智能建筑技术在绿色建筑中的应用

余泽泽

（浙江省建设投资集团股份有限公司）

1 引言

传统建筑工程在施工与后期投运使用过程中会产生大量的能源消耗，对周边水环境、土壤环境与空气环境产生污染[1]。智能化绿色建筑是将智能化建筑技术应用到绿色建筑设计、施工与后续投运使用中，依托智能化技术提高建筑功能，改善住户的居住条件与居住体验，提高建筑各项功能使用的便利性与经济性，更好地实现绿色建筑节能减排。

2 智能建筑技术及其优势

2.1 智能建筑技术

智能建筑技术是智能化技术在建筑领域的综合性应用，从技术层面来看，智能建筑技术中的技术范畴涵盖了计算机通信技术、自控控制技术、综合布线技术、系统集成技术、传感器与物联网技术、消防与安全防范技术等，通过将上述技术高度集成与灵活应用，开发出针对建筑领域的智能化管理与控制系统，如楼宇自动化系统、建筑火情预警系统、建筑门禁管理系统、办公自动化系统等。智能建筑技术依托传感器等设备对建筑内环境、设备、资源等进行实时监测，并依托智能化监管与控制平台动态调节建筑内设备设施等，以优化建筑的居住环境，在为住户提供舒适、便利的居住环境的同时，最大化利用自然光照、风力以及太阳辐射，减少建筑使用对资源与能源的消耗。因此，智能建筑技术不仅包含技术，更包括管理、服务的优化升级，其以便民、利民、健康、环保、绿色、节能为导向，是驱动建筑使用与管理向自动化、智能化、可持续方向发展的重要技术力量。

2.2 智能建筑技术的优势

①智能建筑技术依托高精度的温湿度传感器以及室内空调系统或新风系统控制平台，可动态感知建筑室内的温湿度数据，并结合人体居住舒适度的温湿度标准控制空调系统或新风系统，灵活调节室内温度与湿度，为居住者提供恒温恒湿的居住环境与舒适智能的居住体验。同时，动态智能化地控制空调系统或新风系统的启闭以及工作参数的调节可以减少空调或新风系统的能源消耗。

②智能建筑技术依托良好的通信网络以及智能感知与控制的家居系统，对建筑内的所有电力设备等动态监测与有效控制，自动化获取电力设备的运行参数与工作状况，并自动控制电力设备的启闭以及工作参数，提高了对建筑内电力设备的远程、智能管理水平。

③智能建筑技术是夯实建筑安全的重要技术，其通过全天候、全天时对建筑内的异常温度、甲烷等气体浓度、室内陌生人群进行动态监测，实现对火情、燃气泄漏以及建筑盗窃事件的自动预警与自动报警，及时将建筑安全事故扼杀在萌芽中，提高建筑的自有安全防护能力。

④智能建筑技术与建筑艺术的良性结合，可以在保证建筑功能充分发挥的基础上提高建筑的可观赏性与艺术性，切实满足住户的多重需求。

3 智能建筑技术在绿色建筑中的具体应用实践

3.1 智能信息集成系统的应用实践

智能信息集成系统是对建筑内用于监控、管理以及分析预警的各类信息系统，如对楼宇自动化控制系统、建筑火情预警系统、建筑门禁管理系统、办公自动化系统、地下停车场系统、广播系统、水源热泵系统等加以集成，在同一个系统平台中实现对各系统、各功能的简单调用，对各传感器以及智能家居设备的统一调度、控制与管理[2]。例如，在智能信息集成系统中可实时调取建筑内某摄像头的工作情况，查看摄像头拍摄的实时视频数据与历史视频数据，便于物业管理人员动态掌控建筑内的人员流动情况以及陌生人员异常出入情况。在智能信息集成系统中可以对同一个网络环境下的智能家居设备进行联网查看与分析，调取其运行状态与工作参数，结合日常运维要求，配置家居设备的工作参数、运行时间与运行负荷，最大限度地减少家居设备的运行压力以及能源消耗。智能信息集成系统可以综合多个子系统进行统筹分析，如结合冷热机组、冷水机组、智能照明以及其他计量仪表的工作数据，自动分析出建筑内的实际照明需求与温度湿度需求，科学计算不同设备设施在不同工作状态下的电能消耗，减少电能资源浪费。

3.2 环境监测技术的应用实践

3.2.1 建筑遮阳设备的监控

建筑遮阳设备监控是智能建筑技术在绿色建筑领域的重要应用。考虑到太阳光直接照射在建筑上会导致建筑出现“过热”与“炫光”的情况，影响居住者的身体舒适度与视觉舒适度，在建筑之上覆盖一层半透明状的设施用于遮挡太阳光照射，并调节遮阳设备设施的透光度等参数，有效调节室内采光度与温度，以免室内温度过高增加空调系统的实际能耗。在建筑遮阳设备安装时，需充分考虑建筑所处的经纬度、海拔高度、朝向以及经济技术指标等，切实以较低的遮阳设备安装与运行成本降低建筑的能源消耗量。

