智能建筑的几种有效节能技术措施

智能建筑的几种有效节能技术措施

作者：王建平

来源：《科技传播》2013年第23期

摘 要 目前，建筑行业一直是我国关注与讨论的热点问题，而且随着社会经济及科学技术的发展进步，相关的焦点逐渐转移到了智能建筑及其节能技术的发展上。我国的能源与各类资源的浪费现象越来越严重，加之传统的建筑工程使得能源的耗费不断增加，于是，在这种大背景下，智能建筑技术与节能技术的有机结合已经成为人们研究的焦点问题。 关键字 智能建筑；节能技术；内涵特点

中图分类号TU74 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0000-00

随着我国经济的发展，人们对于建筑工程的要求也越来越高，而且伴随着科学技术的进步，具有节能功能的智能化建筑技术也应运而生。智能建筑技术与节能技术作为一个系统，不仅能够为人们提供更加健康舒适的居住环境，还能变废为宝，节约资源，减少能耗。智能建筑节能技术工程涉及的范围很广，主要包括建筑材料、结构、设备、运营管理等方面。所以，建筑物节能技术的应用必须落实到建筑工程选址、布局、设计、施工、维护、管理的各个环节。本文的前一部分对现代化的智能建筑的基本内涵及显著特点进行了较为系统的论述；然后分析了制约智能建筑节能技术的因素；最后对智能建筑技术中节能技术的重要应用展开了深入探讨。在相当程度上为相关行业的从业人员提供了一定的参考价值。 1 智能建筑的基本内涵及特点

建筑技术的发展能够直观的反映出人类历史的演变，较高的建筑水平代表着人们较高的生活水平、社会生产力水平及社会生产方式。智能建筑是随着现代经济的发展和科技的进步日益兴起的现代化新型建筑技术，其具有深刻的社会内涵及技术内涵，与传统建筑相比也具有明显的特点。 1.1 基本内涵

在社会内涵方面，智能建筑的主要内涵具体体现为“节能环保理念”，主要表现在建筑物的整体布局规划、系统结构、制度体系、管理理念等。智能建筑以基础设施、人与自然的协调、系统的整体性与安全性为设计基础，保证绿色智能建筑的网络系统、智能技术与其基本的结构模式相适应。

在技术内涵方面，主要体现在“智能技术”和“节能技术”。其中“智能技术”是在计算机系统的整体控制下采用的视频监控技术、图像显示技术、通信技术、控制技术、综合布线技术、智能卡技术、云计算、互联网等新型技术。因此，绿色智能建必须能够自动观测并响应内部和外部环境的动态变化，具备智能报警功能，以达到各技术的协调一致和建筑物内外结构的统一；

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“节能技术”即为与节能环保有关的技术，具体包括循环利用资源、节约能源、减少排放、节省占地面积、节约用水、节约建筑材料、保护环境、开发利用新能源、高效率的利用能源、转变能源利用方式的等多种行之有效的绿色环保技术。 1.2 特点

智能建筑还具有节能减排、健康舒适、智能高效，灵活便捷等一系列特点，并且现代化技术及经济水平不断高速发展，加之智能建筑具备通信自动化、大楼自动化、办公自动化这三项基本的自动化功能，因此，智能建筑的安全可靠性、与用户之间的信息交流反馈能力等有了更进一步的提高。

2 制约智能建筑节能的因素分析 2.1 技术因素

我国尚处在智能建筑技术发展的初级阶段，因此在进行建筑物的设计及施工方面，通常会弱化或者忽略建筑节能技术的整体应用。 2.2 设计及投资因素

由于设计及施工过程的不合理操作以及不合理投资现象的存在，使得相关节能配置降低，导致智能建筑中所设置的节能装置只是摆设，而不具备实际的使用功能。科学的设计、合理的投资对智能建筑的建造具有至关重要的作用。 2.3 使用效率因素

目前节能智能建筑仅仅还只是一个口号式的招牌，而在实际的使用过程中，相关节能装置和智能设备的使用效率较低，难以达到预期的效果。 2.4 管理因素

在现阶段的物业管理队伍中，还存在众多不具备专业知识的人员，他们水平有限，不能够正确的把握建筑管理的要义，对于智能建筑的管理和维护更是没有一个系统全面的认识，这就导致节能装置、智能系统不能发挥出其应有的作用。所以，智能建筑的相关物业管理人员必须要具备专业知识和技能，要熟练掌握计算机知识、编程、网络维护等技术方面的综合能力。 3 现代智能化建筑的节能技术应用

