芻議建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制

魏光峰

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責(zé)任公司 845350）

芻議建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制

魏光峰

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責(zé)任公司 845350）

建筑設(shè)備通常包括水電、暖氣和機(jī)電等，自動化系統(tǒng)主要包括對電量進(jìn)行變配以及對排水空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，在建筑工程中有著十分重要的作用。建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制是順應(yīng)國家環(huán)保理念的倡導(dǎo)而衍生出的一種體系。筆者在此主要敘述對設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制的意義、建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的定義和現(xiàn)狀，并從水源和地源熱泵系統(tǒng)控制、變風(fēng)量系統(tǒng)控制、焓值系統(tǒng)控制以及照明系統(tǒng)控制四個(gè)方面加以論述。

建筑設(shè)備；電氣自動化；系統(tǒng)；節(jié)能控制

當(dāng)前，我國的生態(tài)惡化問題不斷加劇，能源需求量的不斷增加也逐漸導(dǎo)致了全球資源的不可逆減少，隨著各種自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，人們的環(huán)保意識也在隨之增強(qiáng)。建筑行做作為能量資源的消耗大戶，在發(fā)展過程中逐漸向生態(tài)化方向改變是適應(yīng)時(shí)代的必然趨勢。所以，如今各個(gè)建筑企業(yè)不約而同的將發(fā)展目光投放到建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能上，大力開展對設(shè)備電氣化自動系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)戰(zhàn)略上，用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管理模式，進(jìn)而提升建筑設(shè)備的工作效率及工作質(zhì)量。同時(shí)，借助高科技的節(jié)能材料及先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)方法，創(chuàng)建出綠色節(jié)能的房屋住宅，進(jìn)而推動我國建筑行業(yè)的和諧、健康及可持續(xù)發(fā)展。

1 對設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制的意義

據(jù)相關(guān)社會研究報(bào)道，我國每年在建筑行業(yè)上的能源消耗超出了全國在能源耗費(fèi)總量的35%，其中排名在第一位的是空調(diào)在制冷及制熱過程中消耗的能源量，占50%甚至更多，而照明系統(tǒng)位列第二，占30%左右[1]。這些系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的能源消耗量已經(jīng)遠(yuǎn)超出了國家相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，能源使用效率非常低下，增怎樣才能解決建筑行業(yè)的節(jié)能問題，已經(jīng)成為當(dāng)前研究不容忽視的重大問題。

當(dāng)前，大多數(shù)的城市公共建筑都已采用建筑設(shè)備電氣化自動系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對用水、通風(fēng)照明以及取暖等電氣設(shè)備的自動化。電氣自動化系統(tǒng)通常由傳導(dǎo)期、控制器、效應(yīng)器和監(jiān)控系統(tǒng)組成，并且設(shè)備之間還需借助通訊網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行連接，構(gòu)成有機(jī)系統(tǒng)整體，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)備運(yùn)行的控制和管理。我國針對此出臺了《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，這套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在相同環(huán)境因素下，全年空調(diào)、通風(fēng)、采暖、照明等電氣設(shè)備在能源的耗費(fèi)上還需減少至少一半。由此可見，對建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，對減少國家資源消耗、實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能來說具有重要意義。

2 建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的定義及現(xiàn)狀

從宏觀角度上來說，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)是將建筑物內(nèi)部的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全方位、多方面的監(jiān)督及控制，如給水排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等，對其進(jìn)行通體管理，從而形成一個(gè)綜合性的自動系統(tǒng)。而從微觀狹義上來說，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)只是對建筑中的水電、照明等系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。宏觀上的建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)中還包括車庫管理以及防盜處理，但狹義定義中卻沒有包括這方面的內(nèi)容。這是由于我國管理體制上的差異性，所以，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的包含內(nèi)容便被減縮，本文內(nèi)容中并未提到其它報(bào)警、防災(zāi)及防盜等系統(tǒng)。

