北京東方華太建筑設計工程有限責任公司 王 波

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對智能建筑的電氣節(jié)能設計研究分析

北京東方華太建筑設計工程有限責任公司 王 波

【摘要】近年來，智能化建筑成為城市建設中的熱點話題，國家越來越重視環(huán)境保護。隨著大力提倡建設資源節(jié)約型社會以及綠色建筑，我囯的智能建筑也快速發(fā)展起來，帶動了城市化的發(fā)展進程。在大力倡導環(huán)保理念的今天，房屋已不僅僅是單純滿足人們的居住要求，還要滿足居民對經(jīng)濟實惠的要求，這也包括電氣節(jié)能的要求。因此對智能化建筑電氣節(jié)能優(yōu)化設計的研究是十分有意義的。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；電氣節(jié)能；建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)

1 智能建筑電氣節(jié)能概述

智能建筑是以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合應用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑。

節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟的一項長遠戰(zhàn)略方針。選擇節(jié)能電氣設備、選擇節(jié)能光源和附件、采用節(jié)能控制技術(shù)。暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗占現(xiàn)代建筑物總能耗的密度很大，而冷熱源設備及其水系統(tǒng)的能耗又是暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的最主要部分。

根據(jù)智能建筑的規(guī)模相應設置大、中、小型的分布式（集中監(jiān)視操作和分散采集控制）和多層次（管理、控制、現(xiàn)場設備）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，并利用建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）對冷凍水及冷卻水系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、采暖通風及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水與排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、公共照明系統(tǒng)、電梯和自動扶梯系統(tǒng)等進行節(jié)能監(jiān)測和控制。

2 對智能建筑設備各子系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

2.1 對冷凍水及冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

（1）壓縮式制冷系統(tǒng)

一般空調(diào)冷凍水采用恒流量系統(tǒng)，用旁通閥控制供水和回水壓力差。在空調(diào)冷凍水變流量系統(tǒng)中，空調(diào)冷凍水的流量隨空調(diào)負荷而變化。用變頻器可調(diào)節(jié)水泵電機速度，從而調(diào)節(jié)空調(diào)冷凍水的流量。這種系統(tǒng)，空調(diào)冷凍水一次泵、二次泵控制方式有所不同。一次泵可以用制冷機的流量來控制。二次泵采用冷卻器的進出口壓力差來控制。

冷卻水流量隨空調(diào)負荷而變化。水泵電機調(diào)節(jié)速度使用變頻器。

冷卻塔風機采用變頻調(diào)速器控制其轉(zhuǎn)速，進而控制了冷卻水的溫度。由于冷卻塔風機的能耗隨風機轉(zhuǎn)速的降低而降低，因而能夠節(jié)能。

一般變頻器具有PID調(diào)節(jié)功能，可以獨立起控制作用。如果要求采用對制冷機和冷卻塔綜合控制的冷卻塔節(jié)能監(jiān)控，可以通過變頻器的通信接口把它們連接起來。

（2）冰蓄冷系統(tǒng)

利用峰谷電價差，在夜間用來制冰蓄冷，在白天利用儲存的冷量及制冷機組的制冷量共同提供給控制系統(tǒng)。

2.2 對熱交換系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

通常有兩種方式：熱水回水溫度法和熱量控制法。熱水回水溫度法是用回水溫度來調(diào)節(jié)熱交換器的運行臺數(shù)和熱水泵運行臺數(shù)，熱量控制法是按熱負荷自動調(diào)整熱交換器及熱水泵的運行臺數(shù)。根據(jù)二次回水管道上的壓力差來調(diào)節(jié)熱水泵變頻器的頻率以改變水泵的轉(zhuǎn)速。

2.3 對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

在不影響舒適度的情況下，溫度設定值能根據(jù)晝夜、作息時間（或節(jié)假日）、室外溫度等條件自動進行再設定。

雙風機系統(tǒng)（設有回風機）采用可變新風比焓值控制方式。具體根據(jù)室內(nèi)、外焓值的比較，通過調(diào)節(jié)新風閥、回風閥和排風閥的開度，最大限度地利用室外新風來進行空調(diào)節(jié)能。

