智能建筑节能设计

摘 要：经济的快速发展引发了人们对能源危机的担忧，因此节能降耗成为人们关注的焦点，也是可持续发展的必然趋势。本文从建筑设计的角度阐述了节能理念的具体实现，从建筑规划、外墙门窗设计，到供配电系统及照明空调用电设计，一一进行具体论述，还提出了可再生能源在智能建筑中的应用，对当前的建筑设计行业具有一定的实践意义。

关键词：智能建筑；建筑设计；节能设计

进入到二十一世纪，经济发展与能源短缺的矛盾日益凸显，尤其对于我国这样的发展中国家，能源已经成为国民经济发展的关键制约因素之一。而据统计数据显示，在全社会的能源消耗中，建筑能耗占到三成之多，尤其伴随着城市化进程的加快，城市高耗能建筑也越来越多。因此，节能建筑的研究与设计迫在眉睫，对优化当前社会的资源利用有着重要的现实意义。本文分别从建筑设计和电气设计两方面，阐述智能建筑的节能设计思路，希望对我国智能建筑的发展和能耗控制有一定的推动意义。

一、智能建筑与建筑节能的发展

1. 智能建筑

智能建筑是建筑行业在迎接信息化时代的背景下提出的全新概念，定位于通过各种新设备、新技术、新管理思路等[1]，为人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。全世界范围内，第一幢智能建筑出现于上世纪八十年代的美国哈特福特市，从此引发了全球建筑行业对智能建筑的关注和研究。经历了近三十年的发展历程，智能建筑的概念也越来越成熟。从起初为了智能而智能，推崇高科技堆造的设计理念，到如今真正的以人为本、强调能源节约、环境保护的设计理念，智能建筑向着实用化、舒适化、可持续化的方向不断发展。

但很遗憾的是，目前在我国，业内对于智能建筑的认识和设计理念、设计规范、设计标准尚未统一，很多建筑顶着智能的光环，实际利用率却很低，造成了很大的资源浪费。这也正是本文的写作初衷，希望能给当前的建筑节能带来一定的借鉴。

2. 建筑节能

我国的建筑耗能通常包括采暖、降温、电气、照明、炊事等所使用的能源，根据不同地域、不同用途能耗不一，其中以采暖耗能居多。这与我国地域幅员辽阔、人口众多、设备效率低下有关。在建筑设计上，我国的建筑外墙、门窗、顶盖等传热系数均为同等气候条件下发达国家的2-6倍[2]。因此，在节能设计上，我国建筑行业任重而道远。

二、建筑设计中的节能设计

1. 环境规划

城市建筑中，受到地段、环境、经济因素的综合影响，很多建筑忽略了其微气候环境，在房屋的走向、间距以及与周围建筑的整体关系上关注较少。智能建筑在规划时应尽可能按照主导风向、太阳位置等因素来选择房屋朝向，我国大部分地区应遵循南北朝向，按照地区不同适当调整角度，可以在夏季减少太阳辐射，同时在冬季增加太阳辐射，从而节约建筑保温能耗。

2. 外墙及屋顶设计

选用节能型建筑材料进行墙体保温，外墙的保温可以分为外保温、夹心保温和内保温。内保温是将聚苯板、岩棉板、玻璃棉板、珍珠岩板等保温层设置在墙体内侧，再加上防护层。外保温将保温层设置在墙体外侧，采用耐碱玻纤网布和聚合物砂浆组成的纤维增强层或钢丝网防水水泥砂浆做保护层，保护层厚度一般设计为5-8mm。对于严寒地区，可设置中层保温，由主题墙、保温层、围护墙3层通过拉结筋连接起来，墙体厚保温性能好。其中，首选外墙保温[3]。

屋顶通过架空、加保温层等方式隔热保温，但要选择新型轻便的节能材料，避免屋顶过于厚重。

3. 门窗设计

门窗设计时应合理计算不同朝向的门窗布置，其采光度、窗墙比、计算耗热量，从而选择又合理又节能的最优方案。同时在门窗材料的选择上，尽可能选用节能玻璃、热反射帘等品种。

三、电气设计中的节能设计

1. 供配电设计

供配电设计不合理会产生大量的空置损耗，而变电所位置选取、配电竖井、层配电箱以及变压器容量等，都影响着系统的能耗。因此，选址上尽量缩短供电电缆长度，缩短分开关配电距离，选用非晶合金变压器。同时，在设计时，可采用双变压器运行并增加变压器轻载切除装置，当负载容量小时切除一台变压器，而当负载容量大时两台变压器均投入运行。

2. 照明设计

建筑中较为重要的用电就是照明用电，除选择效率高的灯具以外，一方面可通过提高建筑本体的采光度，尽量利用自然光源来避免不必要的照明，另一方面可采用灯光控制系统，以实现不同区域、不同功能、不同场合的区分照明。

3. 空调、通风、电梯设计

从节能的角度讲，智能建筑的空调系统宜选择水源热泵空调，比中央空调的机组效能高很多，可节约50%左右的能耗[4]。即便在使用中央空调的情况下，可选择加设自动控制系统，合理分配采暖空调区域，通过对环境温湿度、室内空气质量以及人员数量等的自动探测，对空调的启停、通风设备的启停进行自动控制。较为先进的控制思想是由智能化软件对建筑物内各区域的热负荷进行实时监测和计算，实现动态的开启控制。而在实际设计中，科学计算机组容量、合理选择相关设备是降低能耗的基础。

4. 可再生能源利用

可再生能源，如太阳能、风能等，都是很好的清洁能源。可根据不同区域的环境特点，加设不同类型的能源采集设备。通常在光照比较充足的区域，可在屋顶装设太阳能电池板，并将采集的电能并网，除自用外还可将剩余电量回馈给电网。

四、结论

我国的智能建筑仍处于起步和发展初期，未来还有很大的发展空间。节能是当前社会各界、各行业普遍关注的问题，智能建筑的节能涵盖了土木建筑、供配电、自动控制等多个专业，因此在设计时，应统筹全局、全面分析，寻找最优方案。与此同时，加强相关理念的宣贯和培训，使节能意识深入人心。行业内也应尽快建立和完善智能建筑的节能标准，多引进节能技术、节能材料，提高能源的利用效率，为可持续发展做出贡献。

参考文献

[1] 刘辉，冯阳.智能建筑节能技术发展及问题研究[J].山西建筑，2012（10）：226-228.

[2] 刘霞，高霞.智能建筑节能技术发展及问题研究[J].中华民居，2013（08）：192-193.

[3] 洪其禄.浅议智能建筑控制技术与电气节能设计[J].建筑科学，2013（11）：209.

[4] 郑梅阳.智能建筑电气节能设计研究[J].中国高新技术企业，2012（05）：98-100.