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1、智能建筑節(jié)能模式研究摘要 在對我國節(jié)能建筑現(xiàn)狀進行調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對對智能建筑節(jié)能措施進行了研究，指出智能管理系統(tǒng)與電氣設(shè)計在智能建筑節(jié)能方面的重要性。 關(guān)鍵詞 智能建筑 能源管理 電氣節(jié)能TE081 引言所謂智能建筑(Intelligent Building)，是以現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和建筑技術(shù)為依托，通過對建筑設(shè)備自動監(jiān)控和對信息資源管理，從而為用戶提供安全、高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境。為了適應(yīng)時代的發(fā)展，智能樓宇未來的發(fā)展必須是以樓宇能源管理為核心，將所有與用能相關(guān)的系統(tǒng)進行集成，并進行協(xié)調(diào)控制，統(tǒng)一管理，提高建筑內(nèi)各能耗系統(tǒng)的運行效率，以降以降低對能源的消耗。22、智能建筑節(jié)能現(xiàn)狀近些年，隨著我國節(jié)能減排工作的不斷深入，具備節(jié)能特點的智能化系統(tǒng)相繼出現(xiàn)在北京、上海、廣州等一線城市的公共建筑中，成為建筑節(jié)能的主要措施之一。 然而盡管很多建筑采用了先進的樓宇自控技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等，但由于不少智能化工程存在質(zhì)量不過關(guān)、后期維護保養(yǎng)不到位等問題，智能化系統(tǒng)的利用率并不高，甚而為一種“擺設(shè)”，節(jié)能效果更是無從談起。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國大型智能建筑能耗是美國、日本等發(fā)達國家同類型建筑能耗的152倍。由此可見，我國與發(fā)達國家建筑能源利用率的差距還很大，這也引發(fā)了人們對智能建筑運用現(xiàn)狀的思考。3 智能建筑節(jié)能措施3.1 智能樓宇能源管理對于智能建筑節(jié)能而言，采用建筑智能3、化系統(tǒng)集成平臺，實行切實可行的節(jié)能策略，可以挖掘建筑節(jié)能潛力，達到精細管理的目的，提升建筑節(jié)能管理水平。如常見的空調(diào)設(shè)備節(jié)能控制與照明系統(tǒng)節(jié)能控制。3.1.1空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制作為建筑樓宇中耗能大戶，中央空調(diào)系統(tǒng)是樓宇自動化系統(tǒng)節(jié)能的重點，其監(jiān)控方案非常重要。由于中央空調(diào)系統(tǒng)十分龐大，反應(yīng)速度較慢、滯后現(xiàn)象較為嚴(yán)重，給機組運行的穩(wěn)定性增加了很多困難。傳統(tǒng)控制技術(shù)如積分微分調(diào)節(jié)法（PID）對工況及環(huán)境變化適應(yīng)性差，控制慣性較大，易造成控制閥門頻繁開關(guān)，溫度波動大，節(jié)能效果不理想。而采取非常規(guī)的控制策略，如死區(qū)方式、變PID控制方式，能有效應(yīng)對環(huán)境微小波動，根據(jù)目標(biāo)參數(shù)與設(shè)定值偏差大小調(diào)整控制作用4、強弱，減小控制動作次數(shù)與幅度，達到節(jié)能目的。除了采用智能監(jiān)控方案，還可根據(jù)外部環(huán)境實時協(xié)調(diào)時間排程，達到節(jié)能目的。最佳啟動：根據(jù)人員使用情況及室外溫度情況，充分利用大樓儲存的能量，自動延遲開啟HVAC設(shè)備。同時采用自適應(yīng)算法在周末和節(jié)假日選擇合適的開啟時間。最佳關(guān)機：根據(jù)人員使用情況，在人員離開之前的最佳時間，關(guān)閉HVAC設(shè)備，既能使人員離開之前空間維持舒適的水平，又能盡早地關(guān)閉設(shè)備，減少設(shè)備能耗。