是空調吸收的熱量和發動機發出的熱量之和。對空調系統產生的余熱進行回收利用,并應用熱交換的物理原理。3)定期清潔中央空調。中央空調在運行過程中會產生大量污垢和污垢,會妨礙設備正常運行,增加電耗。因此,在中央空調安裝相應的自動電子除垢儀時,還可以采用常規的熱交換器、管道等人工手段;4)冷水機組群控??紤]到機組運行的有效負荷,根據空調機組有效負荷的變化對冷水機組的運行進行調整,以提高能源利用效率,減少能源浪費。
3.5新能源的利用
1)太陽能的利用。太陽能是一種自然清潔能源,是住宅建筑設計中廣泛推廣的節能設計之一。從能源利用和發展的角度看,近年來太陽能從互補能源發展到“替代能源”。太陽能熱水器是太陽能熱利用的代表性設備。2)低熱利用。地熱能是一種可靠的可再生能源,使人們相信低熱可以作為煤、天然氣和核能的最佳替代能源。另一方面,地熱能是一種理想的清潔能源,能源豐富,在使用中不產生溫室氣體,對地球環境造成的危害不能,可作為冬季供暖的熱泵,夏季可作為冷源的空調。
Abstract: this article from the intelligent monitoring system, intelligent network system, intelligent lighting system of intelligent building electric expounds the application in the construction sector, and the design of the building electric energy saving design of the principles, methods, has made the detailed analysis, by the use of the intelligence and energy saving design to reduce energy consumption and environmental pollution.
Keywords: low carbon, intelligent, electrical building, electrical energy saving
中圖分類號:F407.6文獻標識碼:A 文章編號:
引言:隨著時代的發展和科技的進步,人們對生活和工作環境的要求不斷提高,人類的日常生活、生產活動急速加劇了對能源的消耗,也對環境造成了嚴重的污染,生態環境的日趨惡化成為了世界備受關注的問題。當環境問題成為全球性的問題時,人們開始重新審視自己的行為,也逐漸意識到將要面臨的能源危機,這使得“節能”成為了當今熱門的話題,低碳的生活理念也開始慢慢深入人心,“節約二次能源”成為伴隨城市發展的新理念,這就對智能建筑建設的需求變得越來越強烈,大量智能系統的應用便對建筑電力系統的節能方面提出了更高的要求。
1. 建筑電氣系統的智能化
隨著科技的進步和人們生活標準的不斷提高,智能化系統已經滲透到生活、生產的方方面面。建筑行業作為與社會生產力密切相關的行業,智能化設計已經成為發展的必然趨勢。
1.1智能建筑在電氣專業的具體實現和應用首先體現在有效的對建筑設備進行監控。
選擇使用高效、節能型設備,對設備的運行狀態進行有效的能耗監測并進行評估,通過對設備運行參數的合理調整進而降低能源的浪費,減少不可再生能源的消耗,可以充分發揮建筑設備監控的節能功效。
1.2 智能建筑的實質是諸多智能設備的網絡化問題,這使得智能建筑的弱電系統工程成為智能建筑發展中的重要組成部分。弱電系統包含通信網絡系統(公共廣播傳呼系統、共用天線電視系統、內部無線尋呼系統、電話通信系統);火災自動報警及聯動控制系統;公共安全防范系統(閉路電視監視系統、防盜報警系統以及車庫管理系統);結構化布線系統等等。完善的計算機網絡和通信系統可以使智能建筑更標準、靈活、安全。
1.3 智能建筑還應該包括智能照明控制系統。采用智能照明控制系統,實現照明控制智能化,可以使照明系統工作在全自動的狀態下,合理地利用周圍環境的資源自動調節不同時間段、不同場合對照度的不同需求,使工作環境處于相對舒適的狀態,還能夠通過對光線的智能調節實現節能。智能照明系統減少了人員管理和維護的需求,既避免了人為造成的照明能源的浪費,又降低了人工成本。
2. 建筑電氣的節能設計
