建筑環(huán)境與智能化設(shè)備在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

汪健

摘要：伴隨著我國(guó)建筑方面的不斷發(fā)展，人類(lèi)對(duì)生活環(huán)境的改造，現(xiàn)代建筑在人居舒適方面已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，從過(guò)去的非智能建筑到智能建筑，從過(guò)去的非生態(tài)建筑到生態(tài)建筑、綠色建筑。暖通空調(diào)的供熱制冷隨氣候與人居舒適度而自動(dòng)調(diào)節(jié).在既已滿(mǎn)足建筑的基本功能的前提下，暖通空調(diào)已經(jīng)開(kāi)始考慮到建筑環(huán)境問(wèn)題。在建筑發(fā)展的過(guò)程中，環(huán)境問(wèn)題是一項(xiàng)值得人們高度關(guān)注的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境；智能化設(shè)備；能源消耗

前言

近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，現(xiàn)代建筑日新月異，已不再是過(guò)去的平房或低樓層、格局死板的建筑，出現(xiàn)了大量新型建筑體系，對(duì)內(nèi)部的設(shè)備也提出了更多和更高要求。因此，迫切需要能適應(yīng)現(xiàn)代建筑發(fā)展的高級(jí)工程技術(shù)人才。目前，在我們居住的城市，絕大部分地區(qū)都可以享受到良好的水電暖服務(wù)。這些設(shè)備和條件為日常生活提供了很大方便，使我們能在一個(gè)舒適的環(huán)境中度過(guò)美好的時(shí)光。

1建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗概述

我國(guó)傳統(tǒng)的建筑業(yè)對(duì)于環(huán)境的破壞與污染非常大，傳統(tǒng)的建筑業(yè)與環(huán)境的關(guān)系是純粹的予取予奪，是自然反過(guò)來(lái)適應(yīng)建筑，這樣做的惡果必然是人類(lèi)激怒自然，自然以災(zāi)難對(duì)人類(lèi)還以顏色。建筑與生態(tài)之間的正確關(guān)系，應(yīng)該是建筑較少擾動(dòng)生態(tài)，建筑與生態(tài)融為一體。這種做法雖然看似較為困難，但是，實(shí)際上卻是可行的。尤其是在暖通空調(diào)領(lǐng)域中有許多方法可以將建筑與生態(tài)之間的關(guān)系形成協(xié)調(diào)的自然關(guān)系。二者之間互相聯(lián)系，互相促進(jìn)。進(jìn)行深層研究，我們發(fā)現(xiàn)暖通空調(diào)的最大能耗就是供熱與制冷，而這兩點(diǎn)的決定因素就是暖通空調(diào)系統(tǒng)中由用戶(hù)產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷參數(shù)，這兩項(xiàng)參數(shù)決定了空調(diào)的運(yùn)行工況與系統(tǒng)配置。內(nèi)部用戶(hù)的需求是一種內(nèi)部負(fù)荷，而外部環(huán)境的影響則構(gòu)成了暖通空調(diào)的外界負(fù)荷。所以針對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能降耗必須從這兩方面人手加以解決。在實(shí)際施工過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)建筑物的朝向位置，以及建筑過(guò)程中的圍護(hù)、門(mén)的材料、窗的密封狀況大小以及形狀等都會(huì)對(duì)暖通空調(diào)的負(fù)荷產(chǎn)生極其重要的影響，而綠色建筑正是在這些方面下足了功夫。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外圍結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋

面、外墻和窗戶(hù)；內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的。由此可見(jiàn)改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對(duì)于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。

規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽(yáng)輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究。以?xún)?yōu)化建筑的微氣候環(huán)境；有利于節(jié)能，充分重視和利用太陽(yáng)能、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形和地貌，利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)就是分析成氣候的決定因素、輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響，通過(guò)建筑的規(guī)劃布局對(duì)上述因素進(jìn)行充分利用、改造，形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。

