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建筑节能智能化范文1
自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业。由于专业开办历史短,缺乏专业沉淀,如何体现建筑电气及智能专业特色就成为相关学校关注和研究的热点问题。文章结合建筑节能的大环境和建筑电气及智能化专业的基础,对如何提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨。
关键词:建筑节能;建筑电气及智能化专业;专业特色;学科研究
中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04000504
自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业,在校生已达3 000人,建筑电气与智能化已经成为土建一级学科下的五个二级学科之一。尽管建筑电气与智能化专业知识体系和学科基础与电气工程及其自动化、计算机科学与技术、建筑环境与设备工程、通信工程等其他专业学科有交汇重叠之处,但这些传统的专业
又无法完全涵盖和体现建筑电气与智能化的发展与特征;另一方面,在建筑领域,建筑电气与智能化技术的发展非常迅速,不仅对相关专业技术人才需求快速上升,而且也显示出区别于传统专业的技术特征,需要以学科的角度和专业的视野审视建筑电气与智能化技术的发展。正是这一发展趋势促使了建筑电气与智能化成为土建专业的二级学科,可以说该专业的设置,既体现了专业的发展需求,也填补了土建类专业的空缺。然而,由于建筑电气与智能化专业创办历史短,缺乏专业沉淀,而建筑电气与智能化专业又具有多学科交叉的特征,如何体现该专业不同于其他专业的特色,如何确定专业人才培养模式、专业教学内容和课程体系等,成为专业指导小组和开办该专业的学校关注和研究的热点问题。本文结合建筑节能的大环境和该专业的基础,对如何体现和提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨,以期能够为该专业的发展提供一些有益的思路。
一、建筑节能和建筑电气与智能化专业的发展
(一) 建筑节能是中国节能减排的重要内容
节能是当今世界经济发展的主题,是社会可持续发展的基本要求。工业的增长,城镇化进程的加快,人民生活水平不断提高,使得对能源、经济资源的需求更加迫切。目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。据中国国家统计局2010年8月的统计数据,2009年中国能源消费总量达30.66亿t标准煤,建筑用电和其他类型的建筑用能折合为电力,总计约为5500亿度/年。图1是2009年中国能耗构成示意图,由图可见,建筑能耗占全国社会终端电耗的比例达28%,而且普遍认为该比例非常保守。根据发达国家经验,随着城市化的推进,建筑能耗将超越工业、交通等其他行业而居于社会能源消耗的首位。按目前的能耗趋势,2020年建筑能耗将达到11亿t标准煤,相当于目前建筑能耗的三倍[1]。因此,建筑能耗不容小视,中国国家“十二五”规划明确要求完成17%的节能减排目标。要完成这一目标,有效降低建筑能耗是节能减排的重要内容,具有十分重要的意义。
(二) 建筑节能和建筑电气与智能化专业优势
建筑能耗属于终端能耗,有效降低终端能耗,不仅可直接降低建筑能耗,而且对能源生产投资、改善环境具有更重要的意义。降低建筑终端能耗一般有几类基本措施:一是采用新型、高效节能设备,提高设备运行能效;二是改善建筑围护结构的保温隔热性能,减小能源损耗;三是优化设备运行方式,降低运行能耗;四是通过管理手段,合理使用建筑设备,直接减小能耗。
提高设备运行能效,开发新型高效节能设备,主要涉及设备制造专业领域;改善建筑围护结构的保温隔热性能是建筑节能的有效措施,主要涉及建筑规划专业领域。在建筑规划和设计阶段,充分考虑气候特征,采取相关措施,可获得较好的效果。由于改善建筑围护结构的保温隔热性能涉及建筑外观,涉及到既有建筑节能改造,会受到较多因素的制约。通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗,不仅可以应用于新建建筑,而且由于不涉及建筑立面和围护结构,是既有建筑节能改造最有效的措施,具有更广泛的实用性。这一类节能措施所涉及的技术领域包括建筑环境与设备、自动控制、电气自动化、信息等传统专业领域,跨专业特征明显。建筑环境与设备专业是建筑节能领域的主力,主要从营造建筑环境的角度研究、设计和配置建筑设备系统,开发与运用新型高效节能设备、新型能源是其关注重点,或者说建筑环境与设备专业侧重于建筑设备系统的静态设计,而在设备运行控制方面的技术基础则不足,往往无法独立实现建筑设备系统的运行控制。自动控制、电气自动化专业关注动态调节,对设备运行调节技术具有深入的研究,但由于对建筑设备运行物理过程的认识不够深入,通常需要由设备专业提供物理模型后再完成控制模型和实现设备运行控制。计算机、信息类专业关注信息传输与处理过程,在系统集成和信息处理领域具有优势,但同样由于对设备运行物理过程的认识不够深入,通常也无法独立完成建筑设备系统的优化运行与管理。
建筑电气与智能化专业教学体系强调建筑、电气、智能、信息、控制、设备等专业知识的教学[2-4],跨专业特征明显。专业人才培养目标是具有多学科基础知识的复合型工程技术人才。通过优化设备运行控制和管理技术降低建筑运行能耗的方式都与该专业密切相关。因此把握国家对建筑节能的重视和引导趋势,充分发挥多学科交叉教学的优势,凸显专业技术特征是建筑电气及智能化专业不容错过的发展机遇。
二、建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心竞争力
(一) 智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势
