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中图分类号:TU85 文献标识码:B DOI编码:10.14016/j.cnki.1001-9227.2016.04.161
引言
以计算机技术、自动控制技术为基础的智能化技术的迅速发展,使得未来建筑得以智能化,智能化建筑通过将节能技术和设备的优化组合,为用户提供高效、舒适、便利的人性化的建筑环境,同时,绿色建筑是建筑可持续发展的必然趋势,建筑设施的智能化设计发展必然与节能、低碳紧密关联,而采暖、制冷和用电是建筑耗能的主要部分,降低这部分能耗对绿色智能建筑的发展具有重要意义。基于此,本文以绿色建筑理念为指导,以智能化技术为手段,从太阳能应用系统、地源热泵系统、智能电网系统等三个层面对建筑设施进行了节能设计,实现了太阳能、地热能、电能等的高效、可靠和优化运行,并将其集成至智能化建筑控制管理系统,进行实时监控和管理,在创造舒适的建筑环境的同时,提升了建筑设施的节能和智能化效果。
“智能化技术融合电子技术、自动控制技术和计算机技术”[1],为绿色智能建筑发展提供了新的思路和空间,建筑节能设施的设计和应用更是成为大势所趋,本文融合智能化技术和绿色建筑理念,对其设计需求进行如下分析:(1)采用主流技术:以绿色智能化建筑在管理和监控等方面的应用需求为导向,充分利用电子技术、物联网技术和云计算技术等操作简单、安全可靠的主流技术,让建筑设施联动起来,统一规划、建设地源热泵系统、太阳能应用系统、智能用电网系统,并借助于智能建筑控制系统促进各类设备和系统资源共享、信息互通”[2]。(2)节能环保:建筑节能设施应以低成本获取高性能和多方面的效益为出发点,最大限度地开发利用太阳能、地热能等可再生能源,并将其与智能化技术结合起来进行设计,实现性能、成本和节能等多重效果。(3)智能用电:运用现代传感器技术、通讯技术及自动控制技术等构建安全、高效的智能用电网,将可再生能源进行多元化的电能开发与利用,并通过智能电网基础平台实现电能的传输、调动、监控和管理,为用户实施节能用电管理提供便利。
2地源热泵系统节能的智能化设计
地源热泵系统是利用浅层地热能,实现高效节能环保的中央空调系统,可以集成采暖、空调制冷和生活热水于一身,是未来智能化建筑中的标配,为此,为推进地源热泵系统在现代建筑的应用,增强对地源热泵系统的智能化控制和操作,本文以“热泵系统集成”为主导,采用基于传感器技术和计算机技术进行地源热泵系统设计,系统控制中心采用性能最佳、简单易用的光数字传感器ISL29020,具备低光照条件下的灵敏度(<0.015lux)、宽动态范围、最佳的光谱响应,以及最佳的红外和紫外抑制,由其采集建筑采暖、制冷需求信息,并将所采集的数据传递给计算机,并借助于计算机通过模拟量输入通道(AI)和开关量输入通道(DI)采集实时数据,然后按照一定的规律进行计算,最后发出控制信号,对相应功能模块进行控制,以实现制冷、采暖的操作。本文所设计的地源热泵空调系统由U型地下埋管热换器、热泵机组冷热分配系统及用户终端等构成的封闭环路的集成系统;其中U型地下埋管热换器通过埋在地下的封闭管道采集地热能并与水源热泵机组进行热交换;水源热泵机组则利用热泵循环工质环路和地能采集系统水环路、冷热分配系统水环路的耦合,通过热泵机组的制冷和制热循环实现热量交换,促进热量在空间上的转移,冬季,通过换热器将地下水或土壤中的热量提出用于室内采暖,而夏季则利用地下土壤或地下水带走热量,达到制冷效果;冷热分配系统则是将水源热泵机组制取的冷冻水或者采暖热水输送至用户终端空气处理系统用于空气的冷热处理;用户终端空气处理系统涉及新风机组、风机盘管、空调系统三种形式,可对空气进行净化和热湿处理,调节空气质量和压力,提升建筑的舒适度。
3太阳能应用系统节能的智能化设计
太阳能的可再生性、清洁性,推动了其在绿色智能建筑中的应用和推广,而目前公认能源效率最高、经济性和可操作性最高的为太阳能热水系统,本文就将以此为重点,充分利用智能化技术来对其进行优化设计,“以Ateml公司生产的高性能、低功耗的8位嵌入式AVRmega32微处理器为控制核心”[4],构建主要由太阳能集热器、热传传热工质、贮热水箱、补给水箱和连接管路等部分构成的智能化太阳能热水系统,如图1所示,首先集热器通过吸收太阳辐射能后温度升高并形成循环流动,从而实现热能转化并将其传递给集热器内的传热工质,传热工质受热后通过自然循环方式将贮水箱中的水加热,或是以强迫循环方式将集热器内的热能传送给贮水箱中的水,而系统中的控制装置根据贮水箱与蓄水箱底部水温的差值是否超过限定值,来自动启动补给水箱及时补充冷水;同时,为了保证系统在阴雨天或是阳光强度较弱的冬季也能够正常运行,还可设置辅助加热装置,如电热器。
4电网节能的智能优化设计
