智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探索

袁修法

【摘要】本文主要簡(jiǎn)單介紹了暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用原則，通過(guò)分析智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)，探討提高智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性的有效措施，以明確暖通空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的作用，優(yōu)化傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，將智能技術(shù)有效融入其中，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的智能化水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，從而充分發(fā)揮暖通空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用功能，創(chuàng)設(shè)舒適、健康的建筑環(huán)境，從而推動(dòng)智能建筑的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能建筑;暖通空調(diào)系統(tǒng);設(shè)計(jì);有效應(yīng)用? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.002

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑工程也隨之蓬勃發(fā)展，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，迎來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，在日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，建筑工程想要占據(jù)更多市場(chǎng)份額，滿足人們更高的要求，則必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑工程建設(shè)模式，重視智能建筑工程項(xiàng)目的開展。智能建筑是時(shí)代發(fā)展必然趨勢(shì)，充分利用了智能化技術(shù)，以提高建筑工程的智能化，在智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是重要組成部分，必須予以高度重視，不容忽視。為保障暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，貫徹落實(shí)節(jié)能環(huán)保政策，應(yīng)當(dāng)不斷地優(yōu)化智能建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率最大化，減少能源消耗。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用原則

在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的時(shí)候，需遵循一定的原則，主要有：第一，要合理規(guī)劃建筑選址。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，與建筑物所處地段的氣候環(huán)境有密切關(guān)系，而且也受建筑形體的影響，為減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，則需要改善建筑室外的自然環(huán)境，科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑空間結(jié)構(gòu)，合理布局內(nèi)部空間，可引入先進(jìn)的軟件技術(shù)，來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑施工方案，為暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。第二，科學(xué)設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，會(huì)影響建筑工程能源消耗狀況，也關(guān)系著建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的高低，不同的圍護(hù)構(gòu)建設(shè)計(jì)給人帶來(lái)的視覺(jué)有所不同，也影響著舒適環(huán)境。通常情況下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)費(fèi)用僅占總投資額的百分之三至百分之六，而其所起到的節(jié)能效果則可達(dá)到百分之二十至百分之四十?；诖耍谠O(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，不可忽視建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需充分發(fā)揮其熱工性能，于夏日降低建筑的能源消耗。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)基于建筑所在地址，氣候條件，地理環(huán)境，來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案，要考慮經(jīng)濟(jì)性原則。第三，提高能源利用率。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，需采取有效措施來(lái)提升能源利用率，需堅(jiān)持綠色建筑理念，在建筑壽命周期內(nèi)盡可能減少能源消耗量，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作，避免其對(duì)自然環(huán)境造成較大的污染，實(shí)現(xiàn)空間布局效益最大化，以便于為人們提供舒適、健康的空間，平衡建筑經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境之間的關(guān)系?，F(xiàn)如今，使用最多的方式是應(yīng)用可再生能源，采用熱回收技術(shù)和設(shè)備，設(shè)計(jì)變風(fēng)量系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、置換通風(fēng)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)等。

2 智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 優(yōu)化控制策略

在智能建筑中，設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)，需要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于實(shí)際狀況，來(lái)優(yōu)化控制策略，以提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用效果，可從以下幾個(gè)方面著手：一是在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)空氣處理機(jī)的時(shí)候，可使用DDC系統(tǒng)，采用設(shè)定控制方式，這有利于提高空氣處理機(jī)的控制效果，需要根據(jù)要求來(lái)確定設(shè)定控制系數(shù)，如果系數(shù)過(guò)高，那么空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，室內(nèi)溫度波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的反應(yīng)，其特性曲線較陡，則能夠縮短設(shè)定溫度的過(guò)渡時(shí)間，但并不是設(shè)定控制系數(shù)越高，空調(diào)系統(tǒng)的控制效果就越好;當(dāng)設(shè)定控制系數(shù)較低的時(shí)候，則會(huì)影響DDC系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不利于控制功能的發(fā)揮，直接表現(xiàn)形式是室內(nèi)溫度振蕩，水側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并具有一定的周期性，難以運(yùn)行于固定開度。基于此，智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的作用，不斷地優(yōu)化控制策略，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)控制系數(shù)。另外，要注意的是在設(shè)定控制系數(shù)的時(shí)候，還需要確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證負(fù)荷變化響應(yīng)速度，可實(shí)施雙極控制方式，安裝溫度傳感器，安裝的位置主要是室內(nèi)、空調(diào)送風(fēng)道，主DDC系統(tǒng)將會(huì)控制室內(nèi)的溫度，副DDC系統(tǒng)則用于控制木閥的驅(qū)動(dòng)。

