周忠华
河北钢铁建设集团有限责任公司 河北 唐山 063000
建筑能耗包括多个方面,在建筑材料的生产、加工与运输过程中会产生能耗,施工过程中也会产生能耗,以及建筑物管理运行、拆除建筑废物等过程中都会有能耗产生。在这些产生能耗的过程中,占据能耗大部分的则是由照明、采暖通风空调和其他仪器设备造成的建筑物运行能耗[1]。
智能建筑的形式主要有两种,一种是智能大厦,主要以公共建筑为主,包括写字楼、医院、体育馆等,这种形式的智能建筑主要是由照明、采暖通风空调设备产生能耗;一种是智能化小区,主要是住宅,产生能耗的主要是采暖空调设备。这两种智能建筑,产生能耗更多的主要是智能大厦,因此节能的重点主要放在智能大厦,进行相应的建筑设计,能够实现有效的节能。
建筑真正的智能化,应该是能够了解用户的各种不同的需求,然后尽量消耗最小的资源来满足用户的需求。但是,当前,一些“智能建筑”却存在着一些问题,导致消耗过多的能源,甚至一提起“智能建筑”,人们就会想起高能耗建筑[2]。
一些开发商在建造智能大厦的过程中,为了降低成本,就减少了在节能方面的投入,导致在以后的使用过程中就存在着高耗能的问题。同时,现在地价相对比较高,一些开发商为了获取更高的利润,就提高建筑容积率,而建筑密度如果过高,就会使该地区温度过高,出现“热岛效应”,要解决这一问题,就需要增加空调等设备的使用,大大增加了能耗。
智能建筑的很多设备是全天不间断的运转,导致智能建筑的耗电要比普通建筑高。在采暖方面,智能建筑一般采用的是中央空调来对室温进行调节,使室内更舒适,但中央空调一般是大型设备,在散热方面就使空调的负荷大大增加;此外,照明方面,一些智能建筑即使在阳光好的白天也会开灯照明,并且一些建筑大量使用了玻璃幕墙,都这些既加大了环境光污染,也会增加空调负荷[3]。
在能源需求端管理(DSN)中,一个重要的思想就是终端节能,指的是将有限的资金投入能耗终端(需求端)的节能,其产生的效益和投资能源产生的效益相比较,要更高。比如在北京天普太阳能示范楼的设计施工中,就对多项建筑节能设施进行了采用,虽然在造价方面没有减少,而且有所增加,但是通过节能能够带来更好的收益,这就能够体现智能建筑终端节能的优势。在太阳能光热技术方面,该楼主要采用了三种太阳能集热技术,一种是太阳能集热器模块,该模块和屋面相结合;一种是大直径储热式太阳能集热器模块,与建筑南立面相结合;还有一种是双层玻璃管太阳能光顶。太阳能集热器模块和建筑结合在一起,能够具备集热功能,也能够实现保温,实现二者的一体化;而增设阳光顶之后,不仅能够使采光更加合理,当夏季和冬季,建筑的冷负荷和采暖热负荷过大时,阳光顶的设立也能过使负荷降低。
以上案例就是使用终端节能的一个成功的案例,而且该案例也充分说明终端节能具有有效性。因此,在建筑节能方面,政府应加大终端节能的推广力度,出台相应的建筑节能政策,使开发商接受并重视终端节能,在使物业环境品质得到保证的基础上,能够使能源的利用率也得到提升。同时,政府也可以在终端节能技术的研发方面给予政策支持和鼓励,推动产业化发展[4]。
在智能建筑节能方面,分为被动式节能和主动式节能两个方面。被动式节能指的是通过改造建筑的外形,并且从外装修材料入手,对自然能源进行充分的运用,以使自身能源避免散失。而主动式节能则指不再是从建筑外形入手,而是对整个建筑的节能系统进行设计,并进行相应的改进,包括多个环节,比如对光照、温度进行自动调节、对太阳能进行利用等等。一些智能建筑在采暖与照明等方面会消耗较多的能源,对于这类的建筑,开发商要采用主动式节能的方式,对基础设备进行改造,使用传感器将末端数据传输到中央电脑,电脑将接收到的数据与外界的气温和光照进行对比、处理,然后再将命令传动给调节系统,最终实现对外界自然资源的充分利用,有效地来对室内环境进行调节[5]。
上文提到,智能建筑技术人员不足也会导致智能建筑设备的功能难以充分发挥出来,造成资源的浪费,同时,管理不善也会导致设备损耗加快,造成资源能源的浪费,因此,针对存在的问题,应重视并加强对现有工程技术人员的培训,并培养一批技术水平高、能够进行高效管理的人才。具体实施方面,一方面,可以邀请专家教授、设备制造商与系统集成商来对技术人员进行培训指导;另一方面,可以加强和高等院校的合作,高校培养出一批专业技能人才和高效管理人才,可以吸引这些人才参与到节能改造和管理的工作中,有效提高智能建筑的节能水平[6]。
智能建筑的节能问题需要各部门共同努力来得以解决,重视并推广终端节能优先的理念,实现主动式节能,并且加大对工程技术人员的培养力度,推动运行管理的高效性,最终有效解决智能建筑节能问题。工程技术人员要树立全方位节能意识,在能源利用方面要提高效率,实现智能建筑的可持续发展。