樓宇智能化在節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用論文
摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá), 已逐漸滲透到生活的方方面面, 就連樓宇設(shè)計(jì)也不例外�，F(xiàn)代建筑物已越來(lái)越智能化和節(jié)能化, 現(xiàn)從弱電智能化的建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、窗簾和光線管理系統(tǒng)、能效管理系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)等介紹入手, 展現(xiàn)樓宇智能化在現(xiàn)代科技綠色低碳樓型建造和運(yùn)作過(guò)程中的作用和成效。
關(guān)鍵詞：樓宇; 智能化; 節(jié)能建筑; 設(shè)計(jì); 分析;
0 引言
“綠色、低碳、節(jié)能”是我國(guó)建筑行業(yè)中的三大主題, 且在不斷地普及發(fā)展�，F(xiàn)在的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商和建筑設(shè)計(jì)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(zhuǎn)的趨勢(shì)[1]。筆者已從事建筑節(jié)能智能化行業(yè)多年, 深切地感受到越來(lái)越多的客戶對(duì)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(jīng)典的弱電智能化子系統(tǒng)對(duì)樓房節(jié)能建設(shè)起到的作用。
本項(xiàng)目的名稱是南京紫東國(guó)際創(chuàng)意園建筑, 坐落在南京紫金山東麓。項(xiàng)目總用地面積約666.7萬(wàn)m2, 規(guī)劃容積率僅為0.8, 建筑密度僅為14%, 要打造45萬(wàn)m2高檔園林景觀。規(guī)劃用地性質(zhì)為生態(tài)綠地兼容產(chǎn)業(yè)用地, 總建筑面積67.97萬(wàn)m2, 其中地下部分達(dá)15.82萬(wàn)m2, 被定位為全國(guó)低碳節(jié)能綠色建筑示范樓, 從建材到機(jī)電設(shè)備, 再到智能化建設(shè)都做到了低碳節(jié)能。具體包括以下幾個(gè)方面: (1) 外墻采用雙層呼吸式幕墻; (2) 采用光伏發(fā)電系統(tǒng)供電; (3) 采用先進(jìn)的地板輸風(fēng)和毛細(xì)管空調(diào)等節(jié)能供暖設(shè)備; (4) 辦公區(qū)域采用電動(dòng)窗簾和光線智能控制; (5) 辦公室的窗戶和空調(diào)是聯(lián)鎖控制; (6) 地下室采用直光導(dǎo)管; (7) 9層的展廳用平光導(dǎo)管。
1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
該建筑樓是一幢辦公寫字樓, 為營(yíng)造一個(gè)舒適安全的工作環(huán)境, 該建筑設(shè)計(jì)不包括常規(guī)的弱電子系統(tǒng), 而把主要目標(biāo)放在本幢樓的節(jié)能方面[2]。本文將重點(diǎn)介紹建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、燈光及窗簾控制系統(tǒng)以及能效管理系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)。以下將對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹。
2 建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在一個(gè)建筑項(xiàng)目中, 為工作人員提供舒適的工作環(huán)境, 就需要大量的機(jī)電設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn), 這也是建筑設(shè)備監(jiān)控設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。為使整座大樓的設(shè)備管理系統(tǒng)達(dá)到最佳的節(jié)能效果, 在設(shè)計(jì)過(guò)程中, 要充分考慮全年的運(yùn)行和當(dāng)?shù)氐募撅L(fēng)性氣候。
下面是這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案:
第一, 熱泵溶液調(diào)濕機(jī)。這不是普通的新風(fēng)機(jī)組, 它集多項(xiàng)功能于一體, 可以對(duì)空氣進(jìn)行冷卻、加濕、除濕、加熱、凈化等, 獨(dú)立運(yùn)行就能滿足全面的新風(fēng)處理需求。這項(xiàng)設(shè)計(jì)可以用接口集成的方式, 智能讀取機(jī)組的數(shù)據(jù), 包括室內(nèi)濕度、排風(fēng)頻率、送風(fēng)頻率、室內(nèi)二氧化碳濃度和過(guò)濾器警報(bào)等。
第二, 地板送風(fēng)變頻空調(diào)。這項(xiàng)設(shè)計(jì)中, 溫度的控制是通過(guò)在水盤管水側(cè)安裝二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的�？刂破骺梢詸z測(cè)到回水的溫度, 和設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較運(yùn)算, 最終實(shí)現(xiàn)溫度控制。此外, 冷熱水閥是與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖的, 這樣既能達(dá)到節(jié)能的要求, 又能對(duì)水管盤進(jìn)行保護(hù)。而在風(fēng)閥控制中, 回風(fēng)閥和新風(fēng)閥是反向聯(lián)鎖的, 以充分達(dá)到節(jié)能的目的[3]。夏季和冬季是使用空調(diào)的高峰期, 既要保證新風(fēng)被送進(jìn)辦公室, 還要保證減少外面新風(fēng)的流入。在春秋季, 要調(diào)節(jié)回風(fēng)閥和新風(fēng)閥, 充分利用室外的空氣。