在建筑电气与智能化专业申报过程中,该专业的学科基础和发展方向一直是关注的重点,论及控制技术,已经有电气工程、自动化等学科;论及信息处理技术,已经有计算机科学与技术、通信工程等学科;论及建筑设备,已经有环境与设备工程等学科,如果仅考虑单一的学科基础,建筑电气与智能化专业都不具备与传统专业竞争的优势。但是如果综合考虑,特别是在建筑节能技术领域,通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗是国家倡导的主要发展方向。要实现建筑设备系统的优化运行与管理,既要以现代信息技术和控制技术为主导,同时还需要对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略和合理的技术管理方案。如前所述,在建筑节能技术领域,传统专业各自的优势非常突出,但不足也十分明显,它们通常无法独立完成建筑设备系统的节能优化运行与管理,而建筑电气与智能化专业恰恰能弥补其不足。在总结建筑电气与智能化专业特色时,对该专业学科的特征概括为“建筑设备是对象,自动控制是手段,信息技术是支柱,建筑环境是目标”[5],这一特征充分体现了该专业的内涵,这也正是智能化管理与优化控制的本质需求。因此,在智能化管理与优化控制上具有优势的建筑电气与智能化专业,无论在人才培养,课程体系建设,还是专业研究方向都应围绕这一专业优势,兼收并蓄,把握建筑节能发展机遇,才能形成专业特色,提升专业核心竞争力。
(二)建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础
建筑电气与智能化专业是在原建筑电气专业和电气自动化专业的基础上发展起来的。已设置建筑电气与智能化专业的学校,大部分也将该专业设置在电气自动化、自动控制、计算机等专业学科平台内。在人才培养方案和课程体系中,沿袭传统专业优势,但对建筑设备的重要性认识不足。如果单纯以培养“能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力”的人才为目的,这种设置无可厚非。但如果要形成建筑电气与智能化专业的核心竞争力,把握建筑节能给专业带来的良好机遇,如果缺乏对建筑设备运行物理过程的深入认识,很难真正在建筑设备智能化管理与优化控制领域形成竞争力。
目前,建筑节能技术领域仍然以有建筑环境与设备专业背景的研究团队为主导。尽管在智能化技术和控制领域,控制与信息类专业具有明显的技术优势,但在建筑设备智能化的管理与优化控制领域,控制和信息类专业仍然处于辅助地位。其主要原因还是在于控制和信息类专业背景的团队,对建筑设备运行的物理过程认识不足,无法独立开展系统的、整体的优化控制模式研究,或提供合适的基于智能化管理与优化控制的节能改造方案,因而仍然需要依靠建筑环境与设备专业提供物理模型,主导节能改造。例如,在建筑中央空调系统中,末端设备都具有换热器和送风机,但由于设备类型不同,其功能和运行模式不同,即便相同的设备,也由于空气处理要求不同,而具有不同的控制策略,因此只有对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略。换句话说,控制技术、信息技术在建筑节能工程应用中,是实现设备优化与节能运行的手段,核心的控制策略必须建立在对建筑设备运行机理的认识之上,亦即建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础。
(三)暖通空调系统优化控制是建筑节能的重要内容
公共建筑能耗构成中,暖通空调系统能耗高达60%以上;其次是照明系统,通常二者所占能耗达80%以上。目前,对建筑照明系统,最有效节能措施是采用高效光源,采用智能控制和管理技术节能投入高,节能改造经济效益受到制约。暖通空调系统不仅能耗高,而且系统设备多,在不同的环境条件下,运行模式和控制策略也不尽相同,系统设备和参数之间往往具有多干扰、多参数耦合、滞后大的特征。尽管其节能优化一直是研究热点,但也一直存在较多需要解决和深入研究的问题。如果说建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础,暖通空调系统的节能优化运行则是最具有研究前景的重要内容。
(四)以现代控制技术和信息处理技术研究建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心内涵
建筑电气与智能化专业要求具有宽口径的知识结构,但如果没有核心内涵,专业就没有核心竞争力。现代技术发展趋势需要宽口径知识结构的人才,但只有依托某一专业核心内涵下的宽口径的知识结构,才能形成核心竞争力。因此,以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑设备系统,研究建筑节能技术,往往会有不同的视野和思路,并具有广阔的研究空间,这也是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵。
例如将网络控制技术和信息处理技术应用于建筑中央空调系统,实现对中央空调系统智能化管理、优化运行控制、分户冷量计费等多种功能。在对中央空调系统设备运行模式深入研究的基础上,以系统优化运行为目标,在管理平台与现场控制器中嵌入设备相应的优化控制策略,可以获得更好的综合节能效益[6],这种模式已经成为建筑节能领域的发展趋势。又例如,传统的暖通空调系统中,冷热源系统调节基本上采用以用户当前负荷的集中和滞后效应作为控制依据,不能很好地体现用户负荷变化的实际情况和保证所有用户的舒适性。控制模式的缺陷,已经成为进一步降低中央空调节能运行能耗的技术瓶颈。在应用网络控制技术后,获取中央空调系统末端设备运行和环境参数已没有技术障碍。如果能够直接根据这些参数,以更广阔的视野,以系统的角度研究中央空调系统节能优化控制策略,一定会形成有
别于传统控制模式的新思路。
三、结语
建筑电气与智能化专业规范明确指出,该专业以建筑这一特定的对象为核心,以建筑设备为对象,以现代控制技术、信息技术为主要手段,以建筑节能为主题,强电与弱电并重,设备与控制一体,以此为基础,开展相应的教学和科研。建筑节能是国家的发展战略,目前还有一系列技术问题需要解决。智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势,也是建筑节能的重要内容。以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑节能技术,既存在广阔的研究空间,更是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵,是形成该专业核心竞争力的基础。
参考文献:
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[5] 徐晓宁,等. 建筑电气与智能化专业应以建筑为基础[C]//《高等学校智能建筑教学与学术研讨会论文集》建筑工业出版社,2009.