2建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗的節(jié)能

在室內(nèi)環(huán)境方面的改善對(duì)于人居尤為重要，宜居的環(huán)境是建筑與暖通空調(diào)必須首先加以保證的最重要的關(guān)鍵點(diǎn)，因?yàn)榄h(huán)境品質(zhì)的高低直接決定了人居的體驗(yàn)。室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)包括聲、光、熱等諸多環(huán)境物理因素以及室內(nèi)空氣品質(zhì)中的諸多物理、化學(xué)因素。綠色建筑的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)與地球生物圈的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)、融合?！耙匀藶楸尽钡氖覂?nèi)環(huán)境首先要滿(mǎn)足人的生物特性，即節(jié)能和環(huán)保并不是以影響居住者的健康和降低居住者的工作效率為代價(jià)。因此，綠色建筑是資源和能源的有效利用、保護(hù)環(huán)境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，人們已經(jīng)能夠從制冷方式和空調(diào)方式出發(fā)采取許多降低能耗和提高能源利用效率的措施。

空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境的影響很大，一部分原因是與監(jiān)測(cè)以及維護(hù)的缺乏有關(guān)，在我國(guó)目前的物業(yè)管理隊(duì)伍之中還很難找到較為專(zhuān)業(yè)的精通暖通空調(diào)的管理人員，因此，對(duì)于暖通空調(diào)的一些較為專(zhuān)業(yè)的維護(hù)工作無(wú)法按照預(yù)理順利完成。同時(shí)，暖通空調(diào)的降耗節(jié)能與建筑物的環(huán)境的友好卻是工作過(guò)程中所不可或缺的一個(gè)過(guò)程。

今天，世界的有識(shí)之士們已經(jīng)開(kāi)始就建筑環(huán)境與暖通空調(diào)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究。聯(lián)合國(guó)的環(huán)境開(kāi)發(fā)署已經(jīng)多次向全球通報(bào)環(huán)境的問(wèn)題的嚴(yán)重性，我們?nèi)祟?lèi)共同的地球每一個(gè)人都有義務(wù)對(duì)其加以愛(ài)護(hù)，減少暖通空調(diào)的能耗，保護(hù)建筑環(huán)境，促進(jìn)人類(lèi)與自然、與環(huán)境的和諧發(fā)展人類(lèi)的未來(lái)才能夠得以生存與發(fā)展?？v觀(guān)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在工業(yè)革命之后的短短百年，人類(lèi)已經(jīng)創(chuàng)造出了以往全部歷史都未能創(chuàng)造出來(lái)的巨大的物質(zhì)文明，但是在這強(qiáng)大的物質(zhì)文明的背后，是自然與生態(tài)的無(wú)聲哭泣，這種無(wú)聲的哭泣只有給人類(lèi)帶來(lái)巨大的災(zāi)難的瞬間，人類(lèi)才能暫時(shí)的警醒，當(dāng)災(zāi)難過(guò)去，人類(lèi)就又開(kāi)始了我行我素的下一輪對(duì)生態(tài)與環(huán)境的破壞。對(duì)比某些歷史資料片，我們可以清晰看到百年前的自然是野性的自然，而現(xiàn)在的自然則是完全被人類(lèi)破壞了的自然。也許會(huì)有人有疑問(wèn)，為什么要針對(duì)建筑與暖通大談生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題，這個(gè)疑問(wèn)在看了全球能耗比例就會(huì)釋然，在全球的能耗比例之中，人類(lèi)消耗于建筑之中的能耗是全部能耗的百分之五十，在這百分之五十之中，暖通空調(diào)所占的比重已經(jīng)高達(dá)百分之三十至百分之五十，由此可見(jiàn)，研究建筑環(huán)境的能耗問(wèn)題，研究暖通空調(diào)的能耗問(wèn)題對(duì)于節(jié)能減排至關(guān)重要。

