對(duì)智能建筑與節(jié)能的探析

　　[論文關(guān)鍵詞] 電氣　智能　節(jié)能　設(shè)計(jì)　用電

　　[論文摘要] 隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，我們?cè)絹?lái)越重視智能建筑與節(jié)能，做好智能建筑與節(jié)能工作具有非常重要的意義。本文主要介紹建筑電氣智能建筑節(jié)能的基本情況。 

　　引言
　　 建筑物建成投運(yùn)后，其能源的消耗量是巨大的。目前，大多數(shù)存量建筑缺乏完善的節(jié)能技術(shù)措施，節(jié)能的空間也是巨大的。我們的調(diào)查數(shù)據(jù)反映，完備、規(guī)范的物業(yè)管理可以有效節(jié)省能源消耗，提高服務(wù)質(zhì)量。尤其需要指出的是，通過(guò)加強(qiáng)管理，充分發(fā)揮BA系統(tǒng)的作用，增加建筑設(shè)備的優(yōu)化控制措施，能夠快速地把一部分浪費(fèi)的能源降下去。
　　1. 智能建筑節(jié)能概況
　　 智能建筑的節(jié)能是指智能建筑內(nèi)能源的消費(fèi)和合理利用之間的平衡關(guān)系。實(shí)現(xiàn)智能建筑的節(jié)能是建設(shè)智能建筑的目標(biāo)，通過(guò)節(jié)能管理，節(jié)省大廈的運(yùn)行和管理費(fèi)用，是智能建筑高效率和高回報(bào)率的具體體現(xiàn)。通常建筑物節(jié)能的內(nèi)容和對(duì)象包括建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)、照明與設(shè)備。智能建筑節(jié)能不但包括原有傳統(tǒng)建筑所采用的節(jié)能方法，更重要的是采用高科技手段來(lái)達(dá)到更準(zhǔn)確的調(diào)整和控制，即“主動(dòng)節(jié)能”。
　　1.1節(jié)能墻體的應(yīng)用
　　 我國(guó)傳統(tǒng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻多為無(wú)機(jī)材料組成，如磚石砌體、混凝土、水泥砂漿等。如今為了節(jié)能保溫的需要，引入了大量有機(jī)保溫材料如摸塑聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，因?yàn)檫@些有機(jī)保溫材料的保溫性能要比傳統(tǒng)墻體材料的保溫性能強(qiáng)，所以有機(jī)保溫材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能中廣泛應(yīng)用，形成了一種無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料復(fù)合墻體。這樣就對(duì)施工工藝提出了新的要求。典型的保溫墻體，是有機(jī)與無(wú)機(jī)材料相問(wèn)復(fù)合而成，而這種墻體除傳統(tǒng)的承重、隔聲要求外。還增加了保溫隔熱的要求。要求無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料組合成—個(gè)整體，在自然環(huán)境中能共同作用，因此對(duì)組成墻體的材料性能及施工工藝有了新的要求。
　　1．2節(jié)能門窗的應(yīng)用
　　 門窗是建筑物內(nèi)外進(jìn)行能量交換的主要通道。因此門窗的節(jié)能對(duì)整體建筑節(jié)能具有很大意義，建筑門窗的節(jié)能除了從提高玻璃和框扇本身的熱工性能和盡量使用中空玻璃并保證中空玻璃的密閉性外，還應(yīng)該從玻璃和邊框接縫以及門窗框扇搭接處的嚴(yán)密程度著手，因?yàn)楦鞔罱犹巼?yán)密才能保證空氣流通量的減少。門窗節(jié)能從設(shè)計(jì)、施工、材料等方面應(yīng)做到門窗安裝必須采用預(yù)留洞口施工工藝．嚴(yán)禁采用邊安裝邊砌口或先安裝后砌口；根據(jù)門窗不同材質(zhì)來(lái)決定采用焊接、膨脹螺栓等工藝進(jìn)行門窗固定，無(wú)論采用何種工藝均應(yīng)保證其安裝牢固；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增加其開啟縫隙的搭接量從而減少開啟縫隙寬度；根據(jù)門窗材質(zhì)選用各種密封條進(jìn)行密封，保證外窗的氣密性；對(duì)金屬框門窗在保證足夠空間的條件下采用塑料、橡膠等隔熱材料進(jìn)行斷橋處理，斷橋的長(zhǎng)度及寬度均應(yīng)保證，并應(yīng)保證其在安裝配件時(shí)不破壞斷橋、門窗四周與墻體連接處縫隙采用聚苯板或聚氨酯等材料嵌填而不得采用水泥砂漿嵌填，以保證其嚴(yán)密性等。
