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智能楼宇的核心是5A系统，智能楼宇就是通过综合布线系统将此5个系统进行有机的综合，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，使建筑物具有了安全、便利、高效、节能的特点。智能楼宇是一个边沿性交叉性的学科，涉及计算机技术、自动控制、通讯技术、建筑技术等，并且有越来越多的新技术在智能楼宇中应用。　　通过楼宇自控系统(这里指通常所说的小BA系统或狭义BA系统，采用先进的计算机控制技术，以丰富灵活的控制、管理软件和节能程序，使建筑物机电或建筑群内的设备有条不紊、综合协调、科学地运行，从而达到有效地保证建筑物内有舒适的工作环境、实现节能、节省维护管理工作量和运行费用的目的。 早期的楼宇自动化系统通常只有楼宇设备自控系统。随着计算机技术、数字通信技术、控制技术以及微电子技术的发展，其他楼宇设备的自动控制系统也逐渐地被集成到楼宇自动化系统中，如火灾自动报警与消防灭火设备自动控制系统、智能卡设备自控系统等。现代智能建筑的楼宇自动化系统是一个高度集成、和谐互动、具有统一操作接口和界面的“高智商”的自动化系统。 信息技术的飞速发展使楼宇自动化系统发生了本质的变化。在以往的智能建筑中，楼宇自动化系统通常与IT系统是分离的。随着企业级管理日益流行，开放系统技术以及Internet技术的发展，单纯的物业管理必将会纳入企业管理之中；专有通信协议的自动化系统将被开放通信协议的自动化系统所取代，并在整个楼宇自动化系统内实现完全互操作，Internet将会成为管理系统的基础设施之上，形成网络化的楼宇系统，真正成为企业级信息系统的一个子系统。网络化楼宇系统使楼宇自动化系统不仅具有统一的操作界面，而且使包含物业管理在内的企业管理更加高效。 随着社会与科技的进步与发展，只有楼宇自动化系统所提供的建筑环境已无法适应信息技术的飞速发展和满足人们对建筑环境信息化、智能化的需求。1984年1月在美国康涅狄格州Hartford 竣工的 City Place 大楼的宣传材料中，第一次出现“智能建筑”一词，标志着“智能建筑”概念的形成。该大楼以当时最先进的技术来控制空调设备、照明设备、防灾和防盗系统、垂直交通运输（电梯设备）、通信和办公自动化等，除可实现舒适、安全的办公环境外，还具有高效、经济的优点。大楼的用户可以获得语音、文字、数据等各类信息服务，而大楼内的空调、供水、防火防盗、供配电等系统均为计算机控制，实现了自动化综合管理，为用户提供了舒适、方便和安全的建筑环境，引起全世界的关注。随后，智能建筑及其“建筑智能化系统”蓬勃发展，以美国和日本最为突出。此外，法国、瑞士、英国等欧洲国家和新加坡、马来西亚、香港等国家和地区的智能建筑也迅速发展。据有关统计，美国的智能建筑超过万幢，日本新建大楼中60%以上是智能建筑。我国智能建筑起步较晚，直到20世纪80年代末期才有较大的发展，但其迅猛的发展势头令世人瞩目。近几年来，在我国的北京、上海、广州、深圳等城市，相继建成了一批具有相当水平的智能建筑，如北京的发展大厦、上海的金茂大厦、深圳天安数码城等。当前国内的智能建筑开始转向大型公共建筑，例如会展中心、图书馆、体育场馆,乃至城市信息化小区。据国外媒体预测，近期在中国兴建的大型建筑将占全球的一半，21世纪全世界的智能建筑将有一半以上在中国建成。

智能建筑行业发展空间广阔 三大利好因素驱动发展智能建筑行业发展现状分析虽说智能建筑的雏形30年前就已经出现，未来建筑的样子也在各种科幻电影中出现，但智能建筑研究热度上升也只是近十多年的事。前瞻以“智能建筑”为关键词进行检索得到智能建筑相关技术专利申请数量和论文发表数量情况。1990年开始，我国智能建筑渐渐有了研究热度，到2000年之前，论文数量加速上升，但重量偏小，显示出智能建筑市场需求并不充足。新世纪之后，由于智能建筑符合人们对未来建筑的预期，智能建筑研究热度随之上升，并在2008年达到顶峰之后逐步下降。2012年，我国智能建筑相关论文与技术专利申请数量同步上升，研究热度随之上升，度过2013、2014两年平缓期之后在2015年迎来爆发。1990-2017年我国智能建筑相关论文及技术专利申请数量统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理2018年中国建筑智能化工程市场规模将接近900亿元我国智能建筑始建于上世纪九十年代，因起步晚，基数较小。在美国和日本，智能建筑占新建建筑的比例已经分别超过70%和60%。