智能建筑節(jié)能模式研究

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)狀進行調查的基礎上，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)與電氣設計在智能建筑節(jié)能方面的重要性。關鍵詞智能建筑能源管理電氣節(jié)能TE081 引言所謂智能建筑(IntelligentBuilding)，是以現(xiàn)代計算機技術、通信技術、現(xiàn)代控制技術和建筑技術為依托，通過對建筑設備自動監(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，將所有與用能相關的系統(tǒng)進行集成，并進行協(xié)調控制，統(tǒng)一管理，提高建筑內各能耗系統(tǒng)的運行效率，以降以降低對能源的消耗。2 智能建筑節(jié)

2、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、系統(tǒng)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(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”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1.52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，采用建筑智能化系統(tǒng)集成平臺

3、，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。如常見的空調設備節(jié)能控制與照明系統(tǒng)節(jié)能控制。3.1.1 空調設備的節(jié)能控制作為建筑樓宇中耗能大戶，中央空調系統(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。由于中央空調系統(tǒng)十分龐大，反應速度較慢、滯后現(xiàn)象較為嚴重，給機組運行的穩(wěn)定性增加了很多困難。傳統(tǒng)控制技術如積分微分調節(jié)法(PID)對工況及環(huán)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(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，能有效應對環(huán)境微小波動，根據(jù)目標參數(shù)與設定值偏差大小調整控制作用強弱，減小控

4、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設備。同時采用自適應算法在周末和節(jié)假日選擇合適的開啟時間。最佳關機：根據(jù)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(huán)程序：分別設定低溫極限和高溫極限，根據(jù)室內溫度決定“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。相關技術還有零能量區(qū)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，運用現(xiàn)代計算

5、機控制技術從各個細節(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(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閉，并采用智能傳感器檢測技術，在有人通過時打開相應區(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。在使用頻率低設備區(qū)域，如電梯機房、水泵房、地下配電間等場所，燈設為常閉狀態(tài)，在人員進入時，探測器接通開關，當人員離去，探測

6、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(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(jié)能作為建筑節(jié)能的重要組成部分，電氣節(jié)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(tǒng)與線路。3.2.1 合理設計供配電系統(tǒng)根據(jù)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(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)能的目的。設計應

7、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。民用建筑用電設備電壓等級多為220/380V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調主機為達到節(jié)能目的，經(jīng)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(wǎng)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(guī)范的允許值的情況下，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡的供電質量及網(wǎng)絡運行經(jīng)濟效益。(4)合理選擇變壓器容量、臺數(shù)。變壓器負載率宜為0.7085，其接線應能適

8、應負荷變化，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指標的前提下，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(wǎng)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(yōu)化設計，是電氣線路耗能達到最低，從而達到節(jié)

9、能的目的。（1優(yōu)先采用高導電率的導體。在經(jīng)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(yōu)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(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、新材料應用（智能玻璃幕墻為例）智能玻璃幕墻（Intelligentgla

10、ssfacade）是指幕墻以一種動態(tài)的形式，根據(jù)外界氣候環(huán)境的變化自動調節(jié)幕墻的保溫、遮陽通風設備系統(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、舒適的室內環(huán)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(jié)機制，配合整個建筑技術設備之間的互動，達到能源優(yōu)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(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精心組織自然通風與排風系統(tǒng)，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，減少夏季制冷需求量。配合樓

11、板采暖制冷系統(tǒng)創(chuàng)造舒適健康的室內環(huán)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(xiàn)。其內層幕墻相當于傳統(tǒng)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(tǒng)）。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(wěn)定的、可以調節(jié)的空氣緩沖層。4 結語建筑節(jié)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(jié)能是全方位的、持久的和綜合性的系統(tǒng)工程。智能建筑的設計者必須努力推動節(jié)能技術措施的實施和應用，同時對已投入運行的節(jié)能設施和系統(tǒng)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(qū)管理與控制系統(tǒng)M北京：中國電力出版社，20062 金真多