浅析智能化与节能设计在建筑中的应用
发表时间：2020-12-02T02:46:42.672Z 来源：《防护工程》2020年24期 作者： 涂坤
[导读] 建筑设计工作作为影响建筑质量与建筑环保性的重要内容，设计者若能采取有效措施进行智能化与节能设计，有利于促进建筑行业的兴旺发展。我国现今建筑能耗大体上占据总能耗的34%左右，为了进一步开创友好型社会格局，应从建筑设计着手，利用节能与智能化手段，实现绿色建筑的建设，这样一来，才能最大化降低建筑能源损耗，促使建筑物能在展现实用价值的同时贴合环保理念。涂 坤
中南建筑设计院股份有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：建筑设计工作作为影响建筑质量与建筑环保性的重要内容，设计者若能采取有效措施进行智能化与节能设计，有利于促进建筑行业的兴旺发展。我国现今建筑能耗大体上占据总能耗的34%左右，为了进一步开创友好型社会格局，应从建筑设计着手，利用节能与智能化手段，实现绿色建筑的建设，这样一来，才能最大化降低建筑能源损耗，促使建筑物能在展现实用价值的同时贴合环保理念。 关键词：建筑智能化；节能设计；研究 引言
建设项目管理对于整个工程而言意义重大，直接关系到其进度、成本和质量。因此，必须采取合理措施加强建设项目管理水平。随着科技的不断进步，我国建筑智能化管理取得了长足发展，但依然存在一些亟待解决的问题。此外，从建筑方案创作的角度，智能化也成为了未来发展的趋势。对于建筑业的未来，人们经常会做这样的一个设想：一位建筑设计师将VR眼镜戴到了几位业主的头上，业主眼前出现了几十种满足他们初步要求的设计方案。业主们选择了他们比较喜欢的那一套方案，接着一系列的报表和分析指标也出现在了他们的眼前，人工智能后台开始根据这个方案自己进行结构设计、机电设计等。数据由后台传送到工厂，工厂自动加工构建，再由机器人自动装车运送到现场，工地上几个工程师指挥着机器人把预制的构建搭建在一起。剩下的部分由3D打印技术直接完成。一座建筑就这样拔地而起。为确保建筑工程质量符合标准，提高工程的综合效益，应将智能技术和建筑工程管理有机结合起来，完善智能管理系统，建立先进的智能信息管理系统。
1建筑设计的基本原则
和谐性原则在可持续发展理念背景下，如何在确保不破坏自然环境的基础上，推动建筑行业经济的稳定发展，也成为企业需要重点关注的内容。在实际应用中，需要对于低碳节能设计与绿色建筑生态节能设计的相关性内容进行深入性分析，明确理论体系中的核心内容，以此为基础展开建筑设计，使建筑工程和自然环境之间的关系保持在某一平衡点的位置，在提高自然资源利用效率的同时，促进人与自然之间的和谐发展。资源节约原则在城市化进程不断加快的背景下，自然资源的损耗速度也在加快，自然资源根据其特性，可分为可再生资源和不可再生资源。在社会经济发展前期，主要依靠的是不可再生资源，如煤炭、石油、天然气等，但是不可再生资源的总储备量有限，若依旧无节制地使应用，那么也将城市经济未来的发展速度。而建筑工程属于资源损耗量非常大的工程项目，在对其展开设计时，也需要做好资源节约工作。如在室内保温设计中，可通过在外墙上铺设保温层，同时合理设计开窗位置，尽量多地利用自然光照，从而减少了其他资源的损耗量，提高了建筑设计内容的低碳节能性。 2建筑智能化与节能设计 2.1智能照明系统
照明对建筑的节能以及人类的健康都有着重要的影响，照明能耗是建筑日常使用中能耗较大的一部分。近年来，多种智能照明系统得到了迅速的发展，这种智能包括对于灯具开关感应的控制，也包括多种照明效果的控制。智能照明系统实际上是通过在多个地点安装控制元件，由此确保在不同光照强度下智能调节照明等级，以便在充足的自然光照下能够起到节能以及智能化管理作用。比如我国各园区中使用的“感应灯”与“声控灯”是智能照明系统的雏形。一方面，可在无人员走动情况下自行关闭照明系统。另一方面，可在不影响视觉效果的前提下智能调整照明强度，防止长期闭合开关，缩短照明系统以及照明装置的使用年限。 2.2认真对待调试与试运行工作
智能建筑系统是项目管理的重要组成部分。建筑智能系统的应用可以提高管理人员的综合管理效率。建筑物的智能系统完成后，为保证系统可正常运行，相关人员将进行调试和试运行。若在调试和试运行期间发现系统问题，则需要改进和完善系统。为了提高系统调试和试运行的水平，在选择负责此项工作的人选时，公司将优先考虑选择具有较高综合素质的调试人员。由于调试和试运行时间短，因此无法完全反映系统中存在的问题。为确保得到更好的效果，有必要适当延长调试和试运行时间。 2.3节能设计之电动机