隨著建筑節能技術的發展,很多發達國家已經建立了比較完善的建筑能效技術標準。我國是能源消耗大國,建筑節能設計的要求將會更加迫切。建筑電氣設計是建筑設計的一部分,電能的消耗在建筑能耗中占有相當的比重,有數據顯示,每年消耗電量占總發電量的10%以上,如果大量的使用節能產品和有效的措施,節電5%則可以節約用電60億kWh,為國家節省30億元,并可延緩溫室效應,減輕對生態環境的破壞。這就使得電氣節能設計顯得尤為重要。但是也不應盲目節能,為了節能而節能,應綜合多方因素考慮實際情況,兼顧投資和運行能耗,用發展的眼光衡量投資和收益。
建筑電氣節能作為一項系統工程,其節能措施的應用可從以下幾方面考慮:
2.1.電源節能
我們從市政電網供電的電源電壓已確定,線路上的電流無法改變,選擇電阻率較小的材質(銅芯最佳),減小線路電阻,以減少線路的損耗。配電時電纜盡量避免迂回敷設,變壓器盡量接近負荷中心,減少供電距離,以減小導線的長度,進而減少線路上的能量損耗。
在條件允許的情況下,選擇節能型變壓器,盡量降低變壓器電阻的繞組的電阻,用來增大通過的電流。并且合理的分配用電負荷,盡可能保證變壓器的負載率在70%~85%之間,盡量避免變壓器長期處于輕載或過載運行的狀態,造成電力系統的電能損耗,減少變壓器的使用壽命及效率。
提高系統的功率因素,有效減少無功在線路上傳輸的損耗,提高設備的利用率,達到節能的目的。
2.2. 動力節能
合理選擇電機的數量,選擇相對經濟的電機,通過優化的控制方式提高電機的使用率,減少電機的電能損耗。
根據負載的實際情況考慮對距供電點較遠的電機進行無功就地補償,以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗,并減少電機輕載和空載的運行狀態。采用變頻的方式在負載下降時自動調節轉速以適應負載的變化,這樣可提高電機在輕載時的效率,實現節能的目的。對于需要頻繁啟動的大容量電機可采用軟啟動器對設備按啟動時間逐步調節可控硅的導通角來控制電壓的變化。由于電壓可連續調節,因此啟動平穩,啟動完畢即可全壓投入運行。
2.3. 照明節能
在大型的公共建筑中,照明系統用電量通常極大,所以減少照明系統中光能的損耗也能夠大大的降低電能的損耗。
在《建筑照明設計標準》GB50034-2004中對各類場所的照度標準、視覺要求、照明功率密度值做了嚴格的規定。設計時需在滿足照度要求的前提下,選擇高效的光源,如高效的熒光燈(T5、T8燈管)、緊湊型熒光燈、LED光源及高效氣體放電光源(高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等),燈具的效率不應低于下表中的值:
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼: A 文章編號:
隨著科學技術的不斷發展,人們生活水平的日益提高,越來越多的高科技產品應用到人們的生活與生產中,給環境帶來了很多負面影響。建筑行業中的資源浪費與對環境的污染尤為嚴重,加強對建筑行業的管理,是目前保護環境,節約能源的重要任務。加強對建筑智能化與節能技術方面的重視,可以減少建筑工程對資源的浪費,提高資源的使用率。
一、建筑節能設計分析
提高室內光照效果。適當提高室內光照效果,是降低建筑照明設備應用的重要手段。在實際施工過程中,應該注意對遮陽結構的減少和調節,提高建筑窗體的大小,保證室內環境的通透性,將陽光有效的引入房間深處,提高房間的光照效果,有利于提升建筑的整體使用效果,使室內光照維持一個相對合適的數值,減少對照明設備的依賴。智能化遮陽設備,能夠根據光照強度、溫度、以及時間指針,自動變換遮陽卷簾的高低位置以及百葉窗的透光角度,能夠有效提升室內空間的光照強度,對于維持室內溫度環境,滿足室內光線要求,也起到了非常積極的作用。
加強對新能源的有效應用。目前,我國建筑能源供應主要依靠煤、天然氣、石油或電力能源予以提供,非可再生能源的大量使用,使得我國逐漸出現能源短缺問題。因此,加強新能源的開放和應用,是保證建筑使用效果、促進可持續發展戰略的重要手段。太陽能光伏發電系統就是通過特殊的光伏電池板產生新型電力為建筑提供必須的生活電力,從而降低用戶對常規能源的應用。光伏發電是目前建筑新能源的重要研究方向,在部分建筑施工過程中有所涉及,并得到了很大程度上的發展,但是,光伏發電的效率有限,仍需要進行進一步的研究和探索。光熱技術就是通過對太陽能的有效利用,為建筑提供熱水和采暖,以取代常規能源的相關功能。
二、建筑智能化分析