[6] 徐晓宁,等.基于网络控制的中央空调运行管理、控制与分户计费系统[J]. 建筑科学,2009,25(6): 65-67.
Core competitiveness of the building electrical and intelligent specialty: building energy efficiency
XU Xiaoning, DING Yunfei, WU Huijun, YOU Xiuhua, HAO Haiqing
(School of Civil Engineering, Guangzhou University,Guangzhou 510006, P. R. China)
Abstract:
建筑节能智能化范文2
关键词:智能化建筑、节能、新能源利用
Abstract: through the building itself energy consumption of building energy consumption and normal use of control, to achieve intelligent building in energy conservation in results, and combined with the use of new energy to reach the goal of building energy efficiency.
Keywords: intelligent building, saving energy, new energy use
中图分类号:TK01+8文献标识码:A 文章编号:
引言:智能建筑是当今人类面临生存环境日益恶化,追求人类社会可持续发展的必然选择。建筑智能化的发展已不再局限于用智能系统控制建筑,而是更加关注与自然结合的建筑自控,成为节能建筑的一部分。以智能化推动建筑的节能发展,节约能源,促进新能源、新技术的应用,降低资源消耗和浪费,增强能效,减少污染是建筑智能化发展的方向和目的。
(一)减少智能建筑的建设能耗
一、加强相关法律法规,制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体,避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统,避免重复投资,重复建设,多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的运行能耗
除了以上所涉,智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。先说采暖和制冷,在南方比如瑞安这样的县城,空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计,空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定,因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构,还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能空调,推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理,因为一个设计再好的节能系统,如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分:冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中,比较重视对前两部分的控制和管理,但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径,就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系,既创造出舒适高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法,通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括:1、提高冷冻水温度,可以达到节能效果。在保证舒适的前提下,系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况,自动调节冷冻水的出水温度;2、根据末端设备所需的冷量负荷,运用模糊算法,对空调冷源设备进行群控,优化运行,保证冷量供求平衡,让冷源设备运行在最高效率特性上;3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低,以25℃为宜,冬天温度不要太高以22℃为宜;4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求,提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人们已感觉舒适;走廊设定值定在27℃ ~28℃也可满足要求;5、根据季节变化,进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等;6、要定期对设备进行维护,防止带病、超负荷运行;7、监测运行参数,改造系统不合理之处;8、运行要能实现智能化管理功能,能集中实现分层、分区、分时控制。建筑照明是一个系统工程,要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择,还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯,光纤灯、LED等,每种都有各自的优缺点,都有自己的适用范围,设计时可根据建筑物的使用性质,人员的视觉要求,灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光,使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调,形成良好的照明环境,可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中,为了达到节能的效果,还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中,通过计算机集成系统,在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的直接或间接来自太阳的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等非化石能源。其与常规能源相辅助, 进行合理的分配和使用, 可有效解决能源紧张和能源损耗问题,逐步达到零排放,实现“绿色建筑”。比如光伏建筑一体化技术,把太阳能光伏电板做成建筑材料,将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替,则既能作为建材又能发电,还能吸收太阳辐射,避免屋顶、外墙温度过高,降低空调能耗,可谓一举多得;太阳能热水器为建筑物提供生活热水和冬季采暖;空调系统采用地源热泵技术,耗能低,对环境影响小等。在智能建筑中,为实现可再生能源的综合利用,通常可设置建筑能源协调控制系统,将可再生能源利用系统与采暖、空调、照明控制系统通过智能化系统集成,使整个建筑成为一个能源体系,以利协调控制,使之在保证性能、各功能要求和运行安全的前提下,实现节能运行。
结束语:
随着社会工业化的发展,国际社会致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑物,促进资源节约与环境保护。智能技术是现代绿色建筑的重要组成部分,它将人与自然和谐共存。节能绿色建筑的智能技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成智能。
参考文献:
[1] 谢秉正;绿色智能建筑工程技术[M].南京:东南大学出版社,2007.
