建筑工程智能化与节能技术设计要点研究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 89 建筑工程智能化与节能技术设计要点研究 张有彦 青海省建筑勘察设计研究院股份有限公司，青海 西宁 810000 摘要：摘要：现如今，在建筑智能化设计方面，可充分引入智能空调系统、智能给排水系统以及智能照明系统，对建筑物室内温湿度、光照度以及供水等进行智能化调控。在建筑节能设计方面，可在建筑顶盖、门窗、屋面、墙体施工中科学选材、节能施工，改善建筑屋面与墙体的热传导系数，降低建筑的热工消耗，切实响应绿色建筑与建筑领域节能减排的号召。本文就此进行了分析。关键词：关键词：建筑工程；建筑智能化；建筑节能设计 中图分类号：中图分类号：TU201 0 引言 目前，我国建筑运行过程的碳排放量与每一栋建筑物的形体、空间组织方式,特别是围护结构的热工性能密切相关,虽然单位时间、单位建筑面积的碳排放量很小,但总量很大。因此,建筑碳减排需从每一栋建筑设计做起,无法依赖单一技术进步实现双碳目标,全面推行绿色建筑,既可提升建筑宜居水平,又是实现建筑碳减排目标的最佳途径。智能化技术与节能技术在建筑工程中的科学、合理运用可提高建筑物的智能化控制水平，为住户带来便捷、舒适、高效的生活与工作环境，同时可有效降低建筑物的施工与使用能耗。将智能化技术与节能技术应用到建筑工程施工中，在满足建筑物基本功能发挥的同时尽可能提高建筑家居的便利性与智能化水平，降低建筑工程施工与建筑物投运带来的能源消耗，更充分地践行人与自然和谐相处的可持续发展理念，是建筑工程施工转型发展的重要方向。1 我国绿色建筑节能发展中存在的问题 1.1 设计基础理论薄弱 与建筑碳排放相关的减排决策 50%80%发生在建筑设计阶段,因此,在早期建筑方案设计阶段建筑师通过合理的设计策略能够从源头控制碳排放,从而实现更低消耗的最大化减碳。建筑方案初期设计需要有相关的规范和手册进行指导,而理想化的绿色建筑设计规范和手册应该针对地域气候特征、建筑类型及建筑运行特点等给出具体的指导建议,而实现这一目标的前提是首先要进行大量的绿色建筑设计基础理论研究。以建筑热工设计方法为例,建筑热工设计可理解为依据建筑室内热环境指标要求(取决于建筑使用功能)、建筑节能规定性指标、建筑室内外热作用类型、建筑运行使用方式等,运用建筑热工设计原理与方法,确定建筑热工性能指标的设计过程。因此,建筑类型不同、室外热作用(气候+太阳辐射)不同、运行使用方式不同,决定建筑物热工性能的设计要素的取值就应该不同,即应有针对性的热工设计。但是,现行建筑热工设计规范只给出了两种建筑运行模式的热工设计方法:严寒与寒冷气候区、住宅与办公建筑等、冬季连续供暖模式下的围护结构保温设计方法;夏热冬暖与夏热冬冷气候区、所有类型民用建筑、自然通风运行模式下的围护结构隔热设计方法。所以,既有热工设计方法已经不能满足节能减排设计需求。1.2 建筑设计标准体系尚未提升到绿色建筑设计的水准 我国现行的与绿色建筑设计有关的标准均为推荐性标准。由于缺乏相应的技术法规约束,建筑师在进行建筑设计时往往忽视了对绿色建筑设计策略的考虑,仅将绿色建筑视为一个单独的“专业”和建筑设计完成后才需要由暖通工程师负责的独立阶段。此外,由于我国不同地域气候特征、经济文化水平、资源条件、生活习俗等存在较大差别,导致绿色建筑设计任务和设计条件差异性大,无法完全借鉴西方国家的成功经验。若依靠通用标准来指导不同地域的绿色建筑设计,将难以有效利用当地气候特征和资源条件等带来的建筑节能效果,且很难保证建筑与自然、社会之间的和谐关系。