楼宇智能化在节能建筑设计中的运用论文
摘要：现代科学技术越来越发达, 已逐渐渗透到生活的方方面面, 就连楼宇设计也不例外。现代建筑物已越来越智能化和节能化, 现从弱电智能化的建筑设备管理系统、窗帘和光线管理系统、能效管理系统中的各个子系统等介绍入手, 展现楼宇智能化在现代科技绿色低碳楼型建造和运作过程中的作用和成效。
关键词：楼宇; 智能化; 节能建筑; 设计; 分析;
0 引言
“绿色、低碳、节能”是我国建筑行业中的三大主题, 且在不断地普及发展。现在的房地产开发商和建筑设计者也在不断地探索和研究新的科技建筑理念, 这将成为一种不可逆转的趋势[1]。笔者已从事建筑节能智能化行业多年, 深切地感受到越来越多的客户对这种变化的青睐与追捧。本文就以南京市一座新盖的示范办公楼为例, 介绍经典的弱电智能化子系统对楼房节能建设起到的作用。
本项目的名称是南京紫东国际创意园建筑, 坐落在南京紫金山东麓。项目总用地面积约666.7万m2, 规划容积率仅为0.8, 建筑密度仅为14%, 要打造45万m2高档园林景观。规划用地性质为生态绿地兼容产业用地, 总建筑面积67.97万m2, 其中地下部分达15.82万m2, 被定位为全国低碳节能绿色建筑示范楼, 从建材到机电设备, 再到智能化建设都做到了低碳节能。具体包括以下几个方面: (1) 外墙采用双层呼吸式幕墙; (2) 采用光伏发电系统供电; (3) 采用先进的地板输风和毛细管空调等节能供暖设备; (4) 办公区域采用电动窗帘和光线智能控制; (5) 办公室的窗户和空调是联锁控制; (6) 地下室采用直光导管; (7) 9层的展厅用平光导管。
1 设计内容
该建筑楼是一幢办公写字楼, 为营造一个舒适安全的工作环境, 该建筑设计不包括常规的弱电子系统, 而把主要目标放在本幢楼的节能方面[2]。本文将重点介绍建筑设备管理系统、灯光及窗帘控制系统以及能效管理系统三个子系统。以下将对各个系统的设计方案进行介绍。
2 建设设备管理系统设计
在一个建筑项目中, 为工作人员提供舒适的工作环境, 就需要大量的机电设备同时运转, 这也是建筑设备监控设计的最终目标。为使整座大楼的设备管理系统达到最佳的节能效果, 在设计过程中, 要充分考虑全年的运行和当地的季风性气候。
下面是这个系统的设计方案:
第一, 热泵溶液调湿机。这不是普通的新风机组, 它集多项功能于一体, 可以对空气进行冷却、加湿、除湿、加热、净化等, 独立运行就能满足全面的新风处理需求。这项设计可以用接口集成的方式, 智能读取机组的数据, 包括室内湿度、排风频率、送风频率、室内二氧化碳浓度和过滤器警报等。
第二, 地板送风变频空调。这项设计中, 温度的控制是通过在水盘管水侧安装二通电动调节阀来实现的。控制器可以检测到回水的温度, 和设定的温度值进行比较运算, 最终实现温度控制。此外, 冷热水阀是与风机联锁的, 这样既能达到节能的要求, 又能对水管盘进行保护。而在风阀控制中, 回风阀和新风阀是反向联锁的, 以充分达到节能的目的[3]。夏季和冬季是使用空调的高峰期, 既要保证新风被送进办公室, 还要保证减少外面新风的流入。在春秋季, 要调节回风阀和新风阀, 充分利用室外的空气。
第三, 毛细管道辐射系统。毛细管道空调系统与传统空调原理不同, 它是利用辐射进行室内温度调节, 而传统空调是靠“吹风”进行温度调节的, 噪音也比较大。毛细管道辐射系统模拟了人体的毛细血管可以调节体温的原理, 真正为办公人员创造了舒适、节能、绿色的环境。毛细管道辐射系统能监测室内温度, 调节电动两通阀, 来控制室内温度, 当室内温度不在原先设置的温度值内时, 相关的电动阀会自动关闭。与此同时, 还要监控和监测毛细管道辐射系统的供水温度和回水温度[4]。该系统中带有窗户开关状态联动控制, 系统根据窗户的开关状态, 联动控制空调的运行。