近年來，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為了我國建筑行業(yè)中的研究焦點(diǎn)，在我國建筑工程投資項(xiàng)目中占有重要位置，同時(shí)也是國民總值的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。建筑設(shè)備通常是指建筑工程中的水、機(jī)、暖等機(jī)械設(shè)備，是建筑工程中的關(guān)鍵所在[2]。但是，以往的建筑設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行工作中常常發(fā)生一些故障或意外，影響建筑工程的施工進(jìn)度。現(xiàn)代研究者針對此提出了借助現(xiàn)代科學(xué)先進(jìn)的電氣自動化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，但因這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)的智能建筑發(fā)展遲緩，近幾年才開始大力運(yùn)用在各項(xiàng)建筑工程中，因而還存在著一些設(shè)計(jì)和技術(shù)上的問題有待我們?nèi)ミM(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和解決。

3 建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

建筑電氣設(shè)備借助通風(fēng)空調(diào)控制、照明和動力、排水與給水以及變配電控制等，從而實(shí)現(xiàn)人們在生產(chǎn)生活中的個(gè)性需求。但是，較高的投資成本以及設(shè)備在運(yùn)行過程中的高能源消耗卻是阻礙其發(fā)展的重要因素，因此，我們應(yīng)加強(qiáng)對建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓?jié)能控制，主要可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能控制：

3.1 水源和地源熱泵系統(tǒng)控制

水源熱泵主要是利用夏季地球淺層水源的溫度普遍低于地表建筑溫度，而冬季淺層水源溫度高于地表溫度，并在熱傳遞的原理上，維持建筑物自身溫度的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)對空氣溫度進(jìn)行調(diào)控的目的。水源熱泵是用戶末端系統(tǒng)，在為使用者提供熱量時(shí)，會將中央空調(diào)系統(tǒng)水源中的能源獲取出來，從而實(shí)現(xiàn)動力的提供，滿足使用者對熱水的需求。在為使用者供冷時(shí)，便只需要通過切換閥門實(shí)現(xiàn)供冷。地緣熱泵系統(tǒng)是依據(jù)立埋的埋管方式，把水作為冷熱能源的承載物體，然后土壤和管道內(nèi)的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)熱量交換，從而是水溫降低或升高。

地緣熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下所述：①節(jié)能，土壤收集50%的陽光輻射能源后，可以和水體的能源升降實(shí)現(xiàn)相對穩(wěn)定的可循環(huán)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；②一體多用，設(shè)備構(gòu)造較為簡單，不論夏季還是冬季均運(yùn)行，提供服務(wù)，適合在各種類型建筑區(qū)域中的運(yùn)用，比如商場、住宅、學(xué)校、工廠等；③綠色環(huán)保：不會產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)，廢棄的碎渣、碎紙等不會受到電磁波的影響，也不需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，綠色環(huán)保、方便使用；④工作運(yùn)行穩(wěn)定：借助狀態(tài)信號控制的方式，運(yùn)用檢測的信號對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識別，同時(shí)依照測試結(jié)果采取優(yōu)化措施，快速有效。

3.2 變風(fēng)量系統(tǒng)控制

通常來說，被控制參數(shù)發(fā)生變化都是由于受到天氣變化或空氣濕度變化等原因產(chǎn)生的，而且風(fēng)力的大小也會對空氣濕度產(chǎn)生一定影響。變量空調(diào)系統(tǒng)在工作運(yùn)行過程中能夠不改變風(fēng)的溫度，而只改變風(fēng)量的大小，同時(shí)還能夠依照室內(nèi)人數(shù)的增多和減少來改變送風(fēng)轉(zhuǎn)數(shù)，將傳送入室內(nèi)的量維持在一個(gè)可控參數(shù)范圍內(nèi)，而不出小較大變動。變風(fēng)量的系統(tǒng)末端通常采用風(fēng)機(jī)代替風(fēng)閥的方式，結(jié)合對風(fēng)量需求量大小的變化，將相關(guān)信息參數(shù)技術(shù)反饋給風(fēng)機(jī)，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)行狀態(tài)。具有依照不同人群需求，并結(jié)合傳感器監(jiān)控反饋的參數(shù)信息對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理調(diào)整，同時(shí)系統(tǒng)可以依據(jù)不同時(shí)間、不同人數(shù)的變化而相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷過重的現(xiàn)象，在一定程度上減少維修費(fèi)用的支出。

