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行业动态

绿色智能化建筑的可持续性

作者:管理员     来源:本站     浏览量:1536     发布日期:2013-9-20

内容导读: 【摘要】本文阐述了绿色建筑和建筑智能化之间的相互关系、绿色智能化建筑具有的典型特点、绿色智能建筑的可持续设计理念、智能化技术在绿色建筑中的应用等,并提出只有降低能耗、发展新能源和可再生能源,才能实现经济、城市建设的可持续发展的观点。 【关键词】智能化

   【摘要】本文阐述了绿色建筑和建筑智能化之间的相互关系、绿色智能化建筑具有的典型特点、绿色智能建筑的可持续设计理念、智能化技术在绿色建筑中的应用等,并提出只有降低能耗、发展新能源和可再生能源,才能实现经济、城市建设的可持续发展的观点。
   【关键词】智能化建筑绿色建筑节能可持续性
1、前言
    随着能源危机、环境污染等问题的日益严重,可持续性发展已成为21世纪人类共同关注的主题。可持续性发展是指既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。由于建筑在建造和使用过程中直接消耗的能源已占全社会总能耗的30%左右,因而建筑节能降耗和减排是实现可持续发展的重要内容,绿色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,成为绿色建筑体系的一部分。以智能化推动绿色建筑的发展,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,也是智能建筑努力地目标。故需紧密跟踪绿色建筑的发展趋势,积极开发智能化技术在环保生态设施和系统中的应用,如对太阳能等可再生能源利用系统、智能化小区的绿化、雨水及污水综合利用系统的监控与管理等,与系统共同营造高效、低耗、无废、无污、生态平衡的绿色建筑智能环境,为建筑的可持续发展提供服务。
2、绿色建筑和建筑智能化之间的相互关系
2.1智能建筑、绿色建筑、智能化系统工程
   智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施、信息化应用、建筑设备管理、公共安全等智能化系统,集结构、系统、服务、管理及其优化整合为一体,具有提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康等功能的建筑环境。绿色建筑是指在建筑物的全寿命周期内,最大限度的节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。智能化系统工程,是由智能化集成系统;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;机房工程和建筑环境等若干“要素”。
2.2智能是手段、措施和技术
   智能是为了促进绿色指标的落实。建筑物的寿命周期分析显示:一座建筑物总能耗的80%和C02排放量的85%来自居住时的采暖、降温、通风、和使用热水。设计建筑物时选用合适的材料可降低建筑物的能源需要,增加其寿命期限,并保证持久的性能。可采用具体措施举例如下:
     2.2.1建筑物越密封,能源浪费就越少。密封的接头、恰当的隔热和良好的通风系统,以及他们的和谐工作,就可以将建筑物的取暖费减少多达80%。
    2.2.2将供暖和空调管路正确密封以防泄漏,系统的效率就可以提高35%。
    2.2.3尽量少使用初级能源,采用资源效率最大化的高效设备和设计。
    2.2.4更多地产能。把建筑物作为利用太阳能、风能、现场收集的特定能和废热进行发电的电厂。
3、绿色智能建筑的特点
    绿色是目的、方向与总纲,绿色智能建筑,是用绿色的观念和方式进行建筑的规划、设计、开发、使用和管理,执行统一的绿色建筑标准体系,并由独立的第三方进行认证和管理。
3.1环保化
    绿色智能建筑首先特点是生态绿色、保护环境。在智能化设计上,要保持室内空气的新鲜度,充分利用自然通风、自然采光、自然换气,利用自动调节技术进行智能调控。例如,有的绿色智能建筑设计了太阳房,太阳房玻璃坡屋顶上层设有自动卷帘,智能控制装置可根据阳光的强弱自动调节卷帘的开启程度,整座房屋的采暖、遮阳、灯光等均可通过智能装置自动控制,每个房间也可使用遥控器进行自动调节;有点采用液晶技术玻璃,调节玻璃的透明度;有的建设了太阳能恒温住宅,遮阳和通风都采用智能监控,从而达到制冷、取暖的目的。作为全方位立体环保工程,不仅要求材料设备、自控系统环保,还需要有环保意识的物业管理智能化系统,建立一套长效的管理机制。

3.2节能化

   据调查,绿色智能建筑成本比智能建筑低。现有技术结合符合常理的设计可以为一般建筑提高35%的能效,降低80%的供暖费用。室内照明使用的能量实际仅有5%产生光,其余95%以热的形式浪费掉了。这就是说全球与照明有关的能源浪费比美国住宅的整个能耗都多,建筑物与照明有关的能源浪费相当于2.5亿辆轿车在路上行驶。很多国家的建筑物能耗至少占40%,而且大都使用矿物燃料。全球建筑物的能耗预计在未来20年将增加45%。过去在工程建设中有个片面的理解,以为一般的建筑加上网络、宽带和智能设备就是智能化了。其实智能化首先就是要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是设备的智能化和安全防范的智能化,这才是绿色智能化的完整含义。实际上智能建筑不一定是豪华的,但它必须是低能耗和节能的。

3.3自动化

   在绿色智能建筑中,如空调、供热、制热,通风、给排水,变配电、照明、电梯、消防系统、安全防范系统等机电设备,过去采用各种仪表、信号灯、继电器及操作按钮来控制其运行,如今普遍采用电子计算机系统进行自动控制,并实施时监控、报警打印、故障自检,使系统更加智能化、自动化。

