智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化分析實踐

摘? ? 要：隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，在建筑領(lǐng)域，為實現(xiàn)更加高效節(jié)能和環(huán)保的效益，就必須從智能節(jié)能電氣設(shè)計著手，從實現(xiàn)智能建筑目標(biāo)考慮進(jìn)行電氣節(jié)能優(yōu)化設(shè)計和施工。本文主要圍繞智能建筑優(yōu)化設(shè)計，對智能建筑與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行分析介紹，探討了智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化原則和優(yōu)化的具體措施，為實現(xiàn)最佳的優(yōu)化效果，使暖通空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到最佳效果，保證系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行效果，必須充分考慮智能建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)工程實際進(jìn)行合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)置，對空調(diào)系統(tǒng)的傳感器、控制器和網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：智能建筑;暖通空調(diào);系統(tǒng)優(yōu)化

1? ?智能建筑節(jié)能概述

1.1? ?智能建筑的含義

智能建筑是社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，是在節(jié)能環(huán)保的理念下，為實現(xiàn)建筑事業(yè)可持續(xù)發(fā)展而出現(xiàn)的建筑類型。通過智能建筑的設(shè)計可有效達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，提高能量的利用率、減少環(huán)境污染。因此，應(yīng)圍繞智能建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，對智能建筑各個電氣項目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，采用新型高效節(jié)能環(huán)保的材料，不但可以營造綠色環(huán)保的居住環(huán)境，而且也減少了能源的消耗，降低了工程整體的成本。智能建筑實現(xiàn)了自身使用功能、結(jié)構(gòu)布置和系統(tǒng)服務(wù)的最優(yōu)化組合，能夠達(dá)到高效節(jié)能、環(huán)保舒適的人性化建筑設(shè)計要求，是對傳統(tǒng)建筑的突破，綜合利用了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和建筑技術(shù)，對于實現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。建筑智能工程由5A自動化系統(tǒng)構(gòu)成，包括通訊自動化（CA）、辦公自動化（OA）、樓宇自動化（BA）、消防自動化（FA）和保安自動化（SA），智能建筑實現(xiàn)了這五個系統(tǒng)的集成化管理和信息共享。

1.2? ?BA控制系統(tǒng)簡介

BA控制系統(tǒng)即建筑自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個對建筑內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中化管理和控制的綜合化系統(tǒng)，由暖通專業(yè)空調(diào)新風(fēng)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、給排水專業(yè)的集水坑和排水泵、電器專業(yè)的電梯、變配電和照明系統(tǒng)組成。在建筑內(nèi)，通過自動化控制系統(tǒng)和內(nèi)部最優(yōu)化控制程序?qū)崿F(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的集中化監(jiān)控與管理，其中空調(diào)新風(fēng)機(jī)組和送排風(fēng)設(shè)備是否節(jié)能對于整個建筑的節(jié)能目標(biāo)實現(xiàn)起著決定性作用，所以必須加強(qiáng)對暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計和節(jié)能控制，做好日常運(yùn)行維護(hù)才能減少設(shè)備故障概率、降低運(yùn)行維護(hù)的成本。

2? 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化

暖通空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑電氣設(shè)計優(yōu)化的重要組成部分，其主要作用是為建筑內(nèi)部提供通風(fēng)、采暖、空氣調(diào)節(jié)，為居住者提供綠色環(huán)保和舒適安全的居住環(huán)境。即暖通空調(diào)系統(tǒng)不僅可以滿足居住者供暖制冷的需求，而且還能及時進(jìn)行室內(nèi)外空氣交換，使建筑內(nèi)正常通風(fēng)。在智能化系統(tǒng)中，有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化，是從綠色環(huán)保的目標(biāo)出發(fā)，充分利用好數(shù)字通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)控制等技術(shù)，共同構(gòu)建一個智能化系統(tǒng)的智能建筑。具體來說，對于智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計措施如下。

2.1? ?智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能量管理優(yōu)化和控制系統(tǒng)優(yōu)化

對智能建筑內(nèi)部的所有電氣設(shè)備，應(yīng)集合成一個系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對各設(shè)備的集成化管理，實現(xiàn)信息共享、提高管理能力的目標(biāo)。為充分發(fā)揮暖通空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的作用以及取得良好的建筑經(jīng)濟(jì)效益，可采取以下智能化工程優(yōu)化設(shè)計辦法。第一，應(yīng)結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)置要求合理設(shè)計匹配的參數(shù)，使暖通空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到最佳的狀態(tài)，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用效率和應(yīng)用效果，降低系統(tǒng)設(shè)備投資運(yùn)行的成本。第二，采用定量狀態(tài)模擬來減少暖通空調(diào)系統(tǒng)控制的環(huán)節(jié)，使暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，降低設(shè)備發(fā)生故障的可能性，使暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行得到優(yōu)化。