绿色智能建筑在电网节能设计主要表现在智能电网的发展,其实一个“能源计算网络”,本文选用TI嵌入式处理及模拟技术作为其初级测量单元(PMU),可为电力系统监控提供稳定可靠的高精度、节能型智能用电支撑,应用TITMS320C2000微处理器与高性能模拟技术可实现完整的监控解决方案,使管理者和用户能够实时监控基本电压线路,保证用电安全,且经配置的PMU可实现初级仪表测量、配电自动化、中断恢复、高效节能以及高质量电源等优异特性,同时应用Optisense光学传感器结合PMU可使用电设备具备更高的电网安全性与可靠性以及更高的可视度,实现更快的电力中断响应,并及时将信息反馈给用户。基于此智能化技术,所设计的智能用电网自上而下是智能微电网、电能管理主站、传输网络通信、智能用电信息交互终端(电能信息传感器、触摸显示屏)、智能插座、用电设备等[5],由此形成的智能用电网系统中,智能微电网通过可再生能源时空互补性、直流电网技术、超导与新材料技术的应用、信息技术的运用与智能微网技术,将广域范围的各类电力资源转变成满足用户多元化电力需求所需要的资源;同时,智能电表设置是为了对电网系统覆盖区域内用电情况进行实时监测,且因其“具有电能计量、信息存储及处理、实施监测、自动控制、信息交互等功能”[5],支持双向计量、阶梯电价、分时电价、峰谷电价等需要,为实现分布式电源计量、双向互动服务提供基础支撑;用电设备与智能插座的链接,能够将用电信息通过电能信息传感器显示在触摸显示屏,并将信息及时反馈给电能管理主站。
5结束语
本文给出的建筑节能设施设计方案经济性、可操作性强,为智能化技术在建筑领域的应用提供了一种重要的参考方案,有效弥补了我国绿色智能建筑发展的短板。但同时也存在一定的局限性,目前的研究还仅停留在对取暖、制冷和用电等建筑节能设施的智能化设计上,而对节能电梯、水资源处理等的智能化设计则相对欠缺,需要结合用户需求、节能环保要求进行完善,以进一步提升绿色智能建筑的性能。
参考文献
[1]唐洋平.办公建筑节能的智能化设计研究[D].中南大学,2014.
[2]王少伟.智能建筑与物联网结合的研究[D].长安大学,2012.
[3]邓光勇.智能建筑地源热泵系统的实际运用探讨[J].江西建材,2015,20:109+114.
1引言
城市快速发展的背景下,就决定了在建筑方面的不断提升的标准。办公建筑节能设计一直是建筑工程比较重点关注的问题。随着信息科技技术的发展,在办公建筑节能化设计方面逐渐的趋向于智能化。在建筑过程中使用合适的节能材料就可以大大的加快施工进度,并且还能够延长建筑的使用寿命,为建设资源节约型社会共同努力。
2智能化的设计原则
2.1节约资源
办公建筑节能设计的智能化最重要的还是要节约资源。所以在设计原则上始终是要秉持着节约资源的原则进行设计。施工过程中,相关的人员一定要以节约资源为标准,尽量使用可再生型能源,注意新能源的开发和合理使用,以节能减排为宗旨。为能够缓解现如今全球资源紧张的问题出一份力。
2.2保证舒适度
不可否认的是,经济的快速发展给我们带来了更多的发展机会。但是同样随之而来的也是巨大的压力,对于大多数白领阶层来说,办公环境的舒适程度是工作效率是否可以提高的前提和保证。为了让员工能够有一个好的办公环境,许多办公建筑的设计主要就是以办公室的舒适度为中心进行设计。所以,舒适度也是办公建筑的一个重要的设计原则。在采光、通风等方面要仔细、认真的设计,让员工在工作的时候有一个好的工作环境,保持身心的愉悦和健康,工作效率也会大大的提高。
2.3可持续性
任何一个建筑的设计初衷都不会是要使用一段时间就不用了,所以在智能化设计中必须要考虑的就是建筑的可持续性,以发展为前提,以人作为核心出发点,在设计的过程中首先要考虑的就是人的直观感受,全面的体现出人的逻辑思维,与实际的建筑环境相结合,做到多方面兼顾。智能化的设计还能够针对办公室的资源浪费情况有所改善,大大的增加了资源的有效利用率。
3办公建筑中的常见问题
3.1采光效果比较差
由于建筑的结构设计或者其它因素的影响,大多数的办公楼采光都没有达到让人满意的效果。所以办公楼室内采光是比较差的,室内照明完全依靠电力。这样无疑也加大了电力的使用,能耗也是非常大的,根本不可能达到节能的目标。
3.2室内通风不好控制
传统的办公建筑中,室内通风是需要人工控制的。因为在办公楼的内部大多数都是工作人员,人员数量庞大,空气不流通。为了加强空气的流通,在办公楼内必须要开启通风口,在夏天高温的时候,制冷系统也是要打开的,空调耗费的能量也是非常庞大的。与节能减排的理念又背道而驰了。
3.3建筑的隔热能力较差
大多数的建筑来看,隔热问题也是一个有待解决的重要问题。一栋办公楼的隔热效果主要是通过墙体和窗户的的隔热效果体现出来的。一般的建筑外墙体就是采用加气混凝土砌成或者是采用玻璃幕墙。通常来说外墙是不会设置一个保温层的,只这一项就可能导致建筑的供暖、空调能耗的占比大大提升,甚至会达到总能耗的一半以上。
3.4可再生能源没有合理的利用
就目前的情况来看,大多数办公建筑在设计的过程中都会采用一些常规的能源,而且消耗量是非常大的。其实在大自然中有许多的能源是可以利用的,比如:风能,太阳能等等这些都是属于可再生能源,应该充分的利用起来,能够大大的节省成本。然而在传统的建筑中人们却往往忽略了这一点,造成了许多能源浪费。
4办公建筑节能的智能设计
4.1呼吸式玻璃幕墙的智能化设计
在自然的情况下,建筑墙与外界不是完全隔绝的,外界的大气压和室内的气压是有所不同的,会形成一个气压差,这样不可避免的会出现一个情况,会因为气压差的原因,空气进入墙壁内部。为了避免这种情况在建筑材料上可以选择呼吸式玻璃幕墙,能够与外界的气体进行交换,加速办公室的气体交换和流动,大大的增强了通风效果。可呼吸的玻璃幕墙,实现了建筑室内室外的自然通风的效果,而且建筑的墙体内的气压差能够限制在一个可控的范围内,提高建筑的安全性,延长了使用寿命。对建筑标准日益增高,能够进一步的实现节能减排,节省能源的目标,而且在这个过程中建筑工艺也在不断的改进与完善。
