樓宇智能化在節能建筑設計中的運用論文
摘要：現代科學技術越來越發達, 已逐漸滲透到生活的方方面面, 就連樓宇設計也不例外。現代建筑物已越來越智能化和節能化, 現從弱電智能化的建筑設備管理系統、窗簾和光線管理系統、能效管理系統中的各個子系統等介紹入手, 展現樓宇智能化在現代科技綠色低碳樓型建造和運作過程中的作用和成效。
關鍵詞：樓宇; 智能化; 節能建筑; 設計; 分析;
0 引言
“綠色、低碳、節能”是我國建筑行業中的三大主題, 且在不斷地普及發展。現在的房地產開發商和建筑設計者也在不斷地探索和研究新的科技建筑理念, 這將成為一種不可逆轉的趨勢[1]。筆者已從事建筑節能智能化行業多年, 深切地感受到越來越多的客戶對這種變化的青睞與追捧。本文就以南京市一座新蓋的示范辦公樓為例, 介紹經典的弱電智能化子系統對樓房節能建設起到的作用。
本項目的名稱是南京紫東國際創意園建筑, 坐落在南京紫金山東麓。項目總用地面積約666.7萬m2, 規劃容積率僅為0.8, 建筑密度僅為14%, 要打造45萬m2高檔園林景觀。規劃用地性質為生態綠地兼容產業用地, 總建筑面積67.97萬m2, 其中地下部分達15.82萬m2, 被定位為全國低碳節能綠色建筑示范樓, 從建材到機電設備, 再到智能化建設都做到了低碳節能。具體包括以下幾個方面: (1) 外墻采用雙層呼吸式幕墻; (2) 采用光伏發電系統供電; (3) 采用先進的地板輸風和毛細管空調等節能供暖設備; (4) 辦公區域采用電動窗簾和光線智能控制; (5) 辦公室的窗戶和空調是聯鎖控制; (6) 地下室采用直光導管; (7) 9層的展廳用平光導管。
1 設計內容
該建筑樓是一幢辦公寫字樓, 為營造一個舒適安全的工作環境, 該建筑設計不包括常規的弱電子系統, 而把主要目標放在本幢樓的節能方面[2]。本文將重點介紹建筑設備管理系統、燈光及窗簾控制系統以及能效管理系統三個子系統。以下將對各個系統的設計方案進行介紹。
2 建設設備管理系統設計
在一個建筑項目中, 為工作人員提供舒適的工作環境, 就需要大量的機電設備同時運轉, 這也是建筑設備監控設計的最終目標。為使整座大樓的設備管理系統達到最佳的節能效果, 在設計過程中, 要充分考慮全年的運行和當地的季風性氣候。
下面是這個系統的設計方案:
第一, 熱泵溶液調濕機。這不是普通的新風機組, 它集多項功能于一體, 可以對空氣進行冷卻、加濕、除濕、加熱、凈化等, 獨立運行就能滿足全面的新風處理需求。這項設計可以用接口集成的方式, 智能讀取機組的數據, 包括室內濕度、排風頻率、送風頻率、室內二氧化碳濃度和過濾器警報等。
第二, 地板送風變頻空調。這項設計中, 溫度的控制是通過在水盤管水側安裝二通電動調節閥來實現的。控制器可以檢測到回水的溫度, 和設定的溫度值進行比較運算, 最終實現溫度控制。此外, 冷熱水閥是與風機聯鎖的, 這樣既能達到節能的要求, 又能對水管盤進行保護。而在風閥控制中, 回風閥和新風閥是反向聯鎖的, 以充分達到節能的目的[3]。夏季和冬季是使用空調的高峰期, 既要保證新風被送進辦公室, 還要保證減少外面新風的流入。在春秋季, 要調節回風閥和新風閥, 充分利用室外的空氣。
第三, 毛細管道輻射系統。毛細管道空調系統與傳統空調原理不同, 它是利用輻射進行室內溫度調節, 而傳統空調是靠“吹風”進行溫度調節的, 噪音也比較大。毛細管道輻射系統模擬了人體的毛細血管可以調節體溫的原理, 真正為辦公人員創造了舒適、節能、綠色的環境。毛細管道輻射系統能監測室內溫度, 調節電動兩通閥, 來控制室內溫度, 當室內溫度不在原先設置的溫度值內時, 相關的電動閥會自動關閉。與此同時, 還要監控和監測毛細管道輻射系統的供水溫度和回水溫度[4]。該系統中帶有窗戶開關狀態聯動控制, 系統根據窗戶的開關狀態, 聯動控制空調的運行。