2.2? 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化措施

（1）智能建筑BA系統(tǒng)控制策略優(yōu)化。建筑空氣處理器的DDC采用PID控制，所以對于PID參數(shù)的設(shè)置是否合理直接關(guān)系著空調(diào)控制系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定且持續(xù)性的運(yùn)行。當(dāng)PID系數(shù)較高時， 空調(diào)對建筑室內(nèi)溫度變化的反應(yīng)曲線將上升，導(dǎo)致DDC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性缺失;而當(dāng)PID系數(shù)較低時也容易導(dǎo)致溫度變化曲線上升緩慢且設(shè)定溫度過渡的過程邊長。因此在實際建筑工程設(shè)計時，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制采取的是室內(nèi)外焙值比較法、一氧化碳和二氧化碳等濃度檢測法，從而可確定的是空調(diào)的新風(fēng)量，然后靈活使用各種技術(shù)手段來實現(xiàn)智能的效果，使空調(diào)系統(tǒng)工作達(dá)到最佳。比如在大型商場潮濕、辦公口等場合，可通過計算機(jī)程序自動開啟空氣處理機(jī)或新風(fēng)機(jī)，這樣可實現(xiàn)空氣的自動化交換，不但可節(jié)約能源而且也營造了良好的室內(nèi)環(huán)境。

（2）智能建筑BA系統(tǒng)控制權(quán)優(yōu)化。BA控制系統(tǒng)在設(shè)計和運(yùn)行時遵循的是中央集中化控制的原則，集中管理可以實現(xiàn)信息的共享，能夠及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常問題并進(jìn)行處理，但是在有些地方，比如會議室，將空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置功能放在現(xiàn)場更加符合使用者的需求，因為中央控制站控制的空調(diào)溫度或高或低于使用者需要。但是DDC處理機(jī)自身不能實現(xiàn)這樣的功能，需要借助專用設(shè)備，比如在VRV控制面板上進(jìn)行功能設(shè)定，使使用者使用時更加方便。

（3）智能建筑BA系統(tǒng)直接數(shù)字控制器優(yōu)化。BA系統(tǒng)可提供處理能力不同的DDC設(shè)備，DDC設(shè)備主要集中在冷凍機(jī)房和熱力站監(jiān)控點(diǎn)，在這些地方還應(yīng)該考慮使用大型直接數(shù)字控制器，目的是降低故障發(fā)生的概率、減少控制器之間的通訊從而有利于提高工作的效率。但是建筑內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)中的空氣處理器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備一般使用的是中小型控制器，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，尤其是PLC技術(shù)的發(fā)展，可將其應(yīng)用到BA系統(tǒng)直接數(shù)字控制器優(yōu)化中，大大拓寬使用范圍，利用這種新型控制器后還能使空調(diào)通風(fēng)設(shè)備更加穩(wěn)定安全地運(yùn)行。

（4）智能建筑BA系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。BA系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)首先必須滿足設(shè)備靈活應(yīng)用和范圍拓展的需要，此外應(yīng)該考慮簡化控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，比如分支和分級太多時管理難度較大，且可靠性大大下降，容易在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)各種各樣的故障。為此，為降低風(fēng)險，減少投資成本，對于中小型的控制系統(tǒng)盡量使用基于總線的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，采用科學(xué)合理的設(shè)計手段來簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免系統(tǒng)過于復(fù)雜。對于大型工程而言，則應(yīng)將樓層網(wǎng)絡(luò)分級來滿足大型工程對控制系統(tǒng)的特殊需要。

（5）BAS監(jiān)控中心優(yōu)化。BAS監(jiān)控中心的作用是對整個建筑的空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和動力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督控制。在實際應(yīng)用中，BAS監(jiān)控中心往往和消防控制以及安保監(jiān)控共用一室，且往往遠(yuǎn)離冷凍機(jī)房和鍋爐房。因此，在這些地方遠(yuǎn)程操控重要的暖通空調(diào)設(shè)備顯然無法滿足智能建筑節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。為此，可對BAS監(jiān)控中心進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，比如可設(shè)立監(jiān)控分中心，并將分中心設(shè)置在冷凍機(jī)房與鍋爐房控制室，該分中心的責(zé)任是實現(xiàn)對冷凍機(jī)房與鍋爐房的監(jiān)督控制，當(dāng)然該分中心只局限在制冷和制冷設(shè)備的控制。

3? 結(jié)語

經(jīng)本文分析討論后可知，BAS系統(tǒng)是降低建筑能耗的有效措施之一，對智能建筑控制系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化有利于實現(xiàn)智能建筑的節(jié)能目標(biāo)，通過對暖通空調(diào)系統(tǒng)中的執(zhí)行器、傳感器和控制器等進(jìn)行優(yōu)化升級，使BA控制系統(tǒng)能更好地為空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)提供服務(wù)，大大降低智能建筑的能源消耗，同時還能營造舒適環(huán)保的室內(nèi)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 康立君.建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案的優(yōu)化設(shè)計[J].黑龍江科技信息，2013（11）：193.

[2]隋榮欣.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能探討[J].黑龍江科技信息，2016（4）：22.

[3] 陳雨立.有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能問題研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2015（7）：358.

作者簡介：

龐宗乾，高級工程師，供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、制冷與熱泵技術(shù)等設(shè)計、施工、節(jié)能環(huán)保方向。