4.2百叶式遮阳节能的智能化设计
从直观的原理角度来看,采用这种节能智能化的设计方式的幕墙最大的作用就是遮阳。新的工艺改善了传统工艺的不足之处,达到了办公建筑节能设计智能化的要求和最终目的。简单的介绍一下这种被称为光伏幕墙的系统,所使用的玻璃是经过特殊处理的,在传统玻璃幕墙中放入非晶瓦的光伏组件,然后以翻页的方式将其放入两层玻璃的夹层之间。这样的话,技术人员能够很方便的对放置的角度进行调整,采光的效果可以最大化。现在的建筑设计中通常会把太阳能与办公节能相互联系起来,工作人员可以通过相关技术设计将太阳能搜集起来,用来调节控制室内的温度,还可以在冬天的时候加热建筑中的水温,是一个非常不错的节能手段。
4.3电力系统的节能设计
对于一个大型的办公建筑,电力系统的设计是一个相当重要,而且很复杂的工作。在一栋办公楼中,我们分析一下它的用电特点,最明显的就是白天的用电量要远远的高于夜间的用电量,其原因不言而喻。为了响应节能减排的号召,必须在电力系统设计上花一番心思。在电力系统的设计方面完全可以引入太阳能,把晚间储蓄的太阳能转化到白天使用,这样就能够让办公楼中的实际耗电量有所降低甚至大幅度降低。
5总结
综上所述,不难发现的是办公建筑在日益的增多,而且越来越注重办公建筑的节能设计智能化程度。究其原因不外乎是经济快速发展的今天,人们的环保意识也逐渐增强。所以在建筑方面要不断的更新建筑思想和设计理念,把节能减排作为第一位考虑的问题,在发展的过程中也会越来越注重智能化办公系统。为了达到更好的节能智能化效果,工作人员就要不断的对市场中的一些节能减排的材料进行调查、分析,在宣传方面也要加大力度,在建筑施工的过程中要尽量的使用节能材料,有效利用可再生能源,配合采用智能化的手段,建设新型的、智能化的节能办公建筑。
参考文献:
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。
一、建筑智能化的涵义
建筑智能化就是应用计算机网络技术、控制技术及数据库技术等高科技信息处理手段对建筑进行实时的监控,从而使建筑工程实现高效、精细管理。建筑智能化是根据建筑物自身的结构特点、周围环境的需求以及所需要的服务类型,结合现代高科技改善建筑环境的一种方式。
二、建筑智能化在节能建筑中的运用分析
1.建筑智能化的特征
随着社会经济的不断进步,各种资源、能源在不断的被消耗,如何在节约能源的前提下,还能快速发展经济成为了关注焦点。建筑项目作为经济发展的重要支柱,实现建筑节能发展显得尤为重要。而建筑智能化可以大幅度降低资源的消耗,降低建筑成本,是实现建筑节能发展的关键。因此,将建筑智能化应用到建筑行业中并加大投入力度,是未来建筑行业发展的必然趋势。只有这样,才能满足人们对于建筑逐年增高的要求,才能使建筑行业平稳健康的发展。
2.建筑智能化在节能建筑中的运用方向
2.1 在变配电系统中的运用
建筑中的楼宇设备自动化系统(BAS)通过对建筑高低压柜各种参数(电压、电流、频率等)的监测,以及对变压器的运行工作状态进行监测、故障报警、温度监控等,实现对建筑变配电系统的智能化管理,从而保证建筑变配电系统平稳运行。
2.2 在照明系统中的运用
建筑智能化在建筑照明系统中的运用较为广泛。是通过对照明系统的时间程序进行一系列的设定实现的,可以实现根据照明的场景和时间的需要控制照明开关,可以根据区域内人员的活动情况以及白昼的不同而直接智能的开关灯、调节灯亮度等。这样就可以以最低的资源消耗实现最佳的照明,较少资源浪费,实现建筑节能的目的。
2.3 在冷水系统中的运用
建筑中的冷水系统主要指的就是有冷却塔和冷水机组成的系统, 建筑的冷水系统可以按照供给建筑的水的流量进行对建筑用水总量的科学统计,按照冷却水的供水温度进行冷却塔风扇的起停工作,通过对环境温度的采集,结合环境温度对冷水系统进行调节,当环境温度达到某个值时,冷水系统自动进行水温调节,保持在一定的范围内,以避免过冷或过热造成的能源浪费。对冷水机的运行进行全面的控制,这样就能够使得冷水系统起到了节能的作用。
2.4 在给排水系统中的运用
智能化建筑在给排水系统中的作用是可以对给排水系统故障报警和对给排水系统的启停的控制。这一功能是通过对给水、排水的水泵进行有效的启停并进行状态实时监测实现的。这样就既可以保证给排水的顺畅运行,又可以实现给排水系统节能。为建筑的正常运行及节能管理打下了良好扎实的基础。
2.5 在电梯系统中的运用
智能化系统运用在电梯系统中既可以实现节能又可以增强电梯系统的安全性。智能化系统通过计算机网络技术的运用来实现对电梯系统运行的集中监控与管理,并且可以通过图形的方式将电梯的运行状态在界面进行全面清晰的显示。公共场所的感应扶梯就是很好的应用例子,在扶梯的入口至出口处分别安装传感器,来探测人是否在扶梯上,当人站上扶梯时,电梯运行,人离开时,电梯停止运行。从而大大的降低了电梯空转率,起到了节能的作用,避免了不必要的资源浪费。当电梯出现故障时,智能化系统可以第一时间向建筑的管理中心发出故障报警信号,从而促使故障可以及时得到解决,确保电梯的安全平稳运行。
2.6 在消防、喷淋系统中的运用
