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建筑節能智能化范文1
自2005年底教育部正式批準設置建筑電氣與智能化專業以來,已經有40多所大學設置了建筑電氣與智能化專業。由于專業開辦歷史短,缺乏專業沉淀,如何體現建筑電氣及智能專業特色就成為相關學校關注和研究的熱點問題。文章結合建筑節能的大環境和建筑電氣及智能化專業的基礎,對如何提升建筑電氣與智能化專業的核心競爭力進行了探討。
關鍵詞:建筑節能;建筑電氣及智能化專業;專業特色;學科研究
中圖分類號:G420 文獻標志碼:A 文章編號:
10052909(2013)04000504
自2005年底教育部正式批準設置建筑電氣與智能化專業以來,已經有40多所大學設置了建筑電氣與智能化專業,在校生已達3 000人,建筑電氣與智能化已經成為土建一級學科下的五個二級學科之一。盡管建筑電氣與智能化專業知識體系和學科基礎與電氣工程及其自動化、計算機科學與技術、建筑環境與設備工程、通信工程等其他專業學科有交匯重疊之處,但這些傳統的專業
又無法完全涵蓋和體現建筑電氣與智能化的發展與特征;另一方面,在建筑領域,建筑電氣與智能化技術的發展非常迅速,不僅對相關專業技術人才需求快速上升,而且也顯示出區別于傳統專業的技術特征,需要以學科的角度和專業的視野審視建筑電氣與智能化技術的發展。正是這一發展趨勢促使了建筑電氣與智能化成為土建專業的二級學科,可以說該專業的設置,既體現了專業的發展需求,也填補了土建類專業的空缺。然而,由于建筑電氣與智能化專業創辦歷史短,缺乏專業沉淀,而建筑電氣與智能化專業又具有多學科交叉的特征,如何體現該專業不同于其他專業的特色,如何確定專業人才培養模式、專業教學內容和課程體系等,成為專業指導小組和開辦該專業的學校關注和研究的熱點問題。本文結合建筑節能的大環境和該專業的基礎,對如何體現和提升建筑電氣與智能化專業的核心競爭力進行了探討,以期能夠為該專業的發展提供一些有益的思路。
一、建筑節能和建筑電氣與智能化專業的發展
(一) 建筑節能是中國節能減排的重要內容
節能是當今世界經濟發展的主題,是社會可持續發展的基本要求。工業的增長,城鎮化進程的加快,人民生活水平不斷提高,使得對能源、經濟資源的需求更加迫切。目前,建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列,成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。據中國國家統計局2010年8月的統計數據,2009年中國能源消費總量達30.66億t標準煤,建筑用電和其他類型的建筑用能折合為電力,總計約為5500億度/年。圖1是2009年中國能耗構成示意圖,由圖可見,建筑能耗占全國社會終端電耗的比例達28%,而且普遍認為該比例非常保守。根據發達國家經驗,隨著城市化的推進,建筑能耗將超越工業、交通等其他行業而居于社會能源消耗的首位。按目前的能耗趨勢,2020年建筑能耗將達到11億t標準煤,相當于目前建筑能耗的三倍[1]。因此,建筑能耗不容小視,中國國家“十二五”規劃明確要求完成17%的節能減排目標。要完成這一目標,有效降低建筑能耗是節能減排的重要內容,具有十分重要的意義。
(二) 建筑節能和建筑電氣與智能化專業優勢
建筑能耗屬于終端能耗,有效降低終端能耗,不僅可直接降低建筑能耗,而且對能源生產投資、改善環境具有更重要的意義。降低建筑終端能耗一般有幾類基本措施:一是采用新型、高效節能設備,提高設備運行能效;二是改善建筑圍護結構的保溫隔熱性能,減小能源損耗;三是優化設備運行方式,降低運行能耗;四是通過管理手段,合理使用建筑設備,直接減小能耗。
提高設備運行能效,開發新型高效節能設備,主要涉及設備制造專業領域;改善建筑圍護結構的保溫隔熱性能是建筑節能的有效措施,主要涉及建筑規劃專業領域。在建筑規劃和設計階段,充分考慮氣候特征,采取相關措施,可獲得較好的效果。由于改善建筑圍護結構的保溫隔熱性能涉及建筑外觀,涉及到既有建筑節能改造,會受到較多因素的制約。通過優化設備運行控制方式和管理技術降低建筑運行能耗,不僅可以應用于新建建筑,而且由于不涉及建筑立面和圍護結構,是既有建筑節能改造最有效的措施,具有更廣泛的實用性。這一類節能措施所涉及的技術領域包括建筑環境與設備、自動控制、電氣自動化、信息等傳統專業領域,跨專業特征明顯。建筑環境與設備專業是建筑節能領域的主力,主要從營造建筑環境的角度研究、設計和配置建筑設備系統,開發與運用新型高效節能設備、新型能源是其關注重點,或者說建筑環境與設備專業側重于建筑設備系統的靜態設計,而在設備運行控制方面的技術基礎則不足,往往無法獨立實現建筑設備系統的運行控制。自動控制、電氣自動化專業關注動態調節,對設備運行調節技術具有深入的研究,但由于對建筑設備運行物理過程的認識不夠深入,通常需要由設備專業提供物理模型后再完成控制模型和實現設備運行控制。計算機、信息類專業關注信息傳輸與處理過程,在系統集成和信息處理領域具有優勢,但同樣由于對設備運行物理過程的認識不夠深入,通常也無法獨立完成建筑設備系統的優化運行與管理。
建筑電氣與智能化專業教學體系強調建筑、電氣、智能、信息、控制、設備等專業知識的教學[2-4],跨專業特征明顯。專業人才培養目標是具有多學科基礎知識的復合型工程技術人才。通過優化設備運行控制和管理技術降低建筑運行能耗的方式都與該專業密切相關。因此把握國家對建筑節能的重視和引導趨勢,充分發揮多學科交叉教學的優勢,凸顯專業技術特征是建筑電氣及智能化專業不容錯過的發展機遇。
