用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能

在第八屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)上舉辦的“綠色建筑智能化與數(shù)字技術(shù)”分論壇上，同濟(jì)大學(xué)教授程大章認(rèn)為，在綠色建筑建設(shè)的高潮中，如何推進(jìn)綠色建筑智能化，充分體現(xiàn)其價(jià)值，是一項(xiàng)重要的任務(wù)。

有專家指出，綠色建筑相較普通建筑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，不但對于照明、空調(diào)等系統(tǒng)的能耗與能效提出了更高的要求，而且還會(huì)用到太陽能、熱泵等可再生能源系統(tǒng)。節(jié)能設(shè)備和產(chǎn)品的疊加未必帶來建筑能耗的降低和能效的提高，關(guān)鍵在于各個(gè)系統(tǒng)之間能否相互匹配、協(xié)調(diào)運(yùn)作。這就需要用現(xiàn)代化的科技手段來代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工的方法，幫助人們實(shí)時(shí)掌握和判斷建筑的能耗。

在綠色建筑中使用智能化技術(shù)，不但可以利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備對建筑中的變配電、照明、冷熱源、空調(diào)、給排水、交通等各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行全面監(jiān)測與控制，使設(shè)施處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，而且還能提高建筑的安全性。

程大章指出：“建筑智能化技術(shù)是綠色建筑的技術(shù)保障，只有通過實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)來分析建筑物的節(jié)能與環(huán)保的效能與缺陷，才能提高建筑性能。智能化系統(tǒng)影響著綠色建筑運(yùn)營的整體功效。”

例如，智能技術(shù)可以優(yōu)化可再生能源系統(tǒng)的運(yùn)行控制與管理；中水與污水處理回用系統(tǒng)通過智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在保證水資源有效利用同時(shí)，還可把人類活動(dòng)對水資源的污染降低到最小。采用智能化的技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理的定量化、精細(xì)化，保障建筑物安全、舒適、高效、節(jié)能環(huán)保地運(yùn)行。

智能遮陽系統(tǒng)開啟新時(shí)代

在我們的日常家居生活中，門和窗是能量流失最多的地方。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑能耗中，46%的能量是通過門窗流失的。針對建筑物能耗居高不下的現(xiàn)狀，推廣應(yīng)用新的節(jié)能技術(shù)便成為重中之中，其中建筑隔熱保溫是重要的內(nèi)容，也是建筑節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)，它代表著建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向，而遮陽技術(shù)就是建筑隔熱保溫通風(fēng)技術(shù)的代表，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的有效途徑。

智能遮陽系統(tǒng)主要依靠它的智能控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。可自動(dòng)根據(jù)天氣情況和室內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)控制。通過良好的遮陽設(shè)計(jì)在達(dá)到節(jié)能效果的同時(shí)又可以豐富室內(nèi)的光線分布，還可以豐富建筑造型及立面效果。

在上?！皟蓵?huì)”上，黃健之、陳麗等5位市政協(xié)委員曾聯(lián)名提交《關(guān)于大力推進(jìn)建筑遮陽的建議》提案，把“建筑遮陽”一詞第一次帶入公眾視野。委員們認(rèn)為，建筑遮陽是達(dá)到綠色建筑節(jié)能的有效途徑。

智能遮陽控制系統(tǒng)能根據(jù)精確的陽光跟蹤器、濕度感應(yīng)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)自動(dòng)控制所有遮陽百葉升降及角度變化，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。對于注重家居生活的用戶來說，智能遮陽系統(tǒng)在帶來舒適便捷生活的同時(shí)，也達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果，這正是科技和環(huán)保的完美結(jié)合。通過智能遮陽系統(tǒng)， 不僅遮擋了通過玻璃影響室內(nèi)過熱的熱輻射和紫外線，杜絕光污染，甚至連陽光都能隨心調(diào)度，打造一個(gè)貼合用戶生存的綠色大宅居住環(huán)境。可以說，智能遮陽系統(tǒng)絕對是家居生活中一份不可抗拒的誘惑。

作為建筑智能化系統(tǒng)不可或缺的智能遮陽系統(tǒng)，伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和建筑智能化的不斷普及，建筑遮陽產(chǎn)品將會(huì)有更加完備的智能控制系統(tǒng)，相信越來越多的建筑和家庭將采用智能遮陽系統(tǒng)。可以預(yù)見：一股超強(qiáng)的綠色建筑節(jié)能風(fēng)暴正在緩緩來襲。

“零能耗”住宅成現(xiàn)實(shí)

在上海交大閔行校區(qū)元培路、南洋南路路口，一座名為“中意綠色能源樓”的建筑正式落成。該樓由意大利環(huán)境、國土與海洋部資助，是以“綠色能源”結(jié)合建筑應(yīng)用為特色的綠色低碳建筑。室內(nèi)面積只有1500平方米的三層小樓，全副“武裝”了20多項(xiàng)世界建筑節(jié)能技術(shù)。人們所憧憬的“智能家居”、“零能耗”住宅在這幢樓里得到演示。意大利環(huán)境、國土與海洋部部長克里尼參觀后評價(jià)說，這是一個(gè)用于模擬和測試在建筑和住宅領(lǐng)域能源效率化和低碳技術(shù)的平臺(tái)。預(yù)計(jì)在不久的將來，實(shí)驗(yàn)室將使用綠色能源樓成為“節(jié)能建筑”的示范。該建筑5月份剛剛獲得美國LEED金牌認(rèn)證。

