綠色、智能及節(jié)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用分析

王柳 鄭衛(wèi)芳

摘 要：綠色環(huán)保、智能建筑、節(jié)能減排是現(xiàn)在新型建筑的發(fā)展目標(biāo)，也是我國可持續(xù)發(fā)展的要求。綠色、智能和節(jié)能技術(shù)，以建筑為依附，并通過使用綠色材料，加強(qiáng)對(duì)資源高效利用，并減少排放，建造一個(gè)集需求、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和用戶管理于一體，舒適、便捷、環(huán)保、綠色的工作居住環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;智能化;節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2019）11-0109-03

Abstract： Green environmental protection， smart building， energy conservation and emission reduction are the goals of the new type of building and the requirements of sustainable development in China. Green， intelligent and energy-efficient buildings create a building environment suitable for people through intelligent construction technology， and rely on buildings， and use resources efficiently and reduce emissions through the use of green materials. Build a comfortable， convenient， environmentally friendly and green working environment that integrates demand， structure， systems， services and user management to achieve the goal of sustainable development of the earth.

Keywords： green building;intelligent;energy-saving

1 研究背景

當(dāng)今時(shí)代，城市不斷擴(kuò)大，高樓大廈不斷建立，在促使經(jīng)濟(jì)高漲的同時(shí)，也加劇了能源消耗，為全球變暖推波助瀾，所以，加強(qiáng)綠色、智能及節(jié)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用尤為重要。綠色、智能及節(jié)能技術(shù)在建筑中的有效使用不僅可以降低能耗，減少碳排放，而且其內(nèi)部的智能系統(tǒng)也能為人們提供舒適的生活。所以，推廣綠色、智能及節(jié)能技術(shù)在建筑中的使用不僅可以保護(hù)環(huán)境，還可以推動(dòng)科技進(jìn)步，以便于人們能享受舒適健康的生活。在智能建筑中，有較多設(shè)備都有不同程度的耗能，如果能夠降低這些設(shè)備的耗能，無疑能進(jìn)一步提高綠色智能建筑的節(jié)能特性。而在智能建筑的眾多設(shè)備中，暖通空調(diào)系統(tǒng)成為智能建筑能耗較高的設(shè)備，節(jié)能環(huán)保、減少污染成為智能建筑迫切需要解決的問題，因?yàn)?，如何做好空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效提升能量利用效率、降低能量消耗成為迫在眉睫的問題[1-3]。綠色、智能、節(jié)能化理念符合中國可持續(xù)發(fā)展的國策。因此，加強(qiáng)其在建筑中的應(yīng)用尤為重要。

2 建筑環(huán)境的發(fā)展歷程

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，建筑已經(jīng)從最初躲避自然環(huán)境對(duì)人身侵襲的“避身場(chǎng)所”，發(fā)展到既具有抵御自然災(zāi)害和人為侵害的安全性，又具有居住、辦公、營業(yè)、生產(chǎn)等不同類型的功能性、舒適性和美觀性的一種社會(huì)生活環(huán)境。中國傳統(tǒng)建筑以順應(yīng)環(huán)境的被動(dòng)設(shè)計(jì)為主，如關(guān)中民居中狹長的四合院式的庭院就是為了適應(yīng)關(guān)中地區(qū)氣候干燥、夏熱冬冷、風(fēng)沙多的特點(diǎn)，這種深宅、窄院的口字形式庭院，可以有效抵御冬日的寒風(fēng)，具有冬季保暖防寒、夏季遮陽防熱的功能。在建筑中，人們可以利用空調(diào)和燈具等創(chuàng)造出合適的滿足自身生活和工作的環(huán)境。由此，人們認(rèn)為環(huán)境可以不受自然條件制約，通過主動(dòng)應(yīng)用技術(shù)而自由地改變，因此，不再重視充分利用自然地理和氣象條件，甚至出現(xiàn)了全封閉的、完全靠空調(diào)維持室內(nèi)環(huán)境而與自然隔絕的“現(xiàn)代化”建筑，導(dǎo)致能源及資源進(jìn)一步減少。許多污染物肆意排到空地、空氣或河流中，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。因此，自然環(huán)境與建筑環(huán)境的平衡是建筑中需要普遍重視的問題。