　　2．用電設(shè)備方面
　　2．1制冷主機(jī)的能量調(diào)節(jié)（暖通系統(tǒng)的節(jié)能控制）
　　冷機(jī)是否能節(jié)能主要取決于其部分負(fù)荷時(shí)能量調(diào)節(jié)的性能，即控制制冷量和冷負(fù)荷保持平衡的調(diào)節(jié)能力。能量調(diào)節(jié)技術(shù)各有不同，其中需要提到的是熱氣體旁通調(diào)節(jié)，其原理是當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力低于下限值時(shí)，能量調(diào)節(jié)閥自動(dòng)按比例打開，使排氣口部分高溫、高壓冷媒氣體旁通到吸氣管，形成不經(jīng)過(guò)冷凝器和蒸發(fā)器的體外循環(huán)，達(dá)到防止吸氣壓力下降和降低壓縮機(jī)產(chǎn)冷量的目的。由于無(wú)用壓縮功的產(chǎn)生，采用這種技術(shù)的機(jī)組在部分負(fù)荷條件下運(yùn)行并不經(jīng)濟(jì)，對(duì)因小流量帶來(lái)的系統(tǒng)負(fù)荷降低幾乎是視而不見(jiàn)，對(duì)節(jié)能貢獻(xiàn)難有作為，甚至?xí)�使其COP下降。
　　2.2 BA樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)
　　 近年來(lái)，隨著管理、節(jié)能和環(huán)境舒適化需求的增長(zhǎng)，樓宇控制(BA)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展極為迅速，不但新建高層建筑廣泛采用BA系統(tǒng)，許多舊樓宇在設(shè)備改造時(shí)也使用BA從技術(shù)上提升樓宇管理水平。于是，采用什么樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)建性能價(jià)格比最好的BA系統(tǒng)就成為業(yè)界和用戶極為關(guān)注的問(wèn)題。不言而喻，BA是基于工業(yè)控制和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合樓宇管理的需求，從工業(yè)控制脫胎而出的。BA的控制對(duì)象基本上是機(jī)電設(shè)備，從根本上看，沒(méi)有工業(yè)控制技術(shù)就沒(méi)有BA。因此，當(dāng)我們?cè)谥朴咮A系統(tǒng)方案時(shí)，應(yīng)將重點(diǎn)放在如何將工業(yè)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效結(jié)合，構(gòu)建成本低廉、功能完備、高度開放和高度兼容的系統(tǒng)。
　　2.3照明的節(jié)能設(shè)計(jì)
　　照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低作業(yè)面視覺(jué)要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度的利用光能。通常的節(jié)能措施有以下幾種：
　　1．充分利用自然光。這是照明節(jié)能的重要途徑之一，在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合，從而大大節(jié)約了人工照明電能。
　　2．照明設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的，也不宜隨便提高，要有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質(zhì)量的前提下，一般房間（場(chǎng)所）應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈（如T5、T8管）及緊湊型熒光燈，高大車間、廠房及體育館場(chǎng)的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。
　　3．推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場(chǎng)所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒艟撸�緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。