智能化系统在消防、喷淋系统中起到的节能、保运行作用也相对比较明显。当消防系统和喷淋系统出现故障(包括管道漏水、喷淋误动作等)时,实时对其进行监控的智能化系统就会以图形的形式向建筑系统的管理中心反馈故障点,管理中心根据反馈做出应对解决措施,这样就可以在保证了消防系统和喷淋系统正常运行的同时,实现系统的节能运行。
2.7 在门窗系统中的运用
智能化系统在门窗系统中的运用主要表现在自动玻璃门、定时开关窗、根据室内外空气开关窗等方面。比如有人进入时,根据事先安装的探测系统,门会自动开启,当人离开时门自动关闭。还可以根据设置,让窗户在理想的时间关闭。以及通过安装探测装置,使窗户在天气异常的情况下关闭。这些都为人们的生活带来了极大的便利,在某种程度上改善了人们的生活环境和质量。
三、节能建筑中的建筑智能化运用发展优势
建筑行业是一个耗能源较高的行业,当今社会能源呈现逐年递减、短缺状态,要想建筑行业持续健康发展,只有将节能观念融入进建筑设计观念中,并按照设计实践实施,通过建筑智能化实现建筑的长远发展。建筑智能化对于社会发展的作用不言而喻,其特点主要有以下四个方面:(1)是建筑行业发展及国家经济发展的基本保障。建筑智能化的实施,可以降低资源的浪费,缓解目前能源紧缺的局势,为持续开发、投入建筑事业奠定坚实的基础,对我国经济的发展起到保护的作用。(2)建筑智能化的应用中的节能建筑还可以保护环境。环保材质的使用,可以避免建筑用材产生污染物污染环境,从而有效的保护了环境。又由于建筑智能化良好的节能效果,可以避免因为建筑而产生的大量的能源的消耗,也是对环境的一种间接的保护。(3)建筑智能化的应用中的节能建筑是建筑理念变革的开始,它的出现与应用激发人们思考开发建筑中更多的节能方式,有力于建筑行业持续健康的发展。同时建筑智能化的应用还可以改善建筑环境,为建筑工程的发展提供了良好的发展环境和发展条件。(4)建筑智能化的应用中的节能建筑在多方面多角度为人们的生活创造了便利的条件,改变了人们的生活环境,提高了人们的满意度与幸福程度,造福了人类社会。在硬件质量提高的基础上,缓解了人们的压抑紧张情绪,有利于人们的相互交流,在一定意义上说,它使得人类社会的物质文明和精神文明都更上一层楼。
四、结论
建筑智能化虽然在我国已经得到了广泛运用,并在逐步的发展中,但其在实施过程中仍存在许多不规范问题要完善改进。想要建筑智能化在我国得到进一步发展和运用,就需要系统的分析并解决目前智能化应用过程中存在的问题。因此,这就要求我们建筑智能化相关的工作者,在实际工作中注意进行经验的积累与分析,并学会运用科学的技术手段来攻克一些技术难题,从而使建筑智能化在建筑中的应用更广泛,节能效果更显著,不断满足社会进步需求,从而保证建筑行业更高更远的向前发展。
引言
近年来,建筑行业一直是我国国民经济发展的热点,给建筑行业带来很大市场,建筑智能化也将面临巨大的挑战。智能建筑正是应用当前信息技术改造传统建筑产业的直接体现形式。从能耗角度来看,我国能源形势已不容乐观,建筑能耗逐年增加,“建筑节能与建筑智能化技术”已成为人们越来越关注的问题。因此,建筑物节能应贯穿建筑物的整个生命周期,包括规划、设计、施工、管理等环节。在建设阶段,建筑节能工程以建筑主体为主,多采用仿真技术,在此阶段,设备配置及控制的节能策略将为运营期的节能奠定基础;建筑节能的第二个环节是建筑设备的调试,采用建筑智能化技术进行调试及优化控制是关键;建筑节能的第三个重要环节是运营期,采用智能化技术提高科学管理水平,能大幅度地节省运营期的能耗费用。建筑节能是一个系统工程,不仅是建筑维护结构使用保温材料,而且与设备的运行效率和能量的管理模式密切相关。
1 当前建筑智能化的意义及特征
建筑反映了人类发展的历史,代表着社会生产力的发展水平,与社会生产方式、人们的生活方式有密切相关的联系,并又总是反映了人类社会的进步和科学技术发表的水平,具有鲜明的时代特征。
二十世纪九十年代以来,随着电子信息技术、计算机技术、通信技术和控制技术的飞速发展,人类社会已完成由工业化向信息化社会转型,在全球信息化浪潮的推动下,人们对建筑物的安全性、舒适性、便捷性、信息交互能力以及节能环保能力等提出了更高的要求。二十多年以来,智能建筑得到了快速发展,并又实现了建筑业与信息产业的有机融合,赋予传统的建筑业以新的活力。
当前建筑智能化是指建筑综合运用当前通信技术、自动控制技术、计算机技术等当前技术,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、智能化集成系统、机房工程等六大系统工程。建筑智能化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(BA)、通信自动化(cA)和办公自动化(0A),这3个自动化通常称为“3A”,它们是建筑智能化中最基本的,而且必须具备的基本功能。目前有些地方的房地产开发公司为了突出某项功能,以提高建筑等级和工程造价,又提出防火自动化和信息管理自动化,形成“5A”建筑智能化,甚至有的文件又提出保安自动化,出现“6A”建筑智能化,甚至还有提出“8A”、“9A”的。为此,建议今后应以“3A”建筑智能化提法为宜。
2 当前建筑智能化的节能技术应用
2.1采用智能照明控制系统,有效地节约能源
