1、智能建筑節能模式研究摘要 在對我國節能建筑現狀進行調查的基礎上，針對對智能建筑節能措施進行了研究，指出智能管理系統與電氣設計在智能建筑節能方面的重要性。 關鍵詞 智能建筑 能源管理 電氣節能TE081 引言所謂智能建筑(Intelligent Building)，是以現代計算機技術、通信技術、現代控制技術和建筑技術為依托，通過對建筑設備自動監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境。為了適應時代的發展，智能樓宇未來的發展必須是以樓宇能源管理為核心，將所有與用能相關的系統進行集成，并進行協調控制，統一管理，提高建筑內各能耗系統的運行效率，以降以降低對能源的消耗。2
2、智能建筑節能現狀近些年，隨著我國節能減排工作的不斷深入，具備節能特點的智能化系統相繼出現在北京、上海、廣州等一線城市的公共建筑中，成為建筑節能的主要措施之一。 然而盡管很多建筑采用了先進的樓宇自控技術、系統集成技術等，但由于不少智能化工程存在質量不過關、后期維護保養不到位等問題，智能化系統的利用率并不高，甚而為一種“擺設”，節能效果更是無從談起。統計數據表明，我國大型智能建筑能耗是美國、日本等發達國家同類型建筑能耗的152倍。由此可見，我國與發達國家建筑能源利用率的差距還很大，這也引發了人們對智能建筑運用現狀的思考。3 智能建筑節能措施3.1 智能樓宇能源管理對于智能建筑節能而言，采用建筑智能
3、化系統集成平臺，實行切實可行的節能策略，可以挖掘建筑節能潛力，達到精細管理的目的，提升建筑節能管理水平。如常見的空調設備節能控制與照明系統節能控制。3.1.1空調設備的節能控制作為建筑樓宇中耗能大戶，中央空調系統是樓宇自動化系統節能的重點，其監控方案非常重要。由于中央空調系統十分龐大，反應速度較慢、滯后現象較為嚴重，給機組運行的穩定性增加了很多困難。傳統控制技術如積分微分調節法（PID）對工況及環境變化適應性差，控制慣性較大，易造成控制閥門頻繁開關，溫度波動大，節能效果不理想。而采取非常規的控制策略，如死區方式、變PID控制方式，能有效應對環境微小波動，根據目標參數與設定值偏差大小調整控制作用
4、強弱，減小控制動作次數與幅度，達到節能目的。除了采用智能監控方案，還可根據外部環境實時協調時間排程，達到節能目的。最佳啟動：根據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設備。同時采用自適應算法在周末和節假日選擇合適的開啟時間。最佳關機：根據人員使用情況，在人員離開之前的最佳時間，關閉HVAC設備，既能使人員離開之前空間維持舒適的水平，又能盡早地關閉設備，減少設備能耗。夜間循環程序：分別設定低溫極限和高溫極限，根據室內溫度決定“供熱”或“制冷”命令的發出，實現加熱循環控制或冷卻循環控制。相關技術還有零能量區域設置、非占用周期程序、夜間空氣凈化程序、負荷間隙運行等，
5、運用現代計算機控制技術從各個細節方面進行節能控制。3.1.2智能照明的節能控制智能建筑照明控制系統根據時間、環境、場合、人流量的不同，采取不同的“預設值”控制方式，對的光照度進行精確設置和合理管理，不僅節省了能源開支，還延長了燈具的壽命。采用智能控制系統節電效果十分明顯，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，如根據人員活動規律控制背景照明的定時關閉，并采用智能傳感器檢測技術，在有人通過時打開相應區域的燈光，從而實現降低電能消耗的目的。按“需”提供照明控制模式。在使用頻率低設備區域，如電梯機房、水泵房、地下配電間等場所，燈設為常閉狀態，在人員進入時，探測器接通開關，當人員
6、離去，探測器控制延時工作一段時間，自動斷開開關。維持光通量控制模式。在建筑中，采用調光控制方式，調節燈具輸出，始終維持燈具光通量最小水平，既滿足照明要求，又節約電能。引入自然光控制模式。利用光導管將自然光引入室內，能使室內空間更加活潑自然。3.2 智能建筑電氣節能作為建筑節能的重要組成部分，電氣節能設計舉足輕重。在不降低工作或生活標準，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，如合理設計供配電系統與線路。3.2.1 合理設計供配電系統根據用電負荷容量及其分布、用電設備特點及負荷等級來設計供配電系統，使系統運行在最佳狀態下，將供配電系統損耗減至最低，達到節能的目