　　4．改進(jìn)燈具控制方式，采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級(jí)客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場(chǎng)所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場(chǎng)所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。
　　 2.4提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)
　　大多數(shù)用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無(wú)功功率，在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值，稱為功率因數(shù)cosφ，其計(jì)算公式為：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在電網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，如何使得配電系統(tǒng)功率因數(shù)盡可能接近于1，使得電路中的無(wú)功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。降低配電系統(tǒng)的電能損耗，是配電系統(tǒng)節(jié)能的途徑之一。采用無(wú)功補(bǔ)償通常有二種方式，集中自動(dòng)補(bǔ)償和就地固定補(bǔ)償。
　　功率因數(shù)提高了可以減少線路無(wú)功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能目的。前面提到的輸電線路損耗ΔＰ中包含了線路傳輸有功功率時(shí)而引起的線損和線路傳輸無(wú)功功率時(shí)引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須的，是不變的。而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性，會(huì)產(chǎn)生滯后的無(wú)功電流,它要從系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端，無(wú)形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的，具體方法有：
　　1．減少用電設(shè)備無(wú)功損耗，提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計(jì)中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備如同步電動(dòng)機(jī)等,電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備（如配有電容補(bǔ)償?shù)臒晒鉄簦┑取?

　　2．用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，電容器可產(chǎn)生超前無(wú)功電流抵消用電設(shè)備的滯后無(wú)功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時(shí)又減少整體無(wú)功電流。在具體工程設(shè)計(jì)中有采用分散就地補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞�，可根�?jù)具體情況具體分析。
　　 3.提升智能建筑節(jié)能水平
　　 3.1增強(qiáng)物業(yè)管理公司節(jié)能意識(shí)
　　 此次調(diào)研的10幢甲級(jí)智能建筑都具備有智能化系統(tǒng)。這幾年的實(shí)際運(yùn)行的事實(shí)證明當(dāng)初的系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較合理，采用的技術(shù)也比較先進(jìn)，滿足了整個(gè)大廈的功能需求。在大廈的使用與運(yùn)行中，智能化系統(tǒng)為物業(yè)管理人員簡(jiǎn)化操作、方便維護(hù)發(fā)揮了很大的作用，物業(yè)管理人員都認(rèn)為建設(shè)智能化系統(tǒng)非常必要，投入很大的人力、物力去了解、學(xué)習(xí)、掌握智能化系統(tǒng)的使用，使其真正發(fā)揮作用。
　　但是，也有個(gè)別物業(yè)管理公司對(duì)智能化系統(tǒng)認(rèn)識(shí)不足，以為建設(shè)初期選擇了先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、安裝了超前的軟件系統(tǒng)就足夠了，忽視了對(duì)智能化系統(tǒng)后期的維護(hù)保養(yǎng)。智能化系統(tǒng)功能的體現(xiàn)與物業(yè)管理息息相關(guān)。在良好的使用、維護(hù)過(guò)程中，物業(yè)人員能夠不斷地對(duì)智能化系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，從而提升系統(tǒng)功能，更好地為大廈管理服務(wù)。
　　3.2通過(guò)設(shè)備改造進(jìn)行節(jié)能
　　 這種方式已經(jīng)成為現(xiàn)在節(jié)能的主要手段。在調(diào)研的智能建筑中，節(jié)能設(shè)備的引進(jìn)是一種常見(jiàn)而有效的方式。常見(jiàn)的節(jié)能手段是變頻技術(shù)的使用。一些樓宇對(duì)冷凍水泵，冷卻水泵的控制增加變頻器，還有一些大樓對(duì)風(fēng)機(jī)加入變頻器，這些變頻器均由BA系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)控制。對(duì)于風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備，其風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進(jìn)行調(diào)速，當(dāng)風(fēng)量下降到80％時(shí)，轉(zhuǎn)速也下降到80％，而軸功率N將下降到額定功率的51．2％；如果風(fēng)量下降到60％，軸功率N可下降到額定功率的21．6％，因此采用轉(zhuǎn)速控制方式來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，在節(jié)能方面具有顯著的效果。如果對(duì)一個(gè)額定75kW、50Hz的風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，當(dāng)它的頻率降低到40Hz的時(shí)候，所消耗的功率僅為額定功率的53．3％。也就是說(shuō)，采用變頻技術(shù)把風(fēng)量降低到原來(lái)的80％的時(shí)候，所消耗的風(fēng)機(jī)功率僅占原來(lái)的53．3％。物業(yè)管理機(jī)構(gòu)了解了變頻技術(shù)的這一優(yōu)點(diǎn)，紛紛在樓宇中采用變頻技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)水泵的控制進(jìn)行改造。有不少建筑物的能源系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)存在缺陷或不合理的問(wèn)題，在能耗費(fèi)用的壓力下，物業(yè)管理機(jī)構(gòu)不惜化大代價(jià)進(jìn)行改造。除了油改氣外，還有一些大廈新置一臺(tái)小容量的冷凍機(jī)來(lái)配合大容量冷凍機(jī)工作，使得冷凍機(jī)組群可以處于滿負(fù)荷狀態(tài)從而使運(yùn)行效率最高，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)減少了大型機(jī)組效率低下的現(xiàn)象。
　　結(jié)束語(yǔ)
　　 為了應(yīng)對(duì)我國(guó)的能源供應(yīng)不能持續(xù)滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀況，我國(guó)已把節(jié)能減排作為重要的大事而列入對(duì)各級(jí)政府的考核要求�？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步使電能得到了大幅的提高，但我們更應(yīng)該注意并認(rèn)識(shí)到由此而產(chǎn)生的相應(yīng)危害，節(jié)約用電，從而保證我們?cè)谙碛每萍歼M(jìn)步成果的同時(shí)，其不會(huì)對(duì)我們的生活現(xiàn)狀造成明顯的損害。
　　參考文獻(xiàn)
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