4、智能化技术在绿色建筑中的应用

节能、环保是绿色建筑倡导的主题,节约能源就需要在绿色建筑中采用新的自动化、智能化技术,利用智能系统最大限度的减少能源消耗。针对智能化技术在绿色建筑中的应用举例概述如下:
      4.1采用遮阳系统降低能耗
      建筑遮阳的目的在于阻断直射阳光透过玻璃进入室内,防止阳光过分照射和加热建筑围护结构,从而降低室内制冷负荷,实现节能。好的遮阳设计在节能方面还会有多重功效,如将遮阳板与反光板巧妙结合,可将日光引入房间深处;或用太阳能集射器或者是太阳能光电板作为建筑外部遮阳构件,不仅遮阳,且有并网发电功效。由于不同季节、不同时间采光和光照要求各不相同,应用智能化监测及控制技术可调节用于遮阳的光电板的角度,在实现高效遮阳的同时,提高光电的转化效率。另外,应用智能化技术还可实现根据光强、温度或时间指针,调整外遮阳卷帘的高低位置或百页帘的透光角度,减小由于太阳辐射造成的制冷能耗,并满足房间光线要求。
      4.2智能建筑围护结构
      建筑围护结构热工性能的优劣与否,直接影响着建筑使用能耗的大小。在严寒地区,建筑围护的保温性能是一项非常重要的指标,在墙体的外面增加一层保温材料必要且非常有效,保温层越厚,热工性能越优越。在夏热冬冷地区,对于建筑围护结构既要考虑冬季保温性能,又要考虑夏季隔热性能,两者间有时又会产生很多矛盾。近年来,在建筑围护结构中,玻璃的使用面积越来越大。从绿色建筑角度考虑,透明的围护结构可以增加室内采光及冬季白天太阳的辐射量,但基于目前的技术发展条件,透明围护结构的热阻还是远远小于非透明围护结构热阻,由于透明围护结构的热工性能比非透明围护结构差,因此,从节能角度出发,应控制透明围护结构的大面积使用。智能建筑外围护结构体系要求外围护结构可调控的”智能型“,将围护结构与智能技术集成使其从能自动适应气候条件变化和室内环境控制要求的变化出发,从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合利用,给出不同环境条件下的运行模式。
     4.3新能源及可再生能源技术的应用
     4.3.1太阳能利用技术
     目前,我国技术最成熟、产业化发展最快的当属家用太阳能热水器或系统。太阳能光电技术在建筑中的应用发展方向为光伏建筑一体化,即在建筑外表面设置光伏器件,将太阳能发电与建筑功能集成在一起的新型能源利用方式。光伏器件直接将太阳能转换为电能,除了在建筑表面安置太阳电池组件(电池板)和体积很小的蓄电池逆变器等系统部件外,不占用建筑有效空间。
     4.3.2地热能的应用
     地源热泵技术是一种有效利用能源的方式,目前已有研究将高效能比的LD热泵机组与太阳能集热器结合,用智能化的控制系统与光伏发电装置结合,形成显著节能的自动化高效供热系统。
     4.4绿化系统
     环境绿化在调控住区微气候环境方面的作用主要体现在调控环境的温湿度条件、调控区域范围的通风条件。具体的措施有:利用植物的蒸腾和林地的遮阴作用调控环境的温湿度;根据全年及夏季的主导风向选择植栽的方式和植被的种类,以获得夏季所需要的穿堂风或阻挡冬季寒冷的北风等,采用智能喷灌系统,根据植物类型、灌水器种类、土壤类别以及坡度,结合每天的风雨力量、太阳辐射等因素自动生成灌水制度,使绿色智能建筑区切实达到环境绿化的目的,实现节约、环保可持续性发展。
     4.5节约水资源的污水、雨水处理利用系统
     水污染及水资源危机制约可持续发展,建立雨水、生活污水会用处理系统,将收集到的雨水以及建筑中的污水、废水经过处理,达到规定的水质标准,再输送、分配给建筑生活杂用,取代等量的自来水,充分利用水资源,同时减少建筑的排水量,实现污水就地资源化和无害化,减轻城市排水管网负荷和环境水污染。采用智能化技术对污水、雨水处理利用系统进行监管与管理,监视设备的运行状态、污水集水井、中水处理池水位,控制设备的启停、故障报警,根据用水量的变化改变管网中水泵的运行方式,使水系统始终处于最佳的运行状态,实现管网的合理调度。
    5、绿色智能建筑的可持续设计理念及展望
    一个绿色智能化建筑设计的好坏,不能简单地以眼前的使用情况为标准,而是应当以可持续发展的眼光来评判。这是因为人的世界观发生着巨变,这些意识形态决定建筑的设计取向。因此在现在的设计中必须以更长远的眼光来估计未来社会的价值取向。其次,信息技术同时也改变着人们的生活与工作方式,今天的智能建筑要努力为适应明天的办公和生活方式做好准备。从技术角度来看,信息技术的突飞猛进使智能建筑内的自动化设备也在不断增多、发展、变化。今天的智能建筑设计就必须考虑到对未来自动化设备的适应问题。因此,为实现城市建设的可持续发展,必须提高绿色智能化建筑的适应能力、在设计绿色智能化建筑时,必须以全新的设计思路来考虑问题、在智能化系统的支持下,必须充分应用新材料、新技术,只有这样,才能促进资源节约与环境保护。
5、结束语
     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加入其内涵。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、人的行为与系统的集成智能。目前通过绿色智能技术的研究、探索和实践,已经涌现出一批节能、环保、生态、智能兼具的建筑,坚持以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑物,必能促进资源节约与环境保护,可以预期,由于绿色智能理念不断深入人心,经济、城市建设的可持续发展必能实现。

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