7、的。設計應從下面幾個方面考慮：(1)系統盡量簡單可靠。同一電壓等級供電系統變配電級數不宜多于兩級，盡量減少變電級數過多產生的電能損耗。(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主機為達到節能目的，經方案比較可選擇106kV的制冷設備。(3)變電所應靠近負荷中心，低壓配電間應靠近電氣豎井，合理分布供電網絡，使低壓供電半徑控制在200m以內。供電線路的電壓損失滿足規范的允許值的情況下，減少線路電壓損失，提高供電網絡的供電質量及網絡運行經濟效益。(4)合理選擇變壓器容量、臺數。變壓器負載率宜為07085，其接線
8、應能適應負荷變化，按經濟運行原則靈活投切變壓器，使變壓器在最佳狀態下運行，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指標的前提下，按經濟電流密度選擇電線截面。(6)合理提高供配電系統的功率因素。在用電設備選型及調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要求，應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；線路阻抗取決于導體的導電率、長度、截面積。因此，在電氣配電線路設計中要抓以上幾個因素進行優化設計，是電氣線路耗能達到最低，從而
9、達到節能的目的。(1優先采用高導電率的導體。在經濟條件允許的情況下，選擇高導電率材料導體，如相比鋁電線（電纜）而言，優先考慮銅電線（電纜）。(2)盡量減少配電線路的長度。在設計中盡量走直線，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，提高供電質量；各層配電間、配電箱盡量設置在負荷中心，減少線路的長度。(3)按經濟電流選擇電線（電纜）截面積。按經濟電流選擇電線、電纜截面的方法可以盡量減少配電線路中的電能損耗，實現節能，并且隨著電纜電壓損失的減小，電網電壓質量得到改善；電纜發熱減少，延長電纜的使用壽命等。3.3 新技術、新材料應用（智能玻璃幕墻為例）智能玻璃幕墻(Intelligent
10、 glass facade)是指幕墻以一種動態的形式，根據外界氣候環境的變化自動調節幕墻的保溫、遮陽通風設備系統，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造出健康、舒適的室內環境。智能玻璃幕墻的設計不是一種獨立的純外墻構造性設計，而是先進的整體建筑能耗平衡設計的重要組成部分。通過外墻構造的調節機制，配合整個建筑技術設備之間的互動，達到能源優化的效果。智能玻璃幕墻的設計原則概括起來有以下幾點：1利用太陽輻射熱，節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精心組織自然通風與排風系統，以減少機械通風能耗；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創造舒適健康的室內環境；5各種幕墻機制、通風、遮陽、蓄熱和建筑空調供暖通風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。其內層幕墻相當于傳統的玻璃幕墻，是室內外的分界線，通常由中空保溫玻璃構成，并設可開啟窗扇；外側玻璃通常南單層鋼化玻璃構成(也有外側玻璃采用中空保溫玻璃的實例，屬于機械通風式雙層幕墻系統)。外側玻璃的主要功能是承受風載，防雨水、風沙，噪聲以及形成兩層玻璃之間一個相對穩定的、可以調節的空氣緩沖層。4 結語建筑節能是一個關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。智能建筑的節能是全方位的
12、、持久的和綜合性的系統工程。智能建筑的設計者必須努力推動節能技術措施的實施和應用，同時對已投入運行的節能設施和系統進行科學管理也是重要措施和手段。參考文獻1 周洪，張紅梅，郭愛學智能小區管理與控制系統M北京：中國電力出版社，20062金真多措并舉促進智能建筑節能N中國建設報，2010-10-20(1)3 黃龠綠色的節能照明J照明工程學報，2001，(4)4Charles J Peteri.Agent-based engineering, the Web and intelligence IEEE Expert/Intelligent System&Their Applications, 2009,11(6)
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