第四, 地下热泵机组。主要包括机组运行状态监测、故障信号警报、远程状态监控等。很多功能都在这个设计范围内, 比如测各个区域的水温和水流量以及各个地方的水压力等, 比较复杂。此外, 还包括计算空调系统负荷、监控水箱水位警戒位以及不同阀之间的切换等。
3 灯光及窗帘控制系统
写字楼照明在整幢楼的耗能中所占比重较大。本设计项目中, 写字楼的'灯光照明系统用于楼中电梯和地上办公区域照明, 而窗帘系统只用于地上办公区域。灯光系统应用的公共区域在地下一层和地下二层办公人员乘坐的电梯厅里, 安装有红外线传感器, 同时在地下一层的洗手间以及各个楼层的走廊及洗手间也安装了红外线传感器。上班时间用开关控制灯光, 下班时间段用人体感应控制灯光, 既节能又智能化, 还安全。写字楼三层以上, 每个办公室都有临窗亮度感应器。敞开式办公区域给公司人员办公用, 根据具体需求, 如果办公室有人且亮度达到500 lx, 灯就处于关闭状态;如果红外线感应到室内有人, 但亮度没达到500 lx, 灯就自动打开;如果感应系统感应到室内无人, 无论亮度达到多少, 灯都一直处于关闭状态。办公人员离开后灯光会自动延长一小段时间[5]。
灯光系统的智能化表现在, 办公区域的灯光在不同的时间段可以营造不同的场景, 如上班场景、下班场景和午饭场景等。该功能集照明、窗帘、电路控制于一体, 实现一键智能操作。窗帘系统是一按按钮, 透明的玻璃就会变成白色的幕布。电动窗帘的主要用途是遮光, 保证室内温度在预设温度值内。
4 能效管理系统
能效管理系统简称EA系统, 集能源管理系统和机电一体化于一体。能效管理系统是一个常规的弱电智能化系统集成平台, 其利用系统综合优化原理, 通过对整个系统信息的采集和综合分析, 实现整个系统的综合性优化。能效管理系统的集中管理主要包括以下几个方面: (1) 信息系统的管理。根据整栋大楼的各个区域, 控制不同区域的灯光、空调、通风等系统的启停, 监控大楼内湿度、温度、空调以及电梯的运行状态。 (2) 建筑设备管理子系统。包括对机电设备运行状态的监测、故障报警以及各种参数值的变化显示等。 (3) 自动火灾警报联动系统。这是每个现代的写字楼必备的一个智能化系统。 (4) 综合安全防护系统。充分调用CCTV电视监控系统的视频信息, 时刻跟踪安全防护系统的正常戒备状态, 监控电视门禁重要通道与公安系统联动。
5 结语
一幢楼的设计在实现智能化的同时又要做到节能是非常复杂的, 因为在智能化和节能化中包含很多子系统, 而本文只对几个经典的常用子系统的设计做了简单介绍, 可以让读者稍许了解弱电系统对一幢大楼实现节能低碳建设的重要作用。一幢大楼建筑能否真正做到低碳绿色环保, 需要考虑的因素有很多, 包括前期设计、规划、建材、机电设备等基础条件, 同时还要与运行管理方式有效地结合在一起, 这样才能达到预期的节能目标。智能化虽然不是主要的部分, 但是对一幢楼节能目标的实现起着巨大的作用。
参考文献
[1]杨鹏, 黄官伟.EIB在楼宇智能化系统中的节能应用研究[J].现代商贸工业, 2009 (24) :282-283.
[2]靳艳萍.楼宇智能化系统在节能建筑中的应用[J].山西建筑, 2014, 40 (19) :200-202.
[3]胡勤.楼宇智能化系统现状与发展[J].科技资讯, 2014 (13) :25-26.
[4]左文树.楼宇智能化系统技术与应用[J].现代物业 (上旬刊) , 2014, 13 (8) :135-136.
[5]谢庆裕, 杨洁华, 叶晓萍.建筑能耗占城市四成楼宇“智能化”成节能趋势[N].南方日报, 2013-05-31 (A21) .
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