智能建筑技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

余澤澤

（浙江省建設(shè)投資集團(tuán)股份有限公司）

1 引言

傳統(tǒng)建筑工程在施工與后期投運(yùn)使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗，對(duì)周邊水環(huán)境、土壤環(huán)境與空氣環(huán)境產(chǎn)生污染[1]。智能化綠色建筑是將智能化建筑技術(shù)應(yīng)用到綠色建筑設(shè)計(jì)、施工與后續(xù)投運(yùn)使用中，依托智能化技術(shù)提高建筑功能，改善住戶(hù)的居住條件與居住體驗(yàn)，提高建筑各項(xiàng)功能使用的便利性與經(jīng)濟(jì)性，更好地實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能減排。

2 智能建筑技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)

2.1 智能建筑技術(shù)

智能建筑技術(shù)是智能化技術(shù)在建筑領(lǐng)域的綜合性應(yīng)用，從技術(shù)層面來(lái)看，智能建筑技術(shù)中的技術(shù)范疇涵蓋了計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、自控控制技術(shù)、綜合布線技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、消防與安全防范技術(shù)等，通過(guò)將上述技術(shù)高度集成與靈活應(yīng)用，開(kāi)發(fā)出針對(duì)建筑領(lǐng)域的智能化管理與控制系統(tǒng)，如樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑火情預(yù)警系統(tǒng)、建筑門(mén)禁管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等。智能建筑技術(shù)依托傳感器等設(shè)備對(duì)建筑內(nèi)環(huán)境、設(shè)備、資源等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并依托智能化監(jiān)管與控制平臺(tái)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)設(shè)備設(shè)施等，以?xún)?yōu)化建筑的居住環(huán)境，在為住戶(hù)提供舒適、便利的居住環(huán)境的同時(shí)，最大化利用自然光照、風(fēng)力以及太陽(yáng)輻射，減少建筑使用對(duì)資源與能源的消耗。因此，智能建筑技術(shù)不僅包含技術(shù)，更包括管理、服務(wù)的優(yōu)化升級(jí)，其以便民、利民、健康、環(huán)保、綠色、節(jié)能為導(dǎo)向，是驅(qū)動(dòng)建筑使用與管理向自動(dòng)化、智能化、可持續(xù)方向發(fā)展的重要技術(shù)力量。

2.2 智能建筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

①智能建筑技術(shù)依托高精度的溫濕度傳感器以及室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)或新風(fēng)系統(tǒng)控制平臺(tái)，可動(dòng)態(tài)感知建筑室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，并結(jié)合人體居住舒適度的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)控制空調(diào)系統(tǒng)或新風(fēng)系統(tǒng)，靈活調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度與濕度，為居住者提供恒溫恒濕的居住環(huán)境與舒適智能的居住體驗(yàn)。同時(shí)，動(dòng)態(tài)智能化地控制空調(diào)系統(tǒng)或新風(fēng)系統(tǒng)的啟閉以及工作參數(shù)的調(diào)節(jié)可以減少空調(diào)或新風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗。

②智能建筑技術(shù)依托良好的通信網(wǎng)絡(luò)以及智能感知與控制的家居系統(tǒng)，對(duì)建筑內(nèi)的所有電力設(shè)備等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與有效控制，自動(dòng)化獲取電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與工作狀況，并自動(dòng)控制電力設(shè)備的啟閉以及工作參數(shù)，提高了對(duì)建筑內(nèi)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程、智能管理水平。

③智能建筑技術(shù)是夯實(shí)建筑安全的重要技術(shù)，其通過(guò)全天候、全天時(shí)對(duì)建筑內(nèi)的異常溫度、甲烷等氣體濃度、室內(nèi)陌生人群進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火情、燃?xì)庑孤┮约敖ㄖI竊事件的自動(dòng)預(yù)警與自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)將建筑安全事故扼殺在萌芽中，提高建筑的自有安全防護(hù)能力。

④智能建筑技術(shù)與建筑藝術(shù)的良性結(jié)合，可以在保證建筑功能充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上提高建筑的可觀賞性與藝術(shù)性，切實(shí)滿(mǎn)足住戶(hù)的多重需求。