二、建筑節能技術是建筑電氣與智能化專業的核心競爭力
(一) 智能化的管理與優化控制是建筑電氣與智能化專業的優勢
在建筑電氣與智能化專業申報過程中,該專業的學科基礎和發展方向一直是關注的重點,論及控制技術,已經有電氣工程、自動化等學科;論及信息處理技術,已經有計算機科學與技術、通信工程等學科;論及建筑設備,已經有環境與設備工程等學科,如果僅考慮單一的學科基礎,建筑電氣與智能化專業都不具備與傳統專業競爭的優勢。但是如果綜合考慮,特別是在建筑節能技術領域,通過優化設備運行控制方式和管理技術降低建筑運行能耗是國家倡導的主要發展方向。要實現建筑設備系統的優化運行與管理,既要以現代信息技術和控制技術為主導,同時還需要對建筑設備運行的物理過程進行深入研究,才能得到優化的節能控制策略和合理的技術管理方案。如前所述,在建筑節能技術領域,傳統專業各自的優勢非常突出,但不足也十分明顯,它們通常無法獨立完成建筑設備系統的節能優化運行與管理,而建筑電氣與智能化專業恰恰能彌補其不足。在總結建筑電氣與智能化專業特色時,對該專業學科的特征概括為“建筑設備是對象,自動控制是手段,信息技術是支柱,建筑環境是目標”[5],這一特征充分體現了該專業的內涵,這也正是智能化管理與優化控制的本質需求。因此,在智能化管理與優化控制上具有優勢的建筑電氣與智能化專業,無論在人才培養,課程體系建設,還是專業研究方向都應圍繞這一專業優勢,兼收并蓄,把握建筑節能發展機遇,才能形成專業特色,提升專業核心競爭力。
(二)建筑設備是建筑電氣與智能化專業的重要基礎
建筑電氣與智能化專業是在原建筑電氣專業和電氣自動化專業的基礎上發展起來的。已設置建筑電氣與智能化專業的學校,大部分也將該專業設置在電氣自動化、自動控制、計算機等專業學科平臺內。在人才培養方案和課程體系中,沿襲傳統專業優勢,但對建筑設備的重要性認識不足。如果單純以培養“能夠從事工業與民用建筑電氣及智能化技術相關的工程設計、工程建設與管理、系統集成、信息處理等工作,并具有建筑電氣與智能化技術應用研究和開發的初步能力”的人才為目的,這種設置無可厚非。但如果要形成建筑電氣與智能化專業的核心競爭力,把握建筑節能給專業帶來的良好機遇,如果缺乏對建筑設備運行物理過程的深入認識,很難真正在建筑設備智能化管理與優化控制領域形成競爭力。
目前,建筑節能技術領域仍然以有建筑環境與設備專業背景的研究團隊為主導。盡管在智能化技術和控制領域,控制與信息類專業具有明顯的技術優勢,但在建筑設備智能化的管理與優化控制領域,控制和信息類專業仍然處于輔助地位。其主要原因還是在于控制和信息類專業背景的團隊,對建筑設備運行的物理過程認識不足,無法獨立開展系統的、整體的優化控制模式研究,或提供合適的基于智能化管理與優化控制的節能改造方案,因而仍然需要依靠建筑環境與設備專業提供物理模型,主導節能改造。例如,在建筑中央空調系統中,末端設備都具有換熱器和送風機,但由于設備類型不同,其功能和運行模式不同,即便相同的設備,也由于空氣處理要求不同,而具有不同的控制策略,因此只有對建筑設備運行的物理過程進行深入研究,才能得到優化的節能控制策略。換句話說,控制技術、信息技術在建筑節能工程應用中,是實現設備優化與節能運行的手段,核心的控制策略必須建立在對建筑設備運行機理的認識之上,亦即建筑設備是建筑電氣與智能化專業的重要基礎。
(三)暖通空調系統優化控制是建筑節能的重要內容
公共建筑能耗構成中,暖通空調系統能耗高達60%以上;其次是照明系統,通常二者所占能耗達80%以上。目前,對建筑照明系統,最有效節能措施是采用高效光源,采用智能控制和管理技術節能投入高,節能改造經濟效益受到制約。暖通空調系統不僅能耗高,而且系統設備多,在不同的環境條件下,運行模式和控制策略也不盡相同,系統設備和參數之間往往具有多干擾、多參數耦合、滯后大的特征。盡管其節能優化一直是研究熱點,但也一直存在較多需要解決和深入研究的問題。如果說建筑設備是建筑電氣與智能化專業的重要基礎,暖通空調系統的節能優化運行則是最具有研究前景的重要內容。
(四)以現代控制技術和信息處理技術研究建筑節能技術是建筑電氣與智能化專業的核心內涵
建筑電氣與智能化專業要求具有寬口徑的知識結構,但如果沒有核心內涵,專業就沒有核心競爭力?,F代技術發展趨勢需要寬口徑知識結構的人才,但只有依托某一專業核心內涵下的寬口徑的知識結構,才能形成核心競爭力。因此,以現代控制技術和信息處理技術的角度研究建筑設備系統,研究建筑節能技術,往往會有不同的視野和思路,并具有廣闊的研究空間,這也是建筑電氣與智能化專業的優勢和核心內涵。
例如將網絡控制技術和信息處理技術應用于建筑中央空調系統,實現對中央空調系統智能化管理、優化運行控制、分戶冷量計費等多種功能。在對中央空調系統設備運行模式深入研究的基礎上,以系統優化運行為目標,在管理平臺與現場控制器中嵌入設備相應的優化控制策略,可以獲得更好的綜合節能效益[6],這種模式已經成為建筑節能領域的發展趨勢。又例如,傳統的暖通空調系統中,冷熱源系統調節基本上采用以用戶當前負荷的集中和滯后效應作為控制依據,不能很好地體現用戶負荷變化的實際情況和保證所有用戶的舒適性??刂颇J降娜毕?,已經成為進一步降低中央空調節能運行能耗的技術瓶頸。在應用網絡控制技術后,獲取中央空調系統末端設備運行和環境參數已沒有技術障礙。如果能夠直接根據這些參數,以更廣闊的視野,以系統的角度研究中央空調系統節能優化控制策略,一定會形成有
