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摘要:建筑工程要想實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,理應(yīng)融入智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)理念,由此增加建筑物的實(shí)用性,滿足當(dāng)前新時(shí)展需求,故而應(yīng)予以重視。在此之上,本文簡(jiǎn)要分析了建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)目的,并從安保系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施智能化設(shè)計(jì),借助自然光照、應(yīng)用清潔能源、引進(jìn)高新技術(shù)、優(yōu)選綠色建材等策略,確保建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì),由此提升建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:建筑智能化;節(jié)能設(shè)計(jì);清潔能源
1前言
建筑設(shè)計(jì)工作作為影響建筑質(zhì)量與建筑環(huán)保性的重要內(nèi)容,設(shè)計(jì)者若能采取有效措施進(jìn)行智能化與節(jié)能設(shè)計(jì),有利于促進(jìn)建筑行業(yè)的興旺發(fā)展。我國(guó)現(xiàn)今建筑能耗大體上占據(jù)總能耗的34%左右,為了進(jìn)一步開(kāi)創(chuàng)友好型社會(huì)格局,應(yīng)從建筑設(shè)計(jì)著手,利用節(jié)能與智能化手段,實(shí)現(xiàn)綠色建筑的建設(shè),這樣一來(lái),才能最大化降低建筑能源損耗,促使建筑物能在展現(xiàn)實(shí)用價(jià)值的同時(shí)貼合環(huán)保理念。
2建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)目的
建筑智能化與節(jié)能設(shè)計(jì)是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。因此無(wú)論從工程管理還是系統(tǒng)安裝等方面都應(yīng)融入智能化思想。之所以要實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展,一是為了緊跟時(shí)代潮流;二是為了提高建筑物的信息化水平。從以往空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)安裝經(jīng)驗(yàn)可知:?jiǎn)渭円揽咳肆?duì)其進(jìn)行管控操作,很難獲得良好的成果,甚至極易造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,若能進(jìn)行智能化設(shè)計(jì),充分借助智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)設(shè)備,針對(duì)建筑中的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行信息一體化管理,既能增加建筑物的安全性,又能降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。故而早在1980年我國(guó)就開(kāi)始著力于智能化建筑設(shè)計(jì),如臺(tái)北等地的智能大廈。而在智能化管理上則基于下述三個(gè)方面的原因。其一,建筑工程往往較為復(fù)雜,且極易受人力因素影響而導(dǎo)致工期延誤,這就導(dǎo)致施工人員與技術(shù)人員都需要承擔(dān)較大的職責(zé),一旦脫離智能化管理手段,不但會(huì)加劇工程管理負(fù)擔(dān),而且還會(huì)致使工程內(nèi)容無(wú)法得到有效落實(shí)。其二,建筑工程具備長(zhǎng)久性特征,從工程開(kāi)發(fā)、工程實(shí)施、驗(yàn)收竣工等部分,都需要不斷收集相關(guān)信息資源妥善處理工程建設(shè)問(wèn)題。若能依靠智能技術(shù)對(duì)其實(shí)施智能分類,將獲得可靠的管理成果。其三,工程項(xiàng)目中的每個(gè)人員都有著重要責(zé)任。在智能技術(shù)的協(xié)助下,可實(shí)現(xiàn)資源共享,加強(qiáng)各方溝通,便于他們快速明確自身定位。因此,智能化理念在建筑工程中有著一定現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。至于節(jié)能設(shè)計(jì)則是為了適應(yīng)新時(shí)代的環(huán)境變化,它的主要目的集中在以下兩點(diǎn)。第一,打造良好的家居環(huán)境。我國(guó)建筑中的住宅建筑是為了滿足人們的居住需求。