3 智能建筑技術(shù)在綠色建筑中的具體應(yīng)用實(shí)踐

3.1 智能信息集成系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

智能信息集成系統(tǒng)是對(duì)建筑內(nèi)用于監(jiān)控、管理以及分析預(yù)警的各類(lèi)信息系統(tǒng)，如對(duì)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)、建筑火情預(yù)警系統(tǒng)、建筑門(mén)禁管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、地下停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)等加以集成，在同一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)、各功能的簡(jiǎn)單調(diào)用，對(duì)各傳感器以及智能家居設(shè)備的統(tǒng)一調(diào)度、控制與管理[2]。例如，在智能信息集成系統(tǒng)中可實(shí)時(shí)調(diào)取建筑內(nèi)某攝像頭的工作情況，查看攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)與歷史視頻數(shù)據(jù)，便于物業(yè)管理人員動(dòng)態(tài)掌控建筑內(nèi)的人員流動(dòng)情況以及陌生人員異常出入情況。在智能信息集成系統(tǒng)中可以對(duì)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能家居設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)查看與分析，調(diào)取其運(yùn)行狀態(tài)與工作參數(shù)，結(jié)合日常運(yùn)維要求，配置家居設(shè)備的工作參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)行負(fù)荷，最大限度地減少家居設(shè)備的運(yùn)行壓力以及能源消耗。智能信息集成系統(tǒng)可以綜合多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，如結(jié)合冷熱機(jī)組、冷水機(jī)組、智能照明以及其他計(jì)量?jī)x表的工作數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析出建筑內(nèi)的實(shí)際照明需求與溫度濕度需求，科學(xué)計(jì)算不同設(shè)備設(shè)施在不同工作狀態(tài)下的電能消耗，減少電能資源浪費(fèi)。

3.2 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

3.2.1 建筑遮陽(yáng)設(shè)備的監(jiān)控

建筑遮陽(yáng)設(shè)備監(jiān)控是智能建筑技術(shù)在綠色建筑領(lǐng)域的重要應(yīng)用。考慮到太陽(yáng)光直接照射在建筑上會(huì)導(dǎo)致建筑出現(xiàn)“過(guò)熱”與“炫光”的情況，影響居住者的身體舒適度與視覺(jué)舒適度，在建筑之上覆蓋一層半透明狀的設(shè)施用于遮擋太陽(yáng)光照射，并調(diào)節(jié)遮陽(yáng)設(shè)備設(shè)施的透光度等參數(shù)，有效調(diào)節(jié)室內(nèi)采光度與溫度，以免室內(nèi)溫度過(guò)高增加空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際能耗。在建筑遮陽(yáng)設(shè)備安裝時(shí)，需充分考慮建筑所處的經(jīng)緯度、海拔高度、朝向以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等，切實(shí)以較低的遮陽(yáng)設(shè)備安裝與運(yùn)行成本降低建筑的能源消耗量。

3.2.2 綠色照明控制系統(tǒng)

綠色照明控制系統(tǒng)是在充分利用太陽(yáng)光的基礎(chǔ)上自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)照明設(shè)備，減少室內(nèi)照明設(shè)備的使用，節(jié)約電能資源，同時(shí)滿(mǎn)足室內(nèi)采光要求。此外，綠色照明控制系統(tǒng)利用節(jié)能型燈具作為照明設(shè)施，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)節(jié)能燈具的使用壽命，減少燈具頻繁啟閉造成的故障維修或燈具更換成本。綠色照明系統(tǒng)不再采用傳統(tǒng)的翹板開(kāi)關(guān)進(jìn)行照明設(shè)施的啟閉工具，而是系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)照明度自動(dòng)控制照明設(shè)施的工作狀態(tài)與照明亮度，在一定程度上減少了建筑內(nèi)的電磁污染。

3.2.3 空調(diào)與通風(fēng)控制系統(tǒng)

智能建筑技術(shù)中利用空調(diào)與通風(fēng)控制系統(tǒng)對(duì)建筑室內(nèi)的溫濕度以及空氣流動(dòng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，結(jié)合室內(nèi)實(shí)際溫濕度數(shù)據(jù)、空氣流速數(shù)據(jù)以及空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)等自動(dòng)化調(diào)控空調(diào)系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)，使建筑保持恒溫恒濕狀態(tài)，且確保室內(nèi)空氣氣流交換穩(wěn)定、空氣質(zhì)量較佳，提高建筑的居住舒適度。

