摘要：本文從智能建筑可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、智能建筑節(jié)能規(guī)劃、工程技術經(jīng)濟性分析等方面分析了智能建筑節(jié)能問題，提出了系統(tǒng)優(yōu)化的原則和幾個節(jié)能措施，并對智能建筑BAS系統(tǒng)控制方案優(yōu)化方法進行了探討。
        Abstract: this article from the intelligent building, intelligent building energy conservation planning of sustainable development strategy, engineering and technical economy analysis aspects of intelligent building energy saving problem is analyzed, system optimization principle and several energy saving measures are put forward, and the BAS system of intelligent building control scheme optimization methods are discussed in this paper.
        關鍵詞：智能建筑 Intelligent building 可持續(xù)發(fā)展 The sustainable development 節(jié)能分析 Energy saving analysis BAS系統(tǒng)優(yōu)化 BAS system optimization 節(jié)能措施Energy saving measures
       
        時代在發(fā)展，社會在進步，在這個進程中，很多東西應運而生。當今社會隨處都體現(xiàn)著優(yōu)勝劣汰的自然規(guī)律， 順應趨勢的事物才能得以長久的發(fā)展。智能建筑就是這個發(fā)展的產(chǎn)物之一，使建筑在很多方面都比較便捷，給使用者提供一個非常舒適的環(huán)境。與此同時，一個更加值得我們考慮的事情需要列入日程，那就是我們所提倡的可持續(xù)發(fā)展。我們所能使用的資源很多都是不可再生的，因而我們就必須考慮節(jié)能，在生活的方方面面，智能建筑也不例外。考慮到智能建筑的性質，其實，智能建筑本身就是一種節(jié)能構造。
        智能建筑節(jié)能是世界性的大潮流和大趨勢，同時也是中國改革和發(fā)展的迫切要求，這是不以人的主觀意志為轉移的客觀必然性，是21世紀中國建筑事業(yè)發(fā)展的一個重點和熱點。節(jié)能和環(huán)保是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵?？沙掷m(xù)建筑應遵循：節(jié)約化、生態(tài)化、人性化、無害化、集約化等基本原則。這些原則服務予可持續(xù)發(fā)展的最終目標。
        創(chuàng)造健康、舒適、方便的生活環(huán)境是人類的共同愿望，也是建筑節(jié)能的基礎和目標。為此，21世紀的智能型節(jié)能建筑應該是：a．冬暖夏涼。b．通風良好。c．光照充足。盡量采用自然光，天然采光與人工照明相結合。d．智能控制。采暖、通風、空調、照明、家電等均可由計算機自動控制，既可按預定程序集中管理，又可局部手工控制。既滿足不同場合下人們不同的需要，又可少用資源。
        一、智能建筑節(jié)能的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1．1智能建筑節(jié)能現(xiàn)狀
        雖然建設智能化大樓直接原因就是在高度現(xiàn)代化、高度舒適的同時能實現(xiàn)能源消耗大幅度降低，以達到節(jié)省大樓營運成本的目的。然而實際上在智能化目標定位中明確提出節(jié)能要求的不多，建成的確有節(jié)能功效的智能建筑更是罕見。主要原因有以下幾點：房地產(chǎn)投資商認為能源建設是政府業(yè)績和投資環(huán)境的標志之一，建筑節(jié)能看不見摸不著，所以寧可在建筑的豪華和設施的先進上花巨資，卻不愿為節(jié)能多花一分錢；系統(tǒng)與設備、設備與設備之間的控制集成成功率不高，相關系統(tǒng)結合“接口”界面如通信協(xié)議、網(wǎng)絡構架的標準化、統(tǒng)一性不夠；物業(yè)管理水平跟不上，運行優(yōu)化無從談起；沒有從通過可再生資源利用技術來提高建筑的可持續(xù)性戰(zhàn)略高度重視智能建筑的節(jié)能；缺少正確有效的建筑設備能耗評估方法，限制了智能建筑節(jié)能研究更好地開展。
            1．2智能建筑節(jié)能的發(fā)展方向
        中國的建筑節(jié)能工作已經(jīng)走過了20多年，在市場經(jīng)濟的推動下，隨著住房體制改革的前進，房屋用能費用理所當然地要由住戶承擔，節(jié)約建筑用能勢必逐漸成為廣大居民的自覺要求，加上改善大氣環(huán)境愈來愈迫切要求減輕建筑用能帶來的污染，建筑節(jié)能將是大勢所趨，人心所向，是國家民族利益的需要。
