上海大學趙哲身
上海第二建築工程公司張澤鵬
隨著國民經濟的高速發展，近年來國內置造了大量的高層建築。僅上海一地，已竣工及在建的高層建築已達3000幢，其中極大部分為商用辦公樓，擁有智慧型化設施。作為未來高速資訊公路網乙個節點智慧型建築已經並將發揮重大的作用。
但是另一方面，需要高度重視的是，高層建築能耗及維護費用巨大，是乙個大的資源消耗黑洞。據國外統計（註一），一幢一萬五千平方公尺的建築年耗電費用達78.5萬美元（採取節能措施前），即12年內的能耗將等於整幢大樓的全部投資（900萬美元），包括土建結構、裝置管道和防火裝置。
20世紀是乙個能源匱乏的時代，研究高層建築的節能具有重大的戰略意義，而智慧型建築作為高層建築節能的監測工具、研究平台和實施手段，其與節能的關係形成了乙個重大的研究課題。
早在七十年代初國外已將能量保護準則置於建築設計和材料設計標準的首位，致力於減小太陽負荷造成的能耗影響，並已投入對建築物熱動力學的研究。本文不準備涉及這方面內容，僅對90年代國外關於智慧型建築節能問題的討論，就標準熱舒適概念、智慧型建築能耗監控、能耗計算公式、冷凍裝置規模及執行方式的改進以及照明系統等與節能有重大關係問題加以綜述，介紹給讀者，以引起高度重視。
一、 高層建築耗能概況
隨著高層建築數目的增加，城市用電也因此激劇增張。香港綜合技術大學的john burnet曾對33幢高層商業建築的調查結果作了統計（注2）。資料表明，空調系統耗電佔平均耗電的60%，其下限為50%，上限不高於70%。
高層旅館相應比例較低。對20幢旅館調查表明，hvac（熱、通風和空調控制）耗能佔總量44%。照明在商業建築總耗電中佔比例23%~55%，平均26%；對應旅店照明佔總值的29%；電梯耗電在商業建築耗能總值中佔8%，旅店則佔總耗電的10%。
圖一給出了商用建築能耗分配圖。圖一b顯示了2023年1月~10月33幢商業建築各類裝置能量使用曲線。
danny 曾在"弗洛里達濕熱氣候條件下辦公樓的能效設計"一文中指出，對辦公樓的年冷負荷**表明，用於hvac能耗中，30%用於降低由照明引起的發熱；20%用於吸收太陽光經窗戶射入的熱量；15%用於降低來自屋頂滲入的熱量；13%用於吸收建築物內部裝置散發的熱量。
上述統計資料對於我們確定節能投資的主要方向有著重要的意義。
二、 熱舒適度概念及建築物通風國際標準和節能
熱舒適度概念及建築物通風國際標準的正確制訂與節能有直接的關係，制訂符合中國氣候和人群的熱舒適標準意味著巨大的節能潛力。
1. 關於熱舒適
國際室內溫度標準iso7730和ashrae 55-1981並沒有考慮氣候的變異。英國牛津大學建築學院的nicol fergus 在巴基斯坦曾作了一項非常有意思的調查（注3），目標是確定符合該國的熱舒適標準。調查內容包含下述諸項①感覺舒適的溫度，**潮濕程度。
②室內平均溫度，室外平均溫度。③被試人室內穿衣情況和活動程度。得出的初步結論是①在巴基斯坦冬夏二季人感覺舒適的溫度相差7℃。
②室內風速可區域性代替製冷效果。夏天風速0.22m/s，冬天風速0.
05m/s，等效於溫度變化1～2℃。③人在夏天對風速的反應比對熱的反應敏感。④推導出夏冬二季溫度回歸公式為tc=17.
0+0.38t0 其中tc為舒適溫度，t0是平均室外溫度。按此公式計算出舒適溫度比現行標準高4℃，這意味著如執行新的舒適度可大幅度降低能耗。
在巴基斯坦的伊斯蘭瑪巴德和喀拉蚩執行上述標準，結果總的冷負荷分別減小了23%和20%，其中傳導負荷ec分別下降了48%和38%，潛在熱負荷分別下降了12%。
2. 關於**平均表決pmv（predict mean vote）
自2023年houghton 和yaglon 提出熱舒適指數由溫度和相對濕度組合產生的概念之後，由ashrae發展為舒適區概念，並在近年來被廣泛接受作為hvac工程設計依據。2023年fanger氏革命性地提出的pmv指數，其計算考慮了室內空氣速度vi，幅射溫度trad，居住者活動強度，著裝多少（ic1），以及溫度ti和相對濕度rhi，公式如下：
其中 m為變化率（kcal/hr）
adu為身體裸露部分表面積
fu為人穿衣部分表面積與裸露部分面積之比
hc為對流熱傳遞係數（kcal/hrm2℃）
η為外部機械效率
ta空氣溫度（℃）
tc1人穿衣體表外部平均溫度（℃）
tmrt平均幅射溫度（℃）
pa周圍大氣壓（mmhg）
vi室內空氣流速
其中icl為衣服的熱阻
當pmv=0時表示熱舒適保持不變，pmv為+1，+2，+3時分別表示微熱、熱、炎熱；pmv=-1，-2，-3時則表示微涼、涼、冷。
pmv指數的提出為hvac設計開啟了新的視野。由於室內空氣流速vi能象ti，rhi一樣影響pmv值，表示通風可以和冷卻一樣獲得同等效果的熱舒適，從而揭示了節能途徑。
yang,曾公布了風速對熱舒適指數影響試驗結果，8次試驗時室內溫濕度幾乎保持相同，試驗者位於近窗側，有時曬到太陽，有時處於陰影中，這時pmv值有較大不同。如將室內風速從0提高到0.72m/s，則pmv值大幅度下降，資料如下：
結論是風扇提速到0.72m/s化費功耗較小，卻能使pmv指數令人滿意地下降。
3. 有關國際建築物通風標準
