智能化建筑与建筑节能
2022-06-09
一、前言
随着人们生活水平的提高，以及环境日益恶化，智能化建筑和节能建筑开始得到广泛的重视，研究智能化建筑和建筑节能问题将有利于建筑超着现代化、科学化的方向发展，更加有利于我国经济的发展，提高我国居民居住环境的舒适性。
二、智能化建筑和建筑节能概述
中国智能建筑经过十几年的发展，成了世界最大的市场，在硬件设备方面，已能与国际发达国家相比。但是，在软的方面，在治理和优化方面差距甚大，尤其在楼宇自控建设方面，还是比较担忧的。设备的能力远远没有发挥、系统完全没有优化、检测参数有相当部分的准确性有问题。最终得到的数据也不完整。这里涉及的原因有设备选型，安装，调试等等。楼宇自控系统有六个目标，目前我们只实现了舒适，设备均匀地使用(延长它的使用寿命)两大目标，对于其它目标，尚未实现。
因此大部分智能公共建筑很难充分发挥其本有的效能。到目前为止，如何用建筑智能化手段来节能，还缺乏研究，大部分仅限于标书的炒作。目前我国的国产品牌，还不能取代国外的品牌，因为对控制的本质，即空调模型缺乏研究，控制软件缺少内核。
对于未来的发展趋势，智能建筑将越来越重视应用，重视优化。我们建设的目的是为了很好地发展公共建筑的作用。在美国、英国、香港等地方，他们非常讲究实用，他们的物业治理花了大量的时间来实现各种方式的节能，而我们的差距很大，我们更多地看到些表面的东西，怎样让它发挥内在的实际作用，路途还很远。
节能其实是个大系统的概念。从专业空间划分，它包括建材、建筑机构、建筑设计(在建筑设计阶段，充分利用建筑四周的条件来实现节能)，包括空调设计，BA的调试与安装、还有物业治理。每一个专业领域都能实现节能。从时间划分也是大系统，它包括前期、中期、后期到末期的全过程。
建设部近几年对建筑节能非常重视。2005年7月1日正式实施的《公共建筑节能设计标准》制订了在建筑设计，空调设计等各个方面的节能，且大部分条款是强制性的，这无疑是个很大的进步。最近有一系列的节能法规和标准已经或将出台。但对于如何采用智能化手段来节能，目前还比较空白。希望我们国家对各种类型公共建筑的能耗统计加快步伐，在此基础上，制定能耗标准，低于这个标准，就按标准收费，高于这个标准，就2-3倍来收费，这样强制性的实施措施，才能更快实现节能。
三、智能建筑节能方面的作用
1、采用智能照明控制系统，有效地节约能源。智能照明控制系统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。
2、利用节能建筑材料。智能建筑材料是指具有感知、记忆、自适应和自修复等功能,能够检测并且可以识别内外刺激强度,响应外界变化,按照设定的方式选择和控制响应,反应比较灵敏、及时和恰当,当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态的具有生物质能的材料。通常可分为智能传感材料、智能驱动材料、智能修复材料和智能控制材料四类。
3、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，提高房间没得光照效果，有利于提升建筑的整体使用效果，使室内光照为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，满足之内光线要求，也起到了非常积极的作用。
4、空调设备的节能控制。中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，可以通过降低室内温度设定标准、进行最小新风量的控制、提前预冷要关闭新风等措施进行节能控制，同时，提倡选用新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。
5、玻璃幕墙运行的节能管理。旧建筑物中的大面积玻璃幕墙，全是高反射率的玻璃，会造成一定的"光污染"和加大空调负荷。对于夏热冬暖地区，隔热是建筑围护结构节能的主要方面。为了提高幕墙的保温性能，减少热损失，可以从以下三个方面进行改善：第一，是改善采光窗玻璃的保温隔热性能，尽量选用中空玻璃，并减少开启扇；第二，是对非采光部分采用隔热效果好的材料做后衬墙(如浮石、轻混凝土)或设置保温芯；第三，做密闭处理和减少透风。
四、建筑智能化的经济效益分析
要使智能建筑有较高的智能化水平，对智能建筑作整体的规划设计和建设过程的全面综合管理是非常重要的。新型的智能建筑的集成优化规划和建设方式，打破传统的智能建筑各专业、各子系统分立的建设方式，将整个建筑的各专业的机电系统、智能化系统视为一个大系统进行全面的规划设计，并对系统的建设进行全面综合管理。进度系统的建设有了彻底的改观。这种建设方式在各系统安装工程管理、管线综合管理、进度协调、工作面协调等方面具有很好的优势，减少了工作周期和工程中的浪费，使工程可以顺利进行，节省了投资。通过集成优化的程序，使整个系统联成有机的网络，完成整个系统的有机运行，可使建筑物节约能源。建筑智能化带来的效益主要表现有十点：
1、通过楼宇自控系统的优化运行和精确控制，使空调系统的运行温度和设定温度差在0.5℃以内，仅通过温度的精确控制就能带来很好的节能效果。
2、最为合理的方式是根据室内或回风中的C02浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足要求。
3、动态变流量控制系统利用变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，达到节能的目的。
4、智能化的中央空调系统可以自动检测到热负荷的变化，在人员增减的时候，自动通过调节水温差、风量等方式调低系统的冷/热量供应，达到节能的效果。