建筑节能智能化范文3
关键词:智能化建筑;节能技术;技术应用
中图分类号:TU201.5文献标识码:A
目前,我国正处于经济快速发展的关键时期,随着城市化进程的不断加快,预计未来城市人口将以一千四百万的速度递增。这将为城市的建筑行业带来巨大的压力。并且,随着人们节能环保意识的增强,更加注重建筑工程中节能环保技术的应用。在这一发展趋势的促动下,国内的建筑行业在节能技术应用方面也取得了重大成果。本文对节能技术进行介绍,并探索当前节能技术的应用现状。
一、现代化智能建筑
现代化智能建筑就是指综合利用现代化的通信、自动控制以及计算机等现代化的技术手段,将建筑物建设成为现代化的智能建筑。其主要的建筑功能包括:建筑自动化、通信自动化以及办公自动化。
二、现代智能化建筑节能技术及其应用
(一) 智能照明控制系统
智能照明控制系统的主要功能包括:灯光控制、安全防范以及HVAC设备控制等。可以对室内灯光进行开关控制、亮度控制、延时控制、远程控制、定时控制以及红外线遥感控制等。操作简便,维护方便。
(二) 空调系统、卫生设备等的控制技术
包括实现最佳启动控制,最小负荷控制; 外气吸入控制,期间设定切换控制; 节电运转控制,节水运转控制等。智能建筑的智能核心一般而言指的是对空调系统的节能控制,通过合理有效的算法所进行的节能控制,可以在有效节能的同时,实现空间环境温度的自动控制,保证室内环境舒适性。
(三) 热源设备进行智能控制
包括送水温度控制,热源台数控制; 冷冻机最佳运转控制,蓄热运转控制。目前,包括 GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范在内,我国大部分建筑的暖通空调系统在设计中所采取的负荷计算方法均为静态方法,同时,在计算中还会考虑较大的安全系数,这就导致在实际的设备选型( 包括风机、冷冻水泵、制冷机组) 等的选型方面偏大。而实际上暖通空调系统是一个典型的动态系统,在其运行过程中,即使是一天当中的负荷也不是均匀分布,是随时间的变化而变化的,而静态的设计方法所造成的不恰当冗余将会造成极大的能源浪费。智能建筑技术所采用的楼宇自控系统则可以通过节能控制模式和算法,对设备运行过程进行动态调节,从而有效减少静态设计方法所导致的能源浪费。
三、智能建筑改革建议
尽管当前智能建筑的节能技术发展的非常迅速,但是,在实际的建筑工程当中,却存在很多的现实问题。并且,同智能建筑相配套的市场管理以及技术管理却未能实现完全的同步,这也就导致了智能建筑节能产品的质量以及种类无法满足智能建筑的设计需求。对这些问题,下面提出相应的应多措施。
(一) 强化智能建筑节能设计前期规划
系统的前期规划是智能建筑节能技术良好发挥效用的前提和必要条件。在智能化建筑的前期规划设计阶段就需要以效果为导向,根据建筑节能需求来进行节能技术规划工作,建筑节能运行管理模式需在初期的系统设计中体现出来,这也是智能建筑节能设计的关键。以建筑设备监控体系为基础,管理和节能两个功能并行,以此来保障系统的监控范围、监控内容、监控要求实现其应用效能,使系统完成后真正实现管理和节能两者兼备的功能。
(二) 加强智能建筑运营管理规范性
对智能建筑的最终节能性能而言,其运行阶段的管理水平起着至关重要的作用。在建筑实际运行过程中,由于专业技术人员缺乏、技术水平落后、管理效率低下等原因导致的智能建筑能耗过高、设备损耗过大、系统管理水平低等问题层出不穷。这些问题的解决有赖于建筑运行管理单位加强对现有工程技术人员的大力培训和后续人才的培养。首先,对现有工程技术人员的培训需要设备制造单位相关专业技术人员的合作和指导,将理论知识灌输到现场操作人员的实际工作中,培养出技术能力可以胜任的工程技术人员,同时,还需要建立起具有一定专业水平的管理团队,从上到下对智能建筑的运行管理水平进行整体提升; 其次,需要从长期发展的角度考量,通过与专业院校等单位对接,实现专业技术人员和管理人才的梯
队培养,提高智能建筑的综合节能水平
(三) 加强建筑节能参与主体意识
智能建筑节能的参与主体包括多个层面,政府、业主、建筑设计师、设备工程师、物业管理人员、建筑实际使用者等。在立项阶段,业主和政府部门作为项目的指导者,其政策的执行和投资决策将会是节能技术在智能建筑中应用的前提; 在设计阶段,建筑设计师是对建筑整体性能进行控制和把握的,建筑师对节能性能的控制将会影响建筑未来实际运行中的节能效果; 到了使用阶段,物业管理人员和建筑使用者的节能意识和实际的节能效益,将最终决定建筑节能技术应用和节能改造的最终实施。
四、结论
要想真正实现人与自然的和谐以及经济的可持续发展,就应该将节能环保理念运用到各个发展领域。建筑领域在能源消耗以及环境污染方面的“贡献”巨大,更是应该注重节能环保。智能建筑的节能环保工作并不是一朝一夕就能完成的,其不仅是一个长期的系统工程,更是需要多行业的共同协作。本文首先对当前智能建筑节能技术及其应用进行介绍,然后,对当前存在的问题进行分析,并提出相应的应对措施,希望能够为实现智能建筑的节能环保水平提升提供一些帮助。
参考文献:
[1] 闫帅帅. 浅谈建筑节能及发展前景[J]. 山西建筑. 2010(06).