3.3 焓值系統(tǒng)控制

焓值是指空氣中的熱量含量值，焓值的降低和升高即為空氣中熱量的散失和吸收[3]。對焓值進(jìn)行控制的基本原理是通過中央空調(diào)系統(tǒng)將已經(jīng)經(jīng)過處理的一些冷氣或暖氣輸送到室內(nèi)，然后將另外一些冷氣或暖氣與新鮮空氣進(jìn)行結(jié)合，通過處理后再輸送到室內(nèi)的過程，這種兩種機(jī)制相混合的模式不僅可以減輕中央空調(diào)的資源能源消耗，還可以為室內(nèi)提供質(zhì)量較高的冷氣和暖氣。這種工作模式的優(yōu)勢：①可以自主判斷白天和夜晚，并且能夠結(jié)合季節(jié)的不同對輸送的風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提供不同程度的風(fēng)力，達(dá)到節(jié)能的目的；②可以在限定時(shí)間內(nèi)對模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有效預(yù)防頻繁操作現(xiàn)象的發(fā)生對系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)面影響。另外，在實(shí)際運(yùn)用中采用Fzzy-PID的復(fù)合控制方法，可以提高動態(tài)追蹤的準(zhǔn)確率。

3.4 照明系統(tǒng)控制

照明系統(tǒng)的用電量僅僅次于空調(diào)系統(tǒng)，所以，對照明系統(tǒng)的節(jié)能控制在節(jié)能工作中也占有著重要作用[4]?？梢詫⒄彰飨到y(tǒng)的相關(guān)區(qū)域分為樓梯走廊、辦公區(qū)域、應(yīng)急照明以及陳列照明四個(gè)部分，并依照不同部分的工作特征，同時(shí)匹配相關(guān)時(shí)間，對照明時(shí)間進(jìn)行合理規(guī)劃，為建筑使用者創(chuàng)建良好的工作及生活環(huán)境，建筑管理者可以借助監(jiān)控系統(tǒng)制定出科學(xué)照明時(shí)間表來安排值班工作。照明系統(tǒng)可以采用總線納入的方法，針對建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的控制區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。利用計(jì)算機(jī)總機(jī)對線路進(jìn)行多場景控制，同時(shí)對照明系統(tǒng)的開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作，也可以通過安裝紅外線探測對開關(guān)形式進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)有人自動開、無人自動管的聲音控制來節(jié)約能源。另外，還可以將照明系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合在一起，進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，同時(shí)，用智能化開關(guān)系統(tǒng)來取代以往的開關(guān)模式，并且在每一個(gè)模塊上都設(shè)置相對獨(dú)立的微型處置儀器，為支線以及總線的統(tǒng)一管理提供便捷。

4 結(jié)束語

科學(xué)是推動社會發(fā)展的第一生產(chǎn)力，隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制既是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)也是國家及社會發(fā)展的形勢所趨。建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了較好的自動監(jiān)控，并依照監(jiān)測結(jié)果得出的參數(shù)對建筑設(shè)備進(jìn)行有效控制，針對突發(fā)情況及時(shí)進(jìn)行處理解決。對建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，不僅符合當(dāng)前我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式，還將成為我國建筑行業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵，為我國建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路保駕護(hù)航。

[1]梁達(dá).建筑電氣自動化設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（01）：220.

[2]譚焰釗.試析建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（14）：125.

[3]蘇金章.建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能控制研究[J].中外企業(yè)家，2015 （14）：217～220.

[4]李銳.電氣自動化系統(tǒng)節(jié)能控制設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2015（15）：186～ 187.

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1673-0038（2015）37-0275-02

2015-8-26