建筑智能化技术在绿色校园中的应用

摘  要： 随着节约型社会建设的深入和学校节能降耗管理的进一步细化， 建设节约型绿色校园成为了 新时期的新目 标。 本文以江苏城乡 建设职业学院新校区工程为例， 对绿色校园开展全寿命周期内的实践研究， 发现问题并提出 解决方案， 推动建筑智能化技术在绿色校园建设中的广泛深入地应用。 本文的研究结果可以有效地指导其他同类绿色校园的建设， 并可为建筑智能化技术在其他领域的广泛应用提供借鉴和参考。

关键词： 建筑智能化技术， 绿色校园， 节能

1   绿色校园发展中的现实问题

绿色校园的建设可以有效解决高等院校办学高成本、 运营高能耗等现实问题， 逐步培养在校学生绿色健康的生活习惯， 并带动全社会开展节能减排和绿色环保的行动， 从而实现高等教育机构在人才培养、 科学研究、 社会服务和文化传承等方面的功能［ 1］ 。

但是， 目前国内校园建筑设施面广量大， 新材料、新技术、 新系统的应用层出不穷， 绿色校园在其全寿命周期内的建设面临许多问题： 如前期工作缺乏统筹规划， 单体绿色建筑独立设计， 系统缺陷和重复投资同时存在； 中期施工缺乏协调配合， 建筑整体分段招标， 各工种重复劳动、 工作界面不清； 后期运行缺乏科学管理。 亟待树立全局整合设计观念， 合理利用资源， 科学安排施工， 充分利用计算机技术、 自 动控制技术、 通信技术等现代科学技术来促进绿色校园的发展， 让在绿色校园内学习和生活过的学生们可以养成绿色的行为习惯， 并成长为一颗绿色的种子， 将节能技术运用到未来的工作中去， 将节能理念推广到社会中去， 让绿色的理念、 绿色的行为在广大人民群众中生根发芽， 直至长成参天大树［ 2］ 。

2  绿色校园与建筑智能化技术相辅相成我国非常重视高校的节能监管工作， 在2011年至2015年期间， 相继在全国范围内重点扶持建设了两百多所节约型高等院校， 在政策方面也给予了相应的支持和激励， 在很大程度上推动了高校绿色校园的建设［3］ 。

在绿色校园的建设过程中， 人们往往将工作重心置于项目的投资和建设， 而忽略了后期的运营管理， 但绿色校园建成后的运营管理才是真正发挥绿色校园实际价值的重点环节。 要想在运营管理过程中实现绿色校园在节约土地、 材料、 能源和水资源以及环境保护等方面的最终目标， 我们必须始终坚持可持续发展的立场， 从“以人为本” 的原则出发， 充分运用智能化技术、网络信息技术等现代科技手段， 来完善运行管理策略。在调研其他院校新校区工程建设的过程中发现， 申请绿色建筑设计标识时， 智能化系统等的相关数据和信息不需要提供， 也不参与评估， 因此， 很多学校没有进行前期数据的收集和整理， 但在新校区建成后申报绿色建筑星级认证时， 却需要提供大量节能减排的数据证明［4］ 。 由于前期忽略了数据的收集和记录， 因此在申报绿色建筑星级认证时就遇到了诸多的困难。因此， 在绿色校园的全寿命周期内研究建筑智能化技术的应用， 对智能化技术在绿色校园实际工程案例中的应用情况和效果进行研究， 有利于进一步推广智能化技术在绿色校园中的应用。 建筑智能化技术推进了绿色建筑的运营管理， 通过分析绿色校园在设计、 施工和运行过程中的实际数据， 来进行绿色校园的能效评估， 分析运行状况、 节能效果和存在的问题， 为其他绿色校园建设提供数据参考和经验借鉴。

3  建筑智能化技术在绿色校园中的应用

目 前， 建筑智能化技术在绿色校园中得到了 普及。 主要表现在： 在智能空调系统、 智能照明系统、 智能给排水系统、 智能电梯等方面， 其中包含了建筑结构、 网络通讯、 自 动控制等多门技术， 涉及的材料、 设备种类繁多， 系统之间相互关联又相互制约， 有的绿色校园甚至囊括了多达数十个智能化子系统。 其中较为常见的有： 安防自 动化、 太阳能发电、 雨水回收、 能源监测、 绿色照明、 家居智能化、 通讯自动化等智能化系统。 这些智能化系统的配置根据建筑物的用途、 客户需求和经济条件的不同而不同。 但无论采取何种规模、 何种配置的智能化系统， 都必须重视各系统之间的协调运作、 信息共享和集成化管理， 保证绿色校园能够发挥其应有的功能［ 5］ 。

建筑智能化技术在绿色校园的应用应全面考虑先进性、 科学性、 经济性、 合理性和适用性原则， 根据不同用户的需求和建筑物的使用功能， 来合理地规划智能化系统的配置和投资力度。

4  工程实例

江苏城乡建设职业学院新校区工程分为甲类公共建筑、 乙类公共建筑与居住建筑， 主要作为公共教学、教学实训、 校园生活、 行政办公、 综合配套和体育运动。总用地面积为466800m 2 ， 总建筑面积287260.13m 2， 其中地上270227.9m 2 ， 地下17032.23m 2 ， 生均用地48m 2 /生。本工程采用的建筑智能化系统有校园公共广播系统、 校园一卡通系统、 校园安防系统、 物联网系统、 双热源热泵热能循环系统、 校园绿色照明系统、 地源热泵空调系统、 太阳能生活热水、 太阳光伏发电、 绿色节水系统、 建筑能耗监测系统和建筑设备智能化管理系统等。 本文择取部分智能化系统为例进行论述。