以某智能照明系统为例,该系统是一套控制系统,符合总线标准,以弱电总线通讯的方式控制强电末端设备,主要功能为灯光控制、窗帘控制、安全防范、AV设备及HVAC设备控制等,可对灯光进行各种控制如:开关控制、调光控制、分散集中控制、远程控制、延时控制、定时控制、光线感测控制、红外线遥控、移动感测控制、与其他设备系统的联动控制等,控制方式方便、灵活、易于修改、易于操作、易于维护。随着世界经济于高新技术的不断发展,人们对生活环境的要求越来越高。除去对建筑的传统要求外,在建筑的安全性、舒适性、节能性、自动化与信息化等方面均提出更高要求,其目的是创造出舒适宜人,能充分提高工作效率而又具有极大灵活性的办公与生活环境。目前,为适应这种社会发展潮流,新建筑有必要安装先进的系统,以满足不同使用者的各种智能使用与管理需要,最终使楼宇的建设者、发展商和用户获得更大的经济效益。
2.2改善门窗性能
建筑能耗散失的最薄弱部位是门窗,门窗的能耗占建筑总能耗的比例较大,其中冷风渗透为三分之一,传热损失为百分之三十四,所以在设计时,就应该考虑到这个问题,在保证采光、观景、日照、通风等要求的前提下,尽可能地提高外门窗的气密性,提高外门窗本身的保温性能,减小住宅外门窗洞口的面积,减少冷风渗透,减少外门窗自身的传热损失。我们除采取常规的节能措施,例如:提高住宅外门窗的气密性,改善住宅门窗的保温性能,控制住宅窗墙比,减少冷空气渗透;还可以利用建筑智能化技术,自动控制门窗的开启,减少人为因素引起的冷渗透与热耗损。
2.3利用节能建筑材料
建筑业和住宅产业是资源消耗的大户。目前我国建筑物97%以上属高耗能建筑,建筑总能耗已占社会总能耗的三分之一,是发达国家的二到三倍。一方面,国家能源紧缺,形势严峻;另一方面,建筑用能大量浪费。建设节约型社会,在建筑领域就是要大力加快环保节能建筑材料的推广。以温州市为例,新型节能建筑材料目前在该市推广应用。近几年,一种耐冲击、密度大、保温好、抗折压的新型节能建筑材料在该市当前智能建筑建设中推广应用,某小区成为该市首个新型节能建筑材料示范小区。这种外墙保温苯板节能保温效果好,它每立方米受压能力达到30公斤,超过国家标准近10公斤,每块保温苯板的接口都做好,使衔接更紧密,两面都做了倒棱处理,整体转角,与墙面结合牢固,节能效果达到了65%,超过普通保温苯板15个百分点。据了解,从近几年开始,这种新型节能建筑材料将在全市大面积推广应用。
2.4地热利用
地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在冬季,把地能中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。我国利用地热供暖和供热水发展非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。
2.5利用当前智能建筑自控系统来设置机电设备最佳启停控制时间
对于商场、写字楼之类建筑,晚上是不需要空调的,自然在夜里是无需开空调,为了确保工作人员开始工作时,室内环境处于舒适状态,就需要预先对建筑进行预热或者预冷。此外,室内温度是一个惯性很大的参数,如果我们提前关闭空调,也能够让室内温度在一定的时间内不会发生较大变化,当前智能建筑自控系统可以通过对空调设备的最佳启停时间的计算,能够在确保室内环境舒适的条件下,缩短不必要的空调启停时间,以此来达到建筑节能的目标;同时对建筑进行预热或者预冷,当前智能建筑自控系统能够及时关闭室外新风风阀,这样一来不仅可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗,而且还可以减少设备容量,达到节能减排的作用。
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.
中图分类号:F416文献标识码: A
前言:
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。
一、开展智能化建筑电气节能的必要性
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。
二、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。
三、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。
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。
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。
3.合理选择无功补偿及补偿方式
通过在配电系统中设置无功补偿装置,提高了配电系统的功率因数,可显著的减少无功电流所造成的电能损耗。有条件的建筑物,可采用就地式无功补偿和集中式无功补偿相配合的综合补偿方式; 对安装容量超过 10 kW 的电机类用电设备,可在电机控制柜处就地设置无功补偿装置。对于其他设备的无功功率,在变电所低压侧进行集中补偿。需要注意的是,对于变负载的设备,其电动机端电压随负载而变化,会造成就地无功补偿装置内的电容器出现无功涌流,严重的情况会导致电机由于涌流过电压而烧毁。因此对于此类设备不应采取就地无功补偿的方式。
四、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.