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 90 1.3 建筑师缺乏绿色建筑设计理论和方法的专业训练 建筑教育是培养建筑师的根基,在当前的高等建筑教育和建筑师职业教育体系下,教学内容和专业教材普遍将“绿色建筑”作为一个单独的模块,绿色建筑设计原理和方法没有真正融入到各类专业课程和教材中,导致建筑师普遍缺乏绿色建筑设计专业训练和责任意识,无法在建筑设计方案阶段对建筑的“绿色”性能进行优化,难以创作出符合绿色、低碳、节能要求的建筑设计方案,只能依靠微调修正建筑方案和堆砌各种绿色建筑技术及产品使建筑“达标”,但事实上此类“绿色建筑”缺乏实质性技术进步,无法助力建筑双碳目标的实现,甚至促使“绿色建筑评价”成为赢利工具,造成我国绿色建筑领域乱象丛生1。在节能低碳等绿色性能化指标没有融入每一类型建筑设计标准和设计手册前提下、在没有完全融入建筑学专业教材体系前提下,在缺少绿色设计职业训练和技术法规约束前提下,就难以保证每一位建筑师都能创作出绿色的建筑方案。2 建筑智能化设计的措施 2.1 智能照明系统 目前，可以对建筑物的灯光系统进行改进，提高建筑物的智能设计水平。智能照明系统实质上是通过在多个位置安装控制元件，从而保证在不同的光照强度下，对照明水平进行智能调整，从而在充足的自然光下实现节能和智能化监管。比如“感应灯”、“声控灯”，就是最早的一种智能灯光2。一是可以在没有人走动的时候自动关灯；另一方面，可以在不影响视觉效果的情况下，对照明强度进行智能调节，避免长时间地关闭开关，从而缩短了照明系统和照明装置的寿命。2.2 智能给排水系统 在建设项目中，给水和排水也是一个很关键的环节。所以，在达到智能化的同时，也要建立智能化的给水与排水管网，以减轻国家缺水的压力。在给水和排水系统中，可以利用智能化技术来对水泵的工作状况进行实时监控，方便及时地找到可能存在的问题，并根据问题的警告信息来对其进行维护和维护，从而可以避免对使用者的用水感受造成的负面影响；同时，也能确保水资源的合理供给。总体来说，在给水与排水管道的智能化设计方面，一方面可以采用智能回收技术来净化污水，另一方面可以依据本地降雨来实现天然水资源的再利用3。例如，将建筑的给排水管道连接到建筑的清洁区域或绿化区域，经过净化后可以被用来浇灌绿地或冲厕等。另外，对于建筑用水来说，也可以实现水资源的合理配置，如：设置了一个智能化的水量探测设备；与检测结果相结合，对流水速度进行智能地调节，从而在帮助使用者节省水费的同时，也可以为国家的水资源保护事业提供一份力量4。所以，采用智能化的给水与排水技术将成为今后给水与排水装置施工的一个重要发展趋势，也是施工人员应该关注的问题。2.3 智能安保系统 楼宇智慧化是目前楼宇产业发展的一个主要趋势，应该从安防体系入手，建立智慧的安防体系，从而提高楼宇的实用性；另一方面，也可以提升业主的满意程度，让他们在监管的环境中安居乐业。实际上，智能保安系统指的是利用现代技术，来对保安系统的功能进行改进，从而可以针对建筑出入口和巡检等监管环节，实现智能防控5。比如，在一栋大楼里，有“窗磁报警器”、“门磁报警”等，这些设备都是经过智能监控的，如果有人闯入大楼，这些设备就会自动的通过声音和安保系统来识别入侵者，从而使施工的效果达到最优。所以，对智能防盗体系的设计要十分重视。2.4 智能空调系统 在建筑设计中，空气调节是一个重要的组成部分。特别是在生活品质不断提高的今天，人们对生活品质的要求越来越高。正常来说，人的身体最适合的温度是 17-22 摄氏度，而在夏天，身体最适合的温度是19-24 摄氏度。辅以空气调节系统，可为人体创造舒适的环境，提高人体的舒适性。但是，大部分的空调系统都是由使用者自己调节的，这会导致能量的消耗，比如电能的浪费，以及自然风的利用率。所以，可以使用智能化的空气调节系统来保证使用者在室内有一个好的温度和湿度的感觉6。例如，在设计空调系统的时候，可以在里面安装温湿度感应传感器，可以根据室内的情况，智能地给出合适的温度，并对室内的 CO2浓度进行严密的监控。同时，通过“智能化监控软件”，可以计算出各空调系统的能量消耗，从而可以制订出一套可靠的运行计划。