建筑智能化與節能設計分析

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摘要：建筑工程要想實現長遠發展，理應融入智能化與節能設計理念，由此增加建筑物的實用性，滿足當前新時展需求，故而應予以重視。在此之上，本文簡要分析了建筑智能化與節能設計目的，并從安保系統、照明系統、給排水系統、空調系統實施智能化設計，借助自然光照、應用清潔能源、引進高新技術、優選綠色建材等策略，確保建筑設計實現節能設計，由此提升建筑設計質量。

關鍵詞：建筑智能化；節能設計；清潔能源

1前言

建筑設計工作作為影響建筑質量與建筑環保性的重要內容，設計者若能采取有效措施進行智能化與節能設計，有利于促進建筑行業的興旺發展。我國現今建筑能耗大體上占據總能耗的34%左右，為了進一步開創友好型社會格局，應從建筑設計著手，利用節能與智能化手段，實現綠色建筑的建設，這樣一來，才能最大化降低建筑能源損耗，促使建筑物能在展現實用價值的同時貼合環保理念。

2建筑智能化與節能設計目的

建筑智能化與節能設計是未來建筑行業發展的主流趨勢。因此無論從工程管理還是系統安裝等方面都應融入智能化思想。之所以要實現智能化發展，一是為了緊跟時代潮流；二是為了提高建筑物的信息化水平。從以往空調系統、給排水系統安裝經驗可知：單純依靠人力對其進行管控操作，很難獲得良好的成果，甚至極易造成較大的經濟負擔。因此，若能進行智能化設計，充分借助智能技術與計算機設備，針對建筑中的各個系統進行信息一體化管理，既能增加建筑物的安全性，又能降低對生態環境的破壞。故而早在1980年我國就開始著力于智能化建筑設計，如臺北等地的智能大廈。而在智能化管理上則基于下述三個方面的原因。其一，建筑工程往往較為復雜，且極易受人力因素影響而導致工期延誤，這就導致施工人員與技術人員都需要承擔較大的職責，一旦脫離智能化管理手段，不但會加劇工程管理負擔，而且還會致使工程內容無法得到有效落實。其二，建筑工程具備長久性特征，從工程開發、工程實施、驗收竣工等部分，都需要不斷收集相關信息資源妥善處理工程建設問題。若能依靠智能技術對其實施智能分類，將獲得可靠的管理成果。其三，工程項目中的每個人員都有著重要責任。在智能技術的協助下，可實現資源共享，加強各方溝通，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實指導意義。至于節能設計則是為了適應新時代的環境變化，它的主要目的集中在以下兩點。第一，打造良好的家居環境。我國建筑中的住宅建筑是為了滿足人們的居住需求。若能實現節能設計，有效保護生態環境，不但能夠為人們營造一個良好的生活氛圍，而且在室內活動中也能降低能耗，促使整體環境更加舒適安全。比如可依靠適宜的溫濕度以及太陽光、自然風設計建筑，或秉承著“因地制宜”取材原則，由此實現人與自然協調發展[1]。第二，提高資源利用率。目前，在絕大多數建筑中，常采用燈光、機械風為人們創造適合的生活條件，一方面，將增加能源損耗。另一方面，將無法實現資源的最大化利用。好比煤炭資源，作為不可再生類能源，理應由清潔能源代替，防止出現資源枯竭現象。基于此，建筑智能化與節能設計很有必要。

3建筑智能化設計措施

3.1智能安保系統

建筑智能化設計作為當前建筑行業發展的重要方向，應從安保系統方面著手，打造智能化安保系統，由此既能增加建筑安全性，又能提高業主滿意度，使其在良好的監管狀態下安心生活。所謂的智能安保系統實則是依靠現代化技術對安保系統功能加以完善，使其針對建筑出入口以及巡檢等管理環節實施智能防控。好比在某建筑項目中，專門安裝了“窗磁報警器”、“門磁報警器”、“防盜傳感器”等裝置，并對其進行智能化管控，一旦建筑物遭受侵襲，將在智能語音控制與安防控制系統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，應注重智能化安保系統設計效果。