若能實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì),有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境,不但能夠?yàn)槿藗儬I(yíng)造一個(gè)良好的生活氛圍,而且在室內(nèi)活動(dòng)中也能降低能耗,促使整體環(huán)境更加舒適安全。比如可依靠適宜的溫濕度以及太陽(yáng)光、自然風(fēng)設(shè)計(jì)建筑,或秉承著“因地制宜”取材原則,由此實(shí)現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。第二,提高資源利用率。目前,在絕大多數(shù)建筑中,常采用燈光、機(jī)械風(fēng)為人們創(chuàng)造適合的生活條件,一方面,將增加能源損耗。另一方面,將無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。好比煤炭資源,作為不可再生類能源,理應(yīng)由清潔能源代替,防止出現(xiàn)資源枯竭現(xiàn)象?;诖耍ㄖ悄芑c節(jié)能設(shè)計(jì)很有必要。
3建筑智能化設(shè)計(jì)措施
3.1智能安保系統(tǒng)
建筑智能化設(shè)計(jì)作為當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的重要方向,應(yīng)從安保系統(tǒng)方面著手,打造智能化安保系統(tǒng),由此既能增加建筑安全性,又能提高業(yè)主滿意度,使其在良好的監(jiān)管狀態(tài)下安心生活。所謂的智能安保系統(tǒng)實(shí)則是依靠現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)安保系統(tǒng)功能加以完善,使其針對(duì)建筑出入口以及巡檢等管理環(huán)節(jié)實(shí)施智能防控。好比在某建筑項(xiàng)目中,專門安裝了“窗磁報(bào)警器”、“門磁報(bào)警器”、“防盜傳感器”等裝置,并對(duì)其進(jìn)行智能化管控,一旦建筑物遭受侵襲,將在智能語(yǔ)音控制與安防控制系統(tǒng)操控下自行記錄侵入者信息,以便最大化保障建筑安全。因此,應(yīng)注重智能化安保系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果。
3.2智能照明系統(tǒng)
在建筑智能化設(shè)計(jì)過(guò)程中,還可針對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行改善。智能照明系統(tǒng)實(shí)際上是通過(guò)在多個(gè)地點(diǎn)安裝控制元件,由此確保在不同光照強(qiáng)度下智能調(diào)節(jié)照明等級(jí),以便在充足的自然光照下能夠起到節(jié)能以及智能化管理作用。比如我國(guó)各園區(qū)中使用的“感應(yīng)燈”與“聲控?zé)簟笔侵悄苷彰飨到y(tǒng)的雛形。一方面,可在無(wú)人員走動(dòng)情況下自行關(guān)閉照明系統(tǒng)。另一方面,可在不影響視覺(jué)效果的前提下智能調(diào)整照明強(qiáng)度,防止長(zhǎng)期閉合開(kāi)關(guān),縮短照明系統(tǒng)以及照明裝置的使用年限。
3.3智能給排水系統(tǒng)
給排水系統(tǒng)也是建筑工程中電氣安裝環(huán)節(jié)的重要組成部分。因此,在實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)階段,也應(yīng)打造智能給排水系統(tǒng),以便緩解我國(guó)水資源匱乏壓力。在給排水系統(tǒng)中可通過(guò)智能技術(shù)對(duì)水泵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),便于隨時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障,按照故障預(yù)警信息予以維修保養(yǎng),這樣既能避免影響用戶用水體驗(yàn),又能保證水源供應(yīng)的合理性。一般而言,在給排水系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)部分,可利用“智能回收技術(shù)”對(duì)廢水進(jìn)行凈化處理,也可根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤炅窟M(jìn)行自然水源的循環(huán)利用。好比將建筑給排水管道與建筑內(nèi)部清潔區(qū)域或者綠化區(qū)域進(jìn)行連通,在凈化后可用于灌溉綠化林或沖洗馬桶等。同時(shí),還可在建筑用水方面,對(duì)水源進(jìn)行合理分配,包括安裝水量智能檢測(cè)裝置,結(jié)合檢測(cè)結(jié)果智能化調(diào)整水流速度等,以便在幫助用戶節(jié)約水費(fèi)的基礎(chǔ)上,也能為我國(guó)水資源保護(hù)事業(yè)帶來(lái)重要助力。因此,智能給排水系統(tǒng)的應(yīng)用是未來(lái)給排水安裝工程的主要建設(shè)方向,值得引起建筑業(yè)內(nèi)人士的重視。
3.4智能空調(diào)系統(tǒng)