相比于其他发国家，我国智能建筑占比仍然处于较低的水平。据前瞻产业研究院发布的《中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2018中国建筑智能化工程市场规模将接近900亿元，预计2019年中国建筑智能化工程市场规模将达到9651亿元。2020年时中国建筑智能化工程市场规模将突破万亿元。未来，国内智能建筑占新建建筑的比例将不断上升，加上已有建筑智能化改造，预计到了2023年国内建筑智能化工程市场规模将达到12276亿元，发展前景可期。2018-2023年中国建筑智能化工程市场规模统计情况及预测数据来源：前瞻产业研究院整理智能建筑研究热度或将下降从中信房地产指数来看，智能建筑研究热度较高的2008年，2015年正是房地产行业指数较高的一段时间。由此可见房地产行业景气可以刺激智能建筑研究热度上升。随着人工智能、大数据、物联网等技术从不成熟走向成熟，或许在长远的将来使智能建筑的研究不那么依靠房地产产业的发展，但近几年房地产产业发展压力增大，或将导致智能建筑研究热度下降。2004-2018年8月中国房地产行业指数统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理三大利好因素驱动发展智能建筑近年来发展不断加速，是技术发展、政策扶持、行业需求相互作用的结果。1、在技术端，近年国内外技术革新进一步加快，大数据、云计算基础设施不断完善，物联网、大数据、人工智能技术不断进步，建筑智能化工程的发展进入到新发展阶段。2、从政策端看，国务院印发《“十三五”国家信息化规划》指出，到2018年，分级分类建设100个新型示范性智慧城市;到2020年，新型智慧城市建设取得显著成效，形成无处不在的惠民服务、透明高效的在线政府、融合创新的信息经济、精准精细的城市治理、安全可靠的运行体系。智慧城市的发展必将进一步推动智能建筑行业向前发展。3、在需求端，相较于欧美国家，我国建筑智能化工程行业发展仍不充分。但总体上说，中国智能建筑普及程度仍远低于欧、美、日等发达国家，我国智能建筑占新增建筑的比重仅为日本的一半，未来需求不论从新建还是改装来说都很充足，发展空间广阔。驱动智能建筑行业发展因素统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理

智能建筑包括六大系统智能建筑是指以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。根据我国《智能建筑设计标准》，智能建筑智能化系统工程系统配置分项宜分别以信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房工程为系统技术专业划分方式和设施建设模式进行展开，并作为后续设计要素分别作出技术要求的规定。行业正处于发展阶段我国智能建筑起源于20世纪90年代，在我国发展了二十年，行业经历了初创期、规范期、发展期三个阶段，已经形成了产业规模及产业链，智能建筑工程已经普及到了各种类型建筑并延伸到了城市建设及相关行业。地域上，智能建筑由一线城市逐渐向二三线城市推广，未来将普及农村、生态园、工业区等领域；技术上，由机电管理逐渐向数字化、网络化发展。随着时间、领域、技术三个维度的扩张，智能建筑覆盖领域逐渐增加，行业发展迅猛。2018年市场规模达到6亿元目前，我国建筑智能化的市场需求主要由新建建筑智能化技术应用和既有建筑智能化改造两部分组成。新增建筑面积对建筑智能化行业的市场需求影响较大，占据了市场的主要需求。在存量智能建筑规模测算方面，我国每年约3%（平均改造周期30年）的住宅以及6%（平均改造周期15年）的工业、公共建筑会进行智能化改造，按住宅每平米80元、公建150元的平均改造成本计算，2018年我国建筑智能化改造市场规模为55亿元。在新增智能建筑规模测算方面，随着建筑智能的提升，我国智能建筑在新增建筑中的比例从2012年的25%提升至40%左右。以住建部公布的房屋竣工面积为基数，按照前瞻调研的智能化建筑平均新建成本，以住宅150元/平方米，厂房仓库250元/平方米，办公商业服务用房350元/平方米的建筑智能化成本计算，2018年我国智能建筑行业新建市场规模为3181亿元。综上所述，我国智能建筑行业总市场规模为6亿元，且未来，随着行业市场的需求增长，智能改造成本的上升，行业市场规模还会逐渐增大。行业发展潜力大，市场占比逐步提升当前，智能建筑行业在我国尚处于成长期，行业发展潜力大。2018年，我国智能建筑占新建建筑的比例达到40%，仍远低于美、日等成熟智能建筑市场的占比，前瞻预计未来我国智能建筑在新建建筑中的比例仍将保持每年3个百分点左右的提升速度，到2024年，我国智能建筑在新建建筑中的比例有望逼近8%。—— 以上数据来源参考前瞻产业研究院发布的《中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