二、智能化建筑电气节能技术现状及存在的主要问题
虽然我国在智能化建筑电气节能方面取得了一定的成效,但是智能化建筑节能技术还没有得到普遍的应用,与国外发达国家相比,还存在一定的差距。对于电气节能设计缺乏统一的标准规范。此外,相关设计人员对设计理念的认识不够全面,对节能优化环节没有做到客观的分析和综合把握。我国建筑电气节能技术存在诸多的不完善因素,存在问题主要有以下几点:
1、我国自动化、智能化电气设备研究、开发水平有限
目前的智能化建筑电气节能技术的实际应用所取得的成果没有达到预期效果。电气节能优化设计中的质量安全监督存在漏洞,电气工程师对技术的应用缺乏实践论证,导致其在建筑电气的应用不具备较强的实用性。而且在设备的使用过程中,电气设备的智能化和自动化水平有限,加之缺乏必要的附加设施,导致电气节能优化设计方案在实施中遇到诸多阻碍,其节能效果得不到充分的发挥。
2、控制方式、照明光源等选择不合理控制方式以及照明光源的设计
直接关系着能耗的大小,照明耗电量占整个建筑耗电量的较大比重,而目前我国的智能建筑的控制方式以及照明光源等的设计不尽合理,不利于电气节能系统的发展。
3、智能建筑的通风与设计不合理
智能建筑通风与设计不当会导致建筑内的空调冷量过高,而且不利于机械排风和室内的通风换气而形成冷负荷,使得空调的冷负荷增大。
4、设计过程中缺乏科学的协调统筹
我国的智能化建筑电气节能体系缺乏必要的统筹规划设计,智能化建筑节能设计中,协调统筹工作没有落实到位,致使控制制度存在诸多漏洞,增加了能耗,使得节能体系运行效率低下。
三、智能化建筑电气节能优化设计措施
1、设计时需遵循一定的准则
首先,电气节能优化设计应在确保建筑自身基本功能实现的基础上实施,充分考虑可能影响建筑功能的所有因素,如照明需要、运输通道的畅通、娱乐设施的正常运转等,保证人们的正常生活不受影响,为人们提供完整的服务。第二,电气节能优化设计要在符合实际经济效益的前提下进行。权衡高效节能与投资之间的关系,选择合适的节能方式和设备材料,优化资源配置。第三,在保证节能方案可行的前提下,最大限度减少能源损耗。分析建筑物的实际情况来采取相应的节能方式,避免无用耗能方式的出现,如变压器的损耗以及传输电缆线路上的耗能,不能发挥功用,却造成能源的损失。第四,节能优化设计需考虑环境因素。电气节能优化设计要坚持可持续发展理念,提高能源利用率,以实现综合效益最大化。
2、加强供配电系统节能优化策略研究
在充分掌握建筑用电设施功率以及负荷容量等信息的基础上,合理配置供电节能设备,首先从变压器负载情况入手,在符合成本要求的前提下,合理分配负载,选择适当的变压器,确保其与驱动负载能力相匹配。其次,可通过选择电阻率值相对较低的导线的方法减少电能损耗,进行线路布局时,尽量避免弯路线路,以减小导线的长度。
3、加强对建筑内照明系统的节能研究
建筑内照明设备的照明时间、照明方式、设备功耗、建筑面积等都是影响照明耗电量的主要影响因素,所以可以从照明设备选择、照明时间分配、建筑设计、照明系统的设计等方面进行研究,实现最大化的节能供电。
4、加强对建筑内电梯、空调以及供水系统的节能研究
建筑内电梯型号、功率等的选择对建筑电气能耗有较大影响,选择与电梯型号和功率相匹配的电机驱动。空调系统的节能应考虑环保型的水源热泵式空调,降低污染,且运行效率较高。使用空调时设定合理的工作模式,减少能量损耗。设计供水系统时,考虑供水系统的负压作用,尽量选择无负压作用的设备,提高水质净化度,又有利于环保。
5、提高对可再生资源的开发与利用
电能是不可再生资源,所以要加强对风能、太阳能、热能等可再生资源的开发利用,将这些新型可再生资源利用到建筑电气中去,减少电能的功耗。此外,选择新型节能环保材料作为建筑电气设计装修材料,提高节能效果。
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。
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
中图分类号:F407.6文献标识码:A 文章编号:
引言:随着时代的发展和科技的进步,人们对生活和工作环境的要求不断提高,人类的日常生活、生产活动急速加剧了对能源的消耗,也对环境造成了严重的污染,生态环境的日趋恶化成为了世界备受关注的问题。当环境问题成为全球性的问题时,人们开始重新审视自己的行为,也逐渐意识到将要面临的能源危机,这使得“节能”成为了当今热门的话题,低碳的生活理念也开始慢慢深入人心,“节约二次能源”成为伴随城市发展的新理念,这就对智能建筑建设的需求变得越来越强烈,大量智能系统的应用便对建筑电力系统的节能方面提出了更高的要求。
1. 建筑电气系统的智能化
随着科技的进步和人们生活标准的不断提高,智能化系统已经渗透到生活、生产的方方面面。建筑行业作为与社会生产力密切相关的行业,智能化设计已经成为发展的必然趋势。
1.1智能建筑在电气专业的具体实现和应用首先体现在有效的对建筑设备进行监控。
