对智能建筑与节能的探析

时间：2023-03-26 23:32:22 论文范文我要投稿

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对智能建筑与节能的探析

　　[论文关键词] 电气　智能　节能　设计　用电

　　[论文摘要] 随着社会的进步与发展，我们越来越重视智能建筑与节能，做好智能建筑与节能工作具有非常重要的意义。本文主要介绍建筑电气智能建筑节能的基本情况。

　　引言
　　建筑物建成投运后，其能源的消耗量是巨大的。目前，大多数存量建筑缺乏完善的节能技术措施，节能的空间也是巨大的。我们的调查数据反映，完备、规范的物业管理可以有效节省能源消耗，提高服务质量。尤其需要指出的是，通过加强管理，充分发挥BA系统的作用，增加建筑设备的优化控制措施，能够快速地把一部分浪费的能源降下去。
　　1. 智能建筑节能概况
　　智能建筑的节能是指智能建筑内能源的消费和合理利用之间的平衡关系。实现智能建筑的节能是建设智能建筑的目标，通过节能管理，节省大厦的运行和管理费用，是智能建筑高效率和高回报率的具体体现。通常建筑物节能的内容和对象包括建筑设计、空调系统、照明与设备。智能建筑节能不但包括原有传统建筑所采用的节能方法，更重要的是采用高科技手段来达到更准确的调整和控制，即“主动节能”。
　　1.1节能墙体的应用
　　我国传统围护结构墙多为无机材料组成，如砖石砌体、混凝土、水泥砂浆等。如今为了节能保温的需要，引入了大量有机保温材料如摸塑聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、硬泡聚氨酯等，因为这些有机保温材料的保温性能要比传统墙体材料的保温性能强，所以有机保温材料在建筑围护结构节能中广泛应用，形成了一种无机材料与有机材料复合墙体。这样就对施工工艺提出了新的要求。典型的保温墙体，是有机与无机材料相问复合而成，而这种墙体除传统的承重、隔声要求外。还增加了保温隔热的要求。要求无机材料和有机材料组合成—个整体，在自然环境中能共同作用，因此对组成墙体的材料性能及施工工艺有了新的要求。
　　1．2节能门窗的应用
　　门窗是建筑物内外进行能量交换的主要通道。因此门窗的节能对整体建筑节能具有很大意义，建筑门窗的节能除了从提高玻璃和框扇本身的热工性能和尽量使用中空玻璃并保证中空玻璃的密闭性外，还应该从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手，因为各搭接处严密才能保证空气流通量的减少。门窗节能从设计、施工、材料等方面应做到门窗安装必须采用预留洞口施工工艺．严禁采用边安装边砌口或先安装后砌口；根据门窗不同材质来决定采用焊接、膨胀螺栓等工艺进行门窗固定，无论采用何种工艺均应保证其安装牢固；设计时应尽量增加其开启缝隙的搭接量从而减少开启缝隙宽度；根据门窗材质选用各种密封条进行密封，保证外窗的气密性；对金属框门窗在保证足够空间的条件下采用塑料、橡胶等隔热材料进行断桥处理，断桥的长度及宽度均应保证，并应保证其在安装配件时不破坏断桥、门窗四周与墙体连接处缝隙采用聚苯板或聚氨酯等材料嵌填而不得采用水泥砂浆嵌填，以保证其严密性等。
　　2．用电设备方面
　　2．1制冷主机的能量调节（暖通系统的节能控制）
　　冷机是否能节能主要取决于其部分负荷时能量调节的性能，即控制制冷量和冷负荷保持平衡的调节能力。能量调节技术各有不同，其中需要提到的是热气体旁通调节，其原理是当压缩机吸气压力低于下限值时，能量调节阀自动按比例打开，使排气口部分高温、高压冷媒气体旁通到吸气管，形成不经过冷凝器和蒸发器的体外循环，达到防止吸气压力下降和降低压缩机产冷量的目的。由于无用压缩功的产生，采用这种技术的机组在部分负荷条件下运行并不经济，对因小流量带来的系统负荷降低几乎是视而不见，对节能贡献难有作为，甚至会使其COP下降。
　　2.2 BA楼宇设备控制系统
　　近年来，随着管理、节能和环境舒适化需求的增长，楼宇控制(BA)技术在国内的发展极为迅速，不但新建高层建筑广泛采用BA系统，许多旧楼宇在设备改造时也使用BA从技术上提升楼宇管理水平。于是，采用什么样的结构构建性能价格比最好的BA系统就成为业界和用户极为关注的问题。不言而喻，BA是基于工业控制和现代信息网络技术，结合楼宇管理的需求，从工业控制脱胎而出的。BA的控制对象基本上是机电设备，从根本上看，没有工业控制技术就没有BA。因此，当我们在制订BA系统方案时，应将重点放在如何将工业控制技术和网络技术有效结合，构建成本低廉、功能完备、高度开放和高度兼容的系统。
　　2.3照明的节能设计
　　照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能。通常的节能措施有以下几种：
　　1．充分利用自然光。这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。
　　2．照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间（场所）应优先采用高效发光的荧光灯（如T5、T8管）及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
　　3．推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。