· 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007No4)建筑节能技术在智能建筑中的应用摘要：基于智能建筑对节能的需求，对智能建筑能耗的分布情况进行了分析，论述了智能建筑的中央空调节能、变频技术节能、照明节能、太阳能光伏技术节能的基本原则，详细阐述了这些节能技术措施的实现方法和实施注意事项。提出智能建筑节能措施是一项系统工程，节能技术措施及其推广和应用是实现建筑节能的关键。关键词：智能建筑；节能措施；变频技术；中央空调；太阳能光伏技术中图分类号：TU201．5 文献标识码：A 文章编号：1001—5531(2007)04-0051-54Several Efective Energy Saving Techniques andM easures of Intelligent BuildingsAbstract：Based on the energy saving demand for intelligent buildings，the energy consumption distribution ofintelligent building was analyzed．For intelligent buildings，the basic principles of energy saving techniques in thecentral air conditioner，frequency conversion，ligbting and solar energy photovohaics were discussed． The imple—menting methods and executive notices of these energy saving meas ures were expounded．Th e viewpoint that energysaving measures of intelligent buildings Was a system Engineering Was introduced．It Was pmpo s~ that energy savingmeasu~s and their being extended an d applied were the keys to realize construction energy saving．Key words：intelligent building；energy saving me~ure8；frequency conversion technique；central airconditioner；solar energy photovoltaic technique0 引 言随着我国国民生活水平的提高，建筑能耗在整个能耗中的比重越来越大。智能建筑用电设备的增多和对建筑环境舒适性的严格要求，更加大了对能源的消耗。因此，智能建筑的节能技术推广和应用变得十分重要。1 中央空调节能中央空调在整个建筑能耗中所占的比例最大，在节能方面有着巨大的潜力。提倡选用新型的节能环保空调，主要有地温空调和燃气空调两种。地温空调使用水源热泵，利用地下浅层地热资源，是一种既可供热又可制冷的有效节能空调系统。它将不可利用的低位能开发为可利用的高位能，消耗1 kW能量可得到4．5～6．0 kW 的热量和冷量，适用于水资源丰富的地区。燃气空调为利用天然气的空调系统(如家用燃气空调机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组、燃气发动机驱动制冷压缩机等)。对目前广泛使用的传统中央空调，可采用如下节能措施：(1)合理设计。在智能建筑的中央空调设计中，根据室外环境状况和对室内环境的需求，合理、科学地选择中央空调的机组规模，设计风机盘管的布局，设置末端设备，避免制造出先天高能耗的中央空调系统。(2)中央空调废热回收与再利用。中央空调压缩机工作过程中会排放大量的废热。其热量等于空调系统从空间吸收的总热量加电动机的发热量。中央空调的废热回收技术主要是利用热交换原理，将中央空调的废热全部或部分回收后通过热交换产生45～75。C的热水，再经过蓄能水箱为用户提供服务。其原理如图1所示。