3 綠色、智能、節(jié)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

3.1 節(jié)能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用

建筑物是世界上最大的能源消耗者之一，全球各類建筑消耗了全世界約40%的能源，二氧化碳的排放量約占全球二氧化碳總排放量的50%。近年來，亞洲地區(qū)的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，區(qū)域內(nèi)的建筑工程也加快進(jìn)行。根據(jù)亞洲當(dāng)前的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)分析，到2020年，亞洲建筑能耗約占亞洲總能耗的30%。我國建筑能耗已占全社會(huì)終端能耗的27.5%，該數(shù)據(jù)已經(jīng)高于亞洲平均水平。中國住建部表示，中國現(xiàn)有95%的建筑屬于“相當(dāng)耗能”建筑，故我國現(xiàn)在擁有的建筑物的節(jié)能潛力有很大的開發(fā)及挖掘空間。

目前，我國所采用的建筑節(jié)能技術(shù)有太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱水器（依靠太陽能加熱冷水）、地源熱泵及空氣熱泵或水源熱泵。太陽能光伏發(fā)電是利用光伏發(fā)電板將太陽能的能量轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)充分利用太陽能這一耗不盡的能源，拓展發(fā)電途徑。太陽能技術(shù)在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用在歐美國家已十分普遍。除此之外，熱泵技術(shù)現(xiàn)如今的發(fā)展趨勢(shì)也十分良好，其中以水源熱泵和空氣源熱泵、地源熱泵較為常見。水源熱泵以水為載體，在夏天，需要制冷時(shí)，將建筑內(nèi)的熱量傳遞到水中，利用水的特性存儲(chǔ)大量熱量，經(jīng)過置換的空氣溫度較低，再返回至建筑內(nèi)，以滿足建筑內(nèi)涼爽的需求;冬天則相反，將水中熱量取出，加熱空氣返回至建筑內(nèi)，保證建筑內(nèi)溫度合適?？諝庠礋岜没虻卦礋岜?，以空氣或土地作為熱能儲(chǔ)備載體，夏季從建筑物內(nèi)抽取熱能送入地下，冬季從地下將熱能送入室內(nèi)，以達(dá)到熱能循環(huán)，同時(shí)減少能源消耗，連帶減少經(jīng)濟(jì)成本?，F(xiàn)在，部分地區(qū)也采用空氣源熱泵或地源熱泵，北京地區(qū)，空氣源熱泵在部分小區(qū)推廣安裝，不僅可以節(jié)約電能，而且能隨時(shí)利用冷水和熱水，同時(shí)也減少了供電壓力，間接降低了污染。建筑采暖節(jié)能的目標(biāo)，通過降低建筑物自身能耗需求和提高采暖空調(diào)系統(tǒng)效率來實(shí)現(xiàn)[4-6]。

節(jié)能是通過建筑物自身降低能耗需求和采暖系統(tǒng)提高效率來實(shí)現(xiàn)的。其中，建筑物承擔(dān)約60%，采暖系統(tǒng)承擔(dān)40%。實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，采暖系統(tǒng)的節(jié)能是非常重要的環(huán)節(jié)。

智能與節(jié)能是兩個(gè)相互影響的性能指標(biāo)，建筑中智能化的應(yīng)用在一定程度上提高了建筑的節(jié)能性能，而建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)也在一定程度上依賴于建筑的智能化化設(shè)計(jì)。故對(duì)智能及節(jié)能在建筑中的應(yīng)用也是密切相關(guān)，缺一不可的。

3.2 智能技術(shù)及設(shè)備智能化在建筑中的應(yīng)用

智能建筑技術(shù)是指通過建筑物的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、服務(wù)和管理，根據(jù)用戶的需求進(jìn)行最優(yōu)化組合，從而為用戶提供一個(gè)高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境，是集現(xiàn)代建筑、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代控制網(wǎng)絡(luò)、Internet/Intranet和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)于一體的技術(shù)[7]。智能建筑通過建筑智能化技術(shù)創(chuàng)造適宜人們的建筑環(huán)境，以建筑為依附，可以加強(qiáng)對(duì)資源的高效利用，并減少排放，從而保護(hù)地球的生態(tài)，有利于未來發(fā)展。

