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中图分类号:TU855 文献标识码:A
一、建筑节能和建筑智能化概述
我国是目前世界上第二大能源生产国和消费国,据统计,我国建筑能耗约占全国总能耗的28%,占到了我国商品能的20%~22%;而既有的430亿平方米建筑中,仅有4%采取了节能措施;按目前能耗增长速度推算,到2020年,建筑能耗将达到现在的3倍以上。如何高效利用能源,控制建筑运营过程中所消耗的能源,降低建筑的运营成本,最终达到绿色节能的标准,已成为广泛关注的问题。通过研究和实践表明,采用先进的智能控制技术和系统化能源管理技术可以实现建筑综合节能30%的目标,对于建筑节能意义重大。
智能建筑或建筑智能化是现代社会的标志之一,它包含了信息技术、计算机技术、微电子技术及显示技术,为当代科技的集中体现和结晶。智能化系统工程建设采用当今现代化的高科技,并将这些科技交叉融合是智能化系统工程的重要特征。智能控制技术通过自控网络和设备对控制对象实行智能化的综合管理的技术,构成各个系统设备运行的指挥中枢 ,按需进行自主、有效地监控系统设备的运行与管理。建筑智能化不仅是运用新技术来提高建筑物的身份,建筑物的节约能源和保护环境,已成为建筑智能化发展的首要前提和最重要的条件。
二、智能建筑节能新技术
1.无线传感器网络技术
利用无线传感器技术构建智能建筑网络具有得天独厚的技术优势和应用前景。结合智能建筑节能的特点和实际需求,运用切实可行的可靠数据传输协议,实现了智能建筑节能无线传感器网络信息的优先级传输,保证了节能系统的稳定、可靠、高效的运行。
无线传感器网络的信息感知主要是用温湿度、照度等传感器对实际物理环境进行感知,实现数据采集的功能。为保证智能建筑节能系统的高效运行,准确的信息采集显得尤为重要。采用的传感器包括红外、温湿度、照度、二氧化碳等传感器。
无线传感器网络具有易于部署、成本低等特点,已成为智能建筑节能领域不可或缺的技术之一。利用无线传感器网络对物理环境的感知,将环境信息数据通过自组织多跳的方式传送至服务器。一方面无线传感器网络可以通过先进算法对智能建筑的空调、灯光等设备进行控制;另一方面,服务器决策者可以通过主机控制器对某个设备直接控制。
2.楼宇照明节能新技术
在楼宇控制系统中,常用的控制策略是通过时间表的方式,不同时间触发照明的启停,这种方式实现了照明控制的自动化。
为完善的控制和取得更好的节能效果,目前已发展出成熟的智能照明技术,采用分布式的系统结构,布线方式为总线式,具有较高的性价比和可靠性,而且易于扩展,有很高的灵活性。智能照明协调可以实现的主要功能为:启停控制、开关状态检测;室内外照度检测;调光控制;场景控制;人体感应控制;手动、遥控控制。典型的智能照明控制系统节能效果如表1所示。
表1典型的智能照明控制系统节能效果
3.门禁一卡通技术
传统的门禁系统属于安防的一个子系统,随着安防系统网络化技术的发展,视频监控、门禁和防盗报警功能已进一步融合,迈向高度集成化,体现了现代智能化节能管理的要求。
通过一卡通刷卡进行出入管理的同时,通过控制器实现对报警系统的撤防或布防。正常情况下,刷卡撤防只针对有权限的人员通过后自动实现撤销特定的防区:在人员离开房间时,通过刷卡加密码的方式,进行布防,同时联动关闭室内所有灯光、空调风机,以实现智能化节能管理。
另外一个重要的应用是一卡通和酒店客控系统融合。当客人离开房间时,客人顺手取走房门卡,节电开关延迟一定时间后自动断电,确保节能和安全。有的酒店还建立了重要客人数据库,客人登记时,客房空调自动开启,客人到达时,房间已达到该客人喜好的温湿度,在节能的同时,还提高了服务质量和水平。
4.综合布线系统“全光网”技术。
综合布线系统是智能建筑重要的通用传输系统。光纤的原料主要是石英,在地球上约占总矿藏的14%,可以说是取之不尽,用之不竭,且制造成本日益下降。光纤目前多被应用于网络主干,即垂直主干子系统和建筑群子系统的系统布线,随着光电转换设备、光纤端口价格下降,光纤在水平子系统中应用呈上升趋势。现代的第三方数据中心和智能建筑的综合布线正在向“全光网”靠拢。“全光网”具有节省资源、保护环境、高带宽、高可靠性和扩展性强的特点。
5.空调系统变风量技术。
据统计,我国建筑物的能耗在国家总能耗结构中占30%~40%的比重,暖通空调系统设备耗电量占建筑物总耗电量的50%~60%。提高空调系统节能效能,是建筑节能研究的重要课题和方向。
变风量空调系统(VAV),是一种新型节能效果显著地空调系统,是通过送入各房间的风量来适应负荷变化的系统。当室内空调负荷改变导致室内空气参数变化时,空调系统自动调节进入房间内的风量,将被调节区域的温、湿度参数调整到设定值。送风量的自动调节可以很好的降低风机动力消耗,降低空调系统运行能耗。
空调通风系统其它一些新技术如冷热源群控技术、Lonworks技术、通透以太网技术近年来得到很快的发展,为现代建筑降低能耗、提高舒适度也发挥了重要作用。
三、总结
智能化技术的应用和发展适应了节约能源的宗旨和方向,智能建筑节能是建筑界实现可持续发展的一个重要的环节。本文在无线传感器、智能照明、变风量空调技术等五个方面进行了探讨,关于智能建筑的节能新技术还有很多,本文就不再一一详细介绍。
职能部门还应加强智能建筑节能设计前期规划,规范相应的市场管理和技术管理,提高智能化系统的开通率和使用率,这对我国建筑节能和发展具有重要意义。
参考文献:
[1]陆伟良,许作民,徐绍文,等.实用楼宇管理自动化控制工程[M].南京:东南大学出版社,2008.
[2]江亿.我国建筑耗能状况及其有效的节能途径[J].暖通空调,2005,35(5):30-40.
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
中图分类号:TK01+8文献标识码:A 文章编号:
引言:智能建筑是当今人类面临生存环境日益恶化,追求人类社会可持续发展的必然选择。建筑智能化的发展已不再局限于用智能系统控制建筑,而是更加关注与自然结合的建筑自控,成为节能建筑的一部分。以智能化推动建筑的节能发展,节约能源,促进新能源、新技术的应用,降低资源消耗和浪费,增强能效,减少污染是建筑智能化发展的方向和目的。
(一)减少智能建筑的建设能耗
一、加强相关法律法规,制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体,避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统,避免重复投资,重复建设,多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的运行能耗
除了以上所涉,智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。先说采暖和制冷,在南方比如瑞安这样的县城,空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计,空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定,因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构,还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能空调,推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理,因为一个设计再好的节能系统,如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分:冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中,比较重视对前两部分的控制和管理,但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径,就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系,既创造出舒适高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法,通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括:1、提高冷冻水温度,可以达到节能效果。