建筑智能化与节能设计分析

摘要：建筑工程要想实现长远发展，理应融入智能化与节能设计理念，由此增加建筑物的实用性，满足当前新时展需求，故而应予以重视。在此之上，本文简要分析了建筑智能化与节能设计目的，并从安保系统、照明系统、给排水系统、空调系统实施智能化设计，借助自然光照、应用清洁能源、引进高新技术、优选绿色建材等策略，确保建筑设计实现节能设计，由此提升建筑设计质量。

关键词：建筑智能化；节能设计；清洁能源

1前言

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。

2建筑智能化与节能设计目的

建筑智能化与节能设计是未来建筑行业发展的主流趋势。因此无论从工程管理还是系统安装等方面都应融入智能化思想。之所以要实现智能化发展，一是为了紧跟时代潮流；二是为了提高建筑物的信息化水平。从以往空调系统、给排水系统安装经验可知：单纯依靠人力对其进行管控操作，很难获得良好的成果，甚至极易造成较大的经济负担。因此，若能进行智能化设计，充分借助智能技术与计算机设备，针对建筑中的各个系统进行信息一体化管理，既能增加建筑物的安全性，又能降低对生态环境的破坏。故而早在1980年我国就开始着力于智能化建筑设计，如台北等地的智能大厦。而在智能化管理上则基于下述三个方面的原因。其一，建筑工程往往较为复杂，且极易受人力因素影响而导致工期延误，这就导致施工人员与技术人员都需要承担较大的职责，一旦脱离智能化管理手段，不但会加剧工程管理负担，而且还会致使工程内容无法得到有效落实。其二，建筑工程具备长久性特征，从工程开发、工程实施、验收竣工等部分，都需要不断收集相关信息资源妥善处理工程建设问题。若能依靠智能技术对其实施智能分类，将获得可靠的管理成果。其三，工程项目中的每个人员都有着重要责任。在智能技术的协助下，可实现资源共享，加强各方沟通，便于他们快速明确自身定位。因此，智能化理念在建筑工程中有着一定现实指导意义。至于节能设计则是为了适应新时代的环境变化，它的主要目的集中在以下两点。第一，打造良好的家居环境。我国建筑中的住宅建筑是为了满足人们的居住需求。若能实现节能设计，有效保护生态环境，不但能够为人们营造一个良好的生活氛围，而且在室内活动中也能降低能耗，促使整体环境更加舒适安全。比如可依靠适宜的温湿度以及太阳光、自然风设计建筑，或秉承着“因地制宜”取材原则，由此实现人与自然协调发展[1]。第二，提高资源利用率。目前，在绝大多数建筑中，常采用灯光、机械风为人们创造适合的生活条件，一方面，将增加能源损耗。另一方面，将无法实现资源的最大化利用。好比煤炭资源，作为不可再生类能源，理应由清洁能源代替，防止出现资源枯竭现象。基于此，建筑智能化与节能设计很有必要。

3建筑智能化设计措施

3.1智能安保系统

建筑智能化设计作为当前建筑行业发展的重要方向，应从安保系统方面着手，打造智能化安保系统，由此既能增加建筑安全性，又能提高业主满意度，使其在良好的监管状态下安心生活。所谓的智能安保系统实则是依靠现代化技术对安保系统功能加以完善，使其针对建筑出入口以及巡检等管理环节实施智能防控。好比在某建筑项目中，专门安装了“窗磁报警器”、“门磁报警器”、“防盗传感器”等装置，并对其进行智能化管控，一旦建筑物遭受侵袭，将在智能语音控制与安防控制系统操控下自行记录侵入者信息，以便最大化保障建筑安全。因此，应注重智能化安保系统设计效果。

3.2智能照明系统

在建筑智能化设计过程中，还可针对照明系统进行改善。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。

3.3智能给排水系统

给排水系统也是建筑工程中电气安装环节的重要组成部分。因此，在实现智能化设计阶段，也应打造智能给排水系统，以便缓解我国水资源匮乏压力。在给排水系统中可通过智能技术对水泵运行状态进行实时监测，便于随时发现潜在故障，按照故障预警信息予以维修保养，这样既能避免影响用户用水体验，又能保证水源供应的合理性。一般而言，在给排水系统智能化设计部分，可利用“智能回收技术”对废水进行净化处理，也可根据当地降雨量进行自然水源的循环利用。好比将建筑给排水管道与建筑内部清洁区域或者绿化区域进行连通，在净化后可用于灌溉绿化林或冲洗马桶等。同时，还可在建筑用水方面，对水源进行合理分配，包括安装水量智能检测装置，结合检测结果智能化调整水流速度等，以便在帮助用户节约水费的基础上，也能为我国水资源保护事业带来重要助力。因此，智能给排水系统的应用是未来给排水安装工程的主要建设方向，值得引起建筑业内人士的重视。