別于傳統控制模式的新思路。
三、結語
建筑電氣與智能化專業規范明確指出,該專業以建筑這一特定的對象為核心,以建筑設備為對象,以現代控制技術、信息技術為主要手段,以建筑節能為主題,強電與弱電并重,設備與控制一體,以此為基礎,開展相應的教學和科研。建筑節能是國家的發展戰略,目前還有一系列技術問題需要解決。智能化的管理與優化控制是建筑電氣與智能化專業的優勢,也是建筑節能的重要內容。以現代控制技術和信息處理技術的角度研究建筑節能技術,既存在廣闊的研究空間,更是建筑電氣與智能化專業的優勢和核心內涵,是形成該專業核心競爭力的基礎。
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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:
建筑節能智能化范文2
關鍵詞:智能化建筑、節能、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
中圖分類號:TK01+8文獻標識碼:A 文章編號:
引言:智能建筑是當今人類面臨生存環境日益惡化,追求人類社會可持續發展的必然選擇。建筑智能化的發展已不再局限于用智能系統控制建筑,而是更加關注與自然結合的建筑自控,成為節能建筑的一部分。以智能化推動建筑的節能發展,節約能源,促進新能源、新技術的應用,降低資源消耗和浪費,增強能效,減少污染是建筑智能化發展的方向和目的。
(一)減少智能建筑的建設能耗
一、加強相關法律法規,制定、完善節能政策,使建筑節能工作走上法制化軌道。注重建筑節能立法,建立完善的建筑節能管理體制,采取經濟政策鼓勵建筑節能,加強節能與開發并重的科學研究,加大建筑節能技術革新,完善建筑節能技術標準體系,加強建筑節能技術應用轉化與工程開發,培育建筑節能科技創新與服務企業,逐步形成“政府主導、市場主體、全社會參與”的良好格局。二、加強規劃設計,提高項目管理水平。建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要內容之一。要對建筑的總平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通風等氣候參數對建筑能耗的影響進行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太陽輻射的能量,降低采暖負荷;夏季最大限度地減少太陽輻射的熱并利用自然通風降溫冷卻,降低空調制冷負荷。加強容積率控制,努力提高綠化率,美化環境,緩解熱島效應等。智能化建筑還要求項目管理采用一種具有統一協調界面、責任明確的責任管理體系,防止因為項目管理不善而造成巨大的浪費。三、系統要形成有機統一整體,避免簡單累加。智能化建筑所涵的樓宇設備監控系統、消防自動化系統、安防自動化系統、通信自動化系統以及辦公自動化系統要統一集成為建筑智能化系統,避免重復投資,重復建設,多重管理。四、需要高素質的物業管理團隊。智能建筑如果沒有高素質的物業來管理維護,那就是一個擺設,不但浪費巨大的投資,而且無序、無管理的運行也將導致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的運行能耗
除了以上所涉,智能化建筑還需要加強以下方面來提高節能效率。主要就是如何利用現代技術來降低各種建筑設施的運行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低這部分能耗將對節能起著重要的作用。先說采暖和制冷,在南方比如瑞安這樣的縣城,空調采暖制冷占相當大比例。據有關數據統計,空調使用已經占建筑耗能50%左右。空調的能耗主要是由建筑物冷熱負荷來決定,因此在智能建筑建設時不但要設計好建筑物的圍護結構,還要從中央空調設計選型開始就應注重節能。要強制淘汰低效能空調,推廣使用高效節能空調。建好后還要加強中央空調的運行管理,因為一個設計再好的節能系統,如果管理不善一樣達不到節能的目的??照{系統包含了三大部分:冷源、空調機和空調末端設備。在實際應用中,比較重視對前兩部分的控制和管理,但對于空調末端的控制一直沒有引起足夠的重視。實現空調節能的根本途徑,就是巧妙利用室外條件、圍護結構、室內條件和空調設備相互作用關系,既創造出舒適高效的室內環境,而同時又實現大幅度節能目的??照{節能的工作原理重點在冷源系統與空調設備的運行效率方面想辦法,通過智能化管理優化其控制來達到節能目的。其節能措施包括:1、提高冷凍水溫度,可以達到節能效果。在保證舒適的前提下,系統能源管理程序根據每個季節及每天室外溫度的變化情況,自動調節冷凍水的出水溫度;2、根據末端設備所需的冷量負荷,運用模糊算法,對空調冷源設備進行群控,優化運行,保證冷量供求平衡,讓冷源設備運行在最高效率特性上;3、提高室內溫濕度控制精度。根據有關測算如果在夏季將設定值溫度下調1℃,將增加9%的能耗;如果在冬季將設定值溫度上調1℃,將增加12%的能耗。因此將大廈內溫濕度控制在設定值精度范圍內是大廈空調節能的有效措施。以瑞安來說夏天不要溫度太低,以25℃為宜,冬天溫度不要太高以22℃為宜;4、對于大堂、走廊等公共區域在能保證舒適的前提下合理設定溫濕度。