3.1 采用智能照明控制系统，有效地节约能源

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近年来，人们对生活环境的要求逐渐提高，对建筑物的要求也不仅仅满足于传统的居住功能，而是在此基础上进一步对建筑的安全性、舒适性、自动化、信息化、节能性等方面产生了需要。在智能建筑中，智能照明控制系统则是常见的一种节能技术的应用。现代化智能照明控制系统主要功能大致包括以下几项：灯光控制、窗帘控制、门窗控制、安全报警、AV设备及HVAC设备控制等，可对灯光、门窗、窗帘、室内的安全等进行分散集中控制、远距离操控、移动感测控制、定时控制、红外线遥控、光线感测控制、与移动设备联动操控等。它具有灵活便捷，不受时间地点的局限等优势，可为用户创造出灵活便捷、健康舒适、人机统一的环境，能够显著提高工作效率，最终使建筑物的设计者、发展商、施工人员和用户都获得了经济效益。

3.2 改善门窗性能

在传统建筑中，门窗是散失热量最明显的部分，其中冷风渗透占所有热量损耗的33%，传热损失为34%。因此，在智能建筑的设计及建设中，应该着力思考并解决这个问题。根据建筑物的面积、建筑材料、所处环境等因素计算门窗的最适尺寸，在保证正常的采光、视线、通风等功能的前提下，适量减少门窗的数量，缩小外门窗面积，提高门窗本身的保温性能，改善门窗密闭性，在室内与室外之间可以设置隔离防护层，以保证冷风渗透和热量损失的减少。 3.3 利用节能环保的建筑材料

建筑行业是最耗费资源的产业之一，传统的建筑技术导致我国每年都有大量的资源及能源被消耗，建筑总能耗几乎占社会总能耗的1/3，远远超出了发达国家建筑能耗的比例。这是因为发达国家目前多已采用技能环保技术来建设智能建筑，而我国现存的建筑物大多是采用传统技术建造而成，有超过97%的建筑是属于高耗能建筑。迫于我国能源紧缺的紧张形势，我们必须将传统的建筑技术转化为现代化的智能技术，加快社会主义节约型社会的建设，在建筑领域减少传统建筑材料的使用，对节能环保的新型建筑材料进行推广。例如，如今市场上销售一种耐冲击力强、密度大、保温性能好、抗压能力强、抗弯折的新型墙体材料——外墙保温苯板。此节能苯板具有良好的保温效果，节能效果显著，抗压能力很强，每立方米能够承受30kg的压强，比国家规定的墙体抗压标准还高出了大约10公斤。此材料的接口处理细致，能够使得每块苯板之间保持紧密的连接，苯板的正反面采用倒棱处理技术，可以保证其与墙面牢固紧密的结合。

3.4 地热能源的利用

地能可以在冬季作为供暖的热源，在夏季作为空调制冷的冷源。例如，2008年北京奥运会体育场的空调系统所使用的能源即为通过地源热吸取土壤中的能量所提供。其采用的设备为地源热泵，地源热泵作为一种节能环保的系统设备，本身是采用可再生能源制造而成。将地源热泵埋设在土壤下，冬季鸟巢所需的热量即是利用地源热泵从土壤中吸收的热量，夏季鸟巢所需要的制冷既是地源热泵从土壤中吸收的冷气，然后再将产生的热量摆放到土壤中。目前，地

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热供暖和供热水的应用在我国的普及非常迅速，经济技术较为发达的京津地区是地热利用最为普遍的地区。

3.5 智能建筑自控系统技术的应用

对于大型超市、办公楼、学校等建筑，白天需要开放空调，在晚上没有人时是不需要开放空调的。因此需要利用自动控制技术对建筑物的最佳启停时间进行控制，在晚上下班的时间自动停止空调的开放，白天上班时间自动启动空调。这就可以有效的达到节能环保的目的，不仅省去了专人的管理，还能自动为大家创造一个舒适便捷的环境。现代智能建筑自控系统可以根据室内外温度和上下班时间计算出空调设备的最佳启动时间和停止时间，从而在确保室内温度适宜的前提下，缩短空调启停时间，减少不必要的能源耗费，以达到节能的目的。现代智能建筑自控系统还能够与应急发电机、冰蓄冷设备等联合使用，在用电高峰阶段，自动转变模式，进入应急发电机、释放内部存储的冷量的工作状态，这就可以有效减少高峰期的用电负荷，也能够减少电费成本。 3.6 空调节能技术