為了解決建筑工程中對能源的浪費以及對環境的破壞,對建筑進行智能化設計。建筑智能化設計是目前建筑領域的發展方向,重要的研究項目。實行建筑的智能化設計要從建筑環境的各個角度進行分析,對建筑工程中的空調、給水、排水以及電梯的使用情況進行節能的設計,進行科學合理的改善,使其得到優化;對建筑中的各個設備以及控制系統進行監控與評估,在滿足正常使用的基礎上,完善控制系統,提高設備的綜合利用率,讓設備在高效的運行下,減少對能源的浪費。通過對建筑智能化的設計,滿足環境保護問題,跟上時展的要求,提供一個高效、節能的建筑環境,讓人類的生產與生活在可持續發展下進行。下面從不同方面對建筑智能化設計進行分析:
首先,對空調系統的智能化控制。在空調的系統中,使用智能化的設備可以減少空調的共條機組臺數,最大程度上提升空調的工作效率。在空調系統中安裝感應設備,可以檢測室內的二氧化碳濃度,從而對空氣中的二氧化碳濃度進行有效的監控,安裝感應設備還可以對室內的溫度實施監控。通過空調監控數據的顯示對空調進行智能化控制,從而提高空調的使用效率以及運行的效率,這樣不僅可以對室內環境有所優化,還能有效的減少資源的浪費,使得資源得到充分的利用,從而達到對空調系統智能化管理。在對建筑中空調的智能化進行分析時,要對空調系統進行綜合考慮,使得空調系統的硬件和軟件都得到優化。在保證室內環境的基礎上,進行能耗的降低。
第二,對給排水系統進行智能化設計。對于給排水系統進行智能化設計,主要對水泵的故障報警系統、水箱的水位、水泵的狀態檢修來進行自動控制,使得給排水系統在不同的環境下進行自動的調節,滿足人們的生活使用,最終達到減少水資源浪費的現象。隨著給排水智能化的發展,還涉及到對雨水的收集與利用方面,通過雨水的收集系統對雨水進行收集,用來綠化澆灌、廁所沖水等方面的應用,提高雨水對生活的利用率,從而減少資源的使用量。
第三,對照明系統的智能化設計。照明系統的智能化設計主要體現在兩個方面,一方面是對電感應設備改良與應用,另一方面是對建筑監控系統進行完善。通過對電感應設備進行改良,可以使建筑中的照明設備受到感應而工作,在不受感應時保持原有的狀態,這樣可以減少資源的浪費,讓電能得到充分的應用;對建筑的監控系統進行完善與優化,可以使得有效區域內的照明工作得到有效的控制,并且根據人們的需要對照明設備的開關進行控制,達到對照明設備統一監控管理的模式,從而保證照明系統能夠得到高效的應用,減少對電能的浪費。目前建筑工程中,為了滿足人們的日常需要,工程中應用了大量的照明設備,所以照明系統的智能化設計時非常重要的,照明系統得到了優化,可以在很大程度上減少能源的浪費。
第四,對建筑系統的綜合智能化設計。在對建筑系統進行綜合智能化設計時,要通過利用其它系統達到對建筑系統的綜合設計,在設計過程中所涉及到的系統是BMS集成系統。在建筑系統進行設計時,先對子系統的接口進行設計,通過對子系統的設計可以使系統有良好的互操作性,并且可以改善建筑系統使其標準化,形成建筑系統局域網管理。智能化設計在建筑系統中的應用,使得建筑系統的操作更加簡單,且建筑系統工作更加效率化。
BMS集成系統在建筑系統中的應用,使得建筑中的各個系統都得到了有效的控制與管理,能夠根據相關數據的反饋有效的對空調系統、建筑照明的系統、建筑配電系統等進行有效的操控管理,實現建筑工程中的各個系統自動化運行,從而減少了能源的消耗與浪費。
第五,對綜合安保系統的智能化設計。綜合安保系統是大樓管理重要的組成部分,是現代化安全保衛技術的集中體現。整個安保系統由視頻安防監視、出人口控制、入侵報警、電子巡更、停車管理等系統組成。建設一個完整的、集成的、可靠的、易操作的安保系統,使其作為一個有機的整體對整個建筑進行監控和管理,并接入智能化管理系統,是建立安保系統的目標。對于中大型企業的總部來說,可能在一個建筑里針對不同區域建立多個監控中心,需要各個系統獨立工作的同時與其它子系統進行聯動,形成一個多功能、全方位、立體化安全防范自動化系統,從而建立起一套完善的,功能強大的技術防范體系,實現人防與技防的統一與協調。
結束語
建筑智能化與節能技術的設計是大勢所趨,形勢所向。通過對建筑的智能化與節能技術的設計,推動了建筑行業的快速發展,使得建筑行業的發展跟上了時代的步伐。面對資源匱乏、環境污染的現狀,國家要重視建筑智能化與節能技術的發展,并且將智能化與節能技術落實到實際的建筑工程中,真正達到節約能源、保護環境。
參考文獻
[1]王嘉慧.王景.關于建筑節能幾個問題的探討[J].黑龍江科技信息,2008(02)