相對于室內來說適當放寬控制要求,提高設定溫度。如進門的大堂在夏季將溫度設定值設在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人們已感覺舒適;走廊設定值定在27℃ ~28℃也可滿足要求;5、根據季節變化,進行合理的新風量有效調節是節能的另一個措施。在過度季節要盡量采用自然通風等;6、要定期對設備進行維護,防止帶病、超負荷運行;7、監測運行參數,改造系統不合理之處;8、運行要能實現智能化管理功能,能集中實現分層、分區、分時控制。建筑照明是一個系統工程,要想節能除了在設計之初要注意照明燈具及附件的選擇,還涉及到建成之后的智能控制等多個方面。照明燈具有很多種如白熾燈、熒光燈、HID燈,光纖燈、LED等,每種都有各自的優缺點,都有自己的適用范圍,設計時可根據建筑物的使用性質,人員的視覺要求,靈活選擇配套的節能光源。在優化照明設計的同時還要充分利用天然光,使窗戶射的天然光和室內的人工照明合理協調,形成良好的照明環境,可大大地節約能源。節能光源作為一種簡便、有效的節能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中發揮重要作用。在大型公共建筑物的運行和管理中,為了達到節能的效果,還需要把照明系統智能化并納入建筑設備自動化系統BAS之中,通過計算機集成系統,在主控室的計算機操作平臺上完成日常的運轉與管理工作。通過軟件的可編程任意實現單點、多點、區域、群組的分區控制、分時控制、通斷控制、調光控制等多種控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在節約能源、保護環境方面,新能源的利用起著至關重要的作用。新能源通常指非常規的直接或間接來自太陽的可再生能源,包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等非化石能源。其與常規能源相輔助, 進行合理的分配和使用, 可有效解決能源緊張和能源損耗問題,逐步達到零排放,實現“綠色建筑”。比如光伏建筑一體化技術,把太陽能光伏電板做成建筑材料,將建筑屋頂、向陽的外墻甚至窗戶材料都用光伏器件來代替,則既能作為建材又能發電,還能吸收太陽輻射,避免屋頂、外墻溫度過高,降低空調能耗,可謂一舉多得;太陽能熱水器為建筑物提供生活熱水和冬季采暖;空調系統采用地源熱泵技術,耗能低,對環境影響小等。在智能建筑中,為實現可再生能源的綜合利用,通??稍O置建筑能源協調控制系統,將可再生能源利用系統與采暖、空調、照明控制系統通過智能化系統集成,使整個建筑成為一個能源體系,以利協調控制,使之在保證性能、各功能要求和運行安全的前提下,實現節能運行。
結束語:
隨著社會工業化的發展,國際社會致力于推進可持續發展,以“綠色”思想為指導,將各種先進技術應用于建筑物,促進資源節約與環境保護。智能技術是現代綠色建筑的重要組成部分,它將人與自然和諧共存。節能綠色建筑的智能技術是具有調節、控制、管理、規范、優化建筑與生態系統關系、人與建筑關系、人的行為與生態系統的集成智能。
參考文獻:
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建筑節能智能化范文3
關鍵詞:智能化建筑;節能技術;技術應用
中圖分類號:TU201.5文獻標識碼:A
目前,我國正處于經濟快速發展的關鍵時期,隨著城市化進程的不斷加快,預計未來城市人口將以一千四百萬的速度遞增。這將為城市的建筑行業帶來巨大的壓力。并且,隨著人們節能環保意識的增強,更加注重建筑工程中節能環保技術的應用。在這一發展趨勢的促動下,國內的建筑行業在節能技術應用方面也取得了重大成果。本文對節能技術進行介紹,并探索當前節能技術的應用現狀。
一、現代化智能建筑
現代化智能建筑就是指綜合利用現代化的通信、自動控制以及計算機等現代化的技術手段,將建筑物建設成為現代化的智能建筑。其主要的建筑功能包括:建筑自動化、通信自動化以及辦公自動化。
二、現代智能化建筑節能技術及其應用
(一) 智能照明控制系統
智能照明控制系統的主要功能包括:燈光控制、安全防范以及HVAC設備控制等??梢詫κ覂葻艄膺M行開關控制、亮度控制、延時控制、遠程控制、定時控制以及紅外線遙感控制等。操作簡便,維護方便。
(二) 空調系統、衛生設備等的控制技術
包括實現最佳啟動控制,最小負荷控制; 外氣吸入控制,期間設定切換控制; 節電運轉控制,節水運轉控制等。智能建筑的智能核心一般而言指的是對空調系統的節能控制,通過合理有效的算法所進行的節能控制,可以在有效節能的同時,實現空間環境溫度的自動控制,保證室內環境舒適性。
(三) 熱源設備進行智能控制
包括送水溫度控制,熱源臺數控制; 冷凍機最佳運轉控制,蓄熱運轉控制。目前,包括 GB50019-2003 采暖通風與空氣調節設計規范在內,我國大部分建筑的暖通空調系統在設計中所采取的負荷計算方法均為靜態方法,同時,在計算中還會考慮較大的安全系數,這就導致在實際的設備選型( 包括風機、冷凍水泵、制冷機組) 等的選型方面偏大。而實際上暖通空調系統是一個典型的動態系統,在其運行過程中,即使是一天當中的負荷也不是均勻分布,是隨時間的變化而變化的,而靜態的設計方法所造成的不恰當冗余將會造成極大的能源浪費。智能建筑技術所采用的樓宇自控系統則可以通過節能控制模式和算法,對設備運行過程進行動態調節,從而有效減少靜態設計方法所導致的能源浪費。