3.2智能照明系統

在建筑智能化設計過程中，還可針對照明系統進行改善。智能照明系統實際上是通過在多個地點安裝控制元件，由此確保在不同光照強度下智能調節照明等級，以便在充足的自然光照下能夠起到節能以及智能化管理作用。比如我國各園區中使用的“感應燈”與“聲控燈”是智能照明系統的雛形。一方面，可在無人員走動情況下自行關閉照明系統。另一方面，可在不影響視覺效果的前提下智能調整照明強度，防止長期閉合開關，縮短照明系統以及照明裝置的使用年限。

3.3智能給排水系統

給排水系統也是建筑工程中電氣安裝環節的重要組成部分。因此，在實現智能化設計階段，也應打造智能給排水系統，以便緩解我國水資源匱乏壓力。在給排水系統中可通過智能技術對水泵運行狀態進行實時監測，便于隨時發現潛在故障，按照故障預警信息予以維修保養，這樣既能避免影響用戶用水體驗，又能保證水源供應的合理性。一般而言，在給排水系統智能化設計部分，可利用“智能回收技術”對廢水進行凈化處理，也可根據當地降雨量進行自然水源的循環利用。好比將建筑給排水管道與建筑內部清潔區域或者綠化區域進行連通，在凈化后可用于灌溉綠化林或沖洗馬桶等。同時，還可在建筑用水方面，對水源進行合理分配，包括安裝水量智能檢測裝置，結合檢測結果智能化調整水流速度等，以便在幫助用戶節約水費的基礎上，也能為我國水資源保護事業帶來重要助力。因此，智能給排水系統的應用是未來給排水安裝工程的主要建設方向，值得引起建筑業內人士的重視。

3.4智能空調系統

空調是建筑設計中必不可少的一部分。尤其隨著人們生活水平的提高，人們開始追求高品質生活。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℃。在空調系統的輔助下，能為人們營造一個適宜的溫度氛圍，由此增加其舒適度。然而絕大多數空調系統都是由用戶自行調整溫度與運行模式，這樣很容易增加能源損耗，如過多浪費電能、自然風利用率偏低等。因此，可利用智能空調系統，確保用戶在室內體會到良好的溫濕度感受。比如在設計空調系統時，可在其中安裝溫濕度感應傳感器，通過檢測室內條件智能化給出適宜的溫度，并密切監測室內CO2濃度，而且還可利用“智能監測軟件”對空調系統的能耗率進行計算，以便制定可靠的運行方案。比如在某建筑項目中，它主要采用的是“無功補償技術”與“物聯網技術”，在空調系統運行期間控制制冷與制熱余量，并依靠人體對溫度的模糊感覺以及日常起居習慣智能設計空調系統能源供應模式，由此達到建筑物的最優化智能設計效果。

4建筑節能設計策略

4.1充分利用自然光源

據了解：若在建筑設計環節注重節能效果，一般可節約至少30%的能源損耗。因此，節能設計是決定建筑能耗量的關鍵因素。因此，在建筑節能設計過程中，設計人員應在工程規劃階段善于利用自然光照特征，確保建筑本身能夠節省一定照明電能供應量。比如在制定建筑項目施工方案時，設計人員可結合當地光照特征以及風向規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力較強，在冬季光照強度較大。因此，可在建筑設計期間注重建筑位置的規劃，以便幫助住戶削弱對燈具的依賴感。此外，建筑結構與建筑物的形狀也會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，實現室內保暖目的。另外，在節能設計中，還可對建筑屋頂進行著重規劃，利用“屋頂綠植”、“鋪設太陽能集熱板”等方式獲得最佳的節能結果。

