暖通控制系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用

1、暖通控制系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用 暖通控制系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用 【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷開(kāi)展，城市化進(jìn)程也得到了迅速推進(jìn)，高層建筑行業(yè)的開(kāi)展也出現(xiàn)了前所未有的好時(shí)代。而隨著生活水平的提高，人們更加關(guān)注室內(nèi)的空氣品質(zhì)，這也就讓暖通控制系統(tǒng)得到了更大的重視。本文從高層建筑暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)入手，提出了一系列系統(tǒng)優(yōu)化的策略，并分析了暖通控制系統(tǒng)的開(kāi)展，以期能為所需者提供借鑒。 【關(guān)鍵詞】暖通控制系統(tǒng)；高層建筑；應(yīng)用 中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 作為世界建筑開(kāi)展的大趨勢(shì)、大潮流，高層建筑節(jié)能也漸漸成為我國(guó)開(kāi)展、改革的重點(diǎn)和迫切需求，是21世紀(jì)建筑行業(yè)的熱點(diǎn)。節(jié)能環(huán)保是可持續(xù)

2、開(kāi)展的關(guān)鍵，從可持續(xù)開(kāi)展理論出發(fā)，高層建筑節(jié)能關(guān)鍵是提高能效，所以，不管是制訂建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是具體的建筑工程工程設(shè)計(jì)，都需要把提高能效作為建筑節(jié)能著眼點(diǎn)。 一、高層建筑暖通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 高層建筑中暖通控制系統(tǒng)作為建筑內(nèi)所有設(shè)備集成的一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享，進(jìn)行綜合管理，其作用和效益是巨大的。要實(shí)現(xiàn)這些效益、作用，須進(jìn)行優(yōu)化，高層建筑中暖通控制系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，可從系統(tǒng)各可能結(jié)構(gòu)和參數(shù)中找到最正確匹配，使整體效能最正確、提高系統(tǒng)效率、降低投資和運(yùn)行費(fèi)用等。 改善暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 暖通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么：供暖系統(tǒng)保證各房間(樓梯間除外)的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控；便于進(jìn)行分戶或分室(區(qū)

3、)熱量(費(fèi))分?jǐn)偟墓δ?；管材消耗量少、管路系統(tǒng)簡(jiǎn)單、節(jié)省初投資。暖通控制系統(tǒng)尤其是中央暖通控制系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的使用性能。暖通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)節(jié)能起著非常重要的作用，對(duì)于暖通控制系統(tǒng)而言，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的熱損失在整個(gè)暖通控制系統(tǒng)能耗中占有很大比重，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，也就是決定通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)消耗的能耗所占暖通負(fù)荷的大小。所以，提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能在暖通控制系統(tǒng)節(jié)能中顯得尤為必要。 改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，減少冷熱損失 對(duì)于暖通控制系統(tǒng)，通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)暖通負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)大小

4、，也就是決定通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)的暖通負(fù)荷的大小。所以，在國(guó)家出臺(tái)的高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)中，第一位要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。 提高系統(tǒng)控制水平 采用舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)即體感指標(biāo)作為暖通控制系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，不僅可以有效的解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病，而且還可以大幅度的節(jié)能。據(jù)研究說(shuō)明，采用這種控制方法可使暖通控制系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能 30%左右。 二、暖通控制系統(tǒng)的優(yōu)化方法分析 控制策略的優(yōu)化 目前，高層建筑中空氣處理機(jī)的控制系統(tǒng)通常采用 PID 控制，選擇適宜的 PID 參數(shù)對(duì)暖通系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。PID 系數(shù)高，暖通對(duì)室內(nèi)溫度波動(dòng)的反響特性曲線陡，到達(dá)設(shè)定溫度的過(guò)渡過(guò)程較

5、短；相反 PID 系數(shù)低，到達(dá)設(shè)定溫度的過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)。但并不是 PID 系數(shù)越高越好，否那么易引起控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)失穩(wěn)，表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側(cè)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥周期性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)無(wú)法在固定開(kāi)度上運(yùn)行。PID 能解決大局部場(chǎng)合的暖通控制，但對(duì)于影劇院等大熱慣性暖通場(chǎng)合，靠高的 PID 系數(shù)來(lái)提高暖通機(jī)組對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)速度是缺乏以解決問(wèn)題的。這時(shí)可以采用雙級(jí)控制，即分別在暖通的送風(fēng)道和室內(nèi)安裝溫度傳感器，室內(nèi)的溫度設(shè)定由主控制系統(tǒng)控制器完成，水閥的驅(qū)動(dòng)由副控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)道溫度傳感器和主控制系統(tǒng)的指令完成，由于風(fēng)道溫度變化速度快于房間溫度的變化，這一控制方式加速了系統(tǒng)對(duì)溫度波動(dòng)的響應(yīng)。 控制權(quán)的優(yōu)化

