建筑的節(jié)能運行與性能提升研究

　　摘要：新時代建筑節(jié)能設計與能源管理作為綠建實踐受到高度重視，倡導可持續(xù)的節(jié)能環(huán)保方式及能源利用率的提升始終是建筑師的社會職責，隨著智慧建筑平臺技術在建筑節(jié)能方面的推廣運用及不斷提升優(yōu)化，設施的運行成本大大降低，建筑物對于生態(tài)環(huán)境的破壞也相應減小。本文基于安捷物聯(lián)辦公樓設計開展研究，以主創(chuàng)建筑師視角從多方面探討運用智慧建筑技術對建筑環(huán)境與能源的貢獻，將建筑設計與物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算技術結合進行基礎設施監(jiān)控，以高性能、高可靠性、高效率的物聯(lián)網綜合管控平臺實現(xiàn)能效監(jiān)測、管理、控制一體化節(jié)能運維，使之成為資源高效利用的創(chuàng)新引擎。

　　關鍵詞：安捷物聯(lián)辦公樓；節(jié)能設計；智慧建筑；能源管理

　　不采取有效的建筑節(jié)能措施，將嚴重制約能源供給和經濟的持續(xù)發(fā)展。人口暴增、環(huán)境污染、氣候變暖、資源消耗等問題日益突出，威脅著人類社會的生存，建筑行業(yè)發(fā)展的意義在于改善人類的生產、生活，積極踐行節(jié)能設計、最大限度體現(xiàn)行業(yè)價值、倡導綠色生態(tài)已然成為時代性攻堅課題。建設者應真抓實干落實節(jié)能減排政策，新型智慧建筑技術與能源管理措施相結合，持續(xù)正向促進建筑節(jié)能，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的低碳建筑空間環(huán)境的建設。

　　1節(jié)能設計與智能建筑的概念與發(fā)展

　　節(jié)能設計是系統(tǒng)化概念，即是指在氣候設計和節(jié)能的基本方法指導下，對建筑規(guī)劃分區(qū)、群體和單體、朝向、間距、風向等內外部環(huán)境分析之后，設計低能耗空間，并指引建筑行業(yè)發(fā)展方向，對綠色生態(tài)建設意義重大。建筑節(jié)能發(fā)展過程中，都市規(guī)劃均以“智慧城市”為愿景，智能建筑作為其實體元素之一應運而生，設計師應構建智能建筑生態(tài)體系，打造低碳、綠色、有智慧、人性化的建筑空間。智能建筑與節(jié)能設計的進步有效降低了能源消耗，減少了資源浪費，設計師通過實踐優(yōu)化及推廣體驗，促進綠色低碳及節(jié)能減排成為新時代的主旋律。

　　1.1目前我國智能建筑節(jié)能技術存在的問題

　　在建筑技術智能化發(fā)展中，由于各學科之間的差異性，各專業(yè)人員在合作上存在困難，各自為政的壁壘嚴重影響了建筑智能化的融合發(fā)展。建筑領域中，綠色技術概念仍處于起步階段，縱觀當今建筑智能化技術展示，我國主要采用國外智能化技術，推行過程中，我國通過對外合作項目，以試點的方式建成了多個代表性節(jié)能功能建筑，并在此過程中不斷汲取國際先進技術和經驗并有所總結，但國內建筑企業(yè)尚未形成完整的國產智能化體系，建筑智能化核心技術還在不斷發(fā)展中。

　　1.1.1設計缺乏整合性智能建筑涵蓋了計算機、電子信息、機電安裝、自動化控制、系統(tǒng)集成、網絡通信技術及人性化技術等多個學科，因此，要實現(xiàn)建筑智能化技術，就需要將這些學科涉及的主管部門行業(yè)有機統(tǒng)一，制定整體規(guī)范實施。國內的設計人員大多不熟悉智能化設備的技術設計方法，不能提供完整的智能建筑系統(tǒng)設計，結果會使建造出來的樓宇智能化程度較低，甚至存在形象看似節(jié)能，實際浪費資源現(xiàn)象嚴重的問題。國內在采用境外設計方案時，由于國內工程實施水平及工藝和境外存在差異，所以很難達到預期實施效果。

　　1.1.2追求形象的偽智能建筑資源浪費現(xiàn)象智能建筑其智能的意義是促進運維變得簡化方便，它更大的作用是可以使能源得到更充分的利用，減少資源浪費。目前，國內智能建筑市場存在一種普遍現(xiàn)象，一些智能建筑項目在建成交付使用后，使用主體對于建筑的評價不高，建筑存在“技術堆砌”現(xiàn)象,導致不少綠色建筑技術投入使用后不久就廢棄不用,不能發(fā)揮原有技術的節(jié)能優(yōu)勢，造成智能系統(tǒng)實際上處于長期閑置的狀態(tài)，導致了巨大的資源浪費，使節(jié)能投資得不到應有的回報。

　　1.2智能建筑節(jié)能技術問題的解決措施

　　1.2.1統(tǒng)一智能節(jié)能建筑參與人員共識在智能建筑建設初始階段，需要眾多人員參與，如政府與投資人、建筑工程師、設備采購員及物業(yè)管理人員等，并且各個部門之間需要進行協(xié)調。政府與投資人是項目的主導人員，需要提倡使用節(jié)能技術；在建設過程中，建筑設計人員及建筑工程師需要對建筑整體的性能進行全面掌控，確保建筑節(jié)能與智能化可實施、可運維；在對建筑進行使用時，相關人員也需要對物業(yè)管理人員進行節(jié)能意識培訓，并通過實際數(shù)據與各方研討總結，對智能建筑設備實施節(jié)能運行進行優(yōu)化提升。