中央空调一51 —维普资讯 现代建筑电气篇(2007l~4) ·建筑节能·在制冷过程中可成为一个制热系统，专用设备的核心部件是热交换器和冷凝器。将空调压缩机在制冷运行中排放出的高温冷媒蒸汽与被加温冷水进行热交换，使压缩机排出的热量转换成可利用的热水。在工程实践中应重视改造专用设备与中央空调对接过程中的各种技术环节。该系统可将中央空调机组效率提高5％ ～15％ 。由于负载减少，不仅省电，而且减少了机组故障。用户中央U 专空调I I用制冷H 设机组l I备热水水箱J l冷水水箱闭式水箱系统回水循环水泵图1 中央空调废热利用原理图(3)中央空调清洗。热交换器所产生的污垢、水垢直接影响中央空调的热交换率和制冷量，使用电量增大(据美国制冷界权威科学机构Phi．1ips Kote资料显示：冷凝管中垢层厚0．3 mm多耗电10％ ；0．6 mm多耗电20％ ；0．9 mm多耗电31％ ；1．2 mm 多耗电42％ ；1．6 mm 多耗电53％)。管道上的污垢不仅直接影响热交换率，而且污垢中的细菌产生的不洁通风还会使室内空气二次污染。对热交换器中的污垢采用人工化学清洗、电子自动除垢仪除垢等；对管道的清洗可引入管道清洗机器人等设备进行物理处理。(4)冷水机组群控。根据有效负载控制冷水机组的运行，使冷水塔、水泵和冷水机组等均根据有效负荷的变化而调整，优化能源的利用。2 变频技术节能由交流电动机转速公式：，l=60f(1一s ／t,式中n— — 电动机转速．产一电源频率s— —转差率p— — 电动机的极对数对风机、泵等变转矩负载应用变频器有明显的节能效果：Q =Kl，l， H =K2，l一52 一P = Kl K2 K3式中Q— — 流量H一扬程P—— 轴功率K ， ， —— 常数变频调速技术应用的前提条件是风机或泵在整个运行过程中存在较大的富裕流量。对运行负荷比较满、没有多少溢流或放空的情况，变频器达不到任何节能的效果。(1)冷却水泵的变频节能。对中央空调系统冷水机组的冷却水泵采用变频控制，节电明显，一般为30％ ～60％。根据冷却水泵供回水管的压差，调节变频器的频率，改变冷却水泵的转速，使压差稳定。图2所示为中央空调冷却水泵变频控制原理图。图2 冷却水泵变频控制原理图(2)冷冻水循环泵的变频节能。中央空调的冷冻水随时都处于调节过程中。采用变频技术可通过控制冷冻水循环泵的转速(即改变冷冻水流量)跟踪冷冻水的需求量。当管道用水量加大时，压差会下降，系统将调节变频器，使其输出频率升高，水泵转速随即上升，使管道压差回到设定值；反之亦然，达到供回水压差恒定的目的。该控制系统可由多台循环水泵组成，可实现1台变频器4泵联用、3泵联用、2用1备、1用1备等形式。图3所示为3泵联用变频控制原理图。(3)给水系统变频节能。智能建筑的给水一般采用恒压供水系统。采用变频技术使建筑在用水高峰和低谷时的供水压力恒定，具有显著的节能效果。给水泵变频控制原理如图4所示。(4)电梯变频节能。电梯是载人工具，要求拖动系统既可靠又要频繁地加速和正转／反转。采用变频调速技术可提高动态可靠性，增加电梯维普资讯 · 建筑节能· 现代建筑电气篇(2007N04)图3 3泵联用变频控制原理图出水压力&- 比例K一比例特性J一积分特性1--y-／自动切换《≯一输出限幅TRAcK一手动／自动跟踪l一显示^一给定值设定 I一手动操作图4 给水泵变频控制原理图乘坐的安全感和舒适感及效率。(5)音乐喷泉变频节能。音乐喷泉是许多大型智能建筑的附属娱乐设施，能耗比例较大。对其水柱的高低和量的大小实现变频控制，既节电又增强其艺术效果。3 照明节能智能建筑的照明节能原则是在保证照度标准和照明质量的前提下，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用电能。以单位照度及单位面积所需用电量[w／(m ·Ix)]作为节能指标，力求提高照度，降低用电量。照明节能原则如下：(1)科学的照明设计。设计内容包括照明线路及方式、照度值的选择和自然光的科学利用。(2)选择优质的电光源。科学地选用电光源是照明节电的首要工作，要根据场所的特点和电光源的特性进行选择。白炽灯泡发光效率一般为7～20 lm／W，使用寿命为1 000～2 000 h，而单端紧凑型荧光灯(即节能灯)的光通量为50 lⅡ W，使用寿命为3 000～5 000 h，一只9 W 的节能灯完全可代替40 w 的白炽灯；双端直管荧光灯T12的光通量为55 lⅡ w，使用寿命为3 000～5 000 h，而T15型光通量则达90～110 lⅡ W，使用寿命为8 000～10 000 h。