试论生态建筑元素在智能建筑中的应用

孙 勇，许正佳

（皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237010）

试论生态建筑元素在智能建筑中的应用

孙 勇，许正佳

（皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237010）

生态、节能与环保是我国智能建筑未来的发展方向.生态建筑元素在智能建筑中的应用前，可以为未来智能建筑建设工作的优化提供帮助.本文主要对从生态只能系统的相关概念入手，对生态元素在智能建筑中的应用问题进行了探究.

生态建筑元素；智能建筑；可持续发展

环境问题是人们在当今社会所面对的一个重要问题.在人与自然之间的矛盾已经给人类自身的安全和生存条件带来严重威胁的情况下，可持续发展理念成了促进社会经济与自认环境相互协调、共同发展的发展理念.生态建筑是现代建筑科技与生态科学相结合的产物.它可以在不损害生态环境质量的前提下，提高人们的生活质量.生态建筑元素在智能建筑中的应用，就是构建生态建筑的重要措施.

1 生态智能系统的相关概念

生态建筑元素在建筑领域的应用是人们在生存环境不断恶化的时代的必然选择.在对自然光和可再生能源进行应用的基础上，生态智能系统可以对生态建筑元素进行有效的监控与管理.生态只能系统是利用智能化技术对生态元素进行控制的系统.生态智能系统在建筑领域的应用，可以让相关的建筑设备自动化控制系统对建筑的温度、湿度、亮度和空气质量等因素进行充分感知，进而在借助预先设置的程序对系统所收集到的数据进行分析判断的基础上，对建筑物的室内环境进行优化.从我国建筑智能化的发展现状来看，人们在对建筑领域中的生态元素进行应用的基础上，也需要对生态建筑元素进行有效的监控与管理[1].生态智能系统的应用，可以为生态建筑元素在智能建筑中的应用提供一定的帮助.

2 生态建筑元素在智能建筑中的应用措施

2.1 智能化遮阳系统的应用

智能化遮阳系统主要由遮阳帘、感应器、太阳能传感器和控制系统等多种因素组成.它可以借助智能化技术对建筑遮阳板的角度进行控制，也可以借助智能化技术对一些建筑物中应用的遮阳帘进行控制.这一系统用可以利用太阳光对建筑内部的健康环境和舒适环境进行协调.从我国智能化技术的发展现状来看，设计人员可以借助以下方式将智能化遮阳系统应用于智能建筑之中，第一是利用集成技术对原有的只能化遮阳系统进行开发，进而让该系统集成到智能建筑系统之中.第二是借助DDC监控技术对智能化这样系统进行统一平台化的监控与管理.一般而言，智能化遮阳系统涉及到气候测量、信息采集和电力系统的配置等多方面因素.气候电机遮阳控制系统在智能化遮阳系统中发挥着重要的作用.

在智能建筑系统之中，气候传感器发挥的是气候状况进行监测的作用.这一设备可以从不同的天气情况入手，对智能化的遮阳系统进行控制.如果风力因素和降雨量已经超过的设定值，智能系统会强制对遮阳帘进行升控制.在室内温度升高以后，智能建筑控制系统会自动下降遮阳帘.在室内温度处于恒定状态的情况下，智能建筑系统可以借助安装在室内工作区的太阳能传感器，对遮阳帘的高度进行控制，进而在对强光和刺眼炫光进行控制的基础上，为人们提供一种相对舒适的视觉环境.时间电机遮阳控制系统和气候电机遮阳控制系统是智能建筑中常用的智能化系统.前者可以借助时间控制器的作用，对太阳的升降过程进行记录，也可以在对太阳在不同季节的升落实践进行分析的基础上对遮阳板的角度和窗帘高度进行控制.后者的控制器是一个装置有太阳能传感器、风速传感器和雨量传感器等多种因素的气候站系统.应用于智能建筑的气候电机遮阳控制系统中涉及了太阳光的强弱程度、风力情况等多重数据.人们也可以从本地区的实际情况入手，对这些数据进行更换.

2.2 太阳能系统在智能建筑中的应用

太阳能热水系统和太阳能光伏利用系统是智能建筑系统中常用的两种太阳能系统.下图所示的内容就是太阳能系统的组成结构.

图1 太阳能热水系统组成结构图

从太阳能热水系统的工作原理来看，这一系统中的集热器会在太阳辐射下，将自身所吸收的太阳能转变为热能，并利用自然循环方式对蓄水箱中的水进行加热处理，在这一过程中，太阳能热水系统也可以通过强迫循环的方式，将集热器中的热能传递到热水箱中.为了让用户在阴雨天或光照强度较弱的情况下应用这一系统，太阳能热水系统之中还安装了辅助加热装置.集热器出口热水的温度、水泵和辅助加热装置是智能建筑建筑太阳能热水系统的主要监控内容.上水泵、电动阀门开关和供水泵是智能建筑系统的主要控制因素[2].

