节能减排在智能建筑中的应用

金伟光

浙江环宇建设集团有限公司,浙江 杭州 310000

0 引言

近年来面临全球气候变化的严峻挑战，我国把环保节能、节约资源提高到更加突出的位置。随着科学技术的迅速发展，智能化建筑逐渐走入人们的视野，建筑的智能化系统正在逐步完善，内容更加广泛。现阶段部分智能建筑只重视智能化理念，缺乏节能减排意识，致使在建筑施工过程中常常出现资源浪费的现象。因此应加强管理，增加建筑设备的优化控制，采用节能的材料设备以及节能措施，减少资源浪费。

1 智能建筑概述

1.1 智能建筑的概念

智能建筑就是根据用户的需求，合理安排建筑物的结构、设施、服务和管理，为用户提供舒适、便利、良好的办公环境和居住环境。智能建筑是楼宇自动化系统、办公自动化系统与通信自动化系统三个系统的有机结合，其中采用系统集成技术和综合布线，完成系统的有效集成。智能建筑技术以建筑、通讯、计算机、控制的现代技术为基础。曾有人这样形象比喻智能建筑，将钢筋混凝土结构比作建筑物的身躯，智能控制中心就是建筑的大脑，控制多种功能，各种智能探测器是建筑的感觉器官，以此感应周围状况，通信网络是建筑物的神经系统，以此接收各种信息[1]。总之，智能建筑就是将多种技术有效结合起来并加以应用，使得建筑物更加有生机。

智能建筑是建筑与现代先进技术（自动化技术、计算机网络技术、现代通信技术）相结合，用艺术的形式表达的复杂工程，是建筑的一种具体化和扩展化表现。智能建筑也是一项多学科交叉、科技含量高的新领域工程。

1.2 智能建筑的优势

1.2.1 系统高度集成

与传统建筑相比，智能技术是各种智能化系统（自动化系统、网络控制系统）的高度集成，实现了资源、信息、任务的重组与共享。

1.2.2 自动调节功能

智能建筑保障了人员、财产、物品的高度安全，还具有对突发事件的快速反应能力。其拥有智能化的防火与安保系统，可以主动调节温度高低、湿度大小，风力大小等。同时，其空调系统能够监测出空气中的有害污染物，且能测出污染物含量，并将污染物处理解决。智能建筑还可以提供适宜的装饰照明、公共环境背景音乐等，为人们创造出更加安全、舒适的生存环境，大大提高人们生活、学习和工作的质量。

1.2.3 节能

传统建筑的空调与照明系统能耗约占建筑物总能耗的70%，而在智能建筑建设中，将建立空调、照明等方面的智能控制系统，以最大限度地降低能源消耗，尽量采用自然光来增加室内照明，通过大气冷、热量来调节室内温度。智能控制系统具有事先确定程序的功能，设定好工作和非工作的时间点，按不同标准对室内环境实施自动控制。根据国外试验表明，同等建筑环境条件下，智能建筑比传统建筑可节约15%～30%的能源，同时经济效益非常好，这也是智能建筑深受重视和关注的主要原因。

1.2.4 现代化的工作条件

智能建筑中的现代通信设备和办公自动化系统给人们的工作、学习和生活带来了极大便利。在智能建筑中，用户在家或单位就可拨打国际直拨电话、可视电话，进行电视会议、检索信息与统计分析等工作，完成相应的工作与交流，同时能够接收各种最新信息，如金融商业情报、科技情报等，这些是传统建筑无法比拟的。

1.2.5 适应多种功能需求

传统建筑是按照既定的功能要求设计建筑的外形结构，而智能建筑要求在支持“3A”功能的基础上，必须是开放式、大跨度框架结构，以便使用者能根据实际需求，快速而便捷地改变建筑物的使用功能，或重新规划建筑平面。

