1、概述
建筑既是人類活動的基本場所,也是大量消耗能源、資源的重要環(huán)節(jié)。目前我國每年新建建筑中,只有10~15%能達到國家制定的強制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),80%以上為高耗能建筑;既有的400億mz建筑中,95%以上是高能耗建筑,這對社會造成了沉重的能源負擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染,制約了我國的可持續(xù)發(fā)展。嚴(yán)峻的事實告訴我們,中國要走可持續(xù)發(fā)展道路,發(fā)展節(jié)能與綠色建筑已刻不容緩。
我國建筑耗能的數(shù)字就非常驚人:在建造和使用過程中直接消耗的能源占全社會總能耗的30%,使用的鋼材、水泥等建材的生產(chǎn)能耗占16.7%。兩項相加,我們非常短缺、又千辛萬苦開采生產(chǎn)的能源,有約一半被建筑消耗了。能源利用率低,為了經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境受到極大程度的污染,建筑節(jié)能已成為行業(yè)關(guān)注的熱點。
2、智能建筑節(jié)能控制
上個世紀(jì)80年代后期及9O年代初,為了向人們提供舒適、健康、方便的住宅環(huán)境,工程師們提出了智能建筑的概念,將建筑融入網(wǎng)絡(luò)通訊、辦公自動化等元素,使建筑結(jié)構(gòu)、服務(wù)及管理得到合理優(yōu)化。智能建筑符合21世紀(jì)綠色與環(huán)保的時代主題,使人類與自然可持續(xù)發(fā)展。
智能建筑的有以下特點,從環(huán)境方面來看:
(1)舒適性,使人們在智能建筑中生活和工作,無論心理上還是生理上均感到舒適,為此,空調(diào)、照明、消聲、綠化、自然光及其它環(huán)境條件應(yīng)達到較佳和最佳條件。
(2)高效性,提高辦公業(yè)務(wù)、通信、決策方面的工作效率;提高節(jié)省人力、時間、空間、資源、能量、費用以及建筑物所屬設(shè)備系統(tǒng)使用管理方面的效率。
(3)適應(yīng)性,對辦公組織機構(gòu)的變更、辦公設(shè)備、辦公機器、網(wǎng)絡(luò)功能變化和更新?lián)Q代時的適應(yīng)過程中,不妨礙原有系統(tǒng)的使用。
(4)安全性,除了保護生命、財產(chǎn)、建筑物安全外,還要防止信息網(wǎng)信息的泄露和被干擾,特別是防止信息、數(shù)據(jù)被破壞,防止被刪除和篡改以及系統(tǒng)非法或不正確使用。
(5)方便性,除了辦公機器使用方便外,還應(yīng)具有高效的信息服務(wù)功能。
(6)可靠性,努力盡早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障,盡快排除故障,力求故障的影響和波及面減至最小程度和最小范圍。
從功能方面來看:
(1)具有高度的信息處理功能。
(2)信息通信不僅局限于建筑物內(nèi),而且與外部的信息通信系統(tǒng)有構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的可能。
(3)所有的信息通信處理功能,應(yīng)隨技術(shù)進步和社會需要而發(fā)展,為未來的設(shè)備和配線預(yù)留空間,具有充分的適應(yīng)性和可擴性。
(4)要將電力、空調(diào)、防災(zāi)、防盜、運輸設(shè)備等構(gòu)成綜合系統(tǒng),同時要實現(xiàn)統(tǒng)一的控制,包括將來新添的控制項目和目前還被禁止統(tǒng)一控制的項目。
(5)實現(xiàn)以建筑物最佳控制為中心的過程自動控制,同時還要管理系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備管理自動化。但目前國內(nèi)未足夠重視智能建筑本身的節(jié)能性其表現(xiàn)如下:
①智能建筑未與其它系統(tǒng)的效能相互組合優(yōu)化;
②后期的維護未能得到設(shè)備系統(tǒng)服務(wù)商及時支持;
③管理人員未得到充分培訓(xùn),對智能建筑的管理意識不重視,技能落后。
下面以寫字樓及酒店等商業(yè)建筑的照明及空調(diào)系統(tǒng)耗能進行大致的統(tǒng)計:
(1)照明系統(tǒng):寫字樓照明耗能平均占總耗能的35%,酒店占30%;
(2)空調(diào)系統(tǒng):寫字樓空調(diào)耗能下限為總耗能的50%,上限也不會高于總耗能的70%,而酒店的空調(diào)耗能比例大概為4050%。
下面通過對照明、空調(diào)系統(tǒng)進行舉例,從而探討出智能建筑節(jié)能控制途徑,希望將資源得到充分利用及系統(tǒng)的效能得到充足的整合。
2.1控制照明系統(tǒng)的管理
照明監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視照明配電系統(tǒng)的工作狀態(tài),以便對照明系統(tǒng)進行有效的管理,保證其正常工作,實現(xiàn)設(shè)計要求;同時,根據(jù)一定的程序控制各類燈具的開啟、關(guān)閉和調(diào)光、感應(yīng),從而達到節(jié)能的目的。其控制方式可以根據(jù)設(shè)定好的時間和程序,設(shè)定控制建筑物內(nèi)外的各種照明器具啟停和順序,另外,在有特殊情況出現(xiàn)時,使照明設(shè)備做出相應(yīng)的聯(lián)動。
2.1.1定時控制方式
現(xiàn)場控制器(DDC)對分成若干組的每個區(qū)域的照明設(shè)備進行控制。為滿足不同時間段照明的需要,就要將各組電燈開關(guān)的時間表用軟件進行編制。而在那些用電有規(guī)律的地方,可以按預(yù)定的時間自動設(shè)定開啟不同組別的電燈,這樣也節(jié)能因長期點亮也造成的浪費?!?/p>