太阳能光伏利用系统可以将太阳辐射能直接转变为电能.这一系统主要由太阳能光伏阵列、蓄电池和配电柜等器件组成.除此以外，系统中也包含有一台用于发挥备用电源功能的柴油发电机组.但是在光伏利用系统出现故障的情况下，城市电网和柴油发电机组不能同时向供电线路供电.在智能建筑系统之中，光伏阵列、蓄电池组、功率变换器和柴油发电机组是智能建筑系统的主要监控内容，蓄电池的充、放电情况、逆变器的工作状态和蓄电池的负载问题是智能建筑系统的主要控制内容.以太阳能光伏利用系统中的功率变换器为例，这一设备主要由整流器和逆变器两部分组成.在光伏利用系统的实际应用过程中，整流器可以将柴油发电机组输出的交流电转变为直流电.逆变器可以将蓄电池存储的直流电转变为系统负载所需的交流电.在智能建筑投入使用以后，智能控制系统需要对功率交换器的输入电压、输出电压和电流与逆变器之间的功率因数进行监测.在蓄电池组的电压变位最小电压值的情况下，智能建筑系统可以在切断直流配电柜输出的基础上，对蓄电池的过度放电问题进行解决.在逆变器停止工作以后，系统的交流负载由城市电网完成供电.

2.3 地源热泵系统在智能建筑中的应用

地源热泵系统主要以土壤、地层和地下水为热源.下图所示的内容为地源热泵系统的系统构成.

图2 地缘热泵机组结构图

从图中所示的内容来看，这一系统的基本构件主要由压缩机、埋地换热器、水泵、热交换器等组件组成.这一系统的埋管可以布置在建筑小区的草坪和花园之中，也可以被应用于土壤、湖泊、水池和地下水层之中.这一系统与建筑空调的冷热源系统之间存在着一定的联系.在冬季，这一系统可以借助电驱动的压缩机和热交换器的作用，以较高的温度降大气热量释放到室内，夏季这一系统可以让大地对室内排出的多余热量进行有效吸收，因而这一系统可以让建筑空调系统全年的能源利用效率得到有效的提升.在这一系统应用于智能建筑以后，系统的地埋水管、地源热泵系统是智能建筑系统的主要监测内容.埋地换热器是将地埋管内水的温度与大地进行热交换的重要工具，智能建筑系统在地源热泵系统的功能做过程中，可以对地埋管侧水的温度进行有效监测.

2.4 中水系统在智能建筑中的应用

中水系统在智能建筑中的应用，可以让建筑物的节水效率得到一定程度的提升.建筑领域所应用的中水系统主要有以下几种系统组成：一是中水原水系统；二是中水供水系统；三是中水处理系统.独立性中水系统是智能建筑中常用的中水系统，下图所示的内容就是独立性中水系统的系统构成.

图3 独立型中水系统的系统构成

一般而言，独立型中水系统可以主要以优质杂排水作为中水水源.在智能住宅监控系统之中，系统主要对细栅格滤网、调节池和潜水泵进行监控.系统也可以借助调节池水位的高低，对潜水输送泵进行控制.在调节池处于低水位状态的情况下，系统会自动停止潜水输送泵的运行

2.5 雨水利用系统在智能建筑中的应用

雨水利用系统是对与水资源进行保护和利用的系统.在这一系统对雨水进行调蓄和净化以后，人们可以对雨水进行直接利用.在人们利用一些自然渗透措施让雨水渗入地下以后，雨水利用系统也可以对地下水资源进行有效补充.从雨水的使用用途来看，雨水利用系统主要由以下系统组成：一是雨水集蓄利用系统；二是雨水间接利用系统；三是雨水的综合利用系统.雨水集蓄利用系统可以对我国当前水资源短缺的问题进行有效解决，雨水间接利用系统可以在对地下水资源进行补充的基础上，对城市生态环境进行有效改善.建筑领域所应用的雨水利用系统主要由初期弃流装置、储水池和压力滤池等系统组成[3].在雨水利用系统应用于智能建筑系统以后，系统可以对流入储水池的水流状态、储水池液位的高低状态和监测泵的运行状态等问题进行监测.在雨水利用系统的储水池处于低水位状态的情况下，智能建筑控制系统会自动停止提升泵的运行，在雨水储水池处于高水位状态的情况下，系统会在第一时间启动提升泵.雨水消毒工作也是智能建筑系统所关注的重要因素.

3 结论

遮阳系统、太阳能系统、地源热泵系统、中水系统和雨水利用系统是生态建筑元素的主要组成部分.生态建筑元素的合理应用，可以让智能建筑的生态效益得到有效的提升.

〔1〕艾密井.智能建筑材料在绿色生态节能建筑中的应用[J].江西建材,2015（19）:278-279.

〔2〕智能跟踪系统有效提升发电效率帷盛光伏建筑生态园实现光伏应用多元化[J].中国建筑金属结构,2015（10）:73.

〔3〕刘鹏.智能建筑材料在绿色生态节能建筑中的应用[J].中国房地产业,2015（08）:147.

TU855

A

1673-260X（2017）12-0073-02

2017-09-25

皖西学院校级青年项目(WXZR1506)