4.2有效應用清潔能源

之所以會出現較為嚴重地能源損耗現象，是因為在能源使用方面對于清潔能源的利用率仍有待提高。從煤炭能源開發趨勢來看：在2010年，煤炭資源生產量達到了31.21億噸，2016年為34.6億噸，截止到2019年，煤炭能源生產量為39.7億噸。隨著煤炭資源生產總量的遞增，我國在建筑供暖能源的使用方面，應擴大清潔能源的應用范圍，由此在環保基礎上降低不可再生資源的損耗。我國清潔能源主要包含太陽能、地熱能、風能等。針對太陽能的利用現今已引起相關人員的重視，常采用“儲熱建筑”與“建立陽光房”的形式在利用太陽能的前提下避免建筑本身產生較大的能源損耗。因此，太陽能依舊是我國建筑實現節能設計的重要方向。地熱能具體用于供暖系統中，如黑龍江位于寒冷地帶，當地的建筑供暖周期照比其他區域略長。對此，在2020年專門針對100萬平方米建筑進行節能改造設計，并加大地熱能項目的開發力度，由此保證清潔能源能為建筑節能設計帶來重要助力。只有保證清潔能源獲得廣泛地應用空間，才有可能加快友好型、節能型社會的建設速度。

4.3科學引進高新技術

無論是建筑的節能設計還是智能化設計，都應當緊跟上時代的潮流，科學引進高新技術，由此確保建筑項目在實施期間能夠獲得便捷服務。常見的節能技術包括“外遮陽技術”、“集雨保水技術”、“外墻保溫技術”、“BIM技術”等。其中前三種技術是指在施工期間針對門窗結構、外墻體以及給排水設施進行節能設計，而BIM技術作為一種建模手段，可應用于建筑設計與建筑規劃階段。好比在裝配式建筑中，可在BIM技術下建立“5D建筑模型”，之后可結合建筑模型判斷建筑結構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，又能避免建筑項目產生較大的材料損耗。此外，通過BIM技術的應用還可為建筑項目選擇適合的建筑結構以及建筑材料。好比經由BIM技術的分析，可對中空玻璃的洞口尺寸以及施工方向給出可行性建議，這樣可至少節省1/3的能源損耗。因此，善于應用高新節能技術也是促使建筑朝著智能化與節能方向發展的重要依托，故而值得推廣。

4.4優選綠色環保建材

我國早在十八屆五中全會中明確規定應將節能材料應用于建筑行業中。而在2018年，首次提出氣凝膠材料的應用優勢，而后作為新興建材利用在建筑項目中。氣凝膠材料一般使用年限可超過30年，故而具有較強的節能特征，且熱光學性能良好。因此，可將其應用于建筑設計中，以便達到最佳節能降耗目的。通常情況下，氣凝膠材料可用在下述三種建材中。（1）節能玻璃，將氣凝膠材料注入玻璃中，不但能夠增強玻璃的阻燃性，而且還能在節能基礎上起到突出的隔熱作用。因此，在選擇建材時，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，而且還可避免出現板材過厚，導熱性較差等問題，確保建筑物內部具有良好的保溫性。所以，優選節能建材是實現建筑節能設計的重要因素。

5結論

綜上所述，我國作為資源需求量大，且能耗大的國家，在設計建筑項目時，若能滲透節能與智能化設計思想，將為我國建筑行業的發展帶來新的指引。因此，應針對安保系統、照明系統、給排水系統、空調系統進行智能化設計，并從利用自然光源、應用清潔能源、引進高新技術、優選綠色建材等方面著手，由此保證我國建筑設計工作能夠取得更大進步，進而促進建筑行業的綠色發展。

參考文獻：

[1]趙潔,關蕾,麻思明.建筑智能系統對建筑電氣課程建設影響分析[J].產業創新研究,2020(14):175~176.

[2]黃文葳.樓宇避雷系統防雷保護機理及其在樓宇智能化系統中的應用[J].機電信息,2020(21):37~39+41.

作者：聰 單位：廈門柏事特信息科技有限公司