2.1.2智能控制方式
通過計算機及自動化技術(shù)控制探測器及傳感器,達到智能化集中控制照明系統(tǒng)的目的,從而對如調(diào)節(jié)電燈開關(guān)、明暗等需求及形如合成照度控制、定時控制、人員活動檢測控制等條件來對運行參數(shù)、模式的修改及設(shè)定。
上文提到合成照度控制,它是指將空間根據(jù)日光對窒內(nèi)的影響度分成數(shù)個區(qū)域,依據(jù)照明負荷或面積在每個照明區(qū)域分成不同的供電回路,通過采用光線傳感器與功率調(diào)光器,依照室外陽光強度和室內(nèi)照度相結(jié)合控制電燈的開閉和調(diào)整燈光亮度。這樣不但可以達到節(jié)能目的還能充分利用自然光,還可以提供一個相對穩(wěn)定的視覺環(huán)境,以滿足舒適照明的需要。
對于人員活動檢測控制,是將有聲、光、紅外元件的傳感器安裝到照明區(qū)域,如果人員離開照明區(qū)域,可自動切斷電源,從而節(jié)省資源。這種方式也可以檢測可疑人入侵報警作用。
2.2空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能控制
空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)通常由制冷系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、空氣處理系統(tǒng)及熱力系統(tǒng)組成。空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)可以保證在建筑內(nèi)工作、生活環(huán)境的空氣品質(zhì)。監(jiān)測系統(tǒng)采用了自動化裝置監(jiān)測各種參數(shù)和設(shè)備的運行情況,集中對種類多、數(shù)量廣的系統(tǒng)設(shè)備進行管理,以節(jié)省能源。
2.2.1冷源系統(tǒng)的節(jié)能控制
通常空調(diào)系統(tǒng)按照長期在固定最大水流量下工作考慮運行的,其根據(jù)建筑最大設(shè)計熱負荷設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水泵和冷卻水泵的容量,但隨著季節(jié)、晝夜和用戶負荷的變化,設(shè)計負荷多數(shù)時候都高于空調(diào)熱負荷。系統(tǒng)如果長期在低溫差、大流量的狀態(tài)工作會讓管理系統(tǒng)能量損失增加,并且使水泵運行的輸送能量消耗。
2.2.2變風(fēng)量控制
根據(jù)夏季室內(nèi)的最大余熱量設(shè)計空調(diào)的送風(fēng)量,但一般時候空調(diào)絕大部分時間是在小于0.8的負荷運行的,通過變頻調(diào)速控制風(fēng)機進行變風(fēng)量運行使之根據(jù)房間熱負荷變化,從而改變自身轉(zhuǎn)速與風(fēng)量。
2.2.3最小新風(fēng)量控制
新風(fēng)量的引入可以保證建筑內(nèi)空氣品質(zhì),但這樣也會增加新風(fēng)的耗能量,所以在滿足室內(nèi)衛(wèi)生條件下,減少新風(fēng)量可以提高節(jié)能效果。但在采用變風(fēng)量控制的空調(diào)系統(tǒng)中,當(dāng)送風(fēng)量在運行過程中隨著負荷的減少而不斷減少時,新風(fēng)量也將隨著送風(fēng)量成比例減少,在負荷很低的情況下,就有可能出現(xiàn)新風(fēng)量不足現(xiàn)象,因此可采用送回風(fēng)機控制等方式對最小風(fēng)量進行控制。
2.2.4提高室內(nèi)溫、濕度控制精度
傳統(tǒng)建筑夏季室溫過冷,冬季過熱,這樣的生活環(huán)境不符合人體健康及舒適性要求,如果不采用樓字自動系統(tǒng),夏季溫度下降1cI:,會多耗掉9%的能量,如果冬季將設(shè)定值溫度上調(diào)1cc,將增加12%的能耗。所以空調(diào)有效節(jié)能的措施是根據(jù)室外的環(huán)境變化將室內(nèi)溫度及濕度控制在精度范圍內(nèi)。
3、綠色建筑
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空問,與自然和諧共生的建筑。綠色建筑的基本內(nèi)涵可歸納為:減輕建筑對環(huán)境的負荷,即節(jié)約能源及資源;提供安全、健康、舒適性良好的生活空間;與自然環(huán)境親和,做到人及建筑與環(huán)境的和諧共處、永續(xù)發(fā)展。
一般建筑與自然環(huán)境是互相隔離的,其設(shè)計方式也比較單調(diào)而且會污染環(huán)境,能耗非常大,而綠色建筑內(nèi)外部連通,自動適應(yīng)氣候調(diào)節(jié),使環(huán)境的空氣品質(zhì)提高,它也被看作全面資源節(jié)約的建筑,使一些不可再生能源的消耗減到最小。
4、結(jié)束語
為貫徹落實黨中央國務(wù)院關(guān)于“著力加強資源節(jié)約和環(huán)境保護工作”的要求,建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會,加快構(gòu)建社會主義和諧社會,在建設(shè)領(lǐng)域全面落實科學(xué)發(fā)展觀,我國建設(shè)行業(yè)的各級工作者要大力推進智能、綠色建筑與建筑節(jié)能工作,實現(xiàn)建筑節(jié)省資源和保護環(huán)境的目標(biāo)。
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