夜間循環(huán)程序：分別設(shè)定低溫極限和高溫極限，根據(jù)室內(nèi)溫度決定“供熱”或“制冷”命令的發(fā)出，實現(xiàn)加熱循環(huán)控制或冷卻循環(huán)控制。相關(guān)技術(shù)還有零能量區(qū)域設(shè)置、非占用周期程序、夜間空氣凈化程序、負(fù)荷間隙運行等，5、運用現(xiàn)代計算機控制技術(shù)從各個細節(jié)方面進行節(jié)能控制。3.1.2智能照明的節(jié)能控制智能建筑照明控制系統(tǒng)根據(jù)時間、環(huán)境、場合、人流量的不同，采取不同的“預(yù)設(shè)值”控制方式，對的光照度進行精確設(shè)置和合理管理，不僅節(jié)省了能源開支，還延長了燈具的壽命。采用智能控制系統(tǒng)節(jié)電效果十分明顯，一般可達30以上。時間表控制模式。不同時間段給予不同工作模式，如根據(jù)人員活動規(guī)律控制背景照明的定時關(guān)閉，并采用智能傳感器檢測技術(shù)，在有人通過時打開相應(yīng)區(qū)域的燈光，從而實現(xiàn)降低電能消耗的目的。按“需”提供照明控制模式。在使用頻率低設(shè)備區(qū)域，如電梯機房、水泵房、地下配電間等場所，燈設(shè)為常閉狀態(tài)，在人員進入時，探測器接通開關(guān)，當(dāng)人員6、離去，探測器控制延時工作一段時間，自動斷開開關(guān)。維持光通量控制模式。在建筑中，采用調(diào)光控制方式，調(diào)節(jié)燈具輸出，始終維持燈具光通量最小水平，既滿足照明要求，又節(jié)約電能。引入自然光控制模式。利用光導(dǎo)管將自然光引入室內(nèi)，能使室內(nèi)空間更加活潑自然。3.2 智能建筑電氣節(jié)能作為建筑節(jié)能的重要組成部分，電氣節(jié)能設(shè)計舉足輕重。在不降低工作或生活標(biāo)準(zhǔn)，滿足建筑使用功能及需求的前提下，通過合理的運行方案等來減少不必要的能源損耗，如合理設(shè)計供配電系統(tǒng)與線路。3.2.1 合理設(shè)計供配電系統(tǒng)根據(jù)用電負(fù)荷容量及其分布、用電設(shè)備特點及負(fù)荷等級來設(shè)計供配電系統(tǒng)，使系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)下，將供配電系統(tǒng)損耗減至最低，達到節(jié)能的目7、的。設(shè)計應(yīng)從下面幾個方面考慮：(1)系統(tǒng)盡量簡單可靠。同一電壓等級供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于兩級，盡量減少變電級數(shù)過多產(chǎn)生的電能損耗。(2)合理選擇供電電壓。同等情況下，電壓越高損耗越小。民用建筑用電設(shè)備電壓等級多為220380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調(diào)主機為達到節(jié)能目的，經(jīng)方案比較可選擇106kV的制冷設(shè)備。(3)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心，低壓配電間應(yīng)靠近電氣豎井，合理分布供電網(wǎng)絡(luò)，使低壓供電半徑控制在200m以內(nèi)。供電線路的電壓損失滿足規(guī)范的允許值的情況下，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)運行經(jīng)濟效益。(4)合理選擇變壓器容量、臺數(shù)。變壓器負(fù)載率宜為07085，其接線8、應(yīng)能適應(yīng)負(fù)荷變化，按經(jīng)濟運行原則靈活投切變壓器，使變壓器在最佳狀態(tài)下運行，從而減少損耗。(5)合理選擇電纜、電線截面。在滿足允許載流量、運行電壓損失等各項技術(shù)指標(biāo)的前提下，按經(jīng)濟電流密度選擇電線截面。(6)合理提高供配電系統(tǒng)的功率因素。在用電設(shè)備選型及調(diào)速控制方案一定的情況下，若自然功率因素達不到接入電網(wǎng)要求，應(yīng)進行無功功率的補償，提高功率因素可以減少線路及變壓器損耗。3.2.2 合理設(shè)計配電線路配電線路電能損耗取決于線路的阻抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；線路阻抗取決于導(dǎo)體的導(dǎo)電率、長度、截面積。