另外，高强气体放电灯中的高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯等，都是较好的节能型电光源。(3)选择效率高的灯具。灯具具有科学分配光的功能，关键指标是灯具的效率，即灯泡安装在灯具里后输出光通量的百分比。根据场所的需要，科学的灯具效率可改善人们的视觉舒适度。如双端直管荧光灯采用梯形空罩式灯具、铁皮涂白漆，其配光不合理，灯照度高，两灯间照度低，灯具效率约70％ ；采用抛光氧化铝的双曲面灯具，使光分配成为蝙蝠形的配光，灯具效率约82％。故采用良好的灯具也是一种有效节能的方法。(4)选用适用的节电器。目前国内外都大力推广照明节电装置，即在现有照明系统上加装节电控制设备。这样做接人方便，可减少有功功率损耗和降低无功功率。照明节电装置有晶闸管斩波型、自耦降压式、智能照明调控器。晶闸管斩波型对电压调节速度快，精度高，可分时段调整，有稳压作用，但出现的大量谐波对电网系统的污染危害极大；自耦降压式结构的功能简单，能将电网电压降~lJl0 V、15 V或20 V，且正弦波输出，但电网电压波动时其输出电压也随之波动，使工作电压不稳定；智能照明调控器采用微电脑控制器，实时采集输出、输入电压值与最佳照明电压比较进行自动调节，输出最佳的工作电压，具有实时调压稳压、多段自动调整、对灯具的软启动和软关闭、三相独立可调的功能，可随负荷变化动态调整运行状态下的电流和电压，实现对功率的自动调整，节电率达25％ 以上。4 太阳能光伏技术节能太阳能热水器和太阳能热水系统是我国目前最大的太阳能热利用产业。其节能的作用和效果有目共睹。但对智能建筑而言，可安装太阳能热水器的地方面积有限，且影响建筑物的整体美观效果。目前，全球太阳能建筑投资规模600亿元，太阳能建筑节能率达75％ 。节能环保的太阳能一53 —维普资讯 现代建筑电气篇(20071~4) ·建筑节能·建筑代表了智能建筑的发展方向，集发电、隔音、隔热、安全和装饰于一体，体现了智能化与人性化的建筑理念与发展潮流，应用前景广阔。建筑物的外壳为光伏系统提供了足够的面积，省去光伏系统的支撑结构，并在建筑施工中可将光伏系统的安装集成到建筑物中。太阳能电池与建筑的一体化是太阳能建筑发展首要解决的技术问题。要求太阳能电池不仅是一种发电器件，而且也是与建筑物和谐统一的建筑材料。目前，利用太阳能电池做建筑物外墙的有晶体硅太阳能电池玻璃组件和非晶体硅太阳能电池玻璃组件。前者将晶体硅电池放置在内层与外层玻璃中间，夹胶组成；后者利用激光打掉膜的非晶硅太阳能电池玻璃作为外层，通过胶片与内层玻璃紧密结合而成，具有发电、隔音、隔热的双重节能效果，但因成本高达5 000—10 000元／m ，使其应用受到限制。新型的架构式非晶硅光伏中空玻璃组件使成本降到了1 500—2 500 m 。其实现技术的关键是架构式结构，变半导体加工工艺为机加工工艺(用激光线错位工艺代替半导体光刻工艺)，不同受光面采用不同太阳能电池。几种太阳能光伏组件性能如表1所示。表1 几种太阳能光伏组件性能5 制约智能建筑节能的因素分析(1)在智能建筑的招标和设计阶段，建筑节能常常被弱化。(2)由于建设前期的不合理投资，使配置降低，造成智能建筑虽有节能装置但不具备节能效果，成了摆设。科学的设计、合理的投资是解决该问题的关键。(3)智能建筑节能装置和系统的使用效率偏低。目前能够投入使用的不足3O％ ，节能仅为楼盘销售时的一个招牌。必须对节能装置和系统的运营进行科学管理。(4)由于物业管理水平低，技术达不到维护能力，导致节能装置和系统不能发挥出其应有的作用。要求维护人员不仅具备专业知识，还应具备一定的计算机知识、编程、网络维护以及分析和解决问题的综合能力。一54 —6 结 语智能建筑的节能是全方位的、持久的和综合性的系统工程。智能建筑的设计者必须对各种节能技术措施有全面的认识，并努力推动节能技术措施的实施和应用。同时，转变观念、对已投入运行的节能设施和系统进行科学管理也是智能建筑节能的重要措施和手段。【参考文献】[1] 曾斌，田峻．智能建筑工程[M]．北京：中国建材工业出版社，2002．[2] 杨善勤．民用建筑节能设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．[3] 韩风．建筑电气设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1991．[4] 王占奎．变频调速应用百例[M]．北京：科学出版社，1999．收稿日期：2006 1．13维普资讯

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