        智能建筑節(jié)能是一門新興科學，與原有專業(yè)分工不同，它包含有建筑、施工、采暖、通風、空調、電器、家電、建材、熱工、能源、環(huán)境、檢測、計算機軟件等許多專業(yè)內(nèi)容，是許多專業(yè)學科邊緣交叉并結合形成的，在社會需要的推動下，許多高等院校、科研院所和生產(chǎn)單位都在圍繞不同方面進行研究開發(fā)，正在出現(xiàn)蓬勃發(fā)展的新局面。
        二、智能建筑的節(jié)能分析和評價原則
        2．1做好智能建筑的節(jié)能規(guī)劃
        節(jié)能規(guī)劃要從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，采用新方法、新思路。節(jié)能要從原先的拾遺補缺，變?yōu)樵诩夹g經(jīng)濟分析可行后優(yōu)先考慮的方案，要以提高能源利用效率和利用效益為中心。總的節(jié)能目標要根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展、能源平衡、能源消費彈性系數(shù)和節(jié)能率來編制。建筑節(jié)能方面，建筑物的設計和建造應當依照有關法律、行政法規(guī)的規(guī)定，采用節(jié)能型的建筑結構、材料、器具和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能，減少采暖、制冷、照明的能耗。逐步開展建筑物的節(jié)能認證。目前建筑節(jié)能標準可以分為兩大類，即規(guī)定性標準和效益型的標準。規(guī)定性的節(jié)能標準給出一定的節(jié)能指標要求，如外墻的最大傳熱系數(shù)和最大窗墻比等；效益型的節(jié)能標準對一些指標并不規(guī)定過死，只要所設計的建筑物總能耗滿足標準要求即可，所以設計人員有更大的設計靈活性。
        2．2智能建筑的經(jīng)濟性分析應堅持節(jié)能原則
        對智能建筑進行技術經(jīng)濟性分析是評價智能建筑節(jié)能效益的依據(jù)。技術經(jīng)濟就是用盡可能少的勞動消耗和勞動占用為社會提供更多、更好的使用價值，即要求以最少的勞動消耗和勞動占用，取得最大的經(jīng)濟效益。一個建設項目的設計，從資源利用、工藝流程、總體布置、設備選型、能源消耗及工程效益等等的考慮，無不關系到技術經(jīng)濟，所以技術經(jīng)濟在工程設計中所占的地位自然是十分重要的。不重視技術經(jīng)濟的分析研究和評價，或者不始終做好技術經(jīng)濟工作，就會導致建成投產(chǎn)的項目效益不高，花了不少投資而沒有達到預期的效益。
        利用層次分析法對智能建筑評價采用以下評價準則：滿足用戶需要的程度；建筑物的節(jié)能程度；建筑物使用者舒適性；建筑物管理者管理的方便程度；在現(xiàn)有基礎上進行擴充的可能性；整個智能建筑的性能價格比。
        三、建筑節(jié)能的措施    我國的建筑能耗量約占全世界總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業(yè)得到了快速的發(fā)展， 需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調耗能。中國對于全球氣候變暖承擔負著重大的責任、義務，而作為耗能大戶的建筑，其節(jié)能也就成為問題的關鍵所在。我國節(jié)能工作與發(fā)達國家相比起步較晚， 而能源浪費現(xiàn)象又十分嚴重，如我國的建筑采暖耗熱量:外墻大體上為氣候條件接近的發(fā)達國家的4～5 倍；外窗為1～2 倍；門窗透氣性為2～5 倍；屋頂為2～5倍；總耗能是2.5～3.5 倍。由此可見，采取節(jié)能措施迫切所在，不然將來將會耗費更多的人力、物力、財力來補這個缺漏。    3.1建筑墻體節(jié)能    墻體一般作為建筑外圍護結構的主體, 以及內(nèi)部隔斷，其所用材料的保溫性能直接影響建筑整體的保溫和耗熱量。目前，我國用于墻體材料有磚砌體、石砌體、砌塊砌體,實心磚砌體保溫性能不能滿足設計標準。以外墻為例,jgj26-1995 標準規(guī)定,在建筑物形體系數(shù)(建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值)小于0.3時,北京地區(qū)傳熱系數(shù)不超過1.16w/(m2k),而目前常用的內(nèi)抹灰磚墻,傳熱系數(shù)都大于上述節(jié)能標準數(shù)值，因而在節(jié)能的前提下，應進一步推廣空心磚墻及其復合墻體技術，現(xiàn)在大多建筑采用的是空心磚和砌塊砌體。    3.2門窗節(jié)能    外門窗是住宅等建筑能耗散失的最薄弱部位， 其能耗占建筑總能耗的比例較大，其中主要包括傳熱損失、冷風滲透。所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量減小住宅外門窗洞口的面積，提高外門窗的氣密性，減少冷風滲透，盡可能提高外門窗本身的保溫性能，減少外門窗自身的散熱量。門窗節(jié)能措施主要有:（1）設置“溫度阻尼區(qū)”。所謂溫度阻尼區(qū)就是在室內(nèi)與室外之間設有一中間層次， 這一中間層次象熱閘一樣可阻止室外冷風的直接滲透和室內(nèi)熱能的外流，減少外墻、外窗的熱耗損。目前已經(jīng)使用的方法有很多，在住宅中，將北陽臺的外門、窗全部用密封陽臺封閉起來，外門設防風門斗，樓梯間計成封閉式的， 對屋頂上人孔進行封閉處理等措施均能收到良好的節(jié)能效果。（2）改善住宅門窗的保溫性能。門窗保溫性能的改善有很多方法，主要有戶門與陽臺門應在滿足防火、防盜要求的情況下，在門的空腹內(nèi)填充聚苯乙烯板或巖棉板，以增加其絕熱性能;窗戶最好采用鋼塑復合窗和塑料窗，這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋，并可設置雙玻璃或三玻璃，增強其自身保溫性能等。