3.2.2 绿色照明控制系统

绿色照明控制系统是在充分利用太阳光的基础上自动调节建筑室内照明设备，减少室内照明设备的使用，节约电能资源，同时满足室内采光要求。此外，绿色照明控制系统利用节能型灯具作为照明设施，在节约能源的基础上延长节能灯具的使用寿命，减少灯具频繁启闭造成的故障维修或灯具更换成本。绿色照明系统不再采用传统的翘板开关进行照明设施的启闭工具，而是系统根据室内照明度自动控制照明设施的工作状态与照明亮度，在一定程度上减少了建筑内的电磁污染。

3.2.3 空调与通风控制系统

智能建筑技术中利用空调与通风控制系统对建筑室内的温湿度以及空气流动情况进行动态调节，结合室内实际温湿度数据、空气流速数据以及空气质量数据等自动化调控空调系统与通风系统，使建筑保持恒温恒湿状态，且确保室内空气气流交换稳定、空气质量较佳，提高建筑的居住舒适度。

3.2.4 能源资源控制管理系统的应用实践

智能建筑中的能源资源控制管理系统是以单个建筑或建筑群为管理范畴，高度集成建筑体系内的能源资源使用与消耗设备设施，如照明设施、电梯、空调系统、供热系统、给排水系统、变配电系统等，通过动态监测上述设备设施对资源能源的消耗情况，客观分析设备设施的异常能耗情况，以便及时发现设备设施的故障并加以维修养护。或者动态调节设备设施的工作状态，提高设备设施对资源能源的利用率。例如，常规扶梯在无人上下的状态下仍旧照常工作，经常性的空转以及长期的负载不均衡使得电梯的耗电量极大，也增加了扶梯的磨损度，提高了扶梯的运维养护成本。在常规扶梯的基础上嵌入监控系统，对扶梯上的人员情况进行动态监测，可以科学控制扶梯的启闭状态，提高扶梯运行的实质性成效。又如，绿色建筑的给排水控制应结合当地的水环境、水资源以及建筑内的用水与排水情况，科学规划与设计，利用能源资源控制管理系统动态监测建筑的用水与排水情况，分析用水量、排水量的谷峰期，对科学供水与排水，提高市政污水处理效能具有重要意义[3]。

3.2.5 楼宇自动化控制系统的应用实践

楼宇自动化系统是智能建筑的主要组成部分之一。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物（群）内设备与建筑环境的全面监控与管理，为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境，并通过优化设备运行与管理，降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统，是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统，它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接影响。楼宇自动化控制系统是依托计算机技术、现代通信技术、传感器技术、自动控制系统等对建筑楼宇的环境、人流等进行动态感知与监测，在自动控制算法与自动控制策略下优化控制楼宇内各类机电设备的运行状态与运行时间，提高其实际工作效能，在保证楼宇内正常功能发挥的同时推进绿色建筑节能减排降耗环保。

楼宇自动控制系统通过设备机理建模以及智能寻优算法，能够提供用能“供需平衡”下的最优控制策略，解决建筑“长明灯”“长流水”难题，提升室内舒适度、节能降碳、降低运维成本，实现建筑运行全过程的最佳节能效果。目前，国产楼宇自动控制系统正在加速发展，市场规模不断上升。例如，智能楼宇中的自动化监控系统能够明确建筑中给排水系统水泵的运行情况，并明确记录给排水设备运行的时间、水量、压力值等具体情况，如果水泵出现异常情况，智能楼宇自动化系统就能够在联锁控制下启动备用的水泵，使其投入到运行中。建筑中的给排水系统进行监控时主要包括消防、生活水泵、排污泵、地下水池、污水池以及给排水的监控系统等。

3.2.6 建筑通信系统的应用实践

通信系统是现代建筑不可或缺的组成部分，可以为用户提供及时有效的信息传送服务。随着建筑功能的不断扩展，信息化需求也不断提高，通信系统逐渐实现了语音、图像等相结合的形式，达到一种综合系统，尤其在绿色建筑中的应用，使通信系统的节能环保、低碳及提高建筑的舒适性、便利性和安全性等要求更高。智能建筑的通信系统应用非常广泛，如数据传输主要依靠计算机网络系统；语音传输涉及程控电话系统、移动通信系统、无线对讲系统、会议系统、背景音乐与广播系统、同声传译系统等；图像传输涉及卫星与有线电视系统、远程视频会议系统等。

4 结语

智能建筑技术高度集成计算机通信技术、自控控制技术、综合布线技术、系统集成技术、传感器与物联网技术、消防与安全防范技术等，对建筑内环境、设备、资源等进行实时监测，并依托智能化监管与控制平台动态调节建筑内设备设施等，优化建筑的居住环境，在为住户提供舒适、便利的居住环境的同时，最大化利用自然光照、风力以及太阳辐射，减少建筑使用对资源与能源的消耗。智能化技术在绿色建筑中的应用将是现代建筑发展的必然趋势，智能化技术能够有效降低能耗、减少排放，为人们提供舒适的人居环境。