目前，常見的建筑設(shè)備有給排水管道、給水附件、升壓及貯水設(shè)備（水泵、水箱及水池等）、室內(nèi)消防設(shè)備、散熱器、供暖管道、水泵、空調(diào)、新風(fēng)機(jī)、燃?xì)夤艿?、燃?xì)獗?、電氣線路、電能表和防雷設(shè)備等。管道方面，建筑內(nèi)管道材質(zhì)一般多以塑料或金屬居多，其他諸如水泵、空調(diào)等自成一體，在綠色節(jié)能上僅有變頻空調(diào)等可變頻設(shè)備，并沒有顯著成效;智能方面，以空調(diào)或新風(fēng)機(jī)為主，可用手機(jī)遠(yuǎn)程控制空調(diào)開關(guān)。新風(fēng)機(jī)現(xiàn)在正在形成一股潮流，新風(fēng)機(jī)以空氣凈化為主，部分新風(fēng)機(jī)兼帶空調(diào)功能。與空調(diào)一樣，部分新風(fēng)機(jī)可用手機(jī)控制，但也自成一體，未與其他家用或辦公設(shè)備相互連接，形成整體系統(tǒng)。智能建筑將建筑技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)建以安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、健康為目標(biāo)的建筑環(huán)境，應(yīng)用智能自動(dòng)化系統(tǒng)。人們不斷提高生活質(zhì)量，對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境要求也隨之提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行在建筑物中能耗較高，做到平衡建筑室內(nèi)外環(huán)境、節(jié)能與健康、環(huán)保、安全的關(guān)系，推動(dòng)建筑行業(yè)健康發(fā)展，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國建筑節(jié)能目標(biāo)作用巨大，關(guān)系到我國能源的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 綠色建筑材料在建筑中的應(yīng)用

中國建筑材料發(fā)展的主要任務(wù)是“圍繞綠色節(jié)能建筑材料制造，綠色建筑用配套產(chǎn)品制造開展技術(shù)創(chuàng)新工作”。通過使用綠色建材，房屋建筑節(jié)能取得了十分明顯的效益，更加符合科學(xué)發(fā)展觀及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。如何減少或降低能源及資源消耗，并在最大程度上提高能源與資源的利用效率，降低污染物、廢棄物排放，這些問題已經(jīng)成為擺在建筑行業(yè)面前尤為重要的任務(wù)。進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，雖然要經(jīng)歷陣痛期，但可以對(duì)企業(yè)或公司的長久發(fā)展帶來長遠(yuǎn)的效益。通過對(duì)建筑材料行業(yè)進(jìn)行調(diào)整，一些能力較強(qiáng)的企業(yè)將因此獲得較大的發(fā)展空間[8]。

綠色建筑材料包括綠色建筑地面裝飾材料、綠色墻體材料、綠色建筑墻面裝飾材料、混凝土外加劑、綠色建筑防水材料、綠色無機(jī)建筑材料、綠色有機(jī)建筑材料、綠色金屬建筑材料及其他綠色建筑材料等。

4 結(jié)論

智能技術(shù)通過將建筑技術(shù)和信息技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)建以安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、健康為目標(biāo)的建筑環(huán)境，應(yīng)用智能自動(dòng)化的系統(tǒng)。建筑的綠色化技術(shù)則是采用對(duì)環(huán)境污染較低的建筑材料，減少對(duì)環(huán)境的破壞，保護(hù)自然生態(tài);通過合理的內(nèi)部布局，使太陽能、空氣能等自然資源得到充分利用，較多地使用自然通風(fēng)維持建筑內(nèi)部的溫度，以降低能耗。在提升環(huán)境依賴度的同時(shí)，依托智能系統(tǒng)對(duì)整棟建筑的情況進(jìn)行匯總分析，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境要求也隨之提高，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行在建筑物中能耗較高，因此，節(jié)能的最關(guān)鍵因素就是做到平衡建筑室內(nèi)外環(huán)境、節(jié)能與健康、環(huán)保、安全的關(guān)系，推動(dòng)建筑行業(yè)健康發(fā)展。

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