國外現行建築物通風標準有美國標準工程委員會（sspc62）制訂的ashrae standard 62r（1996）、歐洲標準化組織cen制訂的"建築物通風標準prenn1752"、"建築物通風：室內環境設計標準cen1996"、英國設計環境標準cibse1993、德國標準化組織制訂的"通風和空調的健康技術要求"din1994等。
ashrae 62-1989r內容主要是①定義通風，電源管理及保證室內空氣質量的標準②規定確定最小通風率的方法③針對不同室內空間確定通風系統的設計、執行和維護需求④列出了最小通風量和最小供氣量的設計公式：
單位空間通風率設計值dvr=rppdd+rbab
其中 rp：每人用室外空氣量（l/s .人）
pd：每平方公尺設計人數
d：居住者轉換因子
rb：每平方面積平均需求的室外空氣（l/
ab：面積（m2）
表二列出了prenv1752（96），din1946（94），ashrae62（96修訂版）北歐標準nkb-61（91）和cibse-a（93修訂版）對最小風量的規定。比較表一資料，ashrae62-1989r規定的最小通風量低於其它標準，該標準考慮了人的適應能力，而其它標準未作此考慮。
房型標準等級人均rp 建築物最低汙染 rb 汙染上限相關面積rsb(l/
單一辦公
室 prenv1752(96) a 10 1.0 2.0
b 7 0.7 1.4
c 4 0.4 0.8
din1946(94) 11 1.11
ashrae62(96) 3.0 0.35 0.66
ashrae62-89 10
nkb-61(91) 3.5 0.7
cibse-a(wv93) 8
豪華辦公
室 pvenv1752 a 10 1.0 2.0
b 7 0.7 1.4
c 4 0.4 0.8
din1946 16.6 1.67
ashrae62(rev96) 3.0 0.35 0.65
ashrae62-89 10
nkb-61(91) 3.5 0.7
cibse-a(rev93) 8 資料
室 prenn1752 a 10 1.0 2.0
b 7 0.7 1.4
c 4 0.4 0.8
din1946(94) 5.6 2.7-5.6
ashrae62(vrv96) 2.5 0.35 1.6
ashrae62-89 10
nkb-61(91) 3.5 0.7
cibse-a(vev93) 8
普通教室 prenv1752 a 10 1.0 2.0
b 7 0.7 1.4
c 4 0.4 0.8
din1946 8.3 4.2
ashrae62(vev96) 3.0 0.55 1.8
ashrae62-89 8
nkb-61(91) 3.5 0.7
cibse-guidea
(rvev93)
8 三、 智慧型建築的能量使用監控及計算公式
智慧型建築特別是bas（ 樓宇自動化）與研究高層建築節能有極為密切的關係，檢測建築物各項能耗的各類感測器和儀表是bas的組成部分之一，建立能量使用資料庫是研究節能的基礎，是bas核心軟體的組成部分，集散控制系統是完成bas各子系統控制功能的手段，更是實施節能的媒介。特別地，由於高層建築熱動力學引數模型本質上是分布引數系統，現代控制理論在高層建築建模及應用中還有待發展和完善，今後一定會創造出日益明顯的經濟效益。
"香港大型空調建築中心能量使用"一文提出良好的管理可減小高層建築能耗10%，通過優化裝置的執行另可節能10%，而這二者都可由bas的軟體來實施。國外在建築物能量使用建模方面作了很多任務作，早在2023年moyer 和dungan對通風櫥及有關供氣系統的能量使用作了審計。2023年lentz和seth用統計方法建立了通風櫥數學模型。
de almeida 2023年指出（注4）智慧型建築能耗監測系統應能**負荷並規劃能量的使用。一般採用四種方法的組合：①建立工程模型。
②建立統計模型。③建立混合模型。④儀表化方法。
智慧型建築能耗監測系統應有下述功能：
① 按時間精確執行負荷分布圖。
② 至少有36天記錄過去資料的能力，在電源故障時至少能保護十天以上的資料。
③ 對採集的大量資料能作出分析，以優化能耗。
④ 當氣候等因素對熱負荷產生干擾時，應能及時作出調整。
智慧型建築節能功效技術措施分析
摘要 隨著我國經濟的飛速發展，人口問題一直在增加，我們的地球家園很多資源已經或者即將消耗殆盡，我們也已從很多年前開始追求各方面的可持續，而現在的發展智慧型建築更替佔很大比重，在這種情況下，建築節能就顯得格外必要。建築節能包括很多方面，而對太陽能，風能等我們尚未能好好利用能源的利用也是節能的乙個方面。...
智慧型建築建築設計
摘要 隨著社會的進步與發展，我們越來越重視智慧型建築的建築設計，做好智慧型建築的設計工作具有非常重要的意義。本文主要介紹智慧型建築的建築設計。關鍵詞 智慧型建築設計專案策劃 引言現代社會在進入二十世紀九十年代以來已經成為乙個高資訊量的社會，人們的生活 工作及學習都離不開各種各樣的資訊。尤其在工作中。...
智慧型建築全套驗收
智慧型建築 內業資料 目錄子系統檢測記錄 2 子系統檢測記錄 3 子系統檢測記錄 4 系統 分部工程 檢測彙總表 5 程式控制 交換系統分項工程質量驗收記錄 6有線電視系統分項工程質量驗收記錄 7子分部工程質量驗收記錄 8 通訊網路系統 8 子分部工程質量驗收記錄 9 資訊網路系統 9 子分部工程質...