建筑的节能运行与性能提升研究

　　摘要：新时代建筑节能设计与能源管理作为绿建实践受到高度重视，倡导可持续的节能环保方式及能源利用率的提升始终是建筑师的社会职责，随着智慧建筑平台技术在建筑节能方面的推广运用及不断提升优化，设施的运行成本大大降低，建筑物对于生态环境的破坏也相应减小。本文基于安捷物联办公楼设计开展研究，以主创建筑师视角从多方面探讨运用智慧建筑技术对建筑环境与能源的贡献，将建筑设计与物联网、大数据、云计算技术结合进行基础设施监控，以高性能、高可靠性、高效率的物联网综合管控平台实现能效监测、管理、控制一体化节能运维，使之成为资源高效利用的创新引擎。

　　关键词：安捷物联办公楼；节能设计；智慧建筑；能源管理

　　不采取有效的建筑节能措施，将严重制约能源供给和经济的持续发展。人口暴增、环境污染、气候变暖、资源消耗等问题日益突出，威胁着人类社会的生存，建筑行业发展的意义在于改善人类的生产、生活，积极践行节能设计、最大限度体现行业价值、倡导绿色生态已然成为时代性攻坚课题。建设者应真抓实干落实节能减排政策，新型智慧建筑技术与能源管理措施相结合，持续正向促进建筑节能，实现可持续发展的低碳建筑空间环境的建设。

　　1节能设计与智能建筑的概念与发展

　　节能设计是系统化概念，即是指在气候设计和节能的基本方法指导下，对建筑规划分区、群体和单体、朝向、间距、风向等内外部环境分析之后，设计低能耗空间，并指引建筑行业发展方向，对绿色生态建设意义重大。建筑节能发展过程中，都市规划均以“智慧城市”为愿景，智能建筑作为其实体元素之一应运而生，设计师应构建智能建筑生态体系，打造低碳、绿色、有智慧、人性化的建筑空间。智能建筑与节能设计的进步有效降低了能源消耗，减少了资源浪费，设计师通过实践优化及推广体验，促进绿色低碳及节能减排成为新时代的主旋律。

　　1.1目前我国智能建筑节能技术存在的问题

　　在建筑技术智能化发展中，由于各学科之间的差异性，各专业人员在合作上存在困难，各自为政的壁垒严重影响了建筑智能化的融合发展。建筑领域中，绿色技术概念仍处于起步阶段，纵观当今建筑智能化技术展示，我国主要采用国外智能化技术，推行过程中，我国通过对外合作项目，以试点的方式建成了多个代表性节能功能建筑，并在此过程中不断汲取国际先进技术和经验并有所总结，但国内建筑企业尚未形成完整的国产智能化体系，建筑智能化核心技术还在不断发展中。

　　1.1.1设计缺乏整合性智能建筑涵盖了计算机、电子信息、机电安装、自动化控制、系统集成、网络通信技术及人性化技术等多个学科，因此，要实现建筑智能化技术，就需要将这些学科涉及的主管部门行业有机统一，制定整体规范实施。国内的设计人员大多不熟悉智能化设备的技术设计方法，不能提供完整的智能建筑系统设计，结果会使建造出来的楼宇智能化程度较低，甚至存在形象看似节能，实际浪费资源现象严重的问题。国内在采用境外设计方案时，由于国内工程实施水平及工艺和境外存在差异，所以很难达到预期实施效果。

　　1.1.2追求形象的伪智能建筑资源浪费现象智能建筑其智能的意义是促进运维变得简化方便，它更大的作用是可以使能源得到更充分的利用，减少资源浪费。目前，国内智能建筑市场存在一种普遍现象，一些智能建筑项目在建成交付使用后，使用主体对于建筑的评价不高，建筑存在“技术堆砌”现象,导致不少绿色建筑技术投入使用后不久就废弃不用,不能发挥原有技术的节能优势，造成智能系统实际上处于长期闲置的状态，导致了巨大的资源浪费，使节能投资得不到应有的回报。

　　1.2智能建筑节能技术问题的解决措施

　　1.2.1统一智能节能建筑参与人员共识在智能建筑建设初始阶段，需要众多人员参与，如政府与投资人、建筑工程师、设备采购员及物业管理人员等，并且各个部门之间需要进行协调。政府与投资人是项目的主导人员，需要提倡使用节能技术；在建设过程中，建筑设计人员及建筑工程师需要对建筑整体的性能进行全面掌控，确保建筑节能与智能化可实施、可运维；在对建筑进行使用时，相关人员也需要对物业管理人员进行节能意识培训，并通过实际数据与各方研讨总结，对智能建筑设备实施节能运行进行优化提升。

　　1.2.2提高建筑师的节能意识与水准对于建筑技术设计而言，设计人员应对最新技术与资讯予以了解，并将其巧妙地运用于设计项目中。节能需求与智能建筑迅猛发展过程中，部分建筑工程师节能意识不强，对智能建筑设备及技术也不了解，导致建造未能达到节能与智能化的初衷。在开展智能建筑节能设计的时候，需要对建筑师进行各专业协同设计培