在保证舒适的前提下,系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况,自动调节冷冻水的出水温度;2、根据末端设备所需的冷量负荷,运用模糊算法,对空调冷源设备进行群控,优化运行,保证冷量供求平衡,让冷源设备运行在最高效率特性上;3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低,以25℃为宜,冬天温度不要太高以22℃为宜;4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求,提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人们已感觉舒适;走廊设定值定在27℃ ~28℃也可满足要求;5、根据季节变化,进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等;6、要定期对设备进行维护,防止带病、超负荷运行;7、监测运行参数,改造系统不合理之处;8、运行要能实现智能化管理功能,能集中实现分层、分区、分时控制。建筑照明是一个系统工程,要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择,还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯,光纤灯、LED等,每种都有各自的优缺点,都有自己的适用范围,设计时可根据建筑物的使用性质,人员的视觉要求,灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光,使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调,形成良好的照明环境,可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中,为了达到节能的效果,还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中,通过计算机集成系统,在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的直接或间接来自太阳的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等非化石能源。其与常规能源相辅助, 进行合理的分配和使用, 可有效解决能源紧张和能源损耗问题,逐步达到零排放,实现“绿色建筑”。比如光伏建筑一体化技术,把太阳能光伏电板做成建筑材料,将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替,则既能作为建材又能发电,还能吸收太阳辐射,避免屋顶、外墙温度过高,降低空调能耗,可谓一举多得;太阳能热水器为建筑物提供生活热水和冬季采暖;空调系统采用地源热泵技术,耗能低,对环境影响小等。在智能建筑中,为实现可再生能源的综合利用,通常可设置建筑能源协调控制系统,将可再生能源利用系统与采暖、空调、照明控制系统通过智能化系统集成,使整个建筑成为一个能源体系,以利协调控制,使之在保证性能、各功能要求和运行安全的前提下,实现节能运行。
结束语:
随着社会工业化的发展,国际社会致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑物,促进资源节约与环境保护。智能技术是现代绿色建筑的重要组成部分,它将人与自然和谐共存。节能绿色建筑的智能技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成智能。
参考文献:
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
近年来,面对全球气候变化的严峻挑战,我国把环保节能、节约资源提高到更加突出的位置。党的十报告中提出要“大力推进生态文明建设”,面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形式,坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持节约优先,保护优先,推进绿色发展,低碳发展的工作方针成为了迫切需要。目前随着我国城市建设的快速发展,建筑运行能耗已占社会总能耗的30%左右,并且还在继续增加,如何优化建筑能效成为亟待解决的问题,建筑节能已经成为贯彻可持续发展战略的一个重要方面。本文主要介绍建筑节能技术在智能建筑中的应用。
我们说的智能建筑是指建筑物利用系统集成技术,将计算机技术、信息通讯技术、控制技术等与建筑机电设备有机结合,以丰富灵活的控制、管理软件和后期的有效管理,使建筑物内的机电设备有条不紊、综合协调、科学高效地运行,从而达到既能保证建筑物内拥有舒适的工作生活环境又能实现节约能耗、节省维护管理工作量和运行费用的目的。
一、 建筑设备监控系统的节能应用
智能建筑中的机电设备能源消耗是巨大的,据发达国家统计,建筑物的运行能耗主要体现在建筑设备的能耗上。其比例大致如下表:
智能建筑中的建筑设备监控系统在充分采用了最优设备投运台数控制、最优起停控制、焓值控制、工作面照度自动控制、公共区域分区照明控制、供水系统压力控制、温度自适应控制等有效的节能运行措施后,可以使建筑物减少20%以上的能耗,具有十分重要的经济和环境保护的意义。另外,智能建筑中的节能控制方式有效减少了设备的运行时间,降低了设备的磨损与事故发生率,大大延长了设备的使用寿命,降低能耗的同时也减少了楼宇的运行费用,建筑设备监控系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。
建筑设备监控系统对各机电设备的控制,主要采取以下措施实现节能:
1)对中央空调及空调末端系统的控制:
使用建筑设备监控对中央空调的每种空气源全热值计算后进行比较决策,自动选择合适的空气源,使被冷却盘管除取的冷量或增加的热量最少,来达到所希望温度环境,从而降低不必要的能耗;依据时间判断夜间/白天模式,在凉爽季节的夜间只送新风,以节约能耗;在一些采用大面积落地玻璃的建筑,可在靠南侧窗户边设置电动百页并加感光传感器,在制冷状态下当阳光强烈时,可自动关闭百页窗,减少能量的消耗而实现节能。
目前空调末端系统采用的形式有许多,其中最常见的是风机盘管加新风机系统和VAV变风量系统,在国内采用最多的是前者。①风机盘管加新风机系统可通过建筑设备监控设置两级热回收技术,由新风焓值与回风焓值的比较来启停换热设备,以达到节能的目的;在建筑中,特别是高层的办公大楼中,可采用一些电动窗户,在室外温湿度、天气及风力适宜的情况下,关闭送、排风机,自动打开电动窗户实行自然通风,既提高空气品质,又实现节能;对地下车库的送、排风机控制,可实行分时、分段控制。在白天可间隔短一些,晚上可间隔长一些,以实现节能。②VAV系统为全空气系统,能够进行新风量的调节,在过渡季节,可以使用全新风进行供冷,在保证室内空气品质的同时,又达到节能的目的。
2)对机电设备的运行控制:
建筑设备监控可根据人员使用情况,提前开启空调系统、照明系统、电热水器、饮水机、电梯等设备。在保证人员进入时环境舒适的前提下,提前时间最短为最佳启动时间。并在人员离开之前的最佳时间,关闭空调系统、照明系统等设备,在保证人员离开之前空间维持舒适的水平,又能尽早地关闭设备,减少设备能耗;在夜间及其他非占用期编制专门的非占用期程序,自动停止一些可以停止运行的设备,以节约能源。
3)能耗监测及优化管理
对智能建筑各功能区域的用水、用电、空调能耗进行远程自动监测并建立统一的数据库,通过集成平台与建筑设备监控相结合,进行数据模型分析,结合外部条件(节假日、天气情况等),提供优化管理模式,按月生成报表,并可逐月逐年分析比对,找出不足,优化管理模式,最终达到最佳的节能运行模式。
二、绿色照明的应用
为了满足智能建筑节能环保的要求,室内外照明在设计时也要最大限度的考虑节能,即考虑绿色照明理念。对于照明系统来说,最常用的节能方法有:充分合理地利用自然光照明;科学、合理布置灯具,选用高效、节能光源,提高电能利用效率;配合建筑设备监控系统采用智能照明控制,集中管理所需照明灯具的开/关及亮度,以达到节能的目的。
1)自然光的合理利用
智能建筑的公共照明部分的控制可采用光电自动控制装置,根据实时天气情况(自然光的强度)发出指令自动控制室外灯具的开/关、亮度,既可保证最佳照度要求,又可达到节能的目的;室内照明可充分利用电动遮阳帘,在白天室外阳光充足的情况下自动控制遮阳帘,将日光与电气照明进行有效的组合,减少刺眼现象,提供最佳舒适度,并降低太阳热温升,以达到降低能耗的目的。
2)光源的合理配置
根据照明场所的性质、功能要求的不同,合理选择光源。在满足眩光限制的条件下,应优先选用开启式直接照明灯具。一般室内的灯具效率不宜低于70%,并要求灯具的反射罩具有较高的反射比;建筑物泛光照明应使用光效高、显色性好、寿命长的高效光导纤维、发光二极管、LED灯带等。
3)智能照明控制系统的使用
在建筑设备监控系统中整合智能照明控制系统,借助各种不同的“智能设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同场景的光照度进行精确设置和集中管理来实现最大的节能效果;智能照明系统还可以有效抑制电压的波动,通过系统对电压的限定和滤波功能,避免过电压和谐波干扰对灯具的损害。
三、节能建筑材料的应用
节能建筑材料是一种用于降低建筑物能耗的材料,主要包含:
1)安装节能窗。使用中空镀膜玻璃的塑钢节能窗可防紫外线、隔绝室外噪音、保持冬季室内热量;
2)使用保温外墙。通过与高效保温材料复合形成复合保温墙体,或直接采用具有较高热阻和热惰性的墙体材料,可减少建筑物内能量消耗和杜绝热岛效应;
3)使用保温屋面。屋面应选择容重较小、导热系数较低、吸水率较小的保温材料,以减少能量损失;
4)使用环保室内墙砖贴面材料,用于避免污染、减少室内制冷、取暖能量流失。
使用这些材料的建筑物,可以达到“冬暖夏凉”的效果,既节能又舒适。在大力建设节约型社会的今天,节能建材的推广具有很大的现实意义。
四、太阳能光伏发电技术的应用
太阳能在中国2/3的国土上,年辐射量超过600Kj/²,每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能量。在传统能源日趋枯竭的今天,这种免费清洁的能源有着广阔的开发利用前景。
目前,建筑光伏一体化系统(BIPV)是应用光伏发电的重要发展方向,该系统能将太阳能发电机组完美的集成于建筑物的墙面或者屋顶上,其工作原理与普通的光伏发电系统相同。用于BIPV系统的光伏构件可以采用透明或者半透明的材质,这样亦不会影响室内采光。采用BIPV技术可就地发电、就地使用,可达到节能与环保的要求,但是,目前太阳能光伏发电技术在建筑应用中仍存在各种问题,比如造价高昂,受天气影响较大,节能设计标准不规范等因素的制约。不过国家近期推出了鼓励推动BIPV的政策,此项技术的前景仍是十分广阔的。
五、结束语
智能建筑的节能是全方位的、持久的和综合性的系统工程。在智能建筑的招标和设计阶段,就应该引起充分的重视并配置合理的投资估价,坚持将节能的理念贯穿智能建筑的设计、建造、使用的整个周期。我们应努力推动建筑节能技术措施的实施和应用,大力推进生态文明建设,造福子孙后代。
参考文献
1、李汉章,建筑节能技术指南:北京:中国建筑工业出版社,2006:101-135
2、上海现代建筑设计(集团)有限公司主编,建筑节能技术统一技术措施:-北京:中国建筑工业出版社,2009:暖通动力分册、电气分册、建筑分册。
中图分类号:TE08文献标识码: A
智能建筑在满足人们对建筑物舒适性、安全性、快捷性、可靠性、方便性要求的同时,建筑物使用运行能耗大大提高,在当今能源紧缺的现实情况下,智能建筑高能耗运行方式已成为阻碍其发展的重要因素。
一、 我国智能建筑的现状
随着信息时代的到来,人们对建筑的要求不仅只是除了外观漂亮、内部宽敞,更多的是讲究环境的健康、建筑的智能化和环保节能等。中国国家标准《智能建筑设计标准》中对智能建筑的定义如下:所谓智能建筑(IB)是指以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。80 年代末,智能建筑刚刚进入我国,由于受到当时经济状况和网络技术水平的限制,不能大力发展。然而进入90 年代中期,由于经济建设的迅猛发展,使我国智能建筑市场尤如雨后春笋般拔地而出,据统计,国内已建成的智能建筑约有3000 多幢,其中一些已具有相当高的水平。其中建筑能耗占到国民经济总能耗的15%,我国既有的近400 亿平方米建筑,仅有1%为节能建筑,建筑垃圾占了人类活动产生垃圾总量的40%,因能耗巨大而对环境产生的影响也越来越恶劣,据此,有关专家呼吁我国尽快实施高舒适度低能耗的建筑战略,以降低能耗,保护环境。建筑智能化决不仅仅是运用新技术来提高建筑物的身份,建筑物的节约能源和保护环境,已成为建筑智能化发展必须考虑的首要前提和最重要的条件。
二、智能建筑绿色节能技术措施
1、做好智能建筑的节能规划
节能规划要从可持续发展的战略高度出发,采用新方法、新思路。节能要从原先的拾遗补缺,变为在技术经济分析可行后优先考虑的方案,要以提高能源利用效率和利用效益为中心。总的节能目标要根据经济发展、能源平衡、能源消费弹性系数和节能率来编制。建筑节能方面.建筑物的设计和建造应当依照有关法律、行政法规的规定, 采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品,提高保温隔热性能,减少采暖、制冷、照明的能耗并逐步开展建筑物的节能认证。目前建筑节能标准可以分为两大类.即规定性标准和效益型标准。规定性的节能标准给出一定的节能指标要求,如外墙的最大传热系数和最大窗墙比等,效益型的节能标准对一些指标并不规定过死只要所设计的建筑物总能耗满足标准要求即可,所以设计人员有更大的设计灵活性。
2、空调设备的节能控制
( 1)降低室内温度值设定标准,因为人的舒适标准是有一定范围的,根据国家标准规定,舒适性空调室内标准为:夏季温度24℃~ 28℃, 相对湿度40% ~ 65%;冬季温度18e ~22℃, 相对湿度40% ~ 60%。在规定范围内,采用下限可以节能。根据实例可知: 在夏季室温设定值从26℃调到28℃ ,冷负荷减少22% 左右;冬季室温设定值从22℃调到20℃ ,热负荷减少28% 左右。
(2)最小新风量控制,空调系统为了符合卫生标准,需引进室外的新鲜空气,称为最小新风量。在夏季或冬季, 新风量越大,耗冷量或热量就越多; 新风量越少,就越经济。确定新风量必须满足卫生要求。新风量一般设定在送风量的20% ~ 30% 。可以通过检测室内二氧化碳浓度,对比允许浓度,减小新风量的输入。
(3)提前预冷要关闭新风,对于办公类建筑和商业类建筑,为使人员在到达室内时温度较为舒适,要提前开机,开机时,要关闭所有新风阀,减少新风负荷的消耗。
( 4)季工况的夜间吹洗,在夏季,可利用凌晨清新的凉空气,开大新风阀, 关闭冷冻水阀门,对整栋建筑进行吹洗,可以冷却建筑结构所吸收的热量,使得建筑物降温,减少开机时的冷负荷量。
( 5)过渡季节以室外空气为冷源,当室外空气焓值小于室内空气焓值时,干球温度低于室内干球温度,开大新风阀,转至变新风量控制,直至最大新风量,节省能源。
( 6)设备台数控制和最佳启停时间,通过具体工程的用电分析, 能源消耗以空调设备和照明动力设备为主,夏季比冬季用电量约增加30%。因此,控制设备台数和最佳启停时间,特别是冷水机组和照明设备,耗电量可大大减少,节能效果显著。
(7)空调设温根据区域进行划分,对于建筑物内、外区之间的过渡区域的温度设定,可根据室外温度进行温度设定补偿控制,以节约能源。如酒店大堂、博物馆的序厅、办公建筑的入口大厅等区域。
( 8)提高设备使用效率,对设备进行污染报警(空调过滤器压差报警),及时清除污物,提高使用效率。
3、 照明的节能控制
( 1)时间表控制模式,地下车库的照明可按区域分为车道照明和车位照明,按时间程序进行控制。在白天开启车道照明即可,入夜后可开启全部的照明,随着夜的深入,逐步关闭车位照明及车道一半的照明; 在下半夜,仅留车道的一半照明即可,既方便管理,节能效果又好。其他公共区域,“楼层管理器”根据时序设置不同的状态,如“白天”、“晚上”、“清扫”、“安全”等。当一天中的某些时候,人员活动很少(如深夜),“楼层管理器”就选择“安全”状态,这时,照明系统通常只点亮普通型低能耗灯,用于保证紧急情况或安全检查时所需的基本照度,从而实现合理节能,降低运行和维护费用的目的。当设置“安全”状态时,区域内动静探测器开始工作,一旦探测有人进入该区域,立即自动进入“晚上”状态,并且保持数分钟,这样,即使在深夜,也能保证给用户提供合适的环境。在恢复“安全”状态之前, 必须延时一段时间,以保证可能突然出现集中的人群活动,通过延时环节,可以避免各状态之间的频繁切换。
( 2)按需提供照明的控制模式,在建筑的设备区域, 如电梯机房、水泵房、地下配电间等,灯通常是关闭的。只有当管理人员进入时,动静探测器才会自动将灯点亮。当房内人员走后,探测器控制延时工作一段时间, 将灯自动熄灭。在设计时,对不同的时间和环境的光照度水平作精心的设计,既保证工作人员有舒适的光照度,又尽量降低运行费用,避免不必要的能源浪费。
( 3)维持光通量的控制模式,由于光环境的照明是按灯具最小光通量进行设计的,在灯具初装时,新灯具的光通量要超过最小光通量的20% ~ 50%。所以,在建筑中,采用调光控制方式,调节灯具输出,始终使灯具保持光通量最小维持水平,让灯具在整个工作期间,既满足了照明要求,又节约了电能。维持光通量的控制模式,可利用感光元件接收空间的光环境。
( 4)引入自然光的控制模式,在建筑物的四周房间中,自然光的引入可以提供一部分所需照度,减少人工照明的使用,节约一部分能源。另外,由于人类天生对自然光的喜好,自然光通常可使人们心情舒畅,工作效率提高。同时,在某些智能建筑的中庭空间,利用光导管将自然光引入室内,能使室内空间更加活泼自然。
综上所述,智能建筑节能是一项长期的综合性系统工程,需要多个部门的协作和共同努力。包括政府政策的要求和激励、节能意识的推广和普及、专业技术人员对节能技术研究和推进、建筑运行管理者对节能建筑运行管理水平的提高等。整个社会都需要将节能工作看成一个体系来进行,贯穿于智能建筑规划设计、设备运行、控制管理的始终。
参考文献:
[1] 罗兵,甘俊英,张建民. 智能控制技术[M]. 北京: 清华大学出版社,2011.