随着人们生活水平的提高，以及环境日益恶化，智能化建筑和节能建筑开始得到广泛的重视，研究智能化建筑和建筑节能问题将有利于建筑超着现代化、科学化的方向发展，更加有利于我国经济的发展，提高我国居民居住环境的舒适性。
二、智能化建筑和建筑节能概述
中国智能建筑经过十几年的发展，成了世界最大的市场，在硬件设备方面，已能与国际发达国家相比。但是，在软的方面，在治理和优化方面差距甚大，尤其在楼宇自控建设方面，还是比较担忧的。设备的能力远远没有发挥、系统完全没有优化、检测参数有相当部分的准确性有问题。最终得到的数据也不完整。这里涉及的原因有设备选型，安装，调试等等。楼宇自控系统有六个目标，目前我们只实现了舒适，设备均匀地使用(延长它的使用寿命)两大目标，对于其它目标，尚未实现。
因此大部分智能公共建筑很难充分发挥其本有的效能。到目前为止，如何用建筑智能化手段来节能，还缺乏研究，大部分仅限于标书的炒作。目前我国的国产品牌，还不能取代国外的品牌，因为对控制的本质，即空调模型缺乏研究，控制软件缺少内核。
对于未来的发展趋势，智能建筑将越来越重视应用，重视优化。我们建设的目的是为了很好地发展公共建筑的作用。在美国、英国、香港等地方，他们非常讲究实用，他们的物业治理花了大量的时间来实现各种方式的节能，而我们的差距很大，我们更多地看到些表面的东西，怎样让它发挥内在的实际作用，路途还很远。
节能其实是个大系统的概念。从专业空间划分，它包括建材、建筑机构、建筑设计(在建筑设计阶段，充分利用建筑四周的条件来实现节能)，包括空调设计，BA的调试与安装、还有物业治理。每一个专业领域都能实现节能。从时间划分也是大系统，它包括前期、中期、后期到末期的全过程。
建设部近几年对建筑节能非常重视。2005年7月1日正式实施的《公共建筑节能设计标准》制订了在建筑设计，空调设计等各个方面的节能，且大部分条款是强制性的，这无疑是个很大的进步。最近有一系列的节能法规和标准已经或将出台。但对于如何采用智能化手段来节能，目前还比较空白。希望我们国家对各种类型公共建筑的能耗统计加快步伐，在此基础上，制定能耗标准，低于这个标准，就按标准收费，高于这个标准，就2-3倍来收费，这样强制性的实施措施，才能更快实现节能。
三、智能建筑节能方面的作用
1、采用智能照明控制系统，有效地节约能源。智能照明控制系统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。
2、利用节能建筑材料。智能建筑材料是指具有感知、记忆、自适应和自修复等功能,能够检测并且可以识别内外刺激强度,响应外界变化,按照设定的方式选择和控制响应,反应比较灵敏、及时和恰当,当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态的具有生物质能的材料。通常可分为智能传感材料、智能驱动材料、智能修复材料和智能控制材料四类。
3、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，提高房间没得光照效果，有利于提升建筑的整体使用效果，使室内光照为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，满足之内光线要求，也起到了非常积极的作用。
4、空调设备的节能控制。中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，可以通过降低室内温度设定标准、进行最小新风量的控制、提前预冷要关闭新风等措施进行节能控制，同时，提倡选用新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。
5、玻璃幕墙运行的节能管理。旧建筑物中的大面积玻璃幕墙，全是高反射率的玻璃，会造成一定的"光污染"和加大空调负荷。对于夏热冬暖地区，隔热是建筑围护结构节能的主要方面。为了提高幕墙的保温性能，减少热损失，可以从以下三个方面进行改善：第一，是改善采光窗玻璃的保温隔热性能，尽量选用中空玻璃，并减少开启扇；第二，是对非采光部分采用隔热效果好的材料做后衬墙(如浮石、轻混凝土)或设置保温芯；第三，做密闭处理和减少透风。
四、建筑智能化的经济效益分析
要使智能建筑有较高的智能化水平，对智能建筑作整体的规划设计和建设过程的全面综合管理是非常重要的。新型的智能建筑的集成优化规划和建设方式，打破传统的智能建筑各专业、各子系统分立的建设方式，将整个建筑的各专业的机电系统、智能化系统视为一个大系统进行全面的规划设计，并对系统的建设进行全面综合管理。进度系统的建设有了彻底的改观。这种建设方式在各系统安装工程管理、管线综合管理、进度协调、工作面协调等方面具有很好的优势，减少了工作周期和工程中的浪费，使工程可以顺利进行，节省了投资。通过集成优化的程序，使整个系统联成有机的网络，完成整个系统的有机运行，可使建筑物节约能源。建筑智能化带来的效益主要表现有十点：
1、通过楼宇自控系统的优化运行和精确控制，使空调系统的运行温度和设定温度差在0.5℃以内，仅通过温度的精确控制就能带来很好的节能效果。
2、最为合理的方式是根据室内或回风中的C02浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足要求。
3、动态变流量控制系统利用变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，达到节能的目的。
4、智能化的中央空调系统可以自动检测到热负荷的变化，在人员增减的时候，自动通过调节水温差、风量等方式调低系统的冷/热量供应，达到节能的效果。