        （3）提高住宅外門窗的氣密性，減少冷空氣滲透?？梢栽O置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的門窗材料等，且門窗在這方面的措施是很相近的。
        3.3照明節(jié)能
        采用智能照明控制系統(tǒng)，定時及實時燈光自控及故障指示，自動實現(xiàn)合理的能源管理，節(jié)省能源，降低成本，保護燈具。
        3.4智能變配電
        克服“只監(jiān)不控”，自動調峰，調節(jié)負荷率，平峰填谷，三相平衡，降低運行費用。利用BA系統(tǒng)與冰球蓄冷設備、應急發(fā)電機等配合，用電高峰卸除不重要機電設備，投入應急發(fā)電機，釋放存儲冷量。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。
        四、智能建筑BAS控制方案的優(yōu)化
            4.1智能建筑能量控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)化
        智能建筑樓宇自控系統(tǒng)將建筑內(nèi)所有設備集成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享，進行綜合管理，其作用和效益是巨大的。要實現(xiàn)這些作用和效益，就必須實施優(yōu)化。建筑智能化工程的最優(yōu)化設計與常規(guī)設計相比，有以下特點：(1)可以從系統(tǒng)的各種可能結構和參數(shù)中找到最佳匹配，使整體效能最佳，從而提高系統(tǒng)的效率，降低投資和運行費用；(2)可以對系統(tǒng)及其過程進行定量化的狀態(tài)模擬，減少控制環(huán)節(jié)，提高可靠性與穩(wěn)定性，發(fā)生故障概率降到最低可能限度，系統(tǒng)響應輸出最優(yōu)化；(3)它有不變條件下的優(yōu)化控制及優(yōu)化控制條件的兩種型式，通過優(yōu)化控制方案達到節(jié)能目的的是一種“主動節(jié)能”，它有別于墻體結構、門窗的形式和設置的改造的“被動節(jié)能”。
            4.2基于節(jié)能策略的智能建筑BA系統(tǒng)優(yōu)化方法(主要針對空調系統(tǒng))
            PID控制：空氣處理機的DDC通常采用PID控制，選擇合適的PID參數(shù)對空調系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是非常關鍵的。PID系數(shù)高，空調對室內(nèi)溫度波動的反應特性曲線陡，達到設定溫度的過渡過程較短；相反，PID系數(shù)低，達到設定溫度的過渡過程較長。但并不是PID系數(shù)越高越好，否則易引起DDC控制系統(tǒng)失穩(wěn)，表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側的電動調節(jié)閥周期性的來回運動無法在固定開度上運行。PID能解決大部分場合的空調控制，但對于影劇院等大熱慣性空調場合，靠高的PID系數(shù)來提高空調機組對負荷變化的響應速度是不足以解決問題的。這時可以采用雙級控制，即分別在空調的送風道和室內(nèi)安裝溫度傳感器，室內(nèi)的溫度設定由主DDC控制器完成，水閥的驅動由副DDC根據(jù)風道溫度傳感器和主DDC的指令完成，由于風道溫度變化速度快于房間溫度的變化，這一控制方式加速了系統(tǒng)對溫度波動的響應。必須注意的是，為防止水閥被人為關死或水系統(tǒng)供水不足等異常情況對控制系統(tǒng)的影響，副DDC通常只需采用比例控制算法(P)，不可加入積分 分量(I)。在實際的工程設計中，BA系統(tǒng)對空調的節(jié)能控制有多種手段可以采用，例如室 內(nèi)外焓值比較法、二氧化碳等污染物濃度檢測法確定新風量，基于日程表的定時操作等 等。工程設計中可以視需要靈活運用，以達到最優(yōu)的效果。例如，辦公、商場等場合，夏秋季在清晨時通過程序啟動空氣處理機(或新風機)，利用室外涼爽空氣對室內(nèi)全面換氣預冷，既節(jié)約新風能耗又提高了室內(nèi)空氣品質。
            總之，在講求節(jié)約社會的今天，節(jié)能要從每一個方面做起，對于建筑這個耗能大頭，更應該做好榜樣，從材料、結構，技術等方面的一點一滴做好節(jié)能。
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