第四, 地下熱泵機組。主要包括機組運行狀態監測、故障信號警報、遠程狀態監控等。很多功能都在這個設計范圍內, 比如測各個區域的水溫和水流量以及各個地方的水壓力等, 比較復雜。此外, 還包括計算空調系統負荷、監控水箱水位警戒位以及不同閥之間的切換等。
3 燈光及窗簾控制系統
寫字樓照明在整幢樓的耗能中所占比重較大。本設計項目中, 寫字樓的'燈光照明系統用于樓中電梯和地上辦公區域照明, 而窗簾系統只用于地上辦公區域。燈光系統應用的公共區域在地下一層和地下二層辦公人員乘坐的電梯廳里, 安裝有紅外線傳感器, 同時在地下一層的洗手間以及各個樓層的走廊及洗手間也安裝了紅外線傳感器。上班時間用開關控制燈光, 下班時間段用人體感應控制燈光, 既節能又智能化, 還安全。寫字樓三層以上, 每個辦公室都有臨窗亮度感應器。敞開式辦公區域給公司人員辦公用, 根據具體需求, 如果辦公室有人且亮度達到500 lx, 燈就處于關閉狀態;如果紅外線感應到室內有人, 但亮度沒達到500 lx, 燈就自動打開;如果感應系統感應到室內無人, 無論亮度達到多少, 燈都一直處于關閉狀態。辦公人員離開后燈光會自動延長一小段時間[5]。
燈光系統的智能化表現在, 辦公區域的燈光在不同的時間段可以營造不同的場景, 如上班場景、下班場景和午飯場景等。該功能集照明、窗簾、電路控制于一體, 實現一鍵智能操作。窗簾系統是一按按鈕, 透明的玻璃就會變成白色的幕布。電動窗簾的主要用途是遮光, 保證室內溫度在預設溫度值內。
4 能效管理系統
能效管理系統簡稱EA系統, 集能源管理系統和機電一體化于一體。能效管理系統是一個常規的弱電智能化系統集成平臺, 其利用系統綜合優化原理, 通過對整個系統信息的采集和綜合分析, 實現整個系統的綜合性優化。能效管理系統的集中管理主要包括以下幾個方面: (1) 信息系統的管理。根據整棟大樓的各個區域, 控制不同區域的燈光、空調、通風等系統的啟停, 監控大樓內濕度、溫度、空調以及電梯的運行狀態。 (2) 建筑設備管理子系統。包括對機電設備運行狀態的監測、故障報警以及各種參數值的變化顯示等。 (3) 自動火災警報聯動系統。這是每個現代的寫字樓必備的一個智能化系統。 (4) 綜合安全防護系統。充分調用CCTV電視監控系統的視頻信息, 時刻跟蹤安全防護系統的正常戒備狀態, 監控電視門禁重要通道與公安系統聯動。
5 結語
一幢樓的設計在實現智能化的同時又要做到節能是非常復雜的, 因為在智能化和節能化中包含很多子系統, 而本文只對幾個經典的常用子系統的設計做了簡單介紹, 可以讓讀者稍許了解弱電系統對一幢大樓實現節能低碳建設的重要作用。一幢大樓建筑能否真正做到低碳綠色環保, 需要考慮的因素有很多, 包括前期設計、規劃、建材、機電設備等基礎條件, 同時還要與運行管理方式有效地結合在一起, 這樣才能達到預期的節能目標。智能化雖然不是主要的部分, 但是對一幢樓節能目標的實現起著巨大的作用。
參考文獻
[1]楊鵬, 黃官偉.EIB在樓宇智能化系統中的節能應用研究[J].現代商貿工業, 2009 (24) :282-283.
[2]靳艷萍.樓宇智能化系統在節能建筑中的應用[J].山西建筑, 2014, 40 (19) :200-202.
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[5]謝慶裕, 楊潔華, 葉曉萍.建筑能耗占城市四成樓宇“智能化”成節能趨勢[N].南方日報, 2013-05-31 (A21) .
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