建筑智能化過程中的節(jié)能設(shè)計(jì)研究

徐大明 柳緒偉

摘 要：信息社會(huì)化、社會(huì)信息化的背景下，建筑行業(yè)也逐漸走向智能化的發(fā)展道路。智能化建筑是建筑行業(yè)與先進(jìn)理念、先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，智能化建筑的發(fā)展，不僅可以為人們提供更加溫馨、舒適、高質(zhì)量的建筑物，還可以更好地滿足當(dāng)今時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)人們對(duì)建筑不斷提高的要求。智能化建筑建設(shè)過程中，也要貫徹綠色節(jié)能理念，開展節(jié)能設(shè)計(jì)，減少建筑的能源消耗，促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。文章主要對(duì)建筑智能化過程中的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑；智能化建筑；節(jié)能設(shè)計(jì)

1 引言

傳統(tǒng)粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，雖然在一定時(shí)期內(nèi)有效促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但卻帶來了資源短缺與環(huán)境污染問題。因此，節(jié)能減排、綠色環(huán)保已經(jīng)成為建筑行業(yè)現(xiàn)階段所追求的目標(biāo)。建筑智能化指的是，對(duì)建筑的各要素，包括建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、管理、服務(wù)等進(jìn)行全面優(yōu)化整合，建設(shè)舒適、高效的建筑物[1]。計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，為建筑智能化發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。為實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)將建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來，提高建筑建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，減少建筑的能源消耗。

2 建筑智能化過程中的能耗評(píng)估

2.1 能耗預(yù)測(cè)

能耗預(yù)測(cè)指的是，對(duì)相關(guān)建筑的能源使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)能耗信息進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)現(xiàn)有的能源使用方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，全面了解各部門的能源實(shí)際使用情況，預(yù)測(cè)能耗情況，并制定科學(xué)合理、切實(shí)可能的能源使用計(jì)劃方案。

2.2 能耗分析

能耗分析指的是，借助監(jiān)控設(shè)備，對(duì)建筑物實(shí)際使用過程中的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合性的分析，充分考慮建筑物周圍環(huán)境、使用需求及相關(guān)數(shù)據(jù)，建立科學(xué)的節(jié)能方案。一般來說，建筑項(xiàng)目建成后需要開展能耗分析工作，以逐步優(yōu)化建筑的節(jié)能效果。

2.3 能耗計(jì)量

能耗計(jì)量指的是，首先，根據(jù)能量消耗，對(duì)建筑物內(nèi)的能量使用情況進(jìn)行計(jì)算，為管理部門的能耗管理提供科學(xué)的參考依據(jù)與有效的指導(dǎo)，其次，通過比較計(jì)算數(shù)據(jù)，分析能耗使用數(shù)據(jù)，盡量避免建筑投入使用后不必要的能源浪費(fèi)，并定期將各部門的能耗情況公布出來，以督促各部門對(duì)能源進(jìn)行合理、高效使用，培養(yǎng)節(jié)能意識(shí)與習(xí)慣[2]。

3 建筑智能化過程中的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）參考GB 50189—2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的設(shè)計(jì)要求，對(duì)建筑室內(nèi)的濕度、風(fēng)速、溫度等參數(shù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與設(shè)計(jì)。配置獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)GB 50189—2015中的要求，對(duì)新風(fēng)量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與設(shè)計(jì)。

（2）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，以負(fù)荷需求為根據(jù)，控制空調(diào)設(shè)備的啟停，并實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備容量輸出的自動(dòng)化調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

（3）辦公區(qū)域采用多聯(lián)機(jī)盤管式末端系統(tǒng)，各個(gè)房間的末端可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制末端啟停和溫度控制的功能。

（4）大空間辦公區(qū)域采用高效多聯(lián)空調(diào)機(jī)組，性能系數(shù)IPLV（C）達(dá)到6.00以上；小空間辦公區(qū)域預(yù)留分體空調(diào)，分體空調(diào)能效比達(dá)到二級(jí)以上要求。

3.2 冷凍機(jī)房的節(jié)能設(shè)計(jì)