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:
引言
随着智能建筑的不断发展,建筑物内部的电子设备的种类不断的增多,设计也日趋复杂化,建筑电气节能技术保证了所有设备互不干扰的正常运行,因而在智能建筑领域得以广泛使用。
一、智能建筑设计控制技术
1、层高设计
一直以来,智能建筑的层高就是一个较为困难的问题困扰着智能建筑设计人员,我们应从层高设计的基本原理来进行分析。如果层高过高,就会在经济上带来许多浪费,因此进行设计时,在达到使用功能要求下,我们要最大程度降低层高。国内满足这样使用功能的室内净高一般低于2.6m,智能建筑同样也要满足这个室内净高。然而智能建筑多了很多布置的管线,除一般建筑都有的强弱电电缆、空间风管、共用电视天线、自动喷洒消防管、消防联动管线、保安监控线外,还增加了许多综合布线系统的桥架和数据线,这些设备也要占用一定空间,因此智能建筑的层高相较于一般建筑要高一些。
此外,智能建筑层高设计涉及多个专业,这要求建筑师具有较强综合协调能力:要与结构专业人员、材料专业人员以及给空调、排水、强弱电专业人员一起对各种管线的合理走向及高度进行讨论,方能制定出最佳层高方案。
2、综合布线系统
作为智能建筑的神经系统,综合布线系统起着联系各种终端和数据传输的任务。在进行设计时如何安排好这些盘根错节的线路,保证经济高效,是每一个设计人员都必须要重视的问题。首先是线路如何走的问题,线路的走向分水平和垂直两个方向。垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中,但智能建筑的设备小间由于要布置综合布线跳线架和相关网络设备,面积应比以往的竖小间面积大些,而且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间,以备未来之需。综合这些因素,每层设备小间面积在8m2左右为宜。
设备小间的线缆都是由主机房引出的,作为智能建筑神经中枢的主机房,除了布置程控交换设备外,还要布置主配线架、光纤配线架等设备。因此该空间的面积应比普通建筑中的电话机房大些,通常主机房面积100m2~120m2为宜。对于网络的拓扑结构,建议采用星型连接,这种结构使得网络的扩展以及节点的移动都非常容易。
3、节能设计
从建筑设计之初就要充分考虑智能建筑的节能设计,各专业相互协调,最大程度保证节能目标的实现。
(1)、充分挖掘自然资源
调查显示,若用两个地下50米深的热泵给住宅供暖,通常能够使供热电能降低75%。在设计时,应在可利用自然资源都加以利用之后,再对额外的能源消耗补给加以考虑。
(2)、智能建筑的内部要对楼宇自动化系统充分利用,借助计算机智能化控制建筑设备以达到提高设备运行效率的目的。
二、建筑设备监控系统的节能应用
智能建筑中的机电设备能源消耗是巨大的,据发达国家统计,建筑物的运行能耗主要体现在建筑设备的能耗上。其比例大致如下表:
智能建筑中的建筑设备监控系统在充分采用了最优设备投运台数控制、最优起停控制、焓值控制、工作面照度自动控制、公共区域分区照明控制、供水系统压力控制、温度自适应控制等有效的节能运行措施后,可以使建筑物减少20%以上的能耗,具有十分重要的经济和环境保护的意义。另外,智能建筑中的节能控制方式有效减少了设备的运行时间,降低了设备的磨损与事故发生率,大大延长了设备的使用寿命,降低能耗的同时也减少了楼宇的运行费用,建筑设备监控系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。建筑设备监控系统对各机电设备的控制,主要采取以下措施实现节能:
1、对中央空调及空调末端系统的控制
使用建筑设备监控对中央空调的每种空气源全热值计算后进行比较决策,自动选择合适的空气源,使被冷却盘管除取的冷量或增加的热量最少,来达到所希望温度环境,从而降低不必要的能耗;依据时间判断夜间/白天模式,在凉爽季节的夜间只送新风,以节约能耗;在一些采用大面积落地玻璃的建筑,可在靠南侧窗户边设置电动百页并加感光传感器,在制冷状态下当阳光强烈时,可自动关闭百页窗,减少能量的消耗而实现节能。
2、对机电设备的运行控制
建筑设备监控可根据人员使用情况,提前开启空调系统、照明系统、电热水器、饮水机、电梯等设备。在保证人员进入时环境舒适的前提下,提前时间最短为最佳启动时间。并在人员离开之前的最佳时间,关闭空调系统、照明系统等设备,在保证人员离开之前空间维持舒适的水平,又能尽早地关闭设备,减少设备能耗;在夜间及其他非占用期编制专门的非占用期程序,自动停止一些可以停止运行的设备,以节约能源。
3、能耗监测及优化管理
对智能建筑各功能区域的用水、用电、空调能耗进行远程自动监测并建立统一的数据库,通过集成平台与建筑设备监控相结合,进行数据模型分析,结合外部条件(节假日、天气情况等),提供优化管理模式,按月生成报表,并可逐月逐年分析比对,找出不足,优化管理模式,最终达到最佳的节能运行模式。
三、绿色照明的应用
为了满足智能建筑节能环保的要求,室内外照明在设计时也要最大限度的考虑节能,即考虑绿色照明理念。对于照明系统来说,最常用的节能方法有:充分合理地利用自然光照明;科学、合理布置灯具,选用高效、节能光源,提高电能利用效率;配合建筑设备监控系统采用智能照明控制,集中管理所需照明灯具的开/关及亮度,以达到节能的目的。
1、自然光的合理利用
智能建筑的公共照明部分的控制可采用光电自动控制装置,根据实时天气情况(自然光的强度)发出指令自动控制室外灯具的开/关、亮度,既可保证最佳照度要求,又可达到节能的目的;室内照明可充分利用电动遮阳帘,在白天室外阳光充足的情况下自动控制遮阳帘,将日光与电气照明进行有效的组合,减少刺眼现象,提供最佳舒适度,并降低太阳热温升,以达到降低能耗的目的。
2、光源的合理配置
根据照明场所的性质、功能要求的不同,合理选择光源。在满足眩光限制的条件下,应优先选用开启式直接照明灯具。一般室内的灯具效率不宜低于70%,并要求灯具的反射罩具有较高的反射比;建筑物泛光照明应使用光效高、显色性好、寿命长的高效光导纤维、发光二极管、LED灯带等。
3、智能照明控制系统的使用
在建筑设备监控系统中整合智能照明控制系统,借助各种不同的“智能设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同场景的光照度进行精确设置和集中管理来实现最大的节能效果;智能照明系统还可以有效抑制电压的波动,通过系统对电压的限定和滤波功能,避免过电压和谐波干扰对灯具的损害。
结束语
综上所述,在智能建筑的设计过程中,建筑电气节能技术的使用,使智能建筑的功能得以实现,并确保了智能建筑在使用中的安全节能。将智能建筑与电气节能技术有机的结合起来,可以更好的满足人们的生活需要,促进社会的发展。
参考文献:
吴晓峰.小议智能建筑与建筑电气技术[J].科技资讯,2009(3).
随着城市规模的不断扩大,使得我国建筑事业也逐渐的发展。但是,在建筑设计的过程中,对于节能技术的关注度并不是很高,使得整个资源的浪费也比较大。低碳环保、节能减排是环境保护的一个重要决策,也是促使我国可持续发展的重要保障。尤其近年来智能建筑的不断发展,如何更好的推动节能技术在其中的应用是建筑工作者关注的重点。其中,建筑电气是整个智能建筑中的重要部分,如何更好的实现电气节能,对促使智能建筑的发展具有重要意义。
1建筑电气技术现状及问题分析
建筑电气的发展是整个建筑发展的一个重要标志,由于我国综合国力的影响,建筑电气技术还是处于发展的初级阶段。在实际的工程应用中,一些陈旧技术的应用,从而使得建筑电气行业发展缓慢。在实际的工程中,存在的问题也比较多,主要体现以下几个方方面:
1.1变压器节能问题分析
配电变压器主要是整个城市供电电网和高层智能建筑供配电系统之间进行电能转化的一个重要媒介,并且也是电能分配调度的核心设备。在实际的工程中,变压器主要是采取将电源从而城市的配变电所中进行引入,并在各个设备层间进采取配电变压器向各个机电设备进行馈电。由于配电变压器的工作时间比较长,从而使得能耗也比较大。加之,智能建筑的发展,传统的配电变压器已经远远不能够满足智能建筑的发展要求,应及时的淘汰。但是在早期的建筑中,依然采取的是传统变压器,使得节能问题不合理。
1.2供配电线路节能问题分析