　　2安捷物联办公楼简述

　　2.1项目选址及规划节能

　　天津安捷物联科技股份有限公司坐落于高新区产业园区，是一家提供需求侧综合能源解决方案的能源物业管理公司，规划总用地9600??m2，总建筑面积17680??m2，地上5层，地下1层（见图1）。

　　根据国内外调研和大量实际工程表明，30??%以上的节能潜力来自建筑方案设计阶段。作为建筑设计起点的形体设计不仅对建筑美学效果起决定性作用，对能耗、采光、通风、声音品质等技术性能也具有重要影响，即正确规划对今后建筑产品的建设及运营管理产生的能源消耗将有很大的影响，如建筑的体形与朝向、场地交通组织及周边建筑空间关系；水景设置局部降温功能改善夏季热环境，变相节约空调能耗等。建筑节能体形系数不得低于0.40是设计原则之一，设计师在进行形体创作时，应将良好的技术性能作为重要指标。安捷办公楼形体规整紧凑，核心中庭封闭以控制好“表面面积系数”，在相同体积下，维护结构总面积最小，即借助体形系数来避免热量的大量损失。

　　2.2立面设计

　　建筑主体外檐现代简洁，石材墙面和铝幕玻璃窗虚实结合，洞口的金属包框突出现代科技感，内部大电子屏监控机房，无须自然采光的正立面整面墙体与入口内凹形成虚实对立统一，强化了建筑的雕塑质感和悬浮力。入口融入的水景观与柱廊空间增加了入口层次感与仪式感，灰空间基于空气对流原理对地面温度进行有效控制。两层通高内凹灰空间里平直折转的雨棚加强了横向性，对称黑白阴阳分明的浅水池泛起微微波光与一丝凉爽，让来访者产生很好的体验感。

　　3办公楼参数

　　以下为安捷物联办公楼相关技术参数，仅供探讨研究。

　　（1）经济运维人工成本降低30%~50%；设备使用寿命延长。

　　（2）节能降耗整体运行能耗至少降低15%；智能照明节能效率提高40%；暖通系统节能率达到20%。

　　（3）安全管控杜绝人员、设备安全隐患；大数据分析故障预测。

　　（4）形象提升环境体验舒适，运维管理高效，科技感观提升，有利于招商引资。

　　（5）效率提升处理问题反应时间减少50??%；问题处理消耗时间减少60%；整体工作效率提升20%。

　　4结语

　　安捷物联办公楼作为功效显著的智慧节能项目，得益于建筑设计团队与业主技术顾问，建设方、运行方从始至终都保持高度一致的环保节能行动力，各方均希望通过自身的建设运维示范成果推动城市智慧节能建筑市场持续发展，实现性能导向建筑方案设计，即将建筑设计的起点、原本由美学所主导的方案设计环节纳入绿色建筑的考虑范畴，探讨通过合理的形体及其他方案设计元素提升建筑技术性能的可行性与方法，从而打破“配绿建”的不合理工作模式，实现艺术与技术的和谐统一。同时，基于运行效果的绿色建筑后评估，即在建筑物的实际运行状态下，收集建成环境的能耗和室内环境等性能数据及使用者满意度评价，并通过分析鉴定其现实状态下的绿色性能水平，从而解决绿色建筑的实际运行效果问题。国外对绿色建筑的关注点已经由最初的技术措施导向,逐渐转向对建筑实际使用性能的关注。因此，笔者采用“使用后评价”对建筑性能进行调查。访学期间，笔者在清华大学林波荣教授指导下利用设计回访与安捷物联何青总工探讨研究项目从建筑设计到建成运维后评估。

　　综上所述，该设计通过智慧建筑的技术解决方案及一些设计策略重叠，持续完善基于物联网和大数据应用的智慧节能服务平台建设，用户可显著节省投资、降低运维成本并减少能耗，为推动京津冀及更广泛地区的智能建筑、智慧工厂、园区和智慧城市建设提供了优质的创新案例。运用智慧建筑技术对建筑节能有着深远的价值贡献，真正改变了传统建筑的运维模式，使建筑成为一个空间“生命体”，最终建成以提高生产力和人居空间内用户健康舒适感的智慧高效生态节能建筑。本设计荣获2020“海河杯”天津市优秀勘察设计建筑工程公建一等奖。

　　参考文献

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　　[4]林波荣，肖娟，刘彦辰，杨鹏．绿色建筑技术效果和运行性能后评估[J]．世界建筑，2016（06）：28-33，126．

　　[5]林波荣，余娟．《绿色建筑评价标准》——“健康舒适”章[J]．建设科技，2019（20）：39-41．

　　[6]周浩，余娟，林波荣，张仲宸，常晨晨，丁杰．建筑功能与空间的设计趋势及可视化技术探讨[J]．建筑节能，2020，48（02）：21-28，33．

　　徐书剑

《建筑的节能运行与性能提升研究》

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