基于智能化建設(shè)的公共建筑節(jié)能技術(shù)的綜合運(yùn)用研究

湯劍濤

北京天恒創(chuàng)業(yè)科技有限公司 北京 100089

清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心發(fā)布的《中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2020》顯示，2018年我國(guó)民用建筑建造耗能5.2億tce，約占全國(guó)能耗11%，而建筑碳排量約為18億t CO2。對(duì)此，我們必須要高度重視，對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行有效利用，在確保安全舒適的基礎(chǔ)上，盡可能降低總能耗和CO2排放量，同時(shí)亦積極探索節(jié)能技術(shù)，以此來(lái)減少能源浪費(fèi)，而智能建筑恰好是解決這一問(wèn)題的有效手段。

1 相關(guān)概念解析

1.1 智能建筑

智能建筑是以建筑為載體，綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建起集先進(jìn)技術(shù)于一體的智能服務(wù)平臺(tái)，能夠全面感知、自動(dòng)采集建筑數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)自我決策[1]。而在全生命周期內(nèi)，通過(guò)管控建筑及環(huán)境空間的自適應(yīng)與自進(jìn)化，推動(dòng)人、設(shè)施與環(huán)境的和諧統(tǒng)一，從而提高建筑的服務(wù)效能。

1.2 建筑節(jié)能

建筑節(jié)能不僅僅是一個(gè)代名詞，而是全球建筑行業(yè)專家基于大格局，在充分論證的前提下，所作出的共同決定，是符合當(dāng)前全球發(fā)展趨勢(shì)的。推進(jìn)建筑節(jié)能是貫徹落實(shí)國(guó)家能源生產(chǎn)戰(zhàn)略的有效手段；是加快生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措；是堅(jiān)持走新型城鎮(zhèn)化道路的直接體現(xiàn)，是推進(jìn)節(jié)能減排，有效應(yīng)對(duì)氣候變暖的著力點(diǎn)；是增強(qiáng)人民幸福感的重要內(nèi)容?？梢哉f(shuō)，建設(shè)高效、綠色、低碳的建筑是當(dāng)前的必然趨勢(shì)，不僅能推動(dòng)建筑領(lǐng)域供給側(cè)改革，同時(shí)還為綠色發(fā)展奠基。

2 智能建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 智能建筑節(jié)能現(xiàn)狀

環(huán)保性、實(shí)用性、先進(jìn)性等是我國(guó)智能建筑的主要特點(diǎn)，與其他國(guó)家智能建筑建設(shè)相比，我國(guó)更加注重可持續(xù)發(fā)展，力求運(yùn)用智能建筑達(dá)到節(jié)能減排的目的，高效與低碳是主要追求目標(biāo)。這些對(duì)于節(jié)能減排、降耗具有非常重要的促進(jìn)意義。實(shí)際上，我國(guó)在智能建筑建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于節(jié)能要求并不高，當(dāng)前已經(jīng)建成同時(shí)節(jié)能效果明顯的建筑非常少。但隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的提升，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術(shù)等高科技技術(shù)水平的提高，在今后城市建設(shè)中，智慧建筑將會(huì)發(fā)揮非常重要的作用。

2.2 智能建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢(shì)

智能建筑受外界影響因素較多，而隨著節(jié)能建筑的興起，必將提高人民的需求，同時(shí)在大氣環(huán)境改善、降低建筑耗能等方面發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，智能建筑節(jié)能措施較多，如樓宇照明節(jié)能、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)節(jié)能、門禁一卡通技術(shù)節(jié)能等等。其中樓宇照明節(jié)能技術(shù)可對(duì)建筑內(nèi)部照明系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要由紅外線、溫濕度、照明燈傳感器組成，通過(guò)先進(jìn)算法，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可對(duì)建筑內(nèi)部的空調(diào)、燈光進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；同時(shí)，隨著建筑安防系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的不斷成熟，在現(xiàn)代智能建筑中，門禁、視頻監(jiān)控、防盜功能等已基本實(shí)現(xiàn)融合，并呈現(xiàn)出集成化發(fā)展趨勢(shì)。在刷一卡通時(shí)，控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警器的布防，實(shí)現(xiàn)建筑智能化管理。可以說(shuō)，這些節(jié)能技術(shù)都有助于降低建筑耗能，提高資源利用率。

3 智能建筑節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用

3.1 工程概況

阜陽(yáng)市東方廣場(chǎng)商業(yè)中心位于阜陽(yáng)市火車站站前廣場(chǎng)，且位于市區(qū)，總建筑面積11.5萬(wàn)㎡，地上39層，地下3層，總高130m，與2017年竣工。建筑結(jié)構(gòu)形式主要有鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、勁性混凝土等結(jié)構(gòu)，使用年限設(shè)計(jì)為50年。

3.2 節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用

商業(yè)中心智能化節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用主要體現(xiàn)在樓宇自動(dòng)化上，其主要系統(tǒng)如圖1所示，包括通風(fēng)、照明、電梯、空調(diào)、給排水等自控系統(tǒng)，下面將分別進(jìn)行闡述。