冷凍機(jī)房節(jié)能設(shè)計(jì)，主要借助現(xiàn)代化技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)制冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，建立節(jié)能自控系統(tǒng)，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其綜合能效得到了顯著提高，且實(shí)際運(yùn)行時(shí)間大幅度減少，有效控制了能源消耗量，且冷水機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)始終良好，冷凍機(jī)房有著理想的綜合性能。冷凍機(jī)房主要由中央處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成。第一，中央處理系統(tǒng)的主要作用是自動(dòng)運(yùn)行、智能運(yùn)算、監(jiān)測(cè)控制，按照一定時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)化刷新，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)分析結(jié)果為根據(jù)，設(shè)計(jì)最佳優(yōu)化程序，確保中央處理系統(tǒng)的運(yùn)行始終處于最佳狀態(tài)；第二，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是在冷凍機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、功能區(qū)等區(qū)域布置大量的傳感器，準(zhǔn)確測(cè)量各區(qū)域的溫度、濕度、流量以及水壓等參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為測(cè)量信號(hào)，發(fā)送給中央處理系統(tǒng)，再由中央處理系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；第三，流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是根據(jù)中央處理系統(tǒng)的指令以及空調(diào)負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制水泵、冷卻水塔等參數(shù)，啟停、切換機(jī)組；第四，聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)主要是根據(jù)中央處理系統(tǒng)下達(dá)的指令，對(duì)各項(xiàng)機(jī)組設(shè)備實(shí)施控制，確保其高效運(yùn)行，并采取手動(dòng)切換、自動(dòng)切換的方法，來控制中央空調(diào)系統(tǒng)的工作方式；第五，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、管理整個(gè)節(jié)能系統(tǒng)，具有程序維護(hù)、故障診斷等功能，可對(duì)控制程序進(jìn)行改造、升級(jí)，也可以隨時(shí)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，從而可以準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障[3]。

3.3 電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）變電站宜接近用電負(fù)荷中心，為減少供電線路的電力損耗，應(yīng)嚴(yán)格控制用電負(fù)荷半徑，最好在250米以內(nèi)。

（2）對(duì)變壓器容量進(jìn)行合理確定，可以選擇D，Yn11接線型式的變壓器，最好使用低噪聲、低損耗的節(jié)能干式變壓器。同時(shí)，為減少電力線損，還可以采取大干線配電方式，并選擇合理的配電形式，盡量減少配電級(jí)數(shù)，避免不必要的線損。

（3）無功功率因數(shù)的補(bǔ)償，采取分散就地補(bǔ)償、集中補(bǔ)償相結(jié)合的方式，配電所低壓處設(shè)置集中補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.9。熒光燈、金鹵燈等氣體放電燈采用就地補(bǔ)償，熒光燈選擇電子鎮(zhèn)流器，功率因數(shù)λ≥0.95，金鹵燈等氣體放電燈單燈功率因數(shù)λ≥0.95[4]。采取功率因數(shù)補(bǔ)償，并應(yīng)用諧波抑制措施，便可以減少調(diào)光設(shè)備、變頻設(shè)備等電子設(shè)備給低壓配電系統(tǒng)帶來的諧波污染，有利于提高電網(wǎng)質(zhì)量，減少其對(duì)上級(jí)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響，也有利于降低自身電力損耗。

（4）對(duì)公共走道、面積較大區(qū)域等照明區(qū)域采用智能照明控制系統(tǒng)；辦公室、設(shè)備房等照明采用指甲開關(guān)就地控制；樓梯間照明采用人體感應(yīng)控制。根據(jù)辦公及營(yíng)業(yè)情況、時(shí)段進(jìn)行控制，達(dá)到節(jié)約電能的目的。

（5）照明功率密度值的色設(shè)計(jì)，需要根據(jù)照明場(chǎng)所的功能要求確定，且必須滿足GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的要求。

（6）選用綠色環(huán)保且經(jīng)國(guó)家認(rèn)證的電氣產(chǎn)品。在滿足國(guó)家規(guī)范、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，選用高效率的風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的電機(jī)。三相變壓器滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 20052—2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》的節(jié)能評(píng)價(jià)值要求。

（7）使用高效光源、高效燈具。一般工作場(chǎng)所、閱覽場(chǎng)所采用細(xì)管徑直管熒光燈和緊湊型熒光燈。在公共建筑的公共走道、樓梯間等場(chǎng)所應(yīng)選用人體感應(yīng)（或加光控）全亮微亮自動(dòng)切換LED燈。在無自然光的地下車庫(kù)等場(chǎng)所應(yīng)選用雷達(dá)感應(yīng)全亮微亮自動(dòng)切換LED燈管；有自然光的，則選用光控雷達(dá)感應(yīng)全亮微亮自動(dòng)切換LED燈管。

（8）采用建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)控，達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行方式，取得節(jié)約電能的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑智能化是我國(guó)建筑行業(yè)未來的主要發(fā)展方向，建筑智能化發(fā)展過程中，也要注重節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，堅(jiān)持綠色建筑設(shè)計(jì)理念，積極開展節(jié)能設(shè)計(jì)，從空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、冷凍機(jī)房、電氣照明系統(tǒng)等方面入手，減少建筑的能源消耗，并加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，確保建筑智能化效果。

參考文獻(xiàn)：

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