3.2.4 能源資源控制管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

智能建筑中的能源資源控制管理系統(tǒng)是以單個(gè)建筑或建筑群為管理范疇，高度集成建筑體系內(nèi)的能源資源使用與消耗設(shè)備設(shè)施，如照明設(shè)施、電梯、空調(diào)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)等，通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)上述設(shè)備設(shè)施對(duì)資源能源的消耗情況，客觀分析設(shè)備設(shè)施的異常能耗情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的故障并加以維修養(yǎng)護(hù)?；蛘邉?dòng)態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備設(shè)施的工作狀態(tài)，提高設(shè)備設(shè)施對(duì)資源能源的利用率。例如，常規(guī)扶梯在無(wú)人上下的狀態(tài)下仍舊照常工作，經(jīng)常性的空轉(zhuǎn)以及長(zhǎng)期的負(fù)載不均衡使得電梯的耗電量極大，也增加了扶梯的磨損度，提高了扶梯的運(yùn)維養(yǎng)護(hù)成本。在常規(guī)扶梯的基礎(chǔ)上嵌入監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)扶梯上的人員情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以科學(xué)控制扶梯的啟閉狀態(tài)，提高扶梯運(yùn)行的實(shí)質(zhì)性成效。又如，綠色建筑的給排水控制應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境、水資源以及建筑內(nèi)的用水與排水情況，科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，利用能源資源控制管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)建筑的用水與排水情況，分析用水量、排水量的谷峰期，對(duì)科學(xué)供水與排水，提高市政污水處理效能具有重要意義[3]。

3.2.5 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑的主要組成部分之一。智能建筑通過(guò)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑物（群）內(nèi)設(shè)備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理，為建筑的使用者營(yíng)造一個(gè)舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、便捷的工作生活環(huán)境，并通過(guò)優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行與管理，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)涉及建筑的電力、照明、空調(diào)、通風(fēng)、給排水、防災(zāi)、安全防范、車(chē)庫(kù)管理等設(shè)備與系統(tǒng)，是智能建筑中涉及面最廣、設(shè)計(jì)任務(wù)和工程施工量最大的子系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)水平和工程建設(shè)質(zhì)量對(duì)智能建筑功能的實(shí)現(xiàn)有直接影響。樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等對(duì)建筑樓宇的環(huán)境、人流等進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知與監(jiān)測(cè)，在自動(dòng)控制算法與自動(dòng)控制策略下優(yōu)化控制樓宇內(nèi)各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行時(shí)間，提高其實(shí)際工作效能，在保證樓宇內(nèi)正常功能發(fā)揮的同時(shí)推進(jìn)綠色建筑節(jié)能減排降耗環(huán)保。

樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備機(jī)理建模以及智能尋優(yōu)算法，能夠提供用能“供需平衡”下的最優(yōu)控制策略，解決建筑“長(zhǎng)明燈”“長(zhǎng)流水”難題，提升室內(nèi)舒適度、節(jié)能降碳、降低運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)建筑運(yùn)行全過(guò)程的最佳節(jié)能效果。目前，國(guó)產(chǎn)樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)正在加速發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模不斷上升。例如，智能樓宇中的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠明確建筑中給排水系統(tǒng)水泵的運(yùn)行情況，并明確記錄給排水設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間、水量、壓力值等具體情況，如果水泵出現(xiàn)異常情況，智能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)就能夠在聯(lián)鎖控制下啟動(dòng)備用的水泵，使其投入到運(yùn)行中。建筑中的給排水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)主要包括消防、生活水泵、排污泵、地下水池、污水池以及給排水的監(jiān)控系統(tǒng)等。

3.2.6 建筑通信系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

通信系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑不可或缺的組成部分，可以為用戶(hù)提供及時(shí)有效的信息傳送服務(wù)。隨著建筑功能的不斷擴(kuò)展，信息化需求也不斷提高，通信系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音、圖像等相結(jié)合的形式，達(dá)到一種綜合系統(tǒng)，尤其在綠色建筑中的應(yīng)用，使通信系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保、低碳及提高建筑的舒適性、便利性和安全性等要求更高。智能建筑的通信系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，如數(shù)據(jù)傳輸主要依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；語(yǔ)音傳輸涉及程控電話(huà)系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)、背景音樂(lè)與廣播系統(tǒng)、同聲傳譯系統(tǒng)等；圖像傳輸涉及衛(wèi)星與有線電視系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)等。

4 結(jié)語(yǔ)

智能建筑技術(shù)高度集成計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、自控控制技術(shù)、綜合布線技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、消防與安全防范技術(shù)等，對(duì)建筑內(nèi)環(huán)境、設(shè)備、資源等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并依托智能化監(jiān)管與控制平臺(tái)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)設(shè)備設(shè)施等，優(yōu)化建筑的居住環(huán)境，在為住戶(hù)提供舒適、便利的居住環(huán)境的同時(shí)，最大化利用自然光照、風(fēng)力以及太陽(yáng)輻射，減少建筑使用對(duì)資源與能源的消耗。智能化技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用將是現(xiàn)代建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)，智能化技術(shù)能夠有效降低能耗、減少排放，為人們提供舒適的人居環(huán)境。