[2] 赵苗妙. 智能建筑节能问题的思考[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2009(06).
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建筑节能智能化范文4
关键词:智能建筑;节能分析;优化方法
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
从可持续发展理论出发,建筑节能的关键在于提高能量效率,因此无论是制订建筑节能标准还是从事内体工程项目的设计,都应把握高能量效率作为建筑节能的着眼点。智能建筑也不例外,业主建设项目智能化大楼直接动因就是在高度现化化,高度舒适的同时能实现能源消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的。依据我国可持续建筑原则和现阶段国情特点,能耗运行费用最低的可持续建筑设计包含了以下技术措施:1节能;2减少有限资源的利用和开发,利用可再生资源;3室内环境的人文主义;4场地影响最少化;5艺术与空间的新主张;6智能化。
创造健康,舒适、方便的生活环境是人类的共同的愿望,也是建筑节能的基础和目标,为此,21世纪的智能型节能建筑应该是:1冬暖夏凉;2通风良好;3光照充足。尽量采用自然光,天然采光与人工照明相结合;4智能控制;采暖、通风、空调、照明、家电等均可由计算自动控制,既可按预定程度集中管理,又可局部手工控制,既满足不同场合下人们不同的需要,又可少用资源。
一、智能建筑可能的现状及发展方向
l、智能建筑节能现状
显然建设智能大楼直接动因就是在高度自动化,高度舒适的同时,能实现能消耗大幅度降低,以达到节省大楼营运成本的目的,然而实际上在智能化目标定位中明确提出节能要求的不多,建成的确有节能功效的智能建筑更是罕见。主要原因有以下几点:房地产投资商认为能源建设的是政府业绩和投资环境的标志之一,节能看不见摸不着,所以可在建筑豪华和设施的先进性上花巨资,也不愿为节能花一分钱,系统与设备,设备与设备之间的控制集成成功率不高,相关系统结合界面如通信协议,网络构架的标准化统一性不够,物业管理水平跟不上,运行优化无从谈起,没有从通过可再生资源利用技术来提高建筑的可持续性战备高度重视智能建筑的节能;缺少正确有效的建筑设备能耗评估方法,限制了智能建筑节能研究更好的开展。
2、智能建筑节能的发展方向
中国的建筑节能工作已经走过了20多年的艰苦路程,在市场经济的推动下,随着住房体制改革的前进,房屋费用理所当然地要由住房者承担,节约建筑用能势必逐渐成为广大居民的自觉要求,加上改善大气环境卫生愈来愈迫切,注重减轻建筑用节能来的污染,建筑节能将是大势所趋,人的所向是国家民族利益的需要。
智能建筑节能是一门新兴科学,与原有专业分工不同,它包含有建筑、施工、采暖、通风、空调、电器家电、建材、热工、能源、环境测控计算机软件等许多专业内容,是许多专业学科边缘交叉结合形在的,在社会需要的推动下,许多高等院校,科研院所都在围绕不同方面进行研究开发,在出现蓬勃发展的新局面。
3智能建筑节能分析和评价原则
(l)做好智能建筑的节能规划
节能规划要从可持续发展的战略高度出发,利用新方法、新思路;节能要从原先的拾遗补缺,变为在技术经济分析要求之后优先考虑的方案要以提高能源利用效率为中心,总之节能目标要根据经济发展,能源平衡,能源消费率和节能率来编制。
建筑节能采用节能型的建筑结构,材料、器具和产品,提高保湿、隔热性能,减少采暖、制冷、照明的能源耗损,逐步开展建筑物的节能以满足建筑设计标准要求。
(2)智能建筑的经济性分析应坚持节能原则
对智能建筑进行技术经济分析是评价智能建筑节能效益的依据,技术经济就是用尽可能少的劳动消耗和劳动占用为社会提供更多、更好的使用价值,即要求以最少的劳动消耗和劳动占用而取得最大的经济效益,一个建设项目的设计,以能源利用、工艺流程、实体布置、设备造型到能源消耗及工程效益无不关系到技术经济,所以,技术经济在工程设计中所占的地位自然是十分重要的。
(3)利用层次分析法对智能建筑的综合评价也离不开节能原则,利用层次分析法对智能建筑采用以下评价准则:a满足用户需要的程度;b建筑物的节能程度。c建筑物使用者舒适性;d建筑物管理者管理的方便程度;e在现有基础上补充的可能性;f整个智能建筑的性能价格比。
二、智能建筑BAS控制方案的优化
l、智能建筑楼将建筑内所有设备集成一个系统,实现信息共享进行综合管理,其作用和效益是巨大的,要实现智能作用效益,就必须实施优化,建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比有以下特点:
(1)要从系统的各种功能结构和参数中找到最匹配,使整体效能最佳,从而提高系统的效益,降低投资和运行费用。
(2)要能对系统及其过程进行定量化的状态模拟,减少控制环节,提高可靠性与稳定性,发生故障概率最低可能性,系统响应输出最优化。
(3)不变条件下的优化控制及优化控制条件的两种型式,通过优化控制方案达到节能是一种“主动节能”,它有别于墙体结构,门窗的形式设置改造的“被动节能”。
2、基于节能策略的智能建筑BAS系统优化方法(主要针对空调系统)。
控制策略的优化
PID控制,空气处理机的DDC通常采用PID控制,选择正确的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。PID系数空调对室内温度波动的供应特性曲线,达到设定温度的过渡过程数短,相反PID系数低。
达到设定温度的过渡过程较长,但并不足PID系数越高越好,否则引起DDC控制系统失稳,表现为室内温度的振荡和水的电动调节阀周期性的采用运动无法在固定开度上运行。
PID能解决大部分场合空调控制,但对于影剧院等大热惯性空调场合,靠窗的PID系数提高空调机组对负荷变化的响应过度是不能解决问题的,这时可以采用双级控制,即分加在空调查的通风和总安装温度传感器,室内的温度设定由主DDC控制器完成。水阀的驱动由副DDC把通风温度传感器和主DDC的指令完成。由于通风温度变化速度快于房间温度的变化,这一控制方式加速系统对温度波动的响应,必须注重的是为防止水阀被人为关死或水系统供水不足等异常情况对控制系统产生影响,副DDC通常只需采用控制标质(P),不可加入和分量(I)。在实际的工程设计中,BAS系统对空调的节能控制存在多种措施可以采用,例如室外值比较二氧化碳等杂物浓度确定新风量,基于日程表的定时操作系工程设计中可以视需要灵活运用,以达到最优的效果,例如办公、商场等场合,夏秋季在清晨时通过程度活动空气处理机(或新风机)利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷,既节约能耗又改善了顶内空气质量。
总结,智能建筑节能是一门新兴科学,与原有专业不同,包含建筑施工、采暖、通风、空调、电器、家电、建材热能、能源、环境、控测、计算机软件等许多专业内容,是许多专业学科边缘交叉并结合形成的。对智能建筑的分析应坚持节能的原则,从智能建筑能量管理与控制系统优化的基本出发点,优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义。
建筑节能智能化范文5
关键词:智能楼宇;EIB节能
在信息社会中,人们对于现代建筑的概念也在发生变化,传统建筑提供的服务已远远不能满足现代社会和工作环境等方面的要求。智能大厦的出现,使得一幢幢楼就变成一个小社会,其内部有众多的小公司,各种商业的生活行为要求数以兆计的信息和控制指令进出整座大厦。那么如何在智能建筑中融入建筑节能的思想,遵循可持续发展战略也是我们面临的一个重要的问题,我们必须对智能化建筑有一个全面、综合、深入的认识,这对于设计者、使用者乃至发展商都是非常重要的。
1、EIB系统节能应用分析
对于现代楼宇内的耗能大户中央空调来说,系统的能耗一般主要由三部分构成,即空调冷热源、空调机组及末端设备、水或空气输送系统。一般来说冷热源能耗占总能耗的50%左右,水或空气输送系统能耗占总能耗的30%左右,风机盘管等末端设备能耗约占总能耗的20%左右。在实际运行中,中央空调处于最大设计负荷下工作,很难做到随实际运行负荷的变化做到合理的动态调节,这样中央空调的运行效率会比较低,而且浪费电能。在采用EIB系统后,EIB系统的驱动模块可以直接控制中央空调的末端设备——风机盘管,不仅可以做到开关控制,而且可以调节风机盘管风机的转速和水阀的流量,进而来对室内的温度进行调节。对于室内温度的控制,除了定时、集中等控制方式外,EIB系统专门提供了带有液晶显示的温控面板,其温控面板可以指示当前室内的温度,并可以通过驱动模块来控制风机盘管,进而使用者可以根据实际需要调节室内的温度,这样避免了风机盘管始终在同一转速下运行的缺陷,不仅符合人们的实际需要而且能够实现节能的目的。这种控制主要是减少了两部分的能源消耗,冷热源的消耗和三速风机的能耗,这两种能耗的降低将使整个中央空调的能耗降低。
2、楼宇建筑内照明系统的节能控制