在多数的智能建筑中,经常存在有各种型号的配电导线使用。由于配电线路的种类比较繁多,从而使得其消耗的功率也比较大。因此,减少供配电线路损耗是建筑电气系统节能的一个重要部分。对于在使用的建筑中,普遍的存在有导线的选型不合理和布线迂回以及绝缘老化等相关问题,从而造成建筑电气系统中电能损耗较大。同时,供配电线路的损耗不仅产生较大的能耗,并且也对住户增加了额外的用电负担。
1.3照明系统节能问题分析
建筑电气工程中,照明系统是整个系统中的重要部分。多数的建筑中采取的传统设计理念和设计方案,从而使得未能够与现代化建筑接轨,从而出现有照明系统的光源与灯具等选型不合理,甚至出现性能配置差,智能建筑电气节能水平低,从而导致照明系统不能够有效的发挥其优越性,导致较大的能耗。
1.4电梯拖拽系统节能问题分析
电梯拖拽系统是智能化建筑中的一个最人性化的服务体现,并且也是整个建筑中电能耗量最大的系统之一,通过对日常的维护分析,电梯拖拽系统中存在有系统设计不合理和智能化分配比较低,综合维护也不到位的情况发,从而造成整个系统运行低下,造成电能的损耗。同时,这种不平衡的运行,也大大的降低电机系统的使用年限。
2智能建筑电气节能技术的应用分析
智能建筑中电气工程中引入节能技术需要满足以下几个原则:第一,实用原则。对于建筑电气系统工程中,应满足实用原则,从而能够有效的满足各个机电系统的正常运行。应有效的依据电力负荷容量和供电可靠性依据电能的综合质量分析,从而选择节能技术;第二,实际原则。在节能技术的应用方面,应充分的考虑实际原则,有效的结合实际工程状况,从而考虑引进新型的节能技术,有效的提高系统的经济性能;第三,符合节能优化原则。在整个建筑电气工程中,需要综合的考虑电气负荷类型容量和用电等级等相关因素,从而采取相应的技术进行消除电能的损耗。其中,智能建筑电气节能系统应包括供配电、消防和照明以及电梯拖拽与空调等系统,具体的系统结构如下1所示。
2.1配电变压器系统中的节能技术应用
配电变压器系统中的节能技术的应用能够有效的提高运行效益,应优化节能经济运行的方式。例如,对于提高变压器运行功率因素作为主角度,一般应需要按照变压器无功率经济运行方式进行优化分析,并应用相关的技术,从而有效的将电网的能耗降低最低。同时,需要明确变压器的工作区域,并使用新型的设备,保证电气系统能够高效的运行,达到节能的目的。
2.2供配电线路节能技术应用
在建筑电气的实际工程中,充分的考虑供配电线路的节能,从而使得整个运行更加合理。在应用的过程中,供配电系统的结构应尽量简单可靠,确保设备能够正常的运转。重视线路的选型,从技术经济性的角度进行分析,从而选择导电率小的新型导线。有效的减少输电线路长度与增加线缆截面。尤其在该系统中,应充分的应用经济性技术指标进行考虑,从而更好的达到节能的目的。另外,可以采取无功补偿技术,这种技术能够有效的减少线路上的损耗,达到节能的目的。
2.3照明系统中节能技术应用
在照明系统中实现节能,应有效的应用新技术、新材料,从而更好地达到节能目的。有空调的房间应选择照明空调组合的节能系统。同时,需要合理的选择照度标准,满足要求。整个系统中可以选择太阳能技术和风力发电技术,这两种技术均是具有较好的可再生资源,尤其能够利用其特性进行选择发电,更加的满足照明的需要。
2.3建筑电梯拖拽系统的节能技术应用
对于建筑电梯拖拽系统的节能设计需要充分的考虑高效、可靠和节能以及经济因素。从而有效的提高节能效率。可以选取电梯群控呼梯分配技术,采取这种技术能够有效的提高电梯的控制效果,且提高节能的效果。这种分配技术能够有效的分配电梯跳读,从而有效的保持其正常运行,降低不必要的能耗。随着一些新技术的不断应用,电梯回馈智能技术也逐渐的得到应用。应用该技术可以提供电梯的运行效率,能够有效的提高再生能源的单相流动,更好的将部分电能反馈到电网系统中,避免电能的损耗。
2.4建筑空调与通风系统的节能技术应用
在建筑空调与通风系统中,可以应用冷蓄冷空调电气技术,这种技术主要是在电力负荷较低夜间而利用低谷区电能进行制冷,从而有效的将电能逐渐的转化为冷量,并利用潜热特性将相应的冷量进行储藏,在白天用电高峰期将其释放出来。同时,也可以应用冷热电联产电技术,这种技术主要是建立在能源综合利用的理念上,有效的将制冷和供热以及建筑采暖与供热水、发电进行综合的联系,从而提高资源的利用率,达到节能的目的。
3结论
智能建筑电气系统是整个建筑中的一个重要部分,涉及的内容也比较多,经常需要综合的考虑各种因素,并分析建筑电气中节能的相关问题,并应用当前的一些新技术,从而有效地做到电气节能化。但是,随着建筑事业的不断发展,在建筑电气节能发展中,应进一步完善相关技术,积极的采取新技术、新方案,从而更好的推动智能建筑的发展。同时,针对性的分析相关技术的优越性,从而依据不同技术的特点进行应用,提高建筑智能化中电气节能化的水平,有效的降低电能损耗。
参考文献:
引言
如今在我国的建筑业当中,高耗能建筑仍然占主体地位,每年的建筑耗能数目惊人,潜在着巨大的能源危机,如果不及时改善将会直接加剧能源危机,因此节能建筑的发展和推广成为一个必然趋势。随着建筑业的快速发展以及生态环境的需求,节能建筑的建设理念以及最新技术已经在社会上广泛推广开来,节能建筑已成为现代建筑业的发展趋势。智能化技术在节能建筑建设中环保节能以及提高建筑环境舒适度方面的应用发挥了非常大的作用。 1建筑智能化技术简析
建筑整体能量平衡系统的设计是节能建筑的设计过程中非常重要的环节,这就对节能建筑的平面布局、建筑规划、建筑绿化率以及建筑通风情况等等有很高的要求。节能建筑中智能化技术的应用可以结合建筑的基本结构特征、建筑周围环境以及建筑所需要的服务性质,提供一种高舒适度、高效率的建筑环境。建筑智能化技术的应用主要体现在计算机网络技术的应用、控制技术应用以及数据库技术等比较先进的信息处理技术的实际运用。通过这些先进的高科技信息处理技术的应用可以实现对节能建筑的实时监控,给整个节能建筑提供高效的管理模式。
2节能建筑中智能化技术的实践应用
2.1智能化技术在建筑变配电系统中的应用
在节能建筑的管理系统建设中,智能化技术对整座建筑发挥着重要的监控作用,主要负责监控节能建筑控制柜的功率、电压、电流以及各种参数。可以通过建筑的管理系统对建筑控制柜的各项参数进行修改和统计,而且可以可以控制和调整变压器的温度,保证节能建筑中变配电系统各个环节的正常运作,实现节能建筑的智能化管理。
2.2智能化技术在建筑给排水系统中的应用
智能化技术在建筑给排水系统中的应用主要体现在建筑给排水系统设备运行状况的检测问题,智能化技术在建筑给排水系统中的应用可以在建筑给排水系统发生意外故障的情况下提供报警信号,进而控制建筑给排水系统运行的启动和停止。给排水系统中智能化技术的应用可以实现对工作状态的水泵以及备用水泵的自由切换,负责建筑给排水系统的水位监测,在给排水系统发生故障时给出及时的提示。通过智能化技术在建筑给排水系统中的一系列操作控制,实现了建筑给排水系统的节能运作,为建筑的节能和正常运行提供了有利保障。
2.3智能化技术在建筑照明系统中的应用
由于建筑的服务性质和服务需求不同以及建筑用户对建筑的要求也不一致,因此建筑的照明系统需要依据建筑用户的实际要求针对性的分类设置,通过对建筑照明系统时间程序进行的相应设定,就可以导致一定的节能目的。而且在建筑的照明系统发生意外故障的情况下,智能化照明系统还能够通过实现相应的联动来解决建筑的用电问题,进而保障整个建筑系统的正常运作,提高节能建筑的安全性和可靠性。
智能化照明系统在节能建筑的应用中,可以通过照明系统的自动功能根据建筑的不同照明场景和不同照明时间来控制建筑的照明开关,例如对室内有人或者没人情况下的开关控制、公共场合下的开关控制以及白天和晚上时间的开关控制,根据环境的外照强度来控制照明开关或者是调节灯光的亮度,当所在环境的外照强度达到一定程度就可以调整对照明灯的亮度,甚至直接控制照明开关。智能化照明系统自动控制的应用使节能建筑的照明效果达到最优,同时也避免了不必要的浪费,导致建筑节能效果。
2.4智能化技术在建筑电梯系统中的应用
对于一般的建筑来讲,建筑的电梯系统的监控是通过计算机网络技术来实现的。智能化技术在建筑电梯系统中的应用实现了对电梯系统的集中形式管理和监控,而且可以把电梯的运行状态通过图形的方式形象准确的呈现出来。若是电梯在运行的过程中发生故障,就可以通过智能化系统把故障信号传输给建筑的管理中心,以便对电梯故障做出及时的处理,为广大建筑用户提供方便,实现了电梯系统的节能使用,同时也达到了建筑节能的目的。