选择使用高效、节能型设备,对设备的运行状态进行有效的能耗监测并进行评估,通过对设备运行参数的合理调整进而降低能源的浪费,减少不可再生能源的消耗,可以充分发挥建筑设备监控的节能功效。
1.2 智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题,这使得智能建筑的弱电系统工程成为智能建筑发展中的重要组成部分。弱电系统包含通信网络系统(公共广播传呼系统、共用天线电视系统、内部无线寻呼系统、电话通信系统);火灾自动报警及联动控制系统;公共安全防范系统(闭路电视监视系统、防盗报警系统以及车库管理系统);结构化布线系统等等。完善的计算机网络和通信系统可以使智能建筑更标准、灵活、安全。
1.3 智能建筑还应该包括智能照明控制系统。采用智能照明控制系统,实现照明控制智能化,可以使照明系统工作在全自动的状态下,合理地利用周围环境的资源自动调节不同时间段、不同场合对照度的不同需求,使工作环境处于相对舒适的状态,还能够通过对光线的智能调节实现节能。智能照明系统减少了人员管理和维护的需求,既避免了人为造成的照明能源的浪费,又降低了人工成本。
2. 建筑电气的节能设计
随着建筑节能技术的发展,很多发达国家已经建立了比较完善的建筑能效技术标准。我国是能源消耗大国,建筑节能设计的要求将会更加迫切。建筑电气设计是建筑设计的一部分,电能的消耗在建筑能耗中占有相当的比重,有数据显示,每年消耗电量占总发电量的10%以上,如果大量的使用节能产品和有效的措施,节电5%则可以节约用电60亿kWh,为国家节省30亿元,并可延缓温室效应,减轻对生态环境的破坏。这就使得电气节能设计显得尤为重要。但是也不应盲目节能,为了节能而节能,应综合多方因素考虑实际情况,兼顾投资和运行能耗,用发展的眼光衡量投资和收益。
建筑电气节能作为一项系统工程,其节能措施的应用可从以下几方面考虑:
2.1.电源节能
我们从市政电网供电的电源电压已确定,线路上的电流无法改变,选择电阻率较小的材质(铜芯最佳),减小线路电阻,以减少线路的损耗。配电时电缆尽量避免迂回敷设,变压器尽量接近负荷中心,减少供电距离,以减小导线的长度,进而减少线路上的能量损耗。
在条件允许的情况下,选择节能型变压器,尽量降低变压器电阻的绕组的电阻,用来增大通过的电流。并且合理的分配用电负荷,尽可能保证变压器的负载率在70%~85%之间,尽量避免变压器长期处于轻载或过载运行的状态,造成电力系统的电能损耗,减少变压器的使用寿命及效率。
提高系统的功率因素,有效减少无功在线路上传输的损耗,提高设备的利用率,达到节能的目的。
2.2. 动力节能
合理选择电机的数量,选择相对经济的电机,通过优化的控制方式提高电机的使用率,减少电机的电能损耗。
根据负载的实际情况考虑对距供电点较远的电机进行无功就地补偿,以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗,并减少电机轻载和空载的运行状态。采用变频的方式在负载下降时自动调节转速以适应负载的变化,这样可提高电机在轻载时的效率,实现节能的目的。对于需要频繁启动的大容量电机可采用软启动器对设备按启动时间逐步调节可控硅的导通角来控制电压的变化。由于电压可连续调节,因此启动平稳,启动完毕即可全压投入运行。
2.3. 照明节能
在大型的公共建筑中,照明系统用电量通常极大,所以减少照明系统中光能的损耗也能够大大的降低电能的损耗。
在《建筑照明设计标准》GB50034-2004中对各类场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度值做了严格的规定。设计时需在满足照度要求的前提下,选择高效的光源,如高效的荧光灯(T5、T8灯管)、紧凑型荧光灯、LED光源及高效气体放电光源(高压钠灯、金属卤化物灯等),灯具的效率不应低于下表中的值:
中图分类号:TU201.5文献标识码: A 文章编号:
随着科学技术的不断发展,人们生活水平的日益提高,越来越多的高科技产品应用到人们的生活与生产中,给环境带来了很多负面影响。建筑行业中的资源浪费与对环境的污染尤为严重,加强对建筑行业的管理,是目前保护环境,节约能源的重要任务。加强对建筑智能化与节能技术方面的重视,可以减少建筑工程对资源的浪费,提高资源的使用率。
一、建筑节能设计分析
提高室内光照效果。适当提高室内光照效果,是降低建筑照明设备应用的重要手段。在实际施工过程中,应该注意对遮阳结构的减少和调节,提高建筑窗体的大小,保证室内环境的通透性,将阳光有效的引入房间深处,提高房间的光照效果,有利于提升建筑的整体使用效果,使室内光照维持一个相对合适的数值,减少对照明设备的依赖。智能化遮阳设备,能够根据光照强度、温度、以及时间指针,自动变换遮阳卷帘的高低位置以及百叶窗的透光角度,能够有效提升室内空间的光照强度,对于维持室内温度环境,满足室内光线要求,也起到了非常积极的作用。