三、智能建筑改革建議
盡管當前智能建筑的節能技術發展的非常迅速,但是,在實際的建筑工程當中,卻存在很多的現實問題。并且,同智能建筑相配套的市場管理以及技術管理卻未能實現完全的同步,這也就導致了智能建筑節能產品的質量以及種類無法滿足智能建筑的設計需求。對這些問題,下面提出相應的應多措施。
(一) 強化智能建筑節能設計前期規劃
系統的前期規劃是智能建筑節能技術良好發揮效用的前提和必要條件。在智能化建筑的前期規劃設計階段就需要以效果為導向,根據建筑節能需求來進行節能技術規劃工作,建筑節能運行管理模式需在初期的系統設計中體現出來,這也是智能建筑節能設計的關鍵。以建筑設備監控體系為基礎,管理和節能兩個功能并行,以此來保障系統的監控范圍、監控內容、監控要求實現其應用效能,使系統完成后真正實現管理和節能兩者兼備的功能。
(二) 加強智能建筑運營管理規范性
對智能建筑的最終節能性能而言,其運行階段的管理水平起著至關重要的作用。在建筑實際運行過程中,由于專業技術人員缺乏、技術水平落后、管理效率低下等原因導致的智能建筑能耗過高、設備損耗過大、系統管理水平低等問題層出不窮。這些問題的解決有賴于建筑運行管理單位加強對現有工程技術人員的大力培訓和后續人才的培養。首先,對現有工程技術人員的培訓需要設備制造單位相關專業技術人員的合作和指導,將理論知識灌輸到現場操作人員的實際工作中,培養出技術能力可以勝任的工程技術人員,同時,還需要建立起具有一定專業水平的管理團隊,從上到下對智能建筑的運行管理水平進行整體提升; 其次,需要從長期發展的角度考量,通過與專業院校等單位對接,實現專業技術人員和管理人才的梯
隊培養,提高智能建筑的綜合節能水平
(三) 加強建筑節能參與主體意識
智能建筑節能的參與主體包括多個層面,政府、業主、建筑設計師、設備工程師、物業管理人員、建筑實際使用者等。在立項階段,業主和政府部門作為項目的指導者,其政策的執行和投資決策將會是節能技術在智能建筑中應用的前提; 在設計階段,建筑設計師是對建筑整體性能進行控制和把握的,建筑師對節能性能的控制將會影響建筑未來實際運行中的節能效果; 到了使用階段,物業管理人員和建筑使用者的節能意識和實際的節能效益,將最終決定建筑節能技術應用和節能改造的最終實施。
四、結論
要想真正實現人與自然的和諧以及經濟的可持續發展,就應該將節能環保理念運用到各個發展領域。建筑領域在能源消耗以及環境污染方面的“貢獻”巨大,更是應該注重節能環保。智能建筑的節能環保工作并不是一朝一夕就能完成的,其不僅是一個長期的系統工程,更是需要多行業的共同協作。本文首先對當前智能建筑節能技術及其應用進行介紹,然后,對當前存在的問題進行分析,并提出相應的應對措施,希望能夠為實現智能建筑的節能環保水平提升提供一些幫助。
參考文獻:
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建筑節能智能化范文4
關鍵詞:智能建筑;節能分析;優化方法
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:
從可持續發展理論出發,建筑節能的關鍵在于提高能量效率,因此無論是制訂建筑節能標準還是從事內體工程項目的設計,都應把握高能量效率作為建筑節能的著眼點。智能建筑也不例外,業主建設項目智能化大樓直接動因就是在高度現化化,高度舒適的同時能實現能源消耗大幅度降低,以達到節省大樓營運成本的目的。依據我國可持續建筑原則和現階段國情特點,能耗運行費用最低的可持續建筑設計包含了以下技術措施:1節能;2減少有限資源的利用和開發,利用可再生資源;3室內環境的人文主義;4場地影響最少化;5藝術與空間的新主張;6智能化。
創造健康,舒適、方便的生活環境是人類的共同的愿望,也是建筑節能的基礎和目標,為此,21世紀的智能型節能建筑應該是:1冬暖夏涼;2通風良好;3光照充足。盡量采用自然光,天然采光與人工照明相結合;4智能控制;采暖、通風、空調、照明、家電等均可由計算自動控制,既可按預定程度集中管理,又可局部手工控制,既滿足不同場合下人們不同的需要,又可少用資源。
一、智能建筑可能的現狀及發展方向
l、智能建筑節能現狀
顯然建設智能大樓直接動因就是在高度自動化,高度舒適的同時,能實現能消耗大幅度降低,以達到節省大樓營運成本的目的,然而實際上在智能化目標定位中明確提出節能要求的不多,建成的確有節能功效的智能建筑更是罕見。主要原因有以下幾點:房地產投資商認為能源建設的是政府業績和投資環境的標志之一,節能看不見摸不著,所以可在建筑豪華和設施的先進性上花巨資,也不愿為節能花一分錢,系統與設備,設備與設備之間的控制集成成功率不高,相關系統結合界面如通信協議,網絡構架的標準化統一性不夠,物業管理水平跟不上,運行優化無從談起,沒有從通過可再生資源利用技術來提高建筑的可持續性戰備高度重視智能建筑的節能;缺少正確有效的建筑設備能耗評估方法,限制了智能建筑節能研究更好的開展。
2、智能建筑節能的發展方向
中國的建筑節能工作已經走過了20多年的艱苦路程,在市場經濟的推動下,隨著住房體制改革的前進,房屋費用理所當然地要由住房者承擔,節約建筑用能勢必逐漸成為廣大居民的自覺要求,加上改善大氣環境衛生愈來愈迫切,注重減輕建筑用節能來的污染,建筑節能將是大勢所趨,人的所向是國家民族利益的需要。