中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 91 3 建筑工程节能技术设计的要点 3.1 重视设计中绿色材料的选用 在开展绿色建筑设计时，要结合施工材料的节能性、环保性、经济性与功能性等，对照建筑设计的材料标准与规范，选用实用且环保的绿色施工材料，切实提高建筑工程的绿色环保性能。如优先选择对环境污染小、使用寿命更长的施工材料，减少施工材料使用对建筑环境带来的污染，避免因施工材料寿命过短而反复更换增加工程实施消耗。绿色建筑设计时要积极引入新型绿色材料，并将其合理应用在门窗、外墙、屋面等建筑内外过渡部位，提高建筑对自然资源与能源的利用率，降低因建筑采光不足、保温隔热不足而导致的暖通空调、照明设备的能耗量7。在绿色材料选用之外，应做好对建筑拆除废旧材料的科学回收与二次利用，如建筑工程施工中的废弃钢管可充分回收，其他如砖石、木材、保温材料等在再次处理后同样可重新投入使用，降低建筑工程的施工消耗。3.2 绿色装修设计 建筑装饰装修工程是现代建筑设计中急需开展绿色化改造与设计的部分，当前因装饰装修的材料与工艺环保性不足而引发的疾病问题众多，常见的如油漆、窗帘、大理石等铺设或安装后释放的甲醛、乙醛等有害气体，若将有害气体的材料作为建筑施工材料，长期居住的相对封闭的建筑室内环境中，将危及住户的生命财产8。因此，在装修设计时，应对装修材料与装修工艺进行绿色化设计，同时要严格把控施工材料的规格参数，如对油漆、大理石等装饰材料以及建筑内饰用料等进行成分检测，量化测定装饰装修材料与内饰用料的具体消耗以及含量，并对照绿色装修的有害物质消耗控制标准进行材料筛选，确保建筑装饰装修使用材料的环保性与清洁性。3.3 建筑围护结构设计 建筑围护结构绿色设计是对建筑的外墙围护进行绿色节能设计，提高外墙围护的保温隔热性能，从而减少空调系统的使用。建筑围护结构保温设计分为外墙内保温设计与外墙外保温设计两种，其中外墙内保温设计是在外墙内敷设保温隔热材料提高外墙的保温隔热性能，减少建筑投运后的暖通设备使用。但此方法会占用室内原有的空间，同时建筑内墙材料在长期使用后容易出现热桥效应，增加建筑室内二次装饰装修的消耗9。外墙外保温设计是在建筑外墙外部敷设保温隔热材料，由于敷设在墙壁外侧，墙体不易发霉，也不易产生热桥效应，是当前绿色建筑围护结构设计时的常见举措。3.4 建筑其他节能设计 建筑节能设计的内容众多，一方面，建筑设计可充分引入新型建筑施工与生产方式，如将装配式建筑应用到现代建筑建设与实施中，通过将建筑进行结构化拆分，在工厂批量化预制加工装配式建筑的构件后，将其运输到施工现场进行吊装组装，实现对建筑的建设与实施，减少混凝土现浇式建筑施工作业给现场带来的扬尘污染、水污染与土壤污染，大大缩短施工作业工期，降低建筑施工作业的时间消耗与经济消耗。一方面，建筑设计应充分结合当地的经纬度、地形地貌、气候条件等科学设计建筑的朝向、楼间距大小等，确保建筑室内外空气流通、采光充足10。例如，可以在屋顶采用镂空设计或大采光铺面设计，更好地提高室内的光照度，实现太阳能的能源转换。在高层建筑中，可以选用节能门窗，以免高层风力过大而导致建筑室内温度快速流失，提高高层建筑的保温性能。4 结束语 综上所述，建筑设计是影响建筑品质与环保性的关键内容。当前绿色环保的理念逐渐渗透到建筑领域，智能化技术与节能技术在建筑工程施工中的应用也日益普遍。加强对建筑智能化设计与节能设计策略进行研究，可促进建筑行业转型升级，推动建筑行业向智慧、绿色方向高品质发展。参考文献 1何梦瑶.工业建筑节能设计方法与节能措施J.工程建设与设计,2022(18):16-18.2王沐霖,杜宏武.被动式建筑节能设计中存在的问题分析与对策J.中国住宅设施,2022(08):10-12.3李晨.绿色建筑理念下建筑节能设计措施研究J.智能建筑与智慧城市,2022(08):131-133.4徐鹏程.现代高层住宅建筑智能化设计分析J.房地产世界,2022(15):63-65.5刘新元.建筑设计中建筑节能设计分析J.中国建筑装饰装修,2022(15):93-95.