在现代化建筑电气节能的实际施工中，电动机是建筑施工所耗费能源的主要来源。如果在建筑电气节能设计中能够对发动机进行优化升级，会在很大程度上减小电动机的能耗，从而提升现代建筑能源的使用效率。所以，在现代建筑工程施工之前，应当选用能耗较低的电动机，注重电动机型号是否匹配工程设备。随着现代化社会经济的发展以及科学技术的进步，很多建筑工程中使用的电梯都是变频速率的电梯电动机，使用变频调速电动机的最大优势是会比之前的老式电动机节能15%，在很大程度上提升了建筑行业的资源使用效率，降低了能耗。文化的电动机装置可根据电梯载重量自动适应最小的电梯能耗。另一方面比较常见的是在人流量较少的场所会安装节能自动扶梯，利用扶梯自带的感应装置对人流进行感应，在无人乘坐的时候会自动停止，也在一定程度上提升了建筑行的供配电系统进行科学合理化设计供。
2.4智能建筑中的监控管理系统
智能建筑中的监控管理系统与往常的监控系统并不一样，并不是对行人进行监控，而是监控供电和配电的情况，其设计的理念就是能够运用智能化技术实现对建筑所有设备的用电配电实时监控的目的，最重要的还是在正常用电的情况下将耗电降到最小。智能化技术的监管系统除了要做到正常供电配电，还要做到再出现用电问题时能够及时解决，确保建筑用电是安全的，在最大程度上减少由于用电故障所带来的资金成本增加。除了上面所说的两点外，智能化的监控管理系统最方便的就是能够实现用电配电的远程操纵，即使当时监控点并没有人员进行检查，按照规定时间所有的用电配电相关信息都会上传到对应网络，既方便了监管人员的看管，又方便了用户的及时查询。 2.5充分利用自然光源
前文已经提到智能照明是节约能源的策略之一。光环境包括自然光，人造光，而电灯、火这样的也算是光。光是可以进入建筑的，光也是可以在建筑物内部空间存在，所以光环境必然与建筑构造有密切关系，那么光环境是如何去影响我们的建筑构造，作为设计师，掌握光环境对建筑的构造影响是一项必须的技能。我们需要合适的自然光，但是有时光环境也会有不适的地方，比如眩光。由于光线强烈照射，室内高反射装饰材料等等都可能造成视觉上的不适在建筑节能设计过程中，设计人员应在工程规划阶段善于利用自然光照特征，确保建筑本身能够节省一定照明电能供应量。比如在制定建筑项目施工方案时，设计人员可结合当地光照特征以及风向规律判断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风力较强，在冬季光照强度较大。因此，可在建筑设计期间注重建筑位置的规划，以便帮助住户削弱对灯具的依赖感。此外，建筑结构与建筑物的形状也会影响自然光源的利用效果，如“花格式”与“曲式”形体建筑集热性能良好。若建筑物自身散热性较为明显，还应选用适合的外墙材料，如岩石、砖石等，由此确保建筑本身能最大化利用自然光源，实现室内保暖目的。另外，在节能设计中，还可对建筑屋顶进行着重规划，利用“屋顶绿植”、“铺设太阳能集热板”等方式获得最佳的节能结果，而这些策略如果能够与智能技术结合起来，则将很大程度上得到推广和应用，突破了人力依靠的瓶颈。 2.6节能材料的应用
建筑节能的兴起是在20世纪石油危机之后，人们意识到探索高性能的材料对于建筑节能的巨大优势，于是关于保温材料的探索开始了新的发展，节能保温材料的使用也使得建筑本体构造在很大程度上得到了。做好玻璃节能材料的选择，在建筑工程中，玻璃属于非常基础的应用材料之一，尤其是在玻璃幕墙盛行的阶段，玻璃材料的应用量也呈现出快速上涨的趋势。在对玻璃材料进行选择时，也需要优先考虑节能型材料的应用。例如，在进行朝阳窗户设计时，考虑到光照进入室内时所带来的温度变化幅度较大，因此在对该环节进行玻璃材料选择时，应优先选择反射镀膜或吸热玻璃，使室内的温度可维持相对平衡的状态，从而提高玻璃材料的节能性。在保护层结构中使用节能材料。对于建筑工程而言，常用到的保护层便是建筑外墙的保温结构，这也是提升建筑内部居住环境舒适性的基础。结合以往的数据资料显示，常规状态下，结构的传热系数和气温呈正比的状态，在对其展开节能设计时，可充分利用这一特点，目前常用的保温节能材料有空心砖、轻质隔墙板等，在很多建筑工程中都得到了很好的应用。 2.7建筑智能化在后期运营中的应用
许多建筑公司已经开始使用无人机在空中检查楼房的安全质量。通过目标检测算法，计算机能够在无人机拍摄的高清画面中，探测楼房外墙上任何漏风透水的现象，及时反馈给建筑商。同时还要提到目前建筑行业已经还是普遍使用的建筑信息模型。BIM系统被用来记录建筑的三维模型、材料和项目等信息。通过“学习“这些信息数据，人工智能能够更加准确的对建筑进行预测和后期反馈。 结语
综上所述，我国作为资源需求量大，且能耗大的国家，在设计建筑项目时，若能渗透节能与智能化设计思想，将为我国建筑行业的发展带来新的指引。因此，应针对安保系统、照明系统、给排水系统、空调系统进行智能化设计，并从利用自然光源、应用清洁能源、引进高新技术、优选绿色建材等方面着手，由此保证我国建筑设计工作能够取得更大进步，进而促进建筑行业的绿色发展。
参考文献：
[1]赵洁,关蕾,麻思明.建筑智能系统对建筑电气课程建设影响分析[J].产业创新研究,2020(14):175~176. [2]黄文葳.楼宇避雷系统防雷保护机理及其在楼宇智能化系统中的应用[J].机电信息,2020(21):37~39+41.