因此，在電氣配電線路設(shè)計中要抓以上幾個因素進行優(yōu)化設(shè)計，是電氣線路耗能達到最低，從而9、達到節(jié)能的目的。(1優(yōu)先采用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體。在經(jīng)濟條件允許的情況下，選擇高導(dǎo)電率材料導(dǎo)體，如相比鋁電線（電纜）而言，優(yōu)先考慮銅電線（電纜）。(2)盡量減少配電線路的長度。在設(shè)計中盡量走直線，可減少供電線路長度，從而減小線路損耗，并且減小線路壓降，提高供電質(zhì)量；各層配電間、配電箱盡量設(shè)置在負(fù)荷中心，減少線路的長度。(3)按經(jīng)濟電流選擇電線（電纜）截面積。按經(jīng)濟電流選擇電線、電纜截面的方法可以盡量減少配電線路中的電能損耗，實現(xiàn)節(jié)能，并且隨著電纜電壓損失的減小，電網(wǎng)電壓質(zhì)量得到改善；電纜發(fā)熱減少，延長電纜的使用壽命等。3.3 新技術(shù)、新材料應(yīng)用（智能玻璃幕墻為例）智能玻璃幕墻(Intelligent10、 glass facade)是指幕墻以一種動態(tài)的形式，根據(jù)外界氣候環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)幕墻的保溫、遮陽通風(fēng)設(shè)備系統(tǒng)，以達到最大限度地降低建筑物所需次性能源，同時又能最大限度地創(chuàng)造出健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。智能玻璃幕墻的設(shè)計不是一種獨立的純外墻構(gòu)造性設(shè)計，而是先進的整體建筑能耗平衡設(shè)計的重要組成部分。通過外墻構(gòu)造的調(diào)節(jié)機制，配合整個建筑技術(shù)設(shè)備之間的互動，達到能源優(yōu)化的效果。智能玻璃幕墻的設(shè)計原則概括起來有以下幾點：1利用太陽輻射熱，節(jié)約冬季采暖所需能源；2最大限度地利用自然采光以減少人工照明；3精心組織自然通風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)，以減少機械通風(fēng)能耗；4利用建筑樓板、墻體的蓄熱性和晝夜溫差，減少夏季制冷需求11、量。配合樓板采暖制冷系統(tǒng)創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境；5各種幕墻機制、通風(fēng)、遮陽、蓄熱和建筑空調(diào)供暖通風(fēng)等相互之間智能配合，以達到最高效率。智能玻璃幕墻主要通過雙層幕墻的形式得以實現(xiàn)。其內(nèi)層幕墻相當(dāng)于傳統(tǒng)的玻璃幕墻，是室內(nèi)外的分界線，通常由中空保溫玻璃構(gòu)成，并設(shè)可開啟窗扇；外側(cè)玻璃通常南單層鋼化玻璃構(gòu)成(也有外側(cè)玻璃采用中空保溫玻璃的實例，屬于機械通風(fēng)式雙層幕墻系統(tǒng))。外側(cè)玻璃的主要功能是承受風(fēng)載，防雨水、風(fēng)沙，噪聲以及形成兩層玻璃之間一個相對穩(wěn)定的、可以調(diào)節(jié)的空氣緩沖層。4 結(jié)語建筑節(jié)能是一個關(guān)乎國計民生的大問題，我國95的既有建筑屬于高耗能建筑，它們每年要消耗大量的能源。智能建筑的節(jié)能是全方位的12、持久的和綜合性的系統(tǒng)工程。智能建筑的設(shè)計者必須努力推動節(jié)能技術(shù)措施的實施和應(yīng)用，同時對已投入運行的節(jié)能設(shè)施和系統(tǒng)進行科學(xué)管理也是重要措施和手段。參考文獻1 周洪，張紅梅，郭愛學(xué)智能小區(qū)管理與控制系統(tǒng)M北京：中國電力出版社，20062金真多措并舉促進智能建筑節(jié)能N中國建設(shè)報，2010-10-20(1)3 黃龠綠色的節(jié)能照明J照明工程學(xué)報，2001，(4)4Charles J Peteri.Agent-based engineering, the Web and intelligence IEEE Expert/Intelligent System&Their Applications, 2009,11(6)