“中意綠色能源樓”的主體節(jié)能技術(shù)是由上海交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院王如竹教授領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成。綠色能源樓里有太陽能空調(diào)，地源、水源、空氣源熱泵系統(tǒng)，高效太陽能集熱器，光熱幕墻，生物質(zhì)發(fā)電，風(fēng)光互補(bǔ)，智能電網(wǎng)，樓宇能源管理系統(tǒng)技術(shù)以及零能耗住宅、智能家居等實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件，被業(yè)界認(rèn)為是目前國際上功能最全、技術(shù)最全面的智能化、綠色建筑能源系統(tǒng)研究平臺(tái)。

以可再生能源發(fā)電為例，能源樓采用的是風(fēng)光互補(bǔ)與冷熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電技術(shù)，可基本實(shí)現(xiàn)中意綠色能源樓所有負(fù)載供電。不僅如此，在大樓用電量較少情況下，還可通過系統(tǒng)配電柜的輸出端，接入能源樓周邊建筑共用變壓器，將剩余電量供其余建筑日常使用。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人之一、機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院代彥軍教授介紹，整個(gè)“綠色能源樓”整合光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源技術(shù)，并通過智能化技術(shù)，將微型電網(wǎng)、智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)組合，能最大程度實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

“出門上班，忘記關(guān)窗，手機(jī)一按，門窗自動(dòng)關(guān)好；因?yàn)橛惺?，不能看精彩的電視連續(xù)劇，手機(jī)一按，家里彩電會(huì)把節(jié)目錄制好；晚上要燒的菜，冰箱會(huì)自動(dòng)選好，回家就能直接烹飪……”代彥軍教授告訴記者，智能家居通過一套遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)滿足用戶的舒適性和節(jié)能要求，家里冰箱、彩電、空調(diào)，甚至電飯煲等設(shè)備的運(yùn)行，都通過虛擬的物聯(lián)網(wǎng)，鏈接到手機(jī)或電腦終端，無論你在哪里上網(wǎng)，都可以調(diào)節(jié)監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)、能耗狀況，甚至室內(nèi)的溫度、濕度、光線，都可以遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

代彥軍教授說：“家里哪個(gè)環(huán)節(jié)耗能最多，哪個(gè)環(huán)節(jié)耗能最少，應(yīng)該怎么改進(jìn)，都有一個(gè)自動(dòng)學(xué)習(xí)的模式，在保證滿足舒適性的同時(shí)做到能耗最低。”

智能化需在設(shè)計(jì)階段綜合考慮

在第八屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)同期舉辦的新技術(shù)與產(chǎn)品博覽會(huì)，各種智能化的樓宇控制系統(tǒng)成為亮點(diǎn)之一。很多國內(nèi)外企業(yè)不但帶來了節(jié)能的設(shè)備和產(chǎn)品，而且?guī)砹烁鞣N系統(tǒng)集成的建筑節(jié)能解決方案，這些方案無一例外均是采用智能化的手段對建筑物各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

綠色建筑的智能化離不開各種新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，這些技術(shù)和設(shè)備是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的，如何實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行是一大挑戰(zhàn)。為此，有專家指出，綠色建筑的智能化要在設(shè)計(jì)前期就應(yīng)由相關(guān)單位共同參與，整體設(shè)計(jì)。

據(jù)悉，國外的綠色建筑在方案設(shè)計(jì)的前期就會(huì)引入采暖、通風(fēng)、照明、智能化等不同領(lǐng)域的參與。目前，在我國，建筑的開發(fā)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段劃分明顯，由不同單位負(fù)責(zé)。因此，如何在設(shè)計(jì)前期就將建筑的智能化提前考慮，成為當(dāng)前我國綠色建筑快速發(fā)展時(shí)期必須深入研究的一個(gè)重要課題。

綠色建筑發(fā)展的必由之路

有關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在民用建筑中，電能的消耗情況大致如下：空調(diào)用電占到建筑用電40%～50%；水泵電梯等設(shè)備用電占10%～15%；照明用電占15%～25%；其他設(shè)備用電占10%～15%。而根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在近400億平方米的既有建筑中，99%屬于高耗能建筑，單位面積采暖所耗能源相當(dāng)于緯度相近的發(fā)達(dá)國家的2～3倍，因此，我國亟需對建筑電氣中的照明、采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、家用電器、電梯等進(jìn)行升級改造，采用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

近年來，我國的節(jié)能建筑在政府的推動(dòng)下得到快速發(fā)展，截至2011年底，全國共有353個(gè)項(xiàng)目獲得了綠色建筑評價(jià)標(biāo)識(shí)，建筑面積3488萬平方米，其中2011年當(dāng)年有241個(gè)項(xiàng)目獲得綠色建筑評價(jià)標(biāo)識(shí)，建筑面積達(dá)到2500萬平方米。在發(fā)達(dá)地區(qū)甚至要求100%新建建筑必須達(dá)到國家綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。不少地區(qū)開始從整個(gè)城市、甚至區(qū)域的角度提出發(fā)展綠色建筑。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部副部長仇保興曾指出，以智能化推進(jìn)綠色建筑、節(jié)約能源、降低資源消耗和浪費(fèi)、減少污染，是建筑智能化發(fā)展的方向和目的，也是綠色建筑發(fā)展的必由之路。