　　4．改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
　　 2.4提高供配电系统的功率因数
　　大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在电网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，如何使得配电系统功率因数尽可能接近于1，使得电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。降低配电系统的电能损耗，是配电系统节能的途径之一。采用无功补偿通常有二种方式，集中自动补偿和就地固定补偿。
　　功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。前面提到的输电线路损耗ΔＰ中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流,它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：
　　1．减少用电设备无功损耗，提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等,电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备（如配有电容补偿的荧光灯）等。

　　2．用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。
　　 3.提升智能建筑节能水平
　　 3.1增强物业管理公司节能意识
　　此次调研的10幢甲级智能建筑都具备有智能化系统。这几年的实际运行的事实证明当初的系统设计比较合理，采用的技术也比较先进，满足了整个大厦的功能需求。在大厦的使用与运行中，智能化系统为物业管理人员简化操作、方便维护发挥了很大的作用，物业管理人员都认为建设智能化系统非常必要，投入很大的人力、物力去了解、学习、掌握智能化系统的使用，使其真正发挥作用。
　　但是，也有个别物业管理公司对智能化系统认识不足，以为建设初期选择了先进的技术设备、安装了超前的软件系统就足够了，忽视了对智能化系统后期的维护保养。智能化系统功能的体现与物业管理息息相关。在良好的使用、维护过程中，物业人员能够不断地对智能化系统进行改进，从而提升系统功能，更好地为大厦管理服务。
　　3.2通过设备改造进行节能
　　这种方式已经成为现在节能的主要手段。在调研的智能建筑中，节能设备的引进是一种常见而有效的方式。常见的节能手段是变频技术的使用。一些楼宇对冷冻水泵，冷却水泵的控制增加变频器，还有一些大楼对风机加入变频器，这些变频器均由BA系统进行状态控制。对于风机和水泵设备，其风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速，当风量下降到80％时，转速也下降到80％，而轴功率N将下降到额定功率的51．2％；如果风量下降到60％，轴功率N可下降到额定功率的21．6％，因此采用转速控制方式来调节风量，在节能方面具有显著的效果。如果对一个额定75kW、50Hz的风机进行变频控制，当它的频率降低到40Hz的时候，所消耗的功率仅为额定功率的53．3％。也就是说，采用变频技术把风量降低到原来的80％的时候，所消耗的风机功率仅占原来的53．3％。物业管理机构了解了变频技术的这一优点，纷纷在楼宇中采用变频技术对风机水泵的控制进行改造。有不少建筑物的能源系统在建设时存在缺陷或不合理的问题，在能耗费用的压力下，物业管理机构不惜化大代价进行改造。除了油改气外，还有一些大厦新置一台小容量的冷冻机来配合大容量冷冻机工作，使得冷冻机组群可以处于满负荷状态从而使运行效率最高，在低负荷运行时减少了大型机组效率低下的现象。
　　结束语
　　为了应对我国的能源供应不能持续满足我国经济发展的状况，我国已把节能减排作为重要的大事而列入对各级政府的考核要求。科学技术的进步使电能得到了大幅的提高，但我们更应该注意并认识到由此而产生的相应危害，节约用电，从而保证我们在享用科技进步成果的同时，其不会对我们的生活现状造成明显的损害。
　　参考文献
　　[1]陆伟良.智能化建筑导论[M].北京:中国建筑工业出版社.1996.
　　[2]陆伟良.国内外智能化建筑的发展动态及展望[J].施工技术.1998(08).
　　[3]张瑞武.智能建筑[M].北京:清华大学出版社.1996.

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