智能建筑节能策略与应用研究

摘要:节能管理是建设综合管理的重要内容。由于智能建筑的机电设备采用自动化监控方式,使智能建筑利用先进的综合节能技术成为可能。智能建筑节能是世界性的大潮流和大趋势,也是中国改革和发展的迫切需求, 这是不以人的主观意志为转移的客观必然性。节能是建设智能建筑的主要目标之一,节省运行和管理费用,是智能建筑高效率和回报率的具体体现。

关键词:建筑 智能化 节能技术

我国智能建筑技术的应用、发展和系统集成能力,尤其在楼宇自动化控制技术方面,与国外发达国家相比较,还存在相当大的距离。建筑设备自动化系统(Building Automation Sys—tem简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、设备、交通及安全设施进行监测、调节和控制,以提供一个既安全可靠,延长设备的工作寿命、节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。几乎所有的建筑自动化设备控制系统(BAS)都没有进行过能源及设备运行策略规化设计,更谈不上对建筑节能的能源使用策略的具体实施。更有甚者,大多数智能建筑的楼宇自动控制系统处于半自动工作状态.甚至有半数以上的此类系统运行不正常。现有智能建筑项目中能实现对设备自动启/停功能的系统(BAS).基本上是目前国内最高技术水平.根本无法实现系统(BAS)的自动控制、有效运行和节约资(能)源的基本目标。

1.智能建筑节能的基本概念

智能建筑是以建筑为平台,兼备建筑设备,办公自动化及通信网络系统,集结构,系统,服务,管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全,高效,舒适,便利的建筑环境。总的来说,智能建筑是信息技术与建筑技术结合的产物。智能建筑有其三大特性:完整性、适应性和弹性。

智能建筑是信息的传输载体,可以提高设备功能,减少运行人员,而且利用控制系统,可有效的节约能源消耗,降低运行成本它使人们从相距甚远而变得近在咫尺;智能建筑能给人们提供一个舒适良好的环境,使人们能够有效地提高工作效率;智能建筑能对自然或人为灾难的预防和控制提供有效的方法和措施,以确保生命和财产的安全;智能建筑能对大楼内的机电设备提供实时的监测和控制,以提高设备的运营能力和降低能耗;智能建筑还具有足够的冗余和兼容性特点,以便包容未来科学的发展和新技术的应用。智能建筑能把建筑艺术与电脑和信息技术有机结合,也是综合性地反映时代高科技成就的科技产业。因此,在我国研究和发展智能建筑,无疑有着重大的现实意义和深远的历史意义。

2.我国目前智能建筑节能存在的问题

目前,国内已投入使用的智能建筑中,有的“智能” 水平低,智能系统运行不良,业主和用户不满。原因有以下几个方面:

2.1 设计误差

国内有些设计人员不熟悉智能化设备的技术与智能建筑设计的方法,因而不能完备地完成智能建筑的整体设计 也有些业主转而请境外设计,出了高价,也无满意效果,甚至不形成投资黑洞;更有甚者会导致客户对智能化项目的必要性产生质疑,直接导致客户产生信任怀疑,影响双方的长期合作。

2.2 建筑工程技术问题多

调查表明:我国用户对楼字自控系统运行情况的评价是:满意的仅占30%,一般的占40%,差的竞占到30%。在调查中发现 除少数建筑物技术先进、运行良好外,普遍存在着各种各样的问题:有的技术不先进,有的在运行中存在严重缺陷,有的根本不能开通。在我国的智能建筑中,由于发展极为迅速,而市场管理和技术管理等方面又存在着一定程度的混乱,因此所暴露出来的问题就更广 更深、更严重一些。

3.智能建筑的节能措施

3.1提高室内温湿度控制精度

室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。据相关统计资料表明 如果在夏季将设定值温度下调1 0C,将增加9%的能耗,如果在冬季将设定值温度上调1 0C,将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为:温度为±1.5 0C,湿度为60±5%的变化范围。

一般的建筑空调设定,往往是夏季室温过冷(低于标准设定值)或冬季室温过热(高于标准设定值)现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的,同时也浪费了能源。采用了楼宇自控系统的智能建筑,不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外,还可以根据室外温湿度的和季节变化情况,改变室内温度的设定,使之更加满足人们的需要,充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高,不但舒适性越好,同时节能效果也越明显。

3.2新风量控制

根据卫生要求,建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多,将增加新风耗能量。以上海地区酒店为例,在设计工况(夏季室温26 0C,相对温度60%,冬季室温22 0C,相对湿度55%)下,处理一公斤室外新风量需冷量6.5kWh,热量12.7kWh,故在满足室内卫生要求的前提下,减少新风量,有显著的节能效果。

新风量应该根据室内允许C02浓度来确定,浓度值一般取0.1%(1 000ppm)。采取固定新风量的方式是不够精确的,因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况,室外空气中C02浓度是变化的,同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化,所以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这些控制要求。

3.3能源管理系统的应用

首先,由各种计量仪表采集的设备运行原始数据,通过数据传输通道传输到中央处理器,利用软件程序对其进行分析整理,从而建立系统高效低能运行数据库,并集成在能源管理系统软件中,为以后的能源管理提供基本依据。

然后,在空调系统的运行过程中,各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器,通过软件程序的对比分析,拟合出系统的运行曲线,从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常,系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线,自动确定故障部位、发出声光报警信号,通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。

此外,能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线,为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据,提高管理人员的节能意识。

4.结束语

总之,采用智能建筑节能技术将建筑设备的运行,太阳能、自然风、地热(水)等可再生能源与智能材料节能技术综合集成,使其形成一个有机的统一体,才能真正最大限度地实现建筑节能,获得巨大的经济效益、社会效益和绿色生态环境效益。随着更多智能建筑的出现,将有更加先进的技术补充到这一领域中,使这一技术更加成熟、完善。◆