3.4智能空调系统

空调是建筑设计中必不可少的一部分。尤其随着人们生活水平的提高，人们开始追求高品质生活。一般情况下，人体的适宜温度控制在17℃到22℃之间，而夏季则为19℃~24℃。在空调系统的辅助下，能为人们营造一个适宜的温度氛围，由此增加其舒适度。然而绝大多数空调系统都是由用户自行调整温度与运行模式，这样很容易增加能源损耗，如过多浪费电能、自然风利用率偏低等。因此，可利用智能空调系统，确保用户在室内体会到良好的温湿度感受。比如在设计空调系统时，可在其中安装温湿度感应传感器，通过检测室内条件智能化给出适宜的温度，并密切监测室内CO2浓度，而且还可利用“智能监测软件”对空调系统的能耗率进行计算，以便制定可靠的运行方案。比如在某建筑项目中，它主要采用的是“无功补偿技术”与“物联网技术”，在空调系统运行期间控制制冷与制热余量，并依靠人体对温度的模糊感觉以及日常起居习惯智能设计空调系统能源供应模式，由此达到建筑物的最优化智能设计效果。

4建筑节能设计策略

4.1充分利用自然光源

据了解：若在建筑设计环节注重节能效果，一般可节约至少30%的能源损耗。因此，节能设计是决定建筑能耗量的关键因素。因此，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。

4.2有效应用清洁能源

之所以会出现较为严重地能源损耗现象，是因为在能源使用方面对于清洁能源的利用率仍有待提高。从煤炭能源开发趋势来看：在2010年，煤炭资源生产量达到了31.21亿吨，2016年为34.6亿吨，截止到2019年，煤炭能源生产量为39.7亿吨。随着煤炭资源生产总量的递增，我国在建筑供暖能源的使用方面，应扩大清洁能源的应用范围，由此在环保基础上降低不可再生资源的损耗。我国清洁能源主要包含太阳能、地热能、风能等。针对太阳能的利用现今已引起相关人员的重视，常采用“储热建筑”与“建立阳光房”的形式在利用太阳能的前提下避免建筑本身产生较大的能源损耗。因此，太阳能依旧是我国建筑实现节能设计的重要方向。地热能具体用于供暖系统中，如黑龙江位于寒冷地带，当地的建筑供暖周期照比其他区域略长。对此，在2020年专门针对100万平方米建筑进行节能改造设计，并加大地热能项目的开发力度，由此保证清洁能源能为建筑节能设计带来重要助力。只有保证清洁能源获得广泛地应用空间，才有可能加快友好型、节能型社会的建设速度。

4.3科学引进高新技术

无论是建筑的节能设计还是智能化设计，都应当紧跟上时代的潮流，科学引进高新技术，由此确保建筑项目在实施期间能够获得便捷服务。常见的节能技术包括“外遮阳技术”、“集雨保水技术”、“外墙保温技术”、“BIM技术”等。其中前三种技术是指在施工期间针对门窗结构、外墙体以及给排水设施进行节能设计，而BIM技术作为一种建模手段，可应用于建筑设计与建筑规划阶段。好比在装配式建筑中，可在BIM技术下建立“5D建筑模型”，之后可结合建筑模型判断建筑结构的安装位置与组装拼接方法，由此既能降低建筑施工返工率，又能避免建筑项目产生较大的材料损耗。此外，通过BIM技术的应用还可为建筑项目选择适合的建筑结构以及建筑材料。好比经由BIM技术的分析，可对中空玻璃的洞口尺寸以及施工方向给出可行性建议，这样可至少节省1/3的能源损耗。因此，善于应用高新节能技术也是促使建筑朝着智能化与节能方向发展的重要依托，故而值得推广。

4.4优选绿色环保建材

我国早在十八届五中全会中明确规定应将节能材料应用于建筑行业中。而在2018年，首次提出气凝胶材料的应用优势，而后作为新兴建材利用在建筑项目中。气凝胶材料一般使用年限可超过30年，故而具有较强的节能特征，且热光学性能良好。因此，可将其应用于建筑设计中，以便达到最佳节能降耗目的。通常情况下，气凝胶材料可用在下述三种建材中。（1）节能玻璃，将气凝胶材料注入玻璃中，不但能够增强玻璃的阻燃性，而且还能在节能基础上起到突出的隔热作用。因此，在选择建材时，可以此种玻璃建材为首选[2]。（2）集热器，在能源利用方面，若能增加太阳能的利用率，在集热器中加入气凝胶材料，可将集热器装置的集热效率增加到原有集热器的200%，由此降低热损失。（3）气凝胶板材，添加过气凝胶材料的板材，照比原有板材不但能减少62.9%的能耗，而且还可避免出现板材过厚，导热性较差等问题，确保建筑物内部具有良好的保温性。所以，优选节能建材是实现建筑节能设计的重要因素。

5结论

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.

作者：聪 单位：厦门柏事特信息科技有限公司