在商场之类的公共场合,一般都设有扶梯,可以在扶梯的入口至扶梯出口的位置安设传感器,用来感应电梯上是否有人,但传感器探测到扶梯上有人时扶梯就可以自动运行,如果传感器探测不到人,那么扶梯就会一直处于停运状态,通过对扶梯的智能化控制,避免的扶梯的大量空载运行情况,到达节能目的。
2.5智能化技术在建筑消防和喷淋系统中的应用
节能建筑通过对智能化技术的应用可以有效的控制建筑的消防系统和喷淋系统,对消防系统和喷淋系统实施全方面的监控管理,对系统中发生的故障进行跟踪监控。如果建筑的消防系统和喷淋系统某个环节出现故障,智能化系统可以对系统故障进行跟踪,并通过分析把系统故障通过图形的方式呈现出来,并把信息发送给建筑系统的管理中,然后由系统管理中心对系统故障进行排查和处理,从而保障了建筑消防系统和喷淋系统的节能性运行。
2.6智能化技术在建筑门窗系统中的应用
智能化技术在建筑门窗系统中的应用主要体现在对自动门的控制,根据人员进出门的情况对自动门的开和关进行控制。智能化技术在建筑门窗系统中的应用在调节室内空气质量的问题上发挥了一定作用。可以依据时间对门窗进行控制,早上起来空气比较清新,这时就可以把门窗都打开,促进室内空气流通,享受一下早晨的新鲜空气;另外也可以依据天气对门窗进行控制,如果遇到下雨的天气,为了避免雨水进入室内,就可以把所有门窗控制成关闭状态。除此之外,还可以通过智能化技术度室内的空前进行质量检测,依据室内空气质量的检测结果来实现对门窗的具体控制,因此说智能化技术在改善节能建筑室内空气质量方面发挥了很大作用,同时也迎合了绿色建筑的生态化理念。
结语
如今是一个能源短缺的紧张局势,能够有效解决能源紧缺问题的一个重要的方法就是节能措施的大力发展,这是实现可持续发展的有效途径,同时也是建筑业发展的必然趋势。人居环境和自然环境的冲突,建筑与自然、人与自然的关系以及可持续发展观念引起了人们的重视。如今节能建筑智能化是建筑业的发现方向,节能建筑中智能化技术的应用可以减少排放、降低能耗、提高建筑舒适度,给人们提供良好的人居环境。随着信息技术的发展更新,将会推动建筑智能化技术更快的发展和推广,不久的将来将会给人们带来全新的智能化生活。
参考文献:
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近些年,我国大气环境日渐恶化,这就引发了人们对于环境的关注,引发了人们探索更加节能、环保、优化措施的动力,并为改善环境而努力。建筑行业作为环境污染的行业之一,尤其需要在节能降耗方面予以关注。智能建筑理念的发展也正是在此基础上发展而来的。做好智能建筑设备控制技术,以及对建筑的节能进行分析研究,才能够更好地保证建筑的进一步发展,才能够促使我国建筑与环境和谐相处,才能够保证我国建筑的可持续发展,才能够让我国的建筑走上节约化、人性化、生态化、集约化、无害化的道路。因此,相关人员需要对智能建筑设备控制技术与建筑节能进行深入分析,促使其获得更大程度的进步。
1智能建筑设备功能和评价原则
1.1智能建筑设备功能及其功能
1.1.1供配电系统的主要功能楼层配电设备主要是分散于各个楼层,其一般放置于建筑底层,其监控系统则主要是对配电设备的参数、电源蓄电池、配电电源等设备的工作状态和数据变化进行监控和管理,并对各个配电设备电源的状态进行监控和管理,一旦发现故障则需要对其予以记录。1.1.2冷热源系统智能功能冷热源系统主要是能够通过冷源和热源的交替为建筑提供需要,一般来说,其噪音相对而言大一些,但是可以将其放置于地下室,防止噪音的过大。通过冷热源系统的运行数据,我们可以对其供给量进行监测,并通过数据得到相关的监控分析,而且可以根据季节的不同而提供相应的冷热源以及对供给时间进行把控。1.1.3给排水系统智能功能给排水的智能化可以说是为智能建筑增光添彩,其既能够为人们的需要提供水源,又能够将建筑的污水顺利排出。排水设备一般来说置于地下室或者建筑物顶层,通过相关的监控系统可以对水泵的工作状态予以监控,并对水池的液体情况进行随时监测,一旦设备出现问题,或者水池的水位出现异常,则可以通过子系统的方式由中央控制器进行报警,并将故障进行数据记录,通过自动显示的方式将其显示在设备中,为人们的故障维修进行提醒。1.1.4电梯系统的智能化电梯系统可以为高层建筑提供交通便利,其一般置于垂直井内,通过子系统对其进行控制和管控,并对电梯的启动、方向、停止等进行控制,电梯一旦出现问题或者故障,则可以进行自动停止,并对设备电动机、电磁制动器等进行检测和记录,能够将发生的故障反馈到中央控制系统,达到智能化管控的程度。
1.2采用层次分析法对智能建筑进行综合评价
智能建筑进行综合评价常用层次分析法作为标准来衡量。层次分析法是指通过建立所谓的判断矩阵,逐步分层地将众多的复杂因素和决策者的个人因素综合起来进行分析,最后经过结论在总结用定量的形式表发达出来,这种层次分析法的优势在于使复杂的问题能从定性的分析向定量的分析结果转化。正是因为经济和社会问题很难用定量的密性和模拟来分析,同时要考虑很多定性的因素,例如:决策者心理因素、知识经验和决策水平等。层次分析法的采用是对智能建筑进行综合评价重要工具。
2智能建筑设备节能控制分析
2.1空调设备节能控制分析
供给空调系统的能量由热源和冷源系统产生,经水系统传递给风系统,再由风系统将能量传递给被调节的房间,以达到所要求的室内温度与湿度。空调设备主要的能量使用在于制冷和制热,制热功能还有辅助加热的能耗。在空调的使用过程中,风机工作消耗的电能和水系统运作所需要的电能是空调系统中所消耗的能源,空调设备的节能控制主要是对这两种电能进行控制以达到节能的效果。建筑物围护结构的保温性能直接决定了空调房间的冷、热负荷,若要节约空调系统的能耗,就必须改善围护结构的保温性能。首先,对空调所使用的空间进行隔热保温处理,例如:在外墙上安装各种保温材料,地面和棚顶都进行了保温处理,窗户和门采用真空双面玻璃材质,以达到热能不被浪费的效果。其次,水系统影响室内的湿度,控制好室内的湿度可以降低空调系统的能源消耗,通过控制透过外窗的日射量、围护结构传入室内的热量以及空气流动传导来降低空调的能耗。
2.2给排水设备节能控制分析
给水管网的渗漏损耗和用水终端设备损耗是影响智能建筑水损耗的重要因素,合理解决这两项损耗是控制节能的关键。首先,给排水管网在建筑物内以暗埋方式进行铺设,给水压力、给水管材的质量、水管铺设方式及其受腐蚀程度等都是造成积水管破损的原因,渗水问题也是目前给排水系统的主要能耗,因此,加强对上述几点因素的控制,是有效降低用水损耗的关键措施。其次,用水终端设备包括所有房间用水设备,如,马桶、洗碗龙头、洗漱龙头等,这些终端设备的损坏往往也给整个给水系统带来大量的用水损耗,而影响用水终端设备的因素又包括设计、制造质量及受腐蚀程度等,做好用水终端设备的管控可以减少能耗的消耗。既可以避免智能建筑给排水的损耗,又能够为生活用水提供帮助。最后,水泵运转损耗也是智能建筑给排水能耗的主要原因,建筑物过高会采用二次加压的方式进行供水,二次水泵本身已经增加了电能的消耗。加上自动喷淋系统的长期开启,其能耗可想而知。日常减少喷淋系统的设计功率,优化二次水泵的系统设置可以有效减少能源的消耗。
2.3照明设备节能控制分析
电力供应压力随着经济的发展而增加,建筑行业的飞速发展同时也带来了电力需求的不断增加,在很长一段时间内我国电力供应紧张的问题直接影响了建筑行业的发展。因此,节能减排行动刻不容缓。照明设施也同样是节能减排工程中的重要环节。照明设施用于城市道路(含里巷、住宅小区、桥梁、隧道、广场、公共停车场等)、不售票的公园和绿地等处的路灯配电室、变压器、配电箱、灯杆、地上地下管线、灯具、工作井以及照明附属设备等。智能建筑照明设备能耗包括大楼照明系统耗电与用电设备耗电。在公共的场所照明设备需要进行合理的设计,尽量避免能源的浪费,例如:楼道里安装声控灯,在有人的时候声控灯开启,为行人照明,没人的时候声控灯关闭,节能能源。根据具体的建筑功能设置不同照度的照明灯,减少能源消耗。
3结语
能源的探索和开发,能源消耗的缓解已经成为重要的战略性问题,作为首当其冲的建筑行业尤其需要做到自身的节能减排。通过智能化建筑设备控制技术与建筑节能探索,可以让建筑的设计和建设更加满足环境需要,更加符合人们的使用需要,更加具有节能的功效,促使建筑行业与环境和谐发展,促进我国建筑事业向着可持续方向迈进,让人们的生活环境越来越好。
参考文献
[1]侯音.智能建筑设备节能优化运行控制技术探讨[J].居业,2015(4):53-54.