智能建筑節能是一門新興科學,與原有專業分工不同,它包含有建筑、施工、采暖、通風、空調、電器家電、建材、熱工、能源、環境測控計算機軟件等許多專業內容,是許多專業學科邊緣交叉結合形在的,在社會需要的推動下,許多高等院校,科研院所都在圍繞不同方面進行研究開發,在出現蓬勃發展的新局面。
3智能建筑節能分析和評價原則
(l)做好智能建筑的節能規劃
節能規劃要從可持續發展的戰略高度出發,利用新方法、新思路;節能要從原先的拾遺補缺,變為在技術經濟分析要求之后優先考慮的方案要以提高能源利用效率為中心,總之節能目標要根據經濟發展,能源平衡,能源消費率和節能率來編制。
建筑節能采用節能型的建筑結構,材料、器具和產品,提高保濕、隔熱性能,減少采暖、制冷、照明的能源耗損,逐步開展建筑物的節能以滿足建筑設計標準要求。
(2)智能建筑的經濟性分析應堅持節能原則
對智能建筑進行技術經濟分析是評價智能建筑節能效益的依據,技術經濟就是用盡可能少的勞動消耗和勞動占用為社會提供更多、更好的使用價值,即要求以最少的勞動消耗和勞動占用而取得最大的經濟效益,一個建設項目的設計,以能源利用、工藝流程、實體布置、設備造型到能源消耗及工程效益無不關系到技術經濟,所以,技術經濟在工程設計中所占的地位自然是十分重要的。
(3)利用層次分析法對智能建筑的綜合評價也離不開節能原則,利用層次分析法對智能建筑采用以下評價準則:a滿足用戶需要的程度;b建筑物的節能程度。c建筑物使用者舒適性;d建筑物管理者管理的方便程度;e在現有基礎上補充的可能性;f整個智能建筑的性能價格比。
二、智能建筑BAS控制方案的優化
l、智能建筑樓將建筑內所有設備集成一個系統,實現信息共享進行綜合管理,其作用和效益是巨大的,要實現智能作用效益,就必須實施優化,建筑智能化工程的最優化設計與常規設計相比有以下特點:
(1)要從系統的各種功能結構和參數中找到最匹配,使整體效能最佳,從而提高系統的效益,降低投資和運行費用。
(2)要能對系統及其過程進行定量化的狀態模擬,減少控制環節,提高可靠性與穩定性,發生故障概率最低可能性,系統響應輸出最優化。
(3)不變條件下的優化控制及優化控制條件的兩種型式,通過優化控制方案達到節能是一種“主動節能”,它有別于墻體結構,門窗的形式設置改造的“被動節能”。
2、基于節能策略的智能建筑BAS系統優化方法(主要針對空調系統)。
控制策略的優化
PID控制,空氣處理機的DDC通常采用PID控制,選擇正確的PID參數對空調系統的穩定運行是非常關鍵的。PID系數空調對室內溫度波動的供應特性曲線,達到設定溫度的過渡過程數短,相反PID系數低。
達到設定溫度的過渡過程較長,但并不足PID系數越高越好,否則引起DDC控制系統失穩,表現為室內溫度的振蕩和水的電動調節閥周期性的采用運動無法在固定開度上運行。
PID能解決大部分場合空調控制,但對于影劇院等大熱慣性空調場合,靠窗的PID系數提高空調機組對負荷變化的響應過度是不能解決問題的,這時可以采用雙級控制,即分加在空調查的通風和總安裝溫度傳感器,室內的溫度設定由主DDC控制器完成。水閥的驅動由副DDC把通風溫度傳感器和主DDC的指令完成。由于通風溫度變化速度快于房間溫度的變化,這一控制方式加速系統對溫度波動的響應,必須注重的是為防止水閥被人為關死或水系統供水不足等異常情況對控制系統產生影響,副DDC通常只需采用控制標質(P),不可加入和分量(I)。在實際的工程設計中,BAS系統對空調的節能控制存在多種措施可以采用,例如室外值比較二氧化碳等雜物濃度確定新風量,基于日程表的定時操作系工程設計中可以視需要靈活運用,以達到最優的效果,例如辦公、商場等場合,夏秋季在清晨時通過程度活動空氣處理機(或新風機)利用室外涼爽空氣對室內全面換氣預冷,既節約能耗又改善了頂內空氣質量。
總結,智能建筑節能是一門新興科學,與原有專業不同,包含建筑施工、采暖、通風、空調、電器、家電、建材熱能、能源、環境、控測、計算機軟件等許多專業內容,是許多專業學科邊緣交叉并結合形成的。對智能建筑的分析應堅持節能的原則,從智能建筑能量管理與控制系統優化的基本出發點,優化原則及技術措施對于智能建筑節能實現具有重要的現實意義。
建筑節能智能化范文5
關鍵詞:智能樓宇;EIB節能
在信息社會中,人們對于現代建筑的概念也在發生變化,傳統建筑提供的服務已遠遠不能滿足現代社會和工作環境等方面的要求。智能大廈的出現,使得一幢幢樓就變成一個小社會,其內部有眾多的小公司,各種商業的生活行為要求數以兆計的信息和控制指令進出整座大廈。那么如何在智能建筑中融入建筑節能的思想,遵循可持續發展戰略也是我們面臨的一個重要的問題,我們必須對智能化建筑有一個全面、綜合、深入的認識,這對于設計者、使用者乃至發展商都是非常重要的。
1、EIB系統節能應用分析
對于現代樓宇內的耗能大戶中央空調來說,系統的能耗一般主要由三部分構成,即空調冷熱源、空調機組及末端設備、水或空氣輸送系統。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50%左右,水或空氣輸送系統能耗占總能耗的30%左右,風機盤管等末端設備能耗約占總能耗的20%左右。在實際運行中,中央空調處于最大設計負荷下工作,很難做到隨實際運行負荷的變化做到合理的動態調節,這樣中央空調的運行效率會比較低,而且浪費電能。在采用EIB系統后,EIB系統的驅動模塊可以直接控制中央空調的末端設備——風機盤管,不僅可以做到開關控制,而且可以調節風機盤管風機的轉速和水閥的流量,進而來對室內的溫度進行調節。對于室內溫度的控制,除了定時、集中等控制方式外,EIB系統專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板,其溫控面板可以指示當前室內的溫度,并可以通過驅動模塊來控制風機盤管,進而使用者可以根據實際需要調節室內的溫度,這樣避免了風機盤管始終在同一轉速下運行的缺陷,不僅符合人們的實際需要而且能夠實現節能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗,冷熱源的消耗和三速風機的能耗,這兩種能耗的降低將使整個中央空調的能耗降低。