空調(diào)是建筑設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。尤其隨著人們生活水平的提高,人們開(kāi)始追求高品質(zhì)生活。一般情況下,人體的適宜溫度控制在17℃到22℃之間,而夏季則為19℃~24℃。在空調(diào)系統(tǒng)的輔助下,能為人們營(yíng)造一個(gè)適宜的溫度氛圍,由此增加其舒適度。然而絕大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)都是由用戶自行調(diào)整溫度與運(yùn)行模式,這樣很容易增加能源損耗,如過(guò)多浪費(fèi)電能、自然風(fēng)利用率偏低等。因此,可利用智能空調(diào)系統(tǒng),確保用戶在室內(nèi)體會(huì)到良好的溫濕度感受。比如在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí),可在其中安裝溫濕度感應(yīng)傳感器,通過(guò)檢測(cè)室內(nèi)條件智能化給出適宜的溫度,并密切監(jiān)測(cè)室內(nèi)CO2濃度,而且還可利用“智能監(jiān)測(cè)軟件”對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的能耗率進(jìn)行計(jì)算,以便制定可靠的運(yùn)行方案。比如在某建筑項(xiàng)目中,它主要采用的是“無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)”與“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”,在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間控制制冷與制熱余量,并依靠人體對(duì)溫度的模糊感覺(jué)以及日常起居習(xí)慣智能設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)能源供應(yīng)模式,由此達(dá)到建筑物的最優(yōu)化智能設(shè)計(jì)效果。
4建筑節(jié)能設(shè)計(jì)策略
4.1充分利用自然光源
據(jù)了解:若在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)注重節(jié)能效果,一般可節(jié)約至少30%的能源損耗。因此,節(jié)能設(shè)計(jì)是決定建筑能耗量的關(guān)鍵因素。因此,在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)在工程規(guī)劃階段善于利用自然光照特征,確保建筑本身能夠節(jié)省一定照明電能供應(yīng)量。比如在制定建筑項(xiàng)目施工方案時(shí),設(shè)計(jì)人員可結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹仗卣饕约帮L(fēng)向規(guī)律判斷建筑物所在位置的自然光源可利用率。一般位于南北向的建筑在夏季往往風(fēng)力較強(qiáng),在冬季光照強(qiáng)度較大。因此,可在建筑設(shè)計(jì)期間注重建筑位置的規(guī)劃,以便幫助住戶削弱對(duì)燈具的依賴感。此外,建筑結(jié)構(gòu)與建筑物的形狀也會(huì)影響自然光源的利用效果,如“花格式”與“曲式”形體建筑集熱性能良好。若建筑物自身散熱性較為明顯,還應(yīng)選用適合的外墻材料,如巖石、磚石等,由此確保建筑本身能最大化利用自然光源,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)保暖目的。另外,在節(jié)能設(shè)計(jì)中,還可對(duì)建筑屋頂進(jìn)行著重規(guī)劃,利用“屋頂綠植”、“鋪設(shè)太陽(yáng)能集熱板”等方式獲得最佳的節(jié)能結(jié)果。
4.2有效應(yīng)用清潔能源
之所以會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重地能源損耗現(xiàn)象,是因?yàn)樵谀茉词褂梅矫鎸?duì)于清潔能源的利用率仍有待提高。從煤炭能源開(kāi)發(fā)趨勢(shì)來(lái)看:在2010年,煤炭資源生產(chǎn)量達(dá)到了31.21億噸,2016年為34.6億噸,截止到2019年,煤炭能源生產(chǎn)量為39.7億噸。隨著煤炭資源生產(chǎn)總量的遞增,我國(guó)在建筑供暖能源的使用方面,應(yīng)擴(kuò)大清潔能源的應(yīng)用范圍,由此在環(huán)?;A(chǔ)上降低不可再生資源的損耗。我國(guó)清潔能源主要包含太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能等。針對(duì)太陽(yáng)能的利用現(xiàn)今已引起相關(guān)人員的重視,常采用“儲(chǔ)熱建筑”與“建立陽(yáng)光房”的形式在利用太陽(yáng)能的前提下避免建筑本身產(chǎn)生較大的能源損耗。因此,太陽(yáng)能依舊是我國(guó)建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方向。地?zé)崮芫唧w用于供暖系統(tǒng)中,如黑龍江位于寒冷地帶,當(dāng)?shù)氐慕ㄖ┡芷谡毡绕渌麉^(qū)域略長(zhǎng)。對(duì)此,在2020年專門針對(duì)100萬(wàn)平方米建筑進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì),并加大地?zé)崮茼?xiàng)目的開(kāi)發(fā)力度,由此保證清潔能源能為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)帶來(lái)重要助力。只有保證清潔能源獲得廣泛地應(yīng)用空間,才有可能加快友好型、節(jié)能型社會(huì)的建設(shè)速度。