6、通常高層建筑的暖通控制系統(tǒng)遵從的是中央控制站集中管理的原那么。有時(shí)也有其不便的一面。在某些場(chǎng)合將暖通、通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)定功能放置在現(xiàn)場(chǎng)可能更符合使用者的需要?？刂葡到y(tǒng)本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這類功能接近 VRV 控制面板的設(shè)定器給房間的使用者帶來(lái)極大的便利和舒適性，必要時(shí)應(yīng)積極采用。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)的優(yōu)化 主流高層建筑的暖通控制系統(tǒng)供貨商都能提供大中小不同處理能力的控制系統(tǒng)，冷凍機(jī)房、熱力站監(jiān)控點(diǎn)是密集場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先采用大型控制器，以減少故障率和控制器間的通訊。對(duì)空氣處理機(jī)、新風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)一般采用中型或小型的控制器即可。近年來(lái)，可編程邏輯控制器件進(jìn)步很快，其應(yīng)用不再局限于工

7、業(yè)場(chǎng)合，在暖通通風(fēng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制工程中不應(yīng)將其排斥在外。 控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 在滿足擴(kuò)展性和靈活性的前提下，控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化、清晰，無(wú)論基于 RS485總線或基于 LonTalk 總線的控制網(wǎng)絡(luò)都是如此。分支、分級(jí)多的網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，這種布線設(shè)計(jì)的隨意性如果運(yùn)用不當(dāng)，在工程實(shí)踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的，并可能增加系統(tǒng)的投資。小型高層民用建筑工程盡可能運(yùn)用基于 Rs485 總線的控制網(wǎng)絡(luò)，采用“手拉手的布線方式，大型工程可以考慮樓層網(wǎng)絡(luò)分級(jí)。 三、加強(qiáng)可再生能源的暖通系統(tǒng)的應(yīng)用 隨著高層建筑暖通控制系統(tǒng)的大范圍推廣應(yīng)用，對(duì)不可再生

8、能源的消耗將會(huì)出現(xiàn)大幅度的上升，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也日趨加劇。利用好可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了暖通系統(tǒng)提高效率的重要內(nèi)容。 太陽(yáng)能的熱利用 現(xiàn)在高層建筑中利用太陽(yáng)能的主要形式是對(duì)太陽(yáng)能的熱利用，其主要內(nèi)容有被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)式太陽(yáng)能房結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、造價(jià)也相對(duì)較低、也不需要任何的輔助能源，通過(guò)高層建筑合理的方位布置和恰當(dāng)?shù)奶幚斫ㄖ?gòu)件，通過(guò)自然熱交換的方式來(lái)用好太陽(yáng)能，這是太陽(yáng)能建筑開(kāi)展的主流和大流。主動(dòng)式太陽(yáng)房造價(jià)較高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要用電作為輔助能源。采暖降溫系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、泵、太陽(yáng)集熱器、儲(chǔ)熱器、散熱器等組成。此外，太陽(yáng)能光電板發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能集熱板等先進(jìn)技術(shù)已在局部高層建筑節(jié)能

9、中有了應(yīng)用。在高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，我們還可采用太陽(yáng)能集熱墻，利用太陽(yáng)能采暖。 地源熱泵的利用 地源熱泵作為一種利用地下淺層土壤的熱資源，通過(guò)輸入少量的高位能源(如電能)，把低溫位能向高溫位能的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)移，以便于實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷的高效節(jié)能中調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵巧妙地利用地能一年四季溫度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，冬季把地能作為熱泵供暖的熱源，即把高于環(huán)境溫度的地能中的熱能取出來(lái)供應(yīng)室內(nèi)采暖。夏季把地能作為暖通的冷源，即把室內(nèi)的熱能取出來(lái)釋放到低于環(huán)境溫度的地源中。在地源熱泵系統(tǒng)中，大地作為一個(gè)能量蓄能器，有效的提高了暖通控制系統(tǒng)全年能源利用效率。 四、結(jié)論 作為建筑能源利用的新潮流，高層建筑暖通控制系統(tǒng)已成為高層建筑節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵，因此，我們?cè)谶M(jìn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)制定，推進(jìn)具體的建筑工程工程時(shí)，要時(shí)刻著眼于高效節(jié)能，真正讓暖通控制系統(tǒng)在高層建筑中的作用凸顯出來(lái)。 【參考文獻(xiàn)】 【1】 管延偉,盛守梅.某外事綜合辦公樓暖通空調(diào)設(shè)計(jì)J.建筑設(shè)計(jì)管理.2