2 建筑智能化环境节能减排技术分析

建筑的智能化环境体现了节能减排意识，下文从照明、地源热、空调系统三个方面来进一步展现智能建筑的节能减排技术。

2.1 照明节能技术

2.1.1 高效利用自然光和太阳能照明

目前很多智能建筑中都采用光电自动控制装置，如智能小区的庭院照明、道路照明等[2]，其实就是智能型亮度传感器，可以感应周围环境的变化，根据天气变化实时自动调节室外照明。其不仅具有节能的功能，还可以控制照明灯的开关程序以及调节光的亮度。最重要的一点是，它可以通过传感器技术，及时有效地传递信息。该信息主要是由传感器采集的室外环境信息，信息的接收地是物业管理机构。为了实现物业管理机构及时有效管理，需要在室外照明灯具安置现场电流互感器设备，物业管理机构接收到的是灯具的电流信号，物业管理机构根据采集到的信息，对室外环境有所了解，对室外照明效果进行判断，决定是否需要开、关照明灯。此外，可以根据设置判断故障位置，比如将照度数值设置为小于零，一旦室外灯的电流小于（等于）零，就会及时发现问题，采取适宜的措施，同时该传感器可以显示故障的具体位置，更便于管理。

2.1.2 合理选择高效的光源

不同场所对照明的要求大致相同。依据各个场所的性质、规模、使用功能的不同，照明设备也会区别对待，科学、合理地选择光源，达到节能效果。通常情况下，居住区街道的照明灯会采用小功率的金属卤化物灯，这种灯具有寿命长、光效高、显色性好的优点。有些建筑物要求立面照明，可以选用气体放电灯（选择显性好、光效高、强度高），可以照亮整个立面，还可以选择内光外透性照明，既可以满足照明的需求，又能节约能源。目前应用比较广泛的是建筑物轮廓照明，可以采用高质量的LED灯带，或者采用优质发光的二极管，其具有光效高、寿命长的特点。

2.2 合理利用地源热

地源热是一种新开发和利用的清洁能源，具有可循环利用的特性。该项技术可将浅层地下能源转换成热源或冷源（根据用户使用需求来进行转换）。空调系统就是通过这种技术来完成冷热切换，满足用户冬暖夏凉的需求。该技术在冬季可会将浅层地热资源中的热量发掘出来，满足用户室内供热的需求，夏季会将室内的热量导出，热量会散到地下，整个过程可以循环往复，使得能源循环利用。通过对地热的合理使用，不仅有效地利用了地下浅层能源，也通过空调的冷热交换技术实现了能源的循环利用。

2.3 水环热泵型空调系统

水环热泵型空调技术是目前运用较为普遍的室内空气调节技术，该技术是在空气源热泵技术的基础上发展得来。热泵技术是一种非常环保的节能技术，其原理是将大气中的低温废热进行转换，从而满足暖通空调系统的功能，给人们提供了一条节约燃料、充分利用燃料的新途径，具有节能、环保的特点，受到人们越来越多的关注，在未来有广泛的发展和应用前景。

3 智能建筑中建筑结构方面的节能措施

3.1 墙体节能系统措施

选择墙体材料时，应选用合理的节能墙体材料，在提高建筑墙体保温性能的同时，还能减少建筑物的能量消耗，满足智能建筑结构节能减排的要求。

3.2 门窗节能系统

作为建筑物中不可或缺的一部分，门窗发挥着重要的作用。在倡导走绿色、健康发展道路的时代，如果门窗使用节能材料，室内能量损耗将得到大幅度降低。

3.3 水系统

对于智能建筑中的水系统，应选择节能型器具，合理利用水资源，对废水进行回收再利用，达到节约水资源的目的。

3.4 自然通风利用

为了室内的空气质量，要保障空气的流通，最好利用自然风。合理地设计建筑物的洞口，可以利用风压进行自然通风。在实现建筑物节能的同时，也改善了建筑的室内环境。

4 结语

智能化技术是节能减排的一种重要手段。将智能系统与建筑结合，给建筑物增加控制功能，控制和节约能源，保护环境，在以人为本的前提下，实现高效率、低能耗、低污染。智能建筑是未来的发展方向，其能给人们的生活、工作、学习带来便利，使人们的生活环境更加舒适。