2、樓宇建筑內照明系統的節能控制
與中央空調相比,照明系統的能耗由于相對較低而常常被人們忽視,而實際上在一個相當長的時間段內,照明系統節約能源的潛力是相當可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內照明和公共區域照明兩大部分。首先,對于室內照明來說,傳統的強電系統只提供簡單的開關兩種控制狀態,而且所謂的“人在燈亮,人走燈滅”的節能方式也只能寄期望于人們良好的節能意識。而EIB系統則可以提供一種移動感應控制加調光的解決方案。當感應器感應到室內有人存在時,可以控制照明設備的開啟;相反,當沒有人在室內時,感應器將會延遲關閉室內的照明設備。 其次,對于公共區域來說,EIB系統的移動感應器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例,技術人員經過測試后,運用EIB系統后的衛生間大約可以節能80%。另外還可以對這些區域內進行定時控制和集中控制,如果運用傳統的強電系統,管理控制中心的管理人員很難掌控公共區域內照明系統狀態,而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監控每一個回路的狀態,并且可以根據實際情況設定區域內燈具的開關狀態,這樣不僅提高了管理效率,而且還極大地節省了能源。
3、EIB系統節能控制方式
EIB系統的控制方式非常靈活,有就地面板控制、紅外遙控控制、移動感應控制、定時控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節能來說是非常有益處的。
3.1移動感應控制
如前文所提到的那樣,移動感應控制主要是控制公共區域內以及室內的燈光,即能夠實現有人的時候自動開燈、沒人的時候延時自動關閉的功能,從而達到最大程度的節能效果。另外某些移動感應器帶有恒照度控制功能,還可以根據環境的照度來決定是否需要開燈。這樣,系統可以根據實際需要來控制樓宇內的照明設備,避免不必要照明浪費。
3.2定時控制
在現代智能樓宇中,人們會對不同用電設備進行綜合運用,來達到一定的模式效果。EIB系統可以通過定時來自動實現一些特定模式的啟動或停止,或者對公共走道、泛光照明等進行時間控制。可以根據節假日、特定日期等不同時段設定不同的時間表進行統一控制。
3.3集中控制
對于現代智能樓宇等大型建筑來說,最有效的管理控制方法就是通過計算機的集中控制軟件來管理所有的用電設備。通過EIB系統的中控軟件,用戶可以在計算機屏幕上對所有區域內的電氣設備進行監視,并隨時可以進行調控,既方便又可以有效地提高設備的管理效率。通過計算機,用戶還可以觀察每個電氣回路的累計開關次數和運行時間,為設備維護和檢修提供方便。目前許多樓宇自動化(Building Automation,BA)系統廣泛用于現代樓宇的管理控制當中,但是由于造價等原因BA系統很難做到對末端設備進行控制,即不會對每一個區域的每一路燈光、每一路風機盤管等做控制。而EIB系統則正好彌補了BA系統的這個缺陷,所以很多情況下都會將BA系統與EIB系統結合使用,通過一個軟件系統將這兩個系統結合。
4、結束語
EIB系統通過對用電設備的合理控制,并運用高效的控制方式,對智能樓宇進行綜合管理,為人們提供了一種新型高效的用電管理手段,能夠創造良好的節能效果。除了節能外,EIB系統還能創造高效的管理效率,而且通過智能化管理,還可以為人們營造良好的辦公、家居或者娛樂氛圍和舒適的室內環境,操作使用都極其方便。另外,EIB系統組態靈活,能夠在修改、擴容等方面給用戶帶來更大的收益。相信將來EIB智能系統的廣泛應用,能夠使人們的生活變得更加豐富多彩,并為社會創造更大的效益。
參考文獻:
建筑節能智能化范文6
關鍵詞:建筑電氣 節能技術 節能優化
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
1智能化建筑電氣節能概述
智能建筑對智能控制提出較高要求,而智能控制的根本取決于智能化建筑電氣如何實現高效智能化節能,也即取決于如何通過電氣節能技術的革新來降低智能化建筑的電氣耗能。建筑電氣智能化節能是智能樓宇發展的重要手段與關鍵性因素。目前,我國建筑電氣工程行業對智能化建筑電氣節能的認識主要是從消減能源消耗的立場出發。在我國當前各種能源消耗所占的比例中,建筑能耗占主要部分,其中建筑電氣方面的耗能居于首位。因此,通過創新手段來提高我國智能建筑電氣節能優化技術水平日益成為我國建筑電氣工程行業之中實現技術突破的重中之重。同時如何實現智能樓宇電氣的智能化節能是眼下全球范圍內建筑電氣工程行業關注的焦點所在。如何引入對建筑物的供配電系統、安全控制系統的操作運行及管理等進行智能化的、自動化的環保節能處理是實現智能化建筑電氣節能優化設計的核心環節所在。這是未來建筑電氣節能技術的發展方向。