　　1.2.2提高建筑師的節(jié)能意識與水準對于建筑技術設計而言，設計人員應對最新技術與資訊予以了解，并將其巧妙地運用于設計項目中。節(jié)能需求與智能建筑迅猛發(fā)展過程中，部分建筑工程師節(jié)能意識不強，對智能建筑設備及技術也不了解，導致建造未能達到節(jié)能與智能化的初衷。在開展智能建筑節(jié)能設計的時候，需要對建筑師進行各專業(yè)協(xié)同設計培

　　2安捷物聯(lián)辦公樓簡述

　　2.1項目選址及規(guī)劃節(jié)能

　　天津安捷物聯(lián)科技股份有限公司坐落于高新區(qū)產業(yè)園區(qū)，是一家提供需求側綜合能源解決方案的能源物業(yè)管理公司，規(guī)劃總用地9600??m2，總建筑面積17680??m2，地上5層，地下1層（見圖1）。

　　根據國內外調研和大量實際工程表明，30??%以上的節(jié)能潛力來自建筑方案設計階段。作為建筑設計起點的形體設計不僅對建筑美學效果起決定性作用，對能耗、采光、通風、聲音品質等技術性能也具有重要影響，即正確規(guī)劃對今后建筑產品的建設及運營管理產生的能源消耗將有很大的影響，如建筑的體形與朝向、場地交通組織及周邊建筑空間關系；水景設置局部降溫功能改善夏季熱環(huán)境，變相節(jié)約空調能耗等。建筑節(jié)能體形系數(shù)不得低于0.40是設計原則之一，設計師在進行形體創(chuàng)作時，應將良好的技術性能作為重要指標。安捷辦公樓形體規(guī)整緊湊，核心中庭封閉以控制好“表面面積系數(shù)”，在相同體積下，維護結構總面積最小，即借助體形系數(shù)來避免熱量的大量損失。

　　2.2立面設計

　　建筑主體外檐現(xiàn)代簡潔，石材墻面和鋁幕玻璃窗虛實結合，洞口的金屬包框突出現(xiàn)代科技感，內部大電子屏監(jiān)控機房，無須自然采光的正立面整面墻體與入口內凹形成虛實對立統(tǒng)一，強化了建筑的雕塑質感和懸浮力。入口融入的水景觀與柱廊空間增加了入口層次感與儀式感，灰空間基于空氣對流原理對地面溫度進行有效控制。兩層通高內凹灰空間里平直折轉的雨棚加強了橫向性，對稱黑白陰陽分明的淺水池泛起微微波光與一絲涼爽，讓來訪者產生很好的體驗感。

　　3辦公樓參數(shù)

　　以下為安捷物聯(lián)辦公樓相關技術參數(shù)，僅供探討研究。

　?。?）經濟運維人工成本降低30%~50%；設備使用壽命延長。

　?。?）節(jié)能降耗整體運行能耗至少降低15%；智能照明節(jié)能效率提高40%；暖通系統(tǒng)節(jié)能率達到20%。

　　（3）安全管控杜絕人員、設備安全隱患；大數(shù)據分析故障預測。

　?。?）形象提升環(huán)境體驗舒適，運維管理高效，科技感觀提升，有利于招商引資。

　?。?）效率提升處理問題反應時間減少50??%；問題處理消耗時間減少60%；整體工作效率提升20%。

　　4結語

　　安捷物聯(lián)辦公樓作為功效顯著的智慧節(jié)能項目，得益于建筑設計團隊與業(yè)主技術顧問，建設方、運行方從始至終都保持高度一致的環(huán)保節(jié)能行動力，各方均希望通過自身的建設運維示范成果推動城市智慧節(jié)能建筑市場持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)性能導向建筑方案設計，即將建筑設計的起點、原本由美學所主導的方案設計環(huán)節(jié)納入綠色建筑的考慮范疇，探討通過合理的形體及其他方案設計元素提升建筑技術性能的可行性與方法，從而打破“配綠建”的不合理工作模式，實現(xiàn)藝術與技術的和諧統(tǒng)一。同時，基于運行效果的綠色建筑后評估，即在建筑物的實際運行狀態(tài)下，收集建成環(huán)境的能耗和室內環(huán)境等性能數(shù)據及使用者滿意度評價，并通過分析鑒定其現(xiàn)實狀態(tài)下的綠色性能水平，從而解決綠色建筑的實際運行效果問題。國外對綠色建筑的關注點已經由最初的技術措施導向,逐漸轉向對建筑實際使用性能的關注。因此，筆者采用“使用后評價”對建筑性能進行調查。訪學期間，筆者在清華大學林波榮教授指導下利用設計回訪與安捷物聯(lián)何青總工探討研究項目從建筑設計到建成運維后評估。

　　綜上所述，該設計通過智慧建筑的技術解決方案及一些設計策略重疊，持續(xù)完善基于物聯(lián)網和大數(shù)據應用的智慧節(jié)能服務平臺建設，用戶可顯著節(jié)省投資、降低運維成本并減少能耗，為推動京津冀及更廣泛地區(qū)的智能建筑、智慧工廠、園區(qū)和智慧城市建設提供了優(yōu)質的創(chuàng)新案例。運用智慧建筑技術對建筑節(jié)能有著深遠的價值貢獻，真正改變了傳統(tǒng)建筑的運維模式，使建筑成為一個空間“生命體”，最終建成以提高生產力和人居空間內用戶健康舒適感的智慧高效生態(tài)節(jié)能建筑。本設計榮獲2020“海河杯”天津市優(yōu)秀勘察設計建筑工程公建一等獎。

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　　徐書劍

《建筑的節(jié)能運行與性能提升研究》

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