智能建筑設(shè)備控制技術(shù)和建筑節(jié)能分析

1、智能建筑設(shè)備控制技術(shù)與建筑節(jié)能分析摘要：本文主要討論在智能建筑中如何有效地實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。介紹了幾種智能建筑中的節(jié)能控制，包括建筑設(shè)備的節(jié)能控制，冷熱源的節(jié)能控制，更改室內(nèi)參數(shù)等來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的，并指出了今后智能建筑中的節(jié)能發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：智能建筑；設(shè)備控制；建筑節(jié)能隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源需求不斷上升，但同時(shí)由于世界性的能源緊缺，也凸現(xiàn)出供求之間的矛盾，基于此節(jié)能就成為一個(gè)非常重要的問(wèn)題，我國(guó)過(guò)去的那種粗放型的能源利用方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，作為建筑物來(lái)說(shuō)，隨著新技術(shù)、新工藝的不斷發(fā)展，節(jié)能有了更多的手段和潛力，諸如減壓節(jié)流、風(fēng)機(jī)水泵變頻控制、冷

2、熱源新型設(shè)備、智能照明等方面出現(xiàn)了很多的新方法、新技術(shù)。我國(guó)自90年代陸續(xù)開始在北京、上海、廣州和深圳等地相繼建成了一批智能型的人型公共建筑，其巾人部分為商用辦公樓，最有代表性的是上海浦東金茂大廈。智能建筑也稱為智能大廈，它是采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)信息資源進(jìn)行管理和對(duì)用戶提供信息服務(wù)等一種新型建筑。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能大廈的一個(gè)重要的子系統(tǒng)。主要包括：空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯和停車管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等。樓宇自控系統(tǒng)負(fù)責(zé)保證智能大廈內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行并使之達(dá)到最佳狀態(tài)。一、智能建筑內(nèi)建筑設(shè)備的節(jié)能控制1、機(jī)電設(shè)備優(yōu)化啟停控制由于機(jī)電

3、設(shè)備是一棟大廈的用電大戶，所以樓控系統(tǒng)必須對(duì)整棟大廈的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制，以達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。樓宇自控系統(tǒng)對(duì)機(jī)電設(shè)備有最佳的啟動(dòng)時(shí)間控制軟件，可保證工作人員進(jìn)入建筑物時(shí)室內(nèi)溫度恰好達(dá)到設(shè)定值。即可保證從占有時(shí)間一開始便滿足舒適性要求，又可減少過(guò)長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間，并可同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行最佳時(shí)間控制。其控制算法由軟件實(shí)現(xiàn)，并具有較強(qiáng)的根據(jù)環(huán)境條件變化自動(dòng)調(diào)整最佳啟動(dòng)時(shí)間的功能。最佳停止時(shí)間控制程序與最佳啟動(dòng)時(shí)間控制程序的原理相似，也是應(yīng)用慣性儲(chǔ)能原理，使供熱 / 制冷負(fù)荷利用熱 / 冷慣性，持續(xù)段時(shí)間，在結(jié)束之前，提前結(jié)束供熱或制冷，同時(shí)保證環(huán)境溫度不超過(guò)舒適極限的范圍。2、冬、夏季部分負(fù)荷時(shí)水

4、泵分設(shè)節(jié)能隨著季節(jié)的更換，空調(diào)負(fù)荷在一年內(nèi)的變化很大。一般說(shuō)來(lái)，在計(jì)算所得負(fù)荷的工況下運(yùn)行的時(shí)間極短，絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)空調(diào)設(shè)備是在遠(yuǎn)低于計(jì)算所得額定值的情況下運(yùn)行。夏季空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻率上看，有 83.8% 的運(yùn)行時(shí)間在低于 50% 的負(fù)荷下運(yùn)行；冬季供熱時(shí)，有 80% 左右的運(yùn)行時(shí)間負(fù)荷率低于 40% 。水泵是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力輸送系統(tǒng)，其能耗占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)總能耗的 25% 左右。3、變風(fēng)量、變流量系統(tǒng)的最優(yōu)控制與傳統(tǒng)的定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)相比較，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)減少了再熱量及其相應(yīng)的冷量，而且隨著各房間送風(fēng)量的變化，系統(tǒng)的總送風(fēng)量也相應(yīng)的變化，可以節(jié)省風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗，此外，根據(jù)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，