随着我国经济的不断发展,能源需求不断上升,但同时由于世界性的能源紧缺,也凸现出供求之间的矛盾,基于此节能就成为一个非常重要的问题,我国过去的那种粗放型的能源利用方式已经不能适应现今社会的发展,节能是经济可持续发展的必由之路,作为建筑物来说,随着新技术、新工艺的不断发展,节能有了更多的手段和潜力,诸如减压节流、风机水泵变频控制、冷热源新型设备、智能照明等方面出现了很多的新方法、新技术。
我国自90年代陆续开始在北京、上海、广州和深圳等地相继建成了一批智能型的人型公共建筑,其巾人部分为商用办公楼,最有代表性的是上海浦东金茂大厦。智能建筑也称为智能大厦,它是采用先进的计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制,对信息资源进行管理和对用户提供信息服务等一种新型建筑。楼宇自动化系统是智能大厦的一个重要的子系统。主要包括:空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、电梯和停车管理系统、消防系统、安防系统等。楼宇自控系统负责保证智能大厦内各种机电设备的运行并使之达到最佳状态。
一、智能建筑内建筑设备的节能控制
1、机电设备优化启停控制
由于机电设备是一栋大厦的用电大户,所以楼控系统必须对整栋大厦的机电设备的运行进行控制,以达到最佳的运行效果。楼宇自控系统对机电设备有最佳的启动时间控制软件,可保证工作人员进入建筑物时室内温度恰好达到设定值。即可保证从占有时间一开始便满足舒适性要求,又可减少过长的启动时间,并可同时对多台设备进行最佳时间控制。其控制算法由软件实现,并具有较强的根据环境条件变化自动调整最佳启动时间的功能。最佳停止时间控制程序与最佳启动时间控制程序的原理相似,也是应用惯性储能原理,使供热 / 制冷负荷利用热 / 冷惯性,持续段时间,在结束之前,提前结束供热或制冷,同时保证环境温度不超过舒适极限的范围。
2、冬、夏季部分负荷时水泵分设节能
随着季节的更换,空调负荷在一年内的变化很大。一般说来,在计算所得负荷的工况下运行的时间极短,绝大多数时间内空调设备是在远低于计算所得额定值的情况下运行。夏季空调负荷时间频率上看,有 83.8% 的运行时间在低于 50% 的负荷下运行;冬季供热时,有 80% 左右的运行时间负荷率低于 40% 。水泵是整个空调系统的动力输送系统,其能耗占整个空调系统总能耗的 25% 左右。
3、变风量、变流量系统的最优控制
与传统的定风量空调系统相比较,变风量空调系统减少了再热量及其相应的冷量,而且随着各房间送风量的变化,系统的总送风量也相应的变化,可以节省风机运行能耗,此外,根据变风量空调系统运行的特点,在计算空调系统总负荷时,也可以考虑各房间的同时使用系数从而减小风机的装机容量。根据冬夏季不同的工况,对回风温度进行监测,并与设定的温度值相比较,根据回风温度与设定温度的差值对冷/热水阀进行不同的 PID 调节,使室内温度始终保持在设定的范围内。
二、智能建筑内冷热源系统的节能控制
1、与冰蓄冷相结合的低温送风系统
由于空调系统的用电高峰期与城市电力的峰谷曲线基本一致,所以造成了城市电力的巨大峰谷差。为了实现“移峰填谷”,国内外电力部门均采取一系列优惠政策鼓励使用低谷电,这些政策极大的推动了冰蓄冷技术的发展,为低温送风提供了客观条件。常规空调的送风温度为 15-18度,送风温差一般控制在 8-12度,而低温送风温度为 3-10度,送风温差可达 13-20度。根据 ASHRAE标准 55-1981 ,干球温度 28度,相对湿度 35% 的有效温度与干球温度 26度,相对湿度 60% 的有效温度相同。在相同的空调负荷下,增大送风温差可以减少送风量,减少风管直径和空气处理设备的额定工作量,降低空调系统的初投资,使蓄冷空调在初投资方面可以与常规空调竞争。
2、合理的选择冷机
中央空调系统装机容量过大,主机就会长期在部分负荷状态下运行,效率低而能耗大。实际工程中由于存在设计方面的误区,许多设计人员往往以所计算的最大负荷为标准来选择机组,有很多是装机容量过大的。据有关部门曾经对北京、上海和广州等地区的 24 座宾馆饭店的中央空调系统的装机容量和实际开机容量调查发现,60% 以上装机容量过大,这些空调系统一般都在 35% -55% 负荷状态下运行,即长期在低效区运行,造成了大量的能耗损失。合理的选择装机容量既可以减少系统的初投资,又可以节损运行费用。
三、调整智能建筑内参数的节能控制
1、建筑物内的温度标准确定
冬季室内温度过高和夏季温度过低不仅会造成能源的浪费,而且也会给人体带来不舒适的感觉。资料表明,选择合理的室内温度,对暖通空调系统的节能有极其重要的作用。例如,当夏季空调室内温度从26度提高到28度,可减少18%-2% 的冷负荷。常规空调的温控范围为±2度,而据美国国家标准局统计资料表明,如果在夏季将设定温度下调1度将增加 9% 的能耗,如果在冬季将设定温度上调 1度,将增加 12% 的能耗,因此将建筑物内的温度控制精度设为±1度,会更加有利于节能。
2、焓值控制
1智能建筑概念
1.1什么是智能建筑
智能建筑(Intelligent Building, IB)是信息时代的必然产物,是高科技与现代建筑艺术的巧妙集成,也是综合经济实力的象征。1984年1月在美国康狄格州的哈特福德市(Hartford)出现了世界第一座智能建筑,这是一座由旧的金融大楼翻修改造而成的大厦,楼内铺设了大量的通信电缆,增加工程控交机和计算机等办公自动化设备,楼宇内的配电、供水、空调和防火等系统均由计算机控制和管理,因而用户享有电子邮件、文字处理、语音传输、科学计算、信息检索和市场行情资料查询等全方位的服务,为客户创造舒适、方便和安全的环境。
智能建筑的出现引起了人们的关注,世界各国的建筑行业纷纷仿效,尤其是发达国家发展得最快。我国智能建筑的建设起始于20世纪90年代初。着国民经济的发展和科学技术的进步,人们对建筑物的功能要求越来越高,着国民经侪信息化的发展和互联网技术的应用,社会经济的各个环节都受益于信息网络,智能建筑作为信息高速公路上的一个节点,日益受到人们的关注,并在我国快速发展。
我国于2007年7月正式实施的《智能建筑设计标准》GB/T 50314-2006,对智能建筑的定义是“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。”
智能建筑是一个动态发展的概念,着建筑技术的发展,着计算机技术、通信技术和控制技术的发展和相互渗透,智能建筑的内涵和技术内容还将日益丰富并继续发展下去。
1.2智能建筑的技术基础
智能建筑是建筑技术和信息技术的产物,建筑是主体,智能化系统是信息技术在建筑中的应用,目的是赋予建筑“智能”。 建筑智能化系统包括建筑设备管理系统、信息设施系统、信息化应用系统、公共安全系统、建筑智能化集成系统。 因此, 智能建筑的技术基础是现代建筑技术、计算机控制技术、计算机网络技术和现代通信技术。
智能建筑以建筑为平台,以建筑设备、设施为对象,以智能化技术为手段,为人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。智能建筑是多学科的交叉和融会,其中包括电气信息学科和土木工程学科的交叉,它涉及建筑、结构、建筑设备以及感测、控制、通信、计算机等专业的知识。
1.3智能建筑的建筑环境
建筑是实施建筑智能化的平台,为了实现智能建筑安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境,智能建筑需要具有一定的建筑环境并设置相应的智能化系统。
从建筑环境的角度着想,智能建筑的设计不仅要考虑建筑物的空间大小、室内布局、预留的容积率等,同时也要考虑适应21世纪绿色和环保的时代主题,实现人与自然和谐可持续发展。另外还要满足智能建筑特殊功能的要求,必须有智能化系统的设环境,比如配线管道(管井)的设置环境、智能化系统主机房的设置环境等等。以及适应智能建筑动态发展的特点,首先要具有足够的应变能力,能够在用户变、使用要求变动、技术升级引起的设备系统变更,乃至建筑内部配置的某些变动,都可以以最便捷的方式将系统调到新的要求上。
2现代建筑结构技术
现代建筑技术包括现代建筑结构技术、现代建筑设备技术、现代建筑材料技术、现代建筑防护技术、现代建筑施工技术,以及绿色建筑和生态建筑技术等。其中现代建筑结构技术是现代建筑技术中的首要和重要的组成部分。这里,我们将主要讨论现代建筑结构技术有关方面的内容。
2.1建筑与结构
从某种角度看,在建筑技术中,“结构”就是建筑还未经修饰的一种构建模式,是一个过程,而“建筑”则是对结构修饰后的结果,是一种状态。
建筑与结构之间是一种骨肉相依的关系,它们共同完成了对居住环境的构建。这种关系是如此紧密,以至于有对方的支持,自己也会失去存在的依据。没有结构,建筑则无法成立;而没有建筑,结构便毫无意义。简单地说,结构是建筑的骨架,对建筑的造型和形式有着重要的影响。
2.2结构造型的概念
从某种意义来说,建筑是一个与人共生的生命体,我们可把建筑中的很多元素类比生命体中的等价物,比如建筑的通风系统对应生物的呼吸系统,建筑的给水排水对应生物的血液循环系统,建筑的控制系统对应生物的神经系统,……等等,并且建筑是一个有思想、有精神的造物,从这个意义上说,建筑就是一个人。
结构则是建筑的骨骼,建筑的造型、空间等内容,都依赖它的骨骼──结构承托着。可以说,没有结构,就有造型,也就没有空间。同,结构也是建筑的语法,也就是说,结构规律是建筑设计中必须遵守的法则。从一般意义上来讲,结构是显示各种不同实体构件之间某种井然有序的有机联系。