2.2 科學(xué)監(jiān)控輸配系統(tǒng)和全空氣系統(tǒng)

智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，依賴于輸配系統(tǒng)和空調(diào)末端全空氣系統(tǒng)，需要對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控。首先，需有效平衡負(fù)荷側(cè)、冷機(jī)側(cè)的能量。一方面可先啟動(dòng)電動(dòng)水閥，再啟動(dòng)冷卻水泵、冷凍水泵，開啟冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷水機(jī)組，停機(jī)的時(shí)候需要按照啟動(dòng)的相反順序來(lái)停機(jī)，這有利于實(shí)現(xiàn)電氣的自動(dòng)化啟停模式;另一方面，要改變一次泵主機(jī)側(cè)、負(fù)荷側(cè)流量的均勻變化方式，需根據(jù)用戶側(cè)的實(shí)際需求來(lái)調(diào)節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)的額流量。在設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)的時(shí)候，則還要充分考慮智能建筑所在區(qū)域的室外氣候條件，了解其冷負(fù)荷，然后據(jù)此來(lái)優(yōu)化冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行，使之水溫滿足設(shè)計(jì)要求。

除此之外，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，還要加強(qiáng)對(duì)全空氣系統(tǒng)的監(jiān)控。對(duì)于一些空間比較大，或是高層建筑來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)于空調(diào)所在區(qū)域的合適位置，設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器，并科學(xué)測(cè)量溫度、濕度的各項(xiàng)參數(shù)，全面把控測(cè)點(diǎn)溫度的平均值和濕度的平均值，并根據(jù)溫度、濕度最不好的數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行有效的參數(shù)調(diào)節(jié)，從而科學(xué)設(shè)定全空氣系統(tǒng)的送風(fēng)參數(shù)，使之保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，將室內(nèi)空調(diào)區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度，一直控制在令人舒適的數(shù)值范圍內(nèi)。可利用設(shè)定控制系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)果，結(jié)合實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)調(diào)節(jié)空氣水換熱器水側(cè)二通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以降低能源消耗，提高能源利用率。需要注意的是在設(shè)計(jì)全空氣系統(tǒng)的時(shí)候，可將直接數(shù)字式控制器安裝于空調(diào)機(jī)房中，設(shè)定啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)間，使之自動(dòng)控制，也可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)啟動(dòng)和停機(jī)的時(shí)間，可充分發(fā)揮編程技術(shù)的作用。

2.3 智能化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮智能化技術(shù)的作用，需逐步實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的智能化運(yùn)行，明確智能化暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要有：一是在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，可先設(shè)計(jì)多種方案，然后將這些方案進(jìn)行對(duì)比，從質(zhì)量、節(jié)能效果、運(yùn)行成本等各方面進(jìn)行綜合評(píng)估，以尋求最佳的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，確定適宜的各項(xiàng)參數(shù)，從而減少暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的能源消耗，使之具備較好的節(jié)能效果 。二是模擬暖通空調(diào)系統(tǒng)，模擬暖通空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，簡(jiǎn)化控制流程，使之能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行，避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障。三是在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，不僅要突出其智能性，還要注重節(jié)能設(shè)計(jì)，需遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，加強(qiáng)暖通空調(diào)能量管理，不斷地優(yōu)化系統(tǒng)控制體系，采取有效的技術(shù)措施，來(lái)提高智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，保障其應(yīng)用效果?？沙浞职l(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的作用，包括但不限于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等。應(yīng)當(dāng)合理使用云溫、云遙控器，從開關(guān)、電器等方面來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能，使用先進(jìn)的智能化產(chǎn)品。基于施工現(xiàn)場(chǎng)和云端平臺(tái)，來(lái)統(tǒng)一管理廣域網(wǎng)。