空调是整个建筑工程中耗费能源最多的系统之一，所以对空调系统进行智能化的节能改造可以创造更大的效益。因此，在现代化的智能建筑中，应该普遍使用具备节能环保功能的空调， 目前常见的类型有地能空调、燃气空调。所谓地能空调，其指的是通过对地源热泵这一设备的利用， 吸收浅层的地下地热资源， 冬季吸收土壤热量，达到供热目的，夏季吸收地下冷死以应用于制冷的一种空调设备。地热能的转化率高，这种技术将原本不能得到利用的低位能源转化为能够服务于人类的高位能源，可以有效节约煤炭等资源，具有显著的节能环保的优势。燃气空调，顾名思义，其利用的能源即为天然气，适用于广泛使用天然气作为热量能源的城市居民。对于现阶段已经大量投入使用的传统空调， 也可以通过下述节能措施进行技术改造：

第一，合理设计。在对智能建筑空调进行设计时，要综合测定室外环境及室内环境，根据用户的不同需要和室内外环境状况，科学地选择合适的机组设备，尽量减少空调系统的能量消耗；

第二，循环利用空调排放的热量。在空调运行的过程中会排放大量的热量，这部分热量是空调吸收的室内热量和电动机运转所散发的热量总和。对空调系统产生的废热进行回收、循环利用，应用的是热交换的物理原理。空调系统进行制冷运作时，同时也可以制热。相关热转换设置能够将空调在制冷时排放出的高温蒸汽与即将被加热的冷水发生热交换， 使排放的热量转换成可利用的热水。在智能建筑的施工建设中，要对传统空调的热转换设备就进行技术改造，使其在与原空调系统保持协调一致的同时，减少荷载和用电量，发挥高效的节能减排作用；

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第三，对空调进行清洁。空调在运行过程中会产生大量的的污垢、水垢。根据美国权威机构检测，空调冷凝管、排气管等被污垢堵塞后，会阻碍设备的正常运行，增加耗电量，而且其中含大量细菌，在空调通风系统与室内空气发生气体交换时，含有细菌的水汽会对室内空气造成污染。因此，要在空调中安装相应的自动电子除垢仪，还可以采取人工手段定期对热转换器、管道等进行清理；

第四，冷水机组群控。从整体上考虑冷水机组运行的有效负荷， 根据空调机组有效负荷的变化而调整冷水机组的运行， 提高能源利用的效率，减少能源浪费。 3.7 太阳能光伏技术节能

目前，我国对太阳能的应用主要表现在对太阳能热水器和太阳能热水系统的使用，还有小部分是太阳能电池的利用，总体看来，我国已经投入应用的太阳能设备及相关系统的节能效果非常显著。此外，纵观世界范围，太阳能智能建筑工程的规模正逐步增加，其节能效率也有了越来越高的水平。具备高效节能环保性能的太阳能系统集发电、隔音、隔热等安全技术于一体，为智能建筑技术的发展提供了现代化的保障与方向。

此外，太阳能电池与建筑结构的协调一致是智能建筑中急需解决的技术性问题。要想保持两者的整体性，就要使得太阳能电池作为将光能转化为电能的设备与建筑物的整体材料的使用、结构及性能统一起来。 4 结论

综上所述，本文对智能建筑及其节能技术的基本概念、发展及应用进行了系统的说明，从而不难发现，市场对智能建筑技术及节能技术的需求主要来自两个方面：其一，我国能源浪费严重，能源紧缺，形势严峻，我国本着节能减排和可持续发展的原则，着力建设资源节约形社会；其二，经济的发展、科技的进步和人们生活水平的提高，使得人们对居住环境智能化、健康舒适、节能环保的要求日益提高。目前，我国的智能建筑还处于初级发展阶段，还存在一定的不足，需要部门和相关从业人员的共同努力，树立智能化的节能意识，着力宣传，加大技术投入，虚心借鉴西方发达国家进行智能建筑建设的成功经验。若相关部门真正从根本上重视这一技术的发展，加大投资、扶持和研究的投入，那么在今后的几年内，我国节能环保型的智能化建筑将有望取得更大的发展空间和更加广阔的市场，其发展速度也会大幅增加。只有全国各级部门及公众统一树立智能化的节能环保理念，协调一致做到节能减排，才能确实保证智能建筑技术和节能技术彻底贯彻落实到建筑过程中的各个环节。希望本文对智能建筑及节能技术的整体论述能为相关从业人员和管理人员提供一定的借鉴。 参考文献

[1]智能建筑的节能与管理[J].智能建筑与城市信息，2010（5）：123-126. [2]王胜波.浅谈智能建筑设计与建筑节能[J].当代建设，2001（2）：114-116.

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