圖1 商業(yè)中心樓宇自控系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)中心建筑節(jié)能，就必須要構(gòu)建能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)由主控層、中間層以及現(xiàn)場(chǎng)層組成，屬于分布式結(jié)構(gòu)。主控層是人機(jī)交互的直接窗口，亦是系統(tǒng)第一層，包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等。主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)圖形、聲音等直觀方式反饋出商業(yè)中心的整體運(yùn)行情況。中間層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信，以太網(wǎng)設(shè)備、總線網(wǎng)絡(luò)等組成，是數(shù)據(jù)交換的平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)采集、分類和傳輸現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回傳的數(shù)據(jù)信息，從而對(duì)上位機(jī)的各個(gè)控制命令進(jìn)行轉(zhuǎn)達(dá)[2]?，F(xiàn)場(chǎng)層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，包含各種智能儀器，主要負(fù)責(zé)上傳和存儲(chǔ)商業(yè)中心的耗能數(shù)據(jù)，同時(shí)采集基層數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)向數(shù)據(jù)中心回傳。

（2）空調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)。空調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是在確保提供舒適溫度的室內(nèi)環(huán)境的基礎(chǔ)上，盡量減少能耗。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的上下班時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)下達(dá)指令自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)。同時(shí)，根據(jù)建筑物的熱慣性，提前關(guān)閉空間，以維持下班前商業(yè)中心室內(nèi)溫度。此外，還可以根據(jù)空調(diào)開啟程度自動(dòng)化確定冷凍機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)，合理調(diào)整其運(yùn)行模式。

（3）智能照明系統(tǒng)。運(yùn)用照明接觸器、傳感器等先進(jìn)技術(shù)，在商業(yè)中心內(nèi)外部安裝照明節(jié)能燈具，并根據(jù)商業(yè)中心對(duì)照明的需求以及運(yùn)作時(shí)間，科學(xué)合理設(shè)定照明水平，這樣不僅可以保證建筑照明的需求，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，延長(zhǎng)燈具的使用壽命[3]。此外，在商業(yè)中心大廳設(shè)置有可編程控制面板，主要負(fù)責(zé)大堂燈光的控制，并在室外隱蔽且采光好的地方，配置照度傳感器，以便對(duì)外界燈光自動(dòng)感應(yīng)?？拷彝獾恼彰骰芈窌?huì)通過(guò)照度傳感器感光控制，根據(jù)外界自然光的強(qiáng)弱，對(duì)大廳燈光進(jìn)行自動(dòng)控制。

（4）通排風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控。通排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主要服務(wù)于商業(yè)中心地下室配電間、低下停車場(chǎng)、衛(wèi)生間屋頂、會(huì)議室等通排風(fēng)。大樓通排風(fēng)系統(tǒng)由DDC控制器進(jìn)行統(tǒng)一管理，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的流程和時(shí)間進(jìn)行運(yùn)行。系統(tǒng)采用定時(shí)程序控制，當(dāng)運(yùn)行累計(jì)達(dá)到一定時(shí)間后，實(shí)施自動(dòng)化啟?？刂?，同時(shí)系統(tǒng)還可以自動(dòng)進(jìn)行故障報(bào)警，與消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。

（5）給排水系統(tǒng)監(jiān)控。給排水由生活供水和污水排放等環(huán)節(jié)構(gòu)成，該商業(yè)中心在供水方面主要采取恒壓供水的方式，當(dāng)污水池液位達(dá)到警戒線時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)倒泵、備用替開。DDC將對(duì)供水泵的啟停、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化管理，當(dāng)遠(yuǎn)程壓力傳感器監(jiān)控到水管網(wǎng)壓力后，將向DDC傳輸模擬信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)水和供水壓力。同時(shí)，系統(tǒng)還可自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)故障報(bào)警、水流開關(guān)報(bào)警、超低/高液位報(bào)警等。

（6）電梯系統(tǒng)機(jī)制監(jiān)測(cè)。電梯作為商業(yè)中心內(nèi)部的垂直交通工具，肩負(fù)著貨物運(yùn)輸和人員通行的重任，包括普通客梯、觀光梯、貨物電梯以及自動(dòng)扶梯等。該系統(tǒng)主要是對(duì)商業(yè)中心普通客梯和自動(dòng)扶梯進(jìn)行監(jiān)控，包括電梯啟停、運(yùn)行狀態(tài)、樓層指示、應(yīng)急報(bào)警等[4]。系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)人員流動(dòng)的具體情況，合理投入電梯的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能建筑是當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其涉及方面較多，如生態(tài)、環(huán)保、資源耗能等等，是一種復(fù)雜的民生系統(tǒng)工程。作為智能建筑的設(shè)計(jì)者，其扮演著主導(dǎo)者角色，應(yīng)當(dāng)努力推廣智能化技能措施，轉(zhuǎn)變國(guó)民節(jié)能觀念，科學(xué)系統(tǒng)地推進(jìn)建筑智能化管理，以滿足不同群體對(duì)公共建筑的多元化需求，提升能源利用率，擴(kuò)大其社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。