3智能化設(shè)備在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

空調(diào)系統(tǒng)的智能控制就是運(yùn)用節(jié)能中的應(yīng)用計(jì)算出智能控制器并配合其他的一些儀器對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效的控制，從而達(dá)到運(yùn)行節(jié)能的目的。目前應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的智能控制技術(shù)主要是模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。這兩種控制已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域，這些模糊控制在中央空調(diào)中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和時(shí)間經(jīng)驗(yàn)。

最近幾年，有人已經(jīng)研究了相對(duì)較先進(jìn)的智能化管理設(shè)備。主要是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)中央處理器對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，快速判斷出各設(shè)備的當(dāng)前的運(yùn)行狀況。HVAC系統(tǒng)是一個(gè)具有關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)，在眾多的運(yùn)行數(shù)據(jù)中，只要有一個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)不正常，則會(huì)牽連其他數(shù)據(jù)變化，以小到大，影響整個(gè)系統(tǒng)。

即便HVAC系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，但層次分明，由眾多子系統(tǒng)組成。所以一旦發(fā)生故障，它總是屬于某個(gè)層次的，這個(gè)層次的某幾個(gè)參數(shù)就會(huì)變化。從而根據(jù)提出的診斷模型，對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析，做出正確的診斷。不同的研究對(duì)象要選擇不同的參數(shù)。

針對(duì)制冷系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)的內(nèi)在參數(shù)直接反映系統(tǒng)的性能，所以這些內(nèi)在參數(shù)經(jīng)常被先做特征參數(shù)。但有些故障只靠?jī)?nèi)在特征參數(shù)是不能及時(shí)準(zhǔn)確的分辨出來(lái)的。故可以利用內(nèi)在間接特征參數(shù)與實(shí)驗(yàn)，理論分析相結(jié)合確定變化范圍。除此之外，還可以利用外在參數(shù)進(jìn)行故障研究。也就是通過(guò)對(duì)各種設(shè)備的電機(jī)的用電情況進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，通過(guò)各種外在參數(shù)與用電情況的關(guān)系來(lái)檢測(cè)故障。

針對(duì)供暖系統(tǒng)。HVAC系統(tǒng)主要是研究制冷系統(tǒng)的故障，對(duì)供熱系統(tǒng)的故障研究相對(duì)較少。HVAC系統(tǒng)主要是從兩個(gè)方面檢測(cè)供暖系統(tǒng)的故障的：一個(gè)是預(yù)處理器，一個(gè)是分類(lèi)器。各種方法和各種特征參數(shù)是針對(duì)不同的研究對(duì)象而言的，要因材施教，不能一概而論。這樣才能正確的判斷故障原因從而快速解決故障。

通過(guò)以上簡(jiǎn)要的分析，知道了要解決特征參數(shù)，然后故障需要找到不同的空調(diào)系統(tǒng)的將這些參數(shù)匯總，構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，方便通過(guò)故障參數(shù)數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)的數(shù)據(jù)相對(duì)照，進(jìn)而判斷系統(tǒng)的運(yùn)行情況是否正常。

數(shù)據(jù)庫(kù)建立好了后需要訓(xùn)練和改進(jìn)，實(shí)時(shí)更新。因此需要編制軟件，將各個(gè)模塊聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)。最后利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)訓(xùn)練。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)好投入使用之前必須先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中找到不足之處，加以改進(jìn)，從而滿(mǎn)足實(shí)際需要。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，不論是建筑環(huán)境還是設(shè)備都對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)有著很大的影響。通過(guò)上文可以看出：雖然設(shè)備的智能化在暖通空調(diào)中的應(yīng)用還有不足之處，有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步的探究與討論，但是智能設(shè)備的應(yīng)用還是產(chǎn)生很大的效果。另外，建筑生態(tài)環(huán)境的觀(guān)念在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的地位還不突出，因此，需大力宣傳建筑生態(tài)環(huán)境理念及指導(dǎo)觀(guān)念，這是暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。