与中央空调相比,照明系统的能耗由于相对较低而常常被人们忽视,而实际上在一个相当长的时间段内,照明系统节约能源的潜力是相当可观的。一般来说楼宇照明可以分为室内照明和公共区域照明两大部分。首先,对于室内照明来说,传统的强电系统只提供简单的开关两种控制状态,而且所谓的“人在灯亮,人走灯灭”的节能方式也只能寄期望于人们良好的节能意识。而EIB系统则可以提供一种移动感应控制加调光的解决方案。当感应器感应到室内有人存在时,可以控制照明设备的开启;相反,当没有人在室内时,感应器将会延迟关闭室内的照明设备。 其次,对于公共区域来说,EIB系统的移动感应器可以控制诸如走廊、楼梯间、电梯间、卫生间和地下车库等的照明。以鸟巢体育馆为例,技术人员经过测试后,运用EIB系统后的卫生间大约可以节能80%。另外还可以对这些区域内进行定时控制和集中控制,如果运用传统的强电系统,管理控制中心的管理人员很难掌控公共区域内照明系统状态,而利用EIB的中控管理软件可以很好的监控每一个回路的状态,并且可以根据实际情况设定区域内灯具的开关状态,这样不仅提高了管理效率,而且还极大地节省了能源。
3、EIB系统节能控制方式
EIB系统的控制方式非常灵活,有就地面板控制、红外遥控控制、移动感应控制、定时控制和集中控制等。而后三种控制方式对于智能楼宇建筑的节能来说是非常有益处的。
3.1移动感应控制
如前文所提到的那样,移动感应控制主要是控制公共区域内以及室内的灯光,即能够实现有人的时候自动开灯、没人的时候延时自动关闭的功能,从而达到最大程度的节能效果。另外某些移动感应器带有恒照度控制功能,还可以根据环境的照度来决定是否需要开灯。这样,系统可以根据实际需要来控制楼宇内的照明设备,避免不必要照明浪费。
3.2定时控制
在现代智能楼宇中,人们会对不同用电设备进行综合运用,来达到一定的模式效果。EIB系统可以通过定时来自动实现一些特定模式的启动或停止,或者对公共走道、泛光照明等进行时间控制。可以根据节假日、特定日期等不同时段设定不同的时间表进行统一控制。
3.3集中控制
对于现代智能楼宇等大型建筑来说,最有效的管理控制方法就是通过计算机的集中控制软件来管理所有的用电设备。通过EIB系统的中控软件,用户可以在计算机屏幕上对所有区域内的电气设备进行监视,并随时可以进行调控,既方便又可以有效地提高设备的管理效率。通过计算机,用户还可以观察每个电气回路的累计开关次数和运行时间,为设备维护和检修提供方便。目前许多楼宇自动化(Building Automation,BA)系统广泛用于现代楼宇的管理控制当中,但是由于造价等原因BA系统很难做到对末端设备进行控制,即不会对每一个区域的每一路灯光、每一路风机盘管等做控制。而EIB系统则正好弥补了BA系统的这个缺陷,所以很多情况下都会将BA系统与EIB系统结合使用,通过一个软件系统将这两个系统结合。
4、结束语
EIB系统通过对用电设备的合理控制,并运用高效的控制方式,对智能楼宇进行综合管理,为人们提供了一种新型高效的用电管理手段,能够创造良好的节能效果。除了节能外,EIB系统还能创造高效的管理效率,而且通过智能化管理,还可以为人们营造良好的办公、家居或者娱乐氛围和舒适的室内环境,操作使用都极其方便。另外,EIB系统组态灵活,能够在修改、扩容等方面给用户带来更大的收益。相信将来EIB智能系统的广泛应用,能够使人们的生活变得更加丰富多彩,并为社会创造更大的效益。
参考文献:
建筑节能智能化范文6
关键词:建筑电气 节能技术 节能优化
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
1智能化建筑电气节能概述
智能建筑对智能控制提出较高要求,而智能控制的根本取决于智能化建筑电气如何实现高效智能化节能,也即取决于如何通过电气节能技术的革新来降低智能化建筑的电气耗能。建筑电气智能化节能是智能楼宇发展的重要手段与关键性因素。目前,我国建筑电气工程行业对智能化建筑电气节能的认识主要是从消减能源消耗的立场出发。在我国当前各种能源消耗所占的比例中,建筑能耗占主要部分,其中建筑电气方面的耗能居于首位。因此,通过创新手段来提高我国智能建筑电气节能优化技术水平日益成为我国建筑电气工程行业之中实现技术突破的重中之重。同时如何实现智能楼宇电气的智能化节能是眼下全球范围内建筑电气工程行业关注的焦点所在。如何引入对建筑物的供配电系统、安全控制系统的操作运行及管理等进行智能化的、自动化的环保节能处理是实现智能化建筑电气节能优化设计的核心环节所在。这是未来建筑电气节能技术的发展方向。
2智能化建筑电气节能技术的现状及问题
2.1我国智能化建筑电气节能技术的发展现状
从我国当前建筑能耗的组成部分来看,电能消耗是最主要的部分。太阳能、热能、风能等是我国建筑电气工程行业主要开发并应用于智能化建筑电气节能技术中的几种新型能源。目前,依托于太阳能和风能的新型发电技术日益成熟,这两种可再生能源发电技术已在我国众多行业和领域中使用,尤其在我国智能楼宇的电气节能优化设计方面使用较广,并取得了较好的环保效益和经济利益。虽然我国智能化建筑电气工程行业在新能源应用于建筑物的电气节能优化技术方面取得了一定的突破,但是我国智能化建筑电气节能技术的优化设计仍然面临许多问题。如何有效地利用新能源发电设备、如何对新能源发生的电力进行管控仍然是我们面临的最大问题。因此有效的利用自动化、智能化电能监控管理设备是智能化建筑电气节能控制系统能否高效运行的决定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自动化、智能化设备,即使拥有最为先进的智能楼宇电气节能技术、以及引入新能源发电系统,也无法获得降低能耗的预期效果。而我国在相应的自动化、智能化电气设备以及电能监控设备研究、开发和生产上还处于比较落后的地位。