加强对新能源的有效应用。目前,我国建筑能源供应主要依靠煤、天然气、石油或电力能源予以提供,非可再生能源的大量使用,使得我国逐渐出现能源短缺问题。因此,加强新能源的开放和应用,是保证建筑使用效果、促进可持续发展战略的重要手段。太阳能光伏发电系统就是通过特殊的光伏电池板产生新型电力为建筑提供必须的生活电力,从而降低用户对常规能源的应用。光伏发电是目前建筑新能源的重要研究方向,在部分建筑施工过程中有所涉及,并得到了很大程度上的发展,但是,光伏发电的效率有限,仍需要进行进一步的研究和探索。光热技术就是通过对太阳能的有效利用,为建筑提供热水和采暖,以取代常规能源的相关功能。
二、建筑智能化分析
为了解决建筑工程中对能源的浪费以及对环境的破坏,对建筑进行智能化设计。建筑智能化设计是目前建筑领域的发展方向,重要的研究项目。实行建筑的智能化设计要从建筑环境的各个角度进行分析,对建筑工程中的空调、给水、排水以及电梯的使用情况进行节能的设计,进行科学合理的改善,使其得到优化;对建筑中的各个设备以及控制系统进行监控与评估,在满足正常使用的基础上,完善控制系统,提高设备的综合利用率,让设备在高效的运行下,减少对能源的浪费。通过对建筑智能化的设计,满足环境保护问题,跟上时展的要求,提供一个高效、节能的建筑环境,让人类的生产与生活在可持续发展下进行。下面从不同方面对建筑智能化设计进行分析:
首先,对空调系统的智能化控制。在空调的系统中,使用智能化的设备可以减少空调的共条机组台数,最大程度上提升空调的工作效率。在空调系统中安装感应设备,可以检测室内的二氧化碳浓度,从而对空气中的二氧化碳浓度进行有效的监控,安装感应设备还可以对室内的温度实施监控。通过空调监控数据的显示对空调进行智能化控制,从而提高空调的使用效率以及运行的效率,这样不仅可以对室内环境有所优化,还能有效的减少资源的浪费,使得资源得到充分的利用,从而达到对空调系统智能化管理。在对建筑中空调的智能化进行分析时,要对空调系统进行综合考虑,使得空调系统的硬件和软件都得到优化。在保证室内环境的基础上,进行能耗的降低。
第二,对给排水系统进行智能化设计。对于给排水系统进行智能化设计,主要对水泵的故障报警系统、水箱的水位、水泵的状态检修来进行自动控制,使得给排水系统在不同的环境下进行自动的调节,满足人们的生活使用,最终达到减少水资源浪费的现象。随着给排水智能化的发展,还涉及到对雨水的收集与利用方面,通过雨水的收集系统对雨水进行收集,用来绿化浇灌、厕所冲水等方面的应用,提高雨水对生活的利用率,从而减少资源的使用量。
第三,对照明系统的智能化设计。照明系统的智能化设计主要体现在两个方面,一方面是对电感应设备改良与应用,另一方面是对建筑监控系统进行完善。通过对电感应设备进行改良,可以使建筑中的照明设备受到感应而工作,在不受感应时保持原有的状态,这样可以减少资源的浪费,让电能得到充分的应用;对建筑的监控系统进行完善与优化,可以使得有效区域内的照明工作得到有效的控制,并且根据人们的需要对照明设备的开关进行控制,达到对照明设备统一监控管理的模式,从而保证照明系统能够得到高效的应用,减少对电能的浪费。目前建筑工程中,为了满足人们的日常需要,工程中应用了大量的照明设备,所以照明系统的智能化设计时非常重要的,照明系统得到了优化,可以在很大程度上减少能源的浪费。
第四,对建筑系统的综合智能化设计。在对建筑系统进行综合智能化设计时,要通过利用其它系统达到对建筑系统的综合设计,在设计过程中所涉及到的系统是BMS集成系统。在建筑系统进行设计时,先对子系统的接口进行设计,通过对子系统的设计可以使系统有良好的互操作性,并且可以改善建筑系统使其标准化,形成建筑系统局域网管理。智能化设计在建筑系统中的应用,使得建筑系统的操作更加简单,且建筑系统工作更加效率化。
BMS集成系统在建筑系统中的应用,使得建筑中的各个系统都得到了有效的控制与管理,能够根据相关数据的反馈有效的对空调系统、建筑照明的系统、建筑配电系统等进行有效的操控管理,实现建筑工程中的各个系统自动化运行,从而减少了能源的消耗与浪费。
第五,对综合安保系统的智能化设计。综合安保系统是大楼管理重要的组成部分,是现代化安全保卫技术的集中体现。整个安保系统由视频安防监视、出人口控制、入侵报警、电子巡更、停车管理等系统组成。建设一个完整的、集成的、可靠的、易操作的安保系统,使其作为一个有机的整体对整个建筑进行监控和管理,并接入智能化管理系统,是建立安保系统的目标。对于中大型企业的总部来说,可能在一个建筑里针对不同区域建立多个监控中心,需要各个系统独立工作的同时与其它子系统进行联动,形成一个多功能、全方位、立体化安全防范自动化系统,从而建立起一套完善的,功能强大的技术防范体系,实现人防与技防的统一与协调。
结束语
建筑智能化与节能技术的设计是大势所趋,形势所向。通过对建筑的智能化与节能技术的设计,推动了建筑行业的快速发展,使得建筑行业的发展跟上了时代的步伐。面对资源匮乏、环境污染的现状,国家要重视建筑智能化与节能技术的发展,并且将智能化与节能技术落实到实际的建筑工程中,真正达到节约能源、保护环境。
参考文献
[1]王嘉慧.王景.关于建筑节能几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息,2008(02)