5、在計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)總負(fù)荷時(shí)，也可以考慮各房間的同時(shí)使用系數(shù)從而減小風(fēng)機(jī)的裝機(jī)容量。根據(jù)冬夏季不同的工況，對(duì)回風(fēng)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與設(shè)定的溫度值相比較，根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的差值對(duì)冷/熱水閥進(jìn)行不同的 pid 調(diào)節(jié)，使室內(nèi)溫度始終保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。二、智能建筑內(nèi)冷熱源系統(tǒng)的節(jié)能控制1、與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)系統(tǒng)由于空調(diào)系統(tǒng)的用電高峰期與城市電力的峰谷曲線基本一致，所以造成了城市電力的巨大峰谷差。為了實(shí)現(xiàn)“移峰填谷”，國(guó)內(nèi)外電力部門均采取一系列優(yōu)惠政策鼓勵(lì)使用低谷電，這些政策極大的推動(dòng)了冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展，為低溫送風(fēng)提供了客觀條件。常規(guī)空調(diào)的送風(fēng)溫度為 15-18度，送風(fēng)溫差一般控制在 8-12度，

6、而低溫送風(fēng)溫度為 3-10度，送風(fēng)溫差可達(dá) 13-20度。根據(jù) ashrae標(biāo)準(zhǔn) 55-1981 ，干球溫度 28度，相對(duì)濕度 35% 的有效溫度與干球溫度 26度，相對(duì)濕度 60% 的有效溫度相同。在相同的空調(diào)負(fù)荷下，增大送風(fēng)溫差可以減少送風(fēng)量，減少風(fēng)管直徑和空氣處理設(shè)備的額定工作量，降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資，使蓄冷空調(diào)在初投資方面可以與常規(guī)空調(diào)競(jìng)爭(zhēng)。2、合理的選擇冷機(jī)中央空調(diào)系統(tǒng)裝機(jī)容量過(guò)大，主機(jī)就會(huì)長(zhǎng)期在部分負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，效率低而能耗大。實(shí)際工程中由于存在設(shè)計(jì)方面的誤區(qū)，許多設(shè)計(jì)人員往往以所計(jì)算的最大負(fù)荷為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇機(jī)組，有很多是裝機(jī)容量過(guò)大的。據(jù)有關(guān)部門曾經(jīng)對(duì)北京、上海和廣州等地區(qū)的 2

7、4 座賓館飯店的中央空調(diào)系統(tǒng)的裝機(jī)容量和實(shí)際開機(jī)容量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，60% 以上裝機(jī)容量過(guò)大，這些空調(diào)系統(tǒng)一般都在 35% -55% 負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，即長(zhǎng)期在低效區(qū)運(yùn)行，造成了大量的能耗損失。合理的選擇裝機(jī)容量既可以減少系統(tǒng)的初投資，又可以節(jié)損運(yùn)行費(fèi)用。三、調(diào)整智能建筑內(nèi)參數(shù)的節(jié)能控制1、建筑物內(nèi)的溫度標(biāo)準(zhǔn)確定冬季室內(nèi)溫度過(guò)高和夏季溫度過(guò)低不僅會(huì)造成能源的浪費(fèi)，而且也會(huì)給人體帶來(lái)不舒適的感覺。資料表明，選擇合理的室內(nèi)溫度，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有極其重要的作用。例如，當(dāng)夏季空調(diào)室內(nèi)溫度從26度提高到28度，可減少18%-2% 的冷負(fù)荷。常規(guī)空調(diào)的溫控范圍為2度，而據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局統(tǒng)計(jì)資料表明，如果在夏

8、季將設(shè)定溫度下調(diào)1度將增加 9% 的能耗，如果在冬季將設(shè)定溫度上調(diào) 1度，將增加 12% 的能耗，因此將建筑物內(nèi)的溫度控制精度設(shè)為1度，會(huì)更加有利于節(jié)能。2、焓值控制在空調(diào)控制中，根據(jù)戶外的新風(fēng)干球溫度以及其露點(diǎn)或相對(duì)濕度、回風(fēng)干球溫度以及其露點(diǎn)或相對(duì)濕度進(jìn)行比較計(jì)算，自動(dòng)選擇空氣來(lái)源，戶外新風(fēng)、回風(fēng)或二者按比例混合，以達(dá)到節(jié)能的目的。例如，若室外空氣溫度足夠低，就可以將室外空氣作為一種冷源，充分利用室外空氣作為冷源是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑之一。通常取室外空氣溫度上限為18度，在此條件下，調(diào)節(jié)回風(fēng)閥、新風(fēng)閥、排風(fēng)閥，保證混風(fēng)溫度的設(shè)定值（通常 13-16度），就可以達(dá)到節(jié)能的目的。3、利用室內(nèi)濃度來(lái)控制室內(nèi)的新風(fēng)量傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般是采用室內(nèi)人數(shù)作為最小新風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)。這一方法的