3 提高智能建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性的有效措施

3.1 基于節(jié)能理念優(yōu)化建筑熱工性能

在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，想要提高系統(tǒng)的節(jié)能水平，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化建筑熱工性能。既要保證建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密封性，又要做好保溫、遮陽(yáng)工作。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，能夠釋放建筑物內(nèi)部熱能，建筑物外表面的性能，將直接影響建筑物的熱量傳遞效果。這就要求在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，需要重視圍護(hù)結(jié)構(gòu)密封施工，選擇具有保溫性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，來(lái)處理建筑外墻、屋頂?shù)?，以有效控制和調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，降低能源消耗，滿足建筑節(jié)能需求。

3.2 科學(xué)設(shè)計(jì)智能建筑供暖系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)智能建筑供暖系統(tǒng)的時(shí)候，要從以下幾個(gè)方面著手把控：第一，為了使供熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可設(shè)置氣候補(bǔ)償器，設(shè)計(jì)熱媒一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以此來(lái)減少供熱設(shè)備中的出水溫度;如若是室外供暖，那么則可以通過(guò)傳感器技術(shù)來(lái)把控室外溫度數(shù)值，繪制室外溫度調(diào)節(jié)曲線，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)水的流量，確定二次水溫度下的室外溫度值。第二，如果供暖系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中存在較大的阻力，而且不同環(huán)路所產(chǎn)生的阻力有所不同時(shí)，則可將二次循環(huán)泵設(shè)置于用戶側(cè)，利用供水溫度調(diào)節(jié)曲線來(lái)改變水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)行有效的調(diào)整。可利用水力平衡計(jì)算方式，來(lái)配置水力平衡裝置，控制好環(huán)路和環(huán)路之間的壓力差，應(yīng)當(dāng)小于百分之十五，如此才能避免能源的浪費(fèi)。第三，在設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)的時(shí)候，此系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備有效調(diào)控室溫的功能，并且要具有節(jié)能性，滿足室內(nèi)熱舒適要求。如若使用的是散熱器采暖方式，則要將自動(dòng)溫控調(diào)節(jié)閥設(shè)置在散熱器供水支管上，以此來(lái)動(dòng)態(tài)化調(diào)節(jié)水流流量;如果使用的是地板輻射采暖系統(tǒng)，那么則要將自動(dòng)溫控閥設(shè)置于分集水器供水支管上，尤其注意的是每一個(gè)分支都必須配備一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以此來(lái)有效把控室內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)水流流量。

3.3 有效設(shè)計(jì)變頻空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)

在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要注重變頻空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一方面，可設(shè)計(jì)供回水總管閥，利用其壓力差來(lái)調(diào)整循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，減少能源消耗。另一方面，則可以充分發(fā)揮冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器的頻率，根據(jù)其頻率值來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的控制。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則有利于滿足人們對(duì)空氣質(zhì)量的要求，減少二氧化碳的污染，使建筑室內(nèi)空氣保持清新。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在智能建筑工程建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)重視暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，堅(jiān)持綠色建筑理念，充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)作用，引入先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備，以提高暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率，保障其運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定，與此同時(shí)減少系統(tǒng)運(yùn)行中的能源消耗量，起到良好的節(jié)能環(huán)保作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐娟.暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020，（02）：35-36.

[2]梁小波.智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化[J].四川水泥，2017，（08）：103.

[3]何紅艷.對(duì)智能建筑暖通空調(diào)的系統(tǒng)選擇運(yùn)用的探究[J].電子樂(lè)園，2019：0226-0226.

[4]劉景春，殷必彤.空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的節(jié)能與設(shè)計(jì)探析[J].科學(xué)與信息化，2019：40，46.