4.1  校园公共广播系统

广播控制中心的服务器工作站接入校园网络， 通过网络将音源信号传送到前端网络适配器， 各楼宇的扬声器分区汇接至本楼的功放设备， 接入本楼的网络适备器， 实现网络传输及控制。 每个楼宇配套消防接口用于接入本楼的消防报警信号。 数字IP广播系统相对于传统定压广播系统能够大量节省敷设线路的材料费用， 同时也节省了由于敷设线路搭设的桥架、 管路所占用的建筑空间， 使得工程施工简化， 从而缩短施工工期。 由于IP广播系统在极大程度上实现了自 动控制和管理， 因此节省了大量的日 常运行费用， 也节省了维护管理的人力支出， 具有显著的经济效益和推广价值。

4.2  校园一卡通系统

校园一卡通系统由计算机、 总控器和窗口机组成。在食堂、 浴室、 超市、 图书馆、 学生公寓等安装收银窗口 机， 通过校园网连接到商务系统中， 能在多种场所进行统一的商务消费和结算统计。

新校区校园一卡通系统信息点共235个， 其中消费POS机60台， 银行转账圈 存级20台， 通用读卡器45， 现金充值机5台， 商务网关5台， 自 助查询终端10台， 目前持卡人数超过6000人。

校园一卡通系统依托已有的校园网络平台， 通过VLAN划分的方式， 使校园卡系统与校园网区分开， 保障系统的安全。

4.3  校园安防系统

（一）视频监控系统

模拟摄像机通过视频电缆传输至本楼视频编码器； 编码器接入校园网络； 监控中心通过网络调用数字视频信号供屏幕墙显示， 操作员控制； 系统可以采用编码器存储录像方式（分散存储）或安装海量存储设备集中存储数字视频信号。

（二）周界报警系统

采用红外对射和电子围栏相结合作为周界围墙防翻越手段。 采用网络传输方式， 前端红外探测器通过总线的方式， 每个探测器接入地址码将探测信号直接上传至本地网络报警主机， 网络报警主机全部接入校园网络， 监控中心安防管理平台通过校园网络对探测器进行布防和撤防。 在校园周围较为复杂、 有遮挡物的位置采用电子围栏的形式， 可避免环境的影响， 运行工况更加稳定， 增加系统的震慑作用。 报警系统同时可以和视频监控系统实现报警联动。

4.4  建筑能耗监测系统

校园建筑能耗监测数据中心局域网通过数据中心防火墙与校园网连接， 数据采集器将能耗数据推送至校数据中心。 校园网通过电信提供的100M光纤接口与数据远程网络连接， 具有固定IP地址， 校数据中心负责将打包好的能耗数据推送至市及省数据中心。 其中校数据中心局域网与校园网互连通过校园网防火墙链接。在校园建筑能耗数据中心局域网内， 又分为两个局域网： 应用服务网络和数据存储服务网络。 应用服务网络包含应用服务器及管理服务器， 主要负责提供数据中心的数据计算及应用服务。 通过防火墙将应用服务器映射到校园网固定IP上。 数据存储服务网络负责数据的存储与备份服务。 数据库服务器通过交叉网络线与应用服务器的网卡直连， 独立于应用服务网络， 保证数据库的安全。

考虑学校能耗季节性变化的特点， 建立基于时间序列分析方法的建筑能耗预测模型,对学校、 部门或建筑的能耗情况进行科学预测； 同时， 建立节能测评考评系统， 帮助优化建筑节能控制策略与日 常运行，提高学校能源管理效能。

5  结论

实践证明在绿色校园建设中更为广泛地使用多种建筑智能化技术， 可有效地提升绿色校园的建设质量， 优化绿色校园的运行管理模式， 降低绿色校园的运行成本。 通过精细化设计、 因地制宜的选用绿色建筑智能化技术以及全过程的管理控制， 可以为用户提供真正舒适、 高效、 健康、 环保的办公和学习空间， 可以为其他绿色校园的建设提供经验借鉴， 带动全国绿色生态校区的整体开发建设。 同时， 学校绿色建筑又可以作为学生学习和实训的展示平台， 学生和在此生活的人在绿色环境的熏陶下， 知行合一， 将绿色理念和绿色技术应用到学习和工作中， 必将投身于未来中国生态城市和绿色环境的建设中， 有利于为国家培养绿色建筑方面的专业建设人才。

参考文献：

［1］解昊晗,赵志斌,朱东阳 ,孙雪,黄奥倩,耿坤龙. 区域性能源规划及校园实例应用探究［ J］. 祖国 ,2013,(02):64-65.

［2］吴志强 ,汪滋淞,干靓. 《绿色校园评价标准》编制研究［ J］. 建设科技,2012,(03):54-57. 

［3］财政部  住房城乡 建设部关于进一步推进公共建筑节能工作的通知［ N］. 建筑节能,2011,(06):14-15.

［4］ 程 大 章. 绿 色 建 筑 智 能 化 的 价 值［ J］. 智 能 建 筑 与 城 市 信息,2012,(07):16-20.

［5］ 温华. 浅 谈绿色 建筑 中 的 智 能 化 技术应 用［ J］. 福 建建设科技,2013,15（4）,52-53.