事实上,结构有着自身的视觉表现力,它像是雕塑一样动人心弦,但比雕塑更加宏伟震撼。结构是美的。结构的美从宏观上表现为在建筑体形的雕塑似的壮美;在中观上是结构构件与空间处理妥帖对位的表现力;在微观上又可以看到细部节点美的处理。所以,结构的美是有很多层面的。同时,它还是有各种不同的方向的。首先,结构美是一种科学理性的美。“合理的形式就是美的”。结构美所遵从的最基本原则就是力学法则,而力学法则是一种客观的自然规律。除了一种科学的理性美,结构自身还带有一种形式美。在满足科学基本原理的范围内,可以有多种多样的形式造型,并且,形式美并不完全依赖科学的方法,有时候,只要经验满足的,实践允许的,都是可以使用的。
结构是建筑中非常重要的元素,它不仅仅是从技术上对建筑的一种支持,更是因为它与造型的紧密联系而成为建筑艺术中的一个组成部分。
结构造型是把结构设计中与造型相关的内容抽取出来。在建筑设计过程中,把造型与结构放在一起考虑不是机械的拼凑,而是有机的结合。结构的表现就是建筑造型的表现,结构的美就是建筑的美。只有把结构与造型结合起来同时考虑,才是建筑设计的合理方法。结构造型,既要注意力的作用,又不能忽略形式本身的积极作用。
在结构造型中,必须遵循以下三个基本原则:首先是“稳定”,稳定的含义包括平衡和牢固两方面,平衡就是外力和内力的总和达到相互抵消的状态,但是平衡的状态还达不到建筑允许的状态,这种状态是不牢固的,稍有外力就会破坏这种平衡,只有牢固的因素才能限制这种外力对平衡的破坏;在稳定的基础上,表达力量感也是结构造型中的一条重要原则;挑战空间是结构造型中的又一个原则,它和追求稳定、表现力量从不同侧面描述结构造型的目的与意义。
必须指出,在建筑中,灵魂就是空间。建筑需要的不光是外观的形体,更需要的是空间,只有空间才是使用者真正使用建筑的地方。空间也是现代建筑中最具有表现力的设计要点,空间与造型是互为负形的关系,结构造型中调要关注造型,其根本目的是要关注空间。塑造美的结构造型就是为了塑造美的空间,探索新的结构造型就是探索新的空间。
3 20世纪末的建筑革命
20世纪70年代以后世界进入了信息时代,由于新技术革命的出现,世界的工业生产体系发生了重大的变化,在建筑领域中则表现趋向人情化、多样化、分散化、个性化和智能建筑,这种新的趋势己对世界建筑的发展产生了革命性的影响。
人情化主要表现为世界上旧城市与旧街坊的改造日益受到重视,人们保留原有的建筑外观而改造建筑内部环境,以适应现代化生活的要求,反映了先进技术与高度人情化的结合;多样化这一趋势表现为建筑类型、建筑形式与建筑结构正着多样化、不定型化的方向发展;分散化的特点表现为城市人口趋向分散到小城镇与郊区,原有大城市趋向地下发展,与此同时,村庄将逐渐消失,新的小城镇正在大量出现;个性化的趋势明显地反映为不同城市的城市法规和建筑法规可以不同,完全根据当地的环境与具体条件而定,因此,城市规划与建筑设计的灵活性就大了;智能建筑是当今世界建筑的热点,随着社会经济的发展和科学技术的应用,人们对建筑物的功能要求越来越高。由于计算机网络与通信技术的发展与应用极大地推进了人类社会的发展,带来了互联网时代。人们需要网络,因为人们需要信息,人们离不开网络,因为人们离不开信息交。因此,在数字化的信息社会中,智能建筑也之迅速地发展起来。智能建筑的基本功能主要由3大部分组成,分别是楼宇自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA). 智能建筑以建筑为平台, 以建筑设备、设施为对象,以智能化技术为手段,为人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。智能建筑可以是高层建筑或多层建筑的智能大厦,或是建筑小区的智能化──智能小区,也可以是宅居智能化──智能家居等等。
与此同时,高层建筑崛起和形形的大空间建筑大量出现。高层建筑首先是在芝加哥大批出现的,迄今已有一百多年的历史。今天,高层建筑作为城市发展的象征,它成为当代社会最突出的现象之一。它作为城市天空轮廓线的控制点,作为城市发展的新景点,或作为建造业主实力雄厚的象征,得到人们广泛的关注与推崇。在高层建筑结构中,常用的竖向承重结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等。而形形的大空间建筑的涌现,主要结构有:钢筋混凝土薄壳结构、折板结构、钢网架结构、钢管结构、悬索结构、张力结构、悬挂结构、活动屋顶、充气结构以及大跨度建筑。
现代社会经济的繁荣,科技的突飞猛进,加上文化思想的活跃,促使了当代建筑功能不断复杂,建筑形式日益丰富。建筑师与理论家们纷纷从不同的角度探讨许多新的建筑课题,在建筑创作实践方面、在建筑思想理论方面、在建筑创作方法方面都取得了一系列的成果,使当代的建筑文化呈显出了历史上从未有过的错综复杂的壮丽画面。这壮丽的画面里编织着高科枝的成就、高度人情化的思想、生态环境意识以及传统统文化与创新思潮等。因此,可以看出,技术、理论、场所、生态等四个方面因素对建筑创作所起的重要作用。
主要参考资料:
(1)李林,智能大厦系统工程,北京:电子工业出版社,1998:1~8。
(2)吴紫标,现代远程教育与智能大厦,现代远距离教育,哈尔滨:黑龙广播电视大学出版,2000.3:8~9。
(3)张建荣,建筑结构选型,北京:中国建筑工业出版社,2011.1:302;306~311。
(1)改革开放,国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐(目前世界森林覆盖率只有22%,而且不均匀),带来土地的破坏,大大破坏了自然环境。
(2)住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占全球三分之一能源,主要是化石能源。而化石能源燃料是地球经历了亿万年才形成的,它将在几代人中 间消耗殆尽。
所以建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源,不断提高能源利用能源。在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说,并不是消极意义上的节能,而是从积极意义上提高利用效率。
2.外墙保温技术
2.1内保温技术
外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性、局限性,决定了其必然要被外保温所替代。
2.2外保温技术
2.2.1 外挂式外保温 外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本,已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。
2.2.2 聚苯板与墙体一次浇注成型 该技术是在混凝土框- 剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温的作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力,其结合性能良好,具有较高的安全度。
2.2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温 将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5~4mm 的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL 胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998 年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前仍被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。
3.施工质量控制
墙面基层清理干净,重点是清洗油渍、清扫浮灰、墙面松动和清除墙表面凸起物,以保证基层和保温层结合牢固。 对墙体垂直度偏差大者,要进行水泥砂浆找平,且保证找平层粘结牢固,无空鼓、开裂现象。
做好细部及加强部位的处理,保温层收头部位用防水密封胶密封。 保证胶结材料和抗裂砂浆的配比合理、统一。
4.外墙外保温体系裂缝控制技术的一般技术原则
4.1外保温体系抗裂优于内保温体系原则
完善的外保温对结构的骨架全面包覆。雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙影响大大减轻。因此,外保温体系对建筑结构的保护、防止裂缝的发生优于内保温体系,更优于内外保温混合做法。
4.2“逐层渐变柔性释放应力”的抗裂技术原则
急剧变化的温差产生的热应力集中发生在外保温的外表面,解决外保温裂缝应遵循使温度应力、变形能量充分释放的原则。采用“逐层渐变,柔性释放应力”的抗裂技术可以有效地控制保温层表面裂缝的产生。
4.3普通水泥砂浆不应作为保温体系表面的找平及保护层材料原则
在保温层的表面使用普通水泥砂浆不符合“柔性渐变,逐层释放应力的抗裂技术”路线。用它作为保温层的保护层,极易产生裂缝,厚度愈厚愈严重。
5.结语
目前,外墙外保温技术并不完美,尚且存在面层裂缝等建筑质量通病,只有从设计、材料、施工等多方面多环节同时入手,加强控制,才能从根本上避免问题的出现。我们通过对外墙外保温抗裂缝施工技术的分析与总结,有针对性的采取相应的措施,在施工中有效地控制了裂缝的发生,形成了一套比较成熟的施工工艺,积累了丰富的经验。
参考文献
[1] 彭胜浩. 工程质量通病防治手册[M]. 北京:中国建筑出版社,2002.