4.3科學(xué)引進(jìn)高新技術(shù)
無(wú)論是建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)還是智能化設(shè)計(jì),都應(yīng)當(dāng)緊跟上時(shí)代的潮流,科學(xué)引進(jìn)高新技術(shù),由此確保建筑項(xiàng)目在實(shí)施期間能夠獲得便捷服務(wù)。常見(jiàn)的節(jié)能技術(shù)包括“外遮陽(yáng)技術(shù)”、“集雨保水技術(shù)”、“外墻保溫技術(shù)”、“BIM技術(shù)”等。其中前三種技術(shù)是指在施工期間針對(duì)門窗結(jié)構(gòu)、外墻體以及給排水設(shè)施進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì),而B(niǎo)IM技術(shù)作為一種建模手段,可應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)與建筑規(guī)劃階段。好比在裝配式建筑中,可在BIM技術(shù)下建立“5D建筑模型”,之后可結(jié)合建筑模型判斷建筑結(jié)構(gòu)的安裝位置與組裝拼接方法,由此既能降低建筑施工返工率,又能避免建筑項(xiàng)目產(chǎn)生較大的材料損耗。此外,通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用還可為建筑項(xiàng)目選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)以及建筑材料。好比經(jīng)由BIM技術(shù)的分析,可對(duì)中空玻璃的洞口尺寸以及施工方向給出可行性建議,這樣可至少節(jié)省1/3的能源損耗。因此,善于應(yīng)用高新節(jié)能技術(shù)也是促使建筑朝著智能化與節(jié)能方向發(fā)展的重要依托,故而值得推廣。
4.4優(yōu)選綠色環(huán)保建材
我國(guó)早在十八屆五中全會(huì)中明確規(guī)定應(yīng)將節(jié)能材料應(yīng)用于建筑行業(yè)中。而在2018年,首次提出氣凝膠材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),而后作為新興建材利用在建筑項(xiàng)目中。氣凝膠材料一般使用年限可超過(guò)30年,故而具有較強(qiáng)的節(jié)能特征,且熱光學(xué)性能良好。因此,可將其應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中,以便達(dá)到最佳節(jié)能降耗目的。通常情況下,氣凝膠材料可用在下述三種建材中。(1)節(jié)能玻璃,將氣凝膠材料注入玻璃中,不但能夠增強(qiáng)玻璃的阻燃性,而且還能在節(jié)能基礎(chǔ)上起到突出的隔熱作用。因此,在選擇建材時(shí),可以此種玻璃建材為首選[2]。(2)集熱器,在能源利用方面,若能增加太陽(yáng)能的利用率,在集熱器中加入氣凝膠材料,可將集熱器裝置的集熱效率增加到原有集熱器的200%,由此降低熱損失。(3)氣凝膠板材,添加過(guò)氣凝膠材料的板材,照比原有板材不但能減少62.9%的能耗,而且還可避免出現(xiàn)板材過(guò)厚,導(dǎo)熱性較差等問(wèn)題,確保建筑物內(nèi)部具有良好的保溫性。所以,優(yōu)選節(jié)能建材是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要因素。
5結(jié)論
綜上所述,我國(guó)作為資源需求量大,且能耗大的國(guó)家,在設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目時(shí),若能滲透節(jié)能與智能化設(shè)計(jì)思想,將為我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的指引。因此,應(yīng)針對(duì)安保系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì),并從利用自然光源、應(yīng)用清潔能源、引進(jìn)高新技術(shù)、優(yōu)選綠色建材等方面著手,由此保證我國(guó)建筑設(shè)計(jì)工作能夠取得更大進(jìn)步,進(jìn)而促進(jìn)建筑行業(yè)的綠色發(fā)展。
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作者:聰 單位:廈門柏事特信息科技有限公司