2智能化建筑電氣節能技術的現狀及問題
2.1我國智能化建筑電氣節能技術的發展現狀
從我國當前建筑能耗的組成部分來看,電能消耗是最主要的部分。太陽能、熱能、風能等是我國建筑電氣工程行業主要開發并應用于智能化建筑電氣節能技術中的幾種新型能源。目前,依托于太陽能和風能的新型發電技術日益成熟,這兩種可再生能源發電技術已在我國眾多行業和領域中使用,尤其在我國智能樓宇的電氣節能優化設計方面使用較廣,并取得了較好的環保效益和經濟利益。雖然我國智能化建筑電氣工程行業在新能源應用于建筑物的電氣節能優化技術方面取得了一定的突破,但是我國智能化建筑電氣節能技術的優化設計仍然面臨許多問題。如何有效地利用新能源發電設備、如何對新能源發生的電力進行管控仍然是我們面臨的最大問題。因此有效的利用自動化、智能化電能監控管理設備是智能化建筑電氣節能控制系統能否高效運行的決定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自動化、智能化設備,即使擁有最為先進的智能樓宇電氣節能技術、以及引入新能源發電系統,也無法獲得降低能耗的預期效果。而我國在相應的自動化、智能化電氣設備以及電能監控設備研究、開發和生產上還處于比較落后的地位。
2.2我國智能化建筑電氣節能技術的主要問題
基于我國當前智能化建筑電氣節能技術發展現狀,可以看出,目前智能化建筑電氣節能技術仍存在諸多現實問題。例如:智能化建筑電氣節能系統缺乏全面有效的協調統籌,無法實現峰谷能源的調配,節能系統實際運行效率低下;缺乏基礎性的自動化電氣節能監控與管理配套設施,實際節能效果不明顯;智能化建筑電氣節能系統控制制度存在漏洞,控制方式不合理,消耗大量電能等等。因此,在智能化建筑電氣節能技術的具體設計過程中,應遵循適用性、安全性、節能性、環保性四大基本原則。除此之外,智能化建筑電氣節能技術的設計還應符合我國現行的智能化建筑電氣國家設計規程和標準。比如,電氣工程師對智能建筑的供配電系統進行具體設計時,可以結合建筑物用電總負荷容量和負荷等級的統計分析,對變配電所進行合理選址布局,并選用節能型變壓器,以變壓器的負荷率在80%左右為佳。在設計智能樓宇照明系統時,應選擇合適的光源和燈具,充分利用自然采光,重視照明系統控制,采用自動化的控制管理設備進行節能監控。
3智能化建筑電氣節能技術的系統優化
3.1智能控制系統的優化
智能控制系統的優化是智能化建筑電氣節能技術系統優化的主要內容,具體包括智能控制策略的優化、智能控制管理方式的優化、智能數字控制器的優化以及智能控制網絡的優化四個方面。
以如何實現暖通空調系統的節能技術系統優化為例。從智能控制策略優化的角度出發,PID控制是空調的數字控制器(簡稱DDC)普遍采取的一種控制方式。一般而言,PID系數的高低與空調達到設定溫度的過程長短成反比例關系。當PID系數無法及時實現空調機組對溫度變化響應的控制時,可以采用在空調的送風道和室內同時安裝溫度傳感器的雙級的控制方式,加速系統對溫度波動的響應,從而達到節能系統的優化。從智能控制管理方式的優化角度出發,為了給空調使用者提供較大的舒適與便利,工程設計者可以通過在DDC上安裝功能與VRV控制面板的設定器接近的專門部件來實現對暖通空調系統的中央控制。從智能數字控制器的優化角度出發,可以依據不同的場合選擇不同處理能力的DDC,如在冷凍機房等空調通風密集的地方可以選擇安裝大型控制器,而對空調通風機可以選擇安裝中小型的控制器。還可以在空調通風的設備控制器中擴大可編程邏輯控制器(PLC)的使用范圍。
從智能控制網絡的優化角度出發,依據工程的類型,基于拓撲結構在控制網絡中的重要作用,可以選擇性地運用基于RS485總線或靈活的現場總線方式的控制網絡對小型智能化建筑電氣節能工程進行優化或者采用基于樓層的分支、分層的多級化網絡控制模式對大型智能化建筑電氣節能工程進行優化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能數字控制器以及智能控制網絡的優化有助于全面實現智能控制系統的優化,從而達到節能降耗、安全環保的智能化建筑節能目的。
3.2質量安全監控的優化
對建筑電氣質量安全監控進行優化在智能化建筑節能電氣工程中具有極其重要的地位,它可以確保智能化建筑電氣節能系統正常有效地運行,也可以保障智能化建筑電氣節能系統的安全。質量安全監控的優化可以從以下兩個方面展開:第一,優化智能建筑電氣節能供電系統的保護措施。如借助網絡開啟智能保護措施,通過借助因特網的人工智能識別系統對質量安全進行監控,可以及時發現安全問題。如建筑電氣的某一環節出現了斷電或者短路等問題,借助因特網能夠快速識別出出問題的部位,幫助管理人員及時維修。第二,優化智能化建筑電氣節能的安全防范系統。包括對視頻監控系統、入侵報警系統、門禁控制系統、數字與網絡視頻監控技術、安全防范系統的集成與技術融合等方面的節能優化等。其中信息的采集與處理是智能化建筑電氣安全防范系統的核心,它采用的主要技術有現場總線布控技術、智能元器件探測技術、微機接口及其控制技術、智能化系統調試技術等。智能化建筑電氣節能的質量安全監控優化給監控管理人員的技術素質提出了較高要求。在注重智能化建筑電氣節能系統設計與安裝質量的同時,還應重點對質量監控系統設備安全性能問題進行有效的監控,以此來優化智能化建筑電氣節能設備的質量安全系統的功效。