第三, 毛細(xì)管道輻射系統(tǒng)。毛細(xì)管道空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)原理不同, 它是利用輻射進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié), 而傳統(tǒng)空調(diào)是靠“吹風(fēng)”進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的, 噪音也比較大。毛細(xì)管道輻射系統(tǒng)模擬了人體的毛細(xì)血管可以調(diào)節(jié)體溫的原理, 真正為辦公人員創(chuàng)造了舒適、節(jié)能、綠色的環(huán)境。毛細(xì)管道輻射系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度, 調(diào)節(jié)電動(dòng)兩通閥, 來(lái)控制室內(nèi)溫度, 當(dāng)室內(nèi)溫度不在原先設(shè)置的溫度值內(nèi)時(shí), 相關(guān)的電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。與此同時(shí), 還要監(jiān)控和監(jiān)測(cè)毛細(xì)管道輻射系統(tǒng)的供水溫度和回水溫度[4]。該系統(tǒng)中帶有窗戶開(kāi)關(guān)狀態(tài)聯(lián)動(dòng)控制, 系統(tǒng)根據(jù)窗戶的開(kāi)關(guān)狀態(tài), 聯(lián)動(dòng)控制空調(diào)的運(yùn)行。
第四, 地下熱泵機(jī)組。主要包括機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障信號(hào)警報(bào)、遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控等。很多功能都在這個(gè)設(shè)計(jì)范圍內(nèi), 比如測(cè)各個(gè)區(qū)域的水溫和水流量以及各個(gè)地方的水壓力等, 比較復(fù)雜。此外, 還包括計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷、監(jiān)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(tǒng)
寫字樓照明在整幢樓的耗能中所占比重較大。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目中, 寫字樓的'燈光照明系統(tǒng)用于樓中電梯和地上辦公區(qū)域照明, 而窗簾系統(tǒng)只用于地上辦公區(qū)域。燈光系統(tǒng)應(yīng)用的公共區(qū)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(shí)在地下一層的洗手間以及各個(gè)樓層的走廊及洗手間也安裝了紅外線傳感器。上班時(shí)間用開(kāi)關(guān)控制燈光, 下班時(shí)間段用人體感應(yīng)控制燈光, 既節(jié)能又智能化, 還安全。寫字樓三層以上, 每個(gè)辦公室都有臨窗亮度感應(yīng)器。敞開(kāi)式辦公區(qū)域給公司人員辦公用, 根據(jù)具體需求, 如果辦公室有人且亮度達(dá)到500 lx, 燈就處于關(guān)閉狀態(tài);如果紅外線感應(yīng)到室內(nèi)有人, 但亮度沒(méi)達(dá)到500 lx, 燈就自動(dòng)打開(kāi);如果感應(yīng)系統(tǒng)感應(yīng)到室內(nèi)無(wú)人, 無(wú)論亮度達(dá)到多少, 燈都一直處于關(guān)閉狀態(tài)。辦公人員離開(kāi)后燈光會(huì)自動(dòng)延長(zhǎng)一小段時(shí)間[5]。
燈光系統(tǒng)的智能化表現(xiàn)在, 辦公區(qū)域的燈光在不同的時(shí)間段可以營(yíng)造不同的場(chǎng)景, 如上班場(chǎng)景、下班場(chǎng)景和午飯場(chǎng)景等。該功能集照明、窗簾、電路控制于一體, 實(shí)現(xiàn)一鍵智能操作。窗簾系統(tǒng)是一按按鈕, 透明的玻璃就會(huì)變成白色的幕布。電動(dòng)窗簾的主要用途是遮光, 保證室內(nèi)溫度在預(yù)設(shè)溫度值內(nèi)。
4 能效管理系統(tǒng)
能效管理系統(tǒng)簡(jiǎn)稱EA系統(tǒng), 集能源管理系統(tǒng)和機(jī)電一體化于一體。能效管理系統(tǒng)是一個(gè)常規(guī)的弱電智能化系統(tǒng)集成平臺(tái), 其利用系統(tǒng)綜合優(yōu)化原理, 通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)信息的采集和綜合分析, 實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的綜合性優(yōu)化。能效管理系統(tǒng)的集中管理主要包括以下幾個(gè)方面: (1) 信息系統(tǒng)的管理。根據(jù)整棟大樓的各個(gè)區(qū)域, 控制不同區(qū)域的燈光、空調(diào)、通風(fēng)等系統(tǒng)的啟停, 監(jiān)控大樓內(nèi)濕度、溫度、空調(diào)以及電梯的運(yùn)行狀態(tài)。 (2) 建筑設(shè)備管理子系統(tǒng)。包括對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警以及各種參數(shù)值的變化顯示等。 (3) 自動(dòng)火災(zāi)警報(bào)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。這是每個(gè)現(xiàn)代的寫字樓必備的一個(gè)智能化系統(tǒng)。 (4) 綜合安全防護(hù)系統(tǒng)。充分調(diào)用CCTV電視監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信息, 時(shí)刻跟蹤安全防護(hù)系統(tǒng)的正常戒備狀態(tài), 監(jiān)控電視門禁重要通道與公安系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
5 結(jié)語(yǔ)
一幢樓的設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)智能化的同時(shí)又要做到節(jié)能是非常復(fù)雜的, 因?yàn)樵谥悄芑凸?jié)能化中包含很多子系統(tǒng), 而本文只對(duì)幾個(gè)經(jīng)典的常用子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)單介紹, 可以讓讀者稍許了解弱電系統(tǒng)對(duì)一幢大樓實(shí)現(xiàn)節(jié)能低碳建設(shè)的重要作用。一幢大樓建筑能否真正做到低碳綠色環(huán)保, 需要考慮的因素有很多, 包括前期設(shè)計(jì)、規(guī)劃、建材、機(jī)電設(shè)備等基礎(chǔ)條件, 同時(shí)還要與運(yùn)行管理方式有效地結(jié)合在一起, 這樣才能達(dá)到預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。智能化雖然不是主要的部分, 但是對(duì)一幢樓節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起著巨大的作用。
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