全年變新風比及焓值控制可依據(jù)如下方法：冬季運行狀態(tài)（系統(tǒng)供熱水）時，利用室溫控制熱水閥，采用最小新風比控制；冬季過渡季節(jié)運行狀態(tài)時，利用室外控制新風比，通過新風閥、回風閥、排風閥的開度控制；夏季運行狀態(tài)（系統(tǒng)供冷水）時，利用室溫控制冷水閥，采用最小新風比控制；夏季過渡季節(jié)運行狀態(tài)利用室溫控制新風比，通過控制高于送風溫度的回風與低于送風溫度的新風的混合比。

為空調(diào)機組設置自動啟?？刂蒲b置，采用間歇運行方式，考慮空調(diào)系統(tǒng)的熱慣性，提前停止和延后啟動空調(diào)系統(tǒng)的運行。

在預熱和預冷期間，啟動風機和打開水閥，關(guān)閉新風閥，開啟回風閥，以縮短預熱和預冷時間。在利用室外空氣預冷的場合，則啟動風機，關(guān)閉水閥和回風閥。

定風量系統(tǒng)根據(jù)回風（或室內(nèi)）溫度傳感器測量值與給定值比的偏差，按預定的調(diào)節(jié)規(guī)律（一般為PID）輸出控制信號調(diào)節(jié)空調(diào)機組冷/熱水閥門的開度宜控制冷/熱水量。

變風量系統(tǒng)通常采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)送風機電機轉(zhuǎn)速的方式實現(xiàn)送風量的控制。送風量的控制有三種方法：定靜壓法、變靜壓法、總風量法。

風機盤管溫控器提供四管制的熱水閥、冷凍水閥連續(xù)調(diào)節(jié)和風機三速控制，冬夏季自動切換兩管制系統(tǒng)。

2.4 對照明系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

對建筑物室內(nèi)外照明系統(tǒng)主要采用分區(qū)、分時段的程序控制。

時控是根據(jù)既定的時間段自動開啟、熄滅或調(diào)整一定區(qū)域中的照明燈具。非時控是單獨或組合使用一些感應器，如紅外接收器和紅外感應器、晝光感應器、光電感應器、動靜探測器、聲音接收器等。紅外接收器是通過接收遙控器發(fā)出的紅外線來控制光源電的開關(guān)，其不適用于層板架的儲存空間。超聲波感應器是通過接收反射波將信號傳給控制系統(tǒng)來開啟或關(guān)閉照明光源，其不適用與空氣流速高及多震動的空間。光電傳感器包括照度傳感器和亮度傳感器。

還可采用獨立的智能照明控制系統(tǒng)，并與建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

2.5 對給排水系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

按程序在用電低谷、用水低谷時灌滿水箱，在用電低谷時排空污水池。給水泵可利用變頻器調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來控制供水量。

2.6 對供配電系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

按用電負荷的大小控制變壓器運行的臺數(shù)，還可進行功率因數(shù)補償控制及停電、復電的節(jié)能控制。

根據(jù)國家電力部門的要求，建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)對這一部分宜系統(tǒng)和設備的運行檢測為主，并輔以相應的事故、故障報警和開/關(guān)控制。

2.7 對電梯系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

對多臺電梯采用電梯群控系統(tǒng)，并對運行區(qū)域進行分組、分時段自動控制。建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)與火災信號設有連鎖控制，火災情況時，普通客梯迫降首層并切斷電源，兼作消防電梯時，改由應急電源供電，停在首層待命。

3 結(jié)束語

當今社會、科技不斷發(fā)展和進步，我國建筑電氣節(jié)能技術(shù)也在不斷提高，逐漸接近于國際主流水平。一方面，建筑電氣節(jié)能逐步成為集約型社會的重要組成部分，另一方面，建筑電氣節(jié)能也成為考量智能化建筑綜合質(zhì)量水平的重要指標。在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，優(yōu)化智能化建筑電氣節(jié)能設計的研究具有深刻意義。

參考文獻

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