2.2我国智能化建筑电气节能技术的主要问题
基于我国当前智能化建筑电气节能技术发展现状,可以看出,目前智能化建筑电气节能技术仍存在诸多现实问题。例如:智能化建筑电气节能系统缺乏全面有效的协调统筹,无法实现峰谷能源的调配,节能系统实际运行效率低下;缺乏基础性的自动化电气节能监控与管理配套设施,实际节能效果不明显;智能化建筑电气节能系统控制制度存在漏洞,控制方式不合理,消耗大量电能等等。因此,在智能化建筑电气节能技术的具体设计过程中,应遵循适用性、安全性、节能性、环保性四大基本原则。除此之外,智能化建筑电气节能技术的设计还应符合我国现行的智能化建筑电气国家设计规程和标准。比如,电气工程师对智能建筑的供配电系统进行具体设计时,可以结合建筑物用电总负荷容量和负荷等级的统计分析,对变配电所进行合理选址布局,并选用节能型变压器,以变压器的负荷率在80%左右为佳。在设计智能楼宇照明系统时,应选择合适的光源和灯具,充分利用自然采光,重视照明系统控制,采用自动化的控制管理设备进行节能监控。
3智能化建筑电气节能技术的系统优化
3.1智能控制系统的优化
智能控制系统的优化是智能化建筑电气节能技术系统优化的主要内容,具体包括智能控制策略的优化、智能控制管理方式的优化、智能数字控制器的优化以及智能控制网络的优化四个方面。
以如何实现暖通空调系统的节能技术系统优化为例。从智能控制策略优化的角度出发,PID控制是空调的数字控制器(简称DDC)普遍采取的一种控制方式。一般而言,PID系数的高低与空调达到设定温度的过程长短成反比例关系。当PID系数无法及时实现空调机组对温度变化响应的控制时,可以采用在空调的送风道和室内同时安装温度传感器的双级的控制方式,加速系统对温度波动的响应,从而达到节能系统的优化。从智能控制管理方式的优化角度出发,为了给空调使用者提供较大的舒适与便利,工程设计者可以通过在DDC上安装功能与VRV控制面板的设定器接近的专门部件来实现对暖通空调系统的中央控制。从智能数字控制器的优化角度出发,可以依据不同的场合选择不同处理能力的DDC,如在冷冻机房等空调通风密集的地方可以选择安装大型控制器,而对空调通风机可以选择安装中小型的控制器。还可以在空调通风的设备控制器中扩大可编程逻辑控制器(PLC)的使用范围。
从智能控制网络的优化角度出发,依据工程的类型,基于拓扑结构在控制网络中的重要作用,可以选择性地运用基于RS485总线或灵活的现场总线方式的控制网络对小型智能化建筑电气节能工程进行优化或者采用基于楼层的分支、分层的多级化网络控制模式对大型智能化建筑电气节能工程进行优化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能数字控制器以及智能控制网络的优化有助于全面实现智能控制系统的优化,从而达到节能降耗、安全环保的智能化建筑节能目的。
3.2质量安全监控的优化
对建筑电气质量安全监控进行优化在智能化建筑节能电气工程中具有极其重要的地位,它可以确保智能化建筑电气节能系统正常有效地运行,也可以保障智能化建筑电气节能系统的安全。质量安全监控的优化可以从以下两个方面展开:第一,优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施。如借助网络开启智能保护措施,通过借助因特网的人工智能识别系统对质量安全进行监控,可以及时发现安全问题。如建筑电气的某一环节出现了断电或者短路等问题,借助因特网能够快速识别出出问题的部位,帮助管理人员及时维修。第二,优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。包括对视频监控系统、入侵报警系统、门禁控制系统、数字与网络视频监控技术、安全防范系统的集成与技术融合等方面的节能优化等。其中信息的采集与处理是智能化建筑电气安全防范系统的核心,它采用的主要技术有现场总线布控技术、智能元器件探测技术、微机接口及其控制技术、智能化系统调试技术等。智能化建筑电气节能的质量安全监控优化给监控管理人员的技术素质提出了较高要求。在注重智能化建筑电气节能系统设计与安装质量的同时,还应重点对质量监控系统设备安全性能问题进行有效的监控,以此来优化智能化建筑电气节能设备的质量安全系统的功效。