智能建筑中楼宇自控的节能应用

智能建筑 中楼宇 自控 的节能应用
金 利光
（ 州 市广播 电视 传媒 集 团 ， 江 温 州 ３ ５ ０ 温 浙 ２ ０ ０）
摘要 ： 随着能源的 日 益肾张，实现可持续发展是人类发展面临的重要问题。节能可以说是楼 宇自 系统在智能 控 建筑中设计的出发点和根本点，文章主要 阐述了楼宇 自 控在建筑照明系统和空调 系统节约能源的技术和方法。
关键 词 ： 智能 建 筑 ； 宇 自 系统 ； 筑物 照明 系统 ； 楼 控 建 空调 系统 ； 节能 中国分类 号 ： Ｕ ５ Ｔ ８５ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０９ ２７ ２ １ ） ３ ０２ — ３ １０ － ３４（ ０２ ０ — １９ ０
一
、
概 述 随着经济的快速发展，能源 问 题越来越受到世界
泵 的变频进行水量调 节，然后根据冷源系统总负荷量
（ 回水温差 与总流量 的相乘 ）进行冷水机组 台数控 供 制 。其节 能效 率往往达 ￣４ ％ Ｕ ０ 以上 ，另外在低 负荷 的
间歇运行 ：使设备合理 间歇启 停，但 不影响环境 舒适程度和工艺要求； 最佳启动 ：根据人员使用情况 或生产 工艺情况 ， 预先开启 空调 设备 ，夏 天采 取大风 量低温度 ；冬天采 取 大风 量 高温度 ；房 间温 度稳 定 以后 ，在低 风量 下
关 ，温度随之将大幅波动 。因此采取非 常规 的控制策
略 ， 比如 死 区方 式 ， 当 目标 参 数 进 入 与 设 定值 认 可 的
适 的状态，从而保证 了人们 的身心健康 ，提高 了工作
效率 。
偏差范 围Ｄ １（ Ｔ 一般 为０ ５Ｃ）时，冷 （ ）水阀将保 ． ０ 热 持不变 。变Ｐ Ｄ Ｉ 控制方 式 ，就 是当 目标参 数与设 定值 大时 ，控制作用强一些 ，当 目标参数与 设定值 小时， 控制作用弱一些 。还可 以采取根据温度偏差及上 升或 下降快慢的模糊控制方式 ，当温度与设 定值处 于正偏
成 。 （ ）建筑物 内部不受 日光 影响 的公共 部分 ，譬 １ 如地下停 车场 、楼梯 间、走廊 、电梯厅等部分 电灯可 以采取 定 时控制 手段 ，预先 设 定上下班 或 非正常 时
间，在 下班后将灯 自动变 暗或关 闭。此外 ，节能设计
题 。 目前 的智 能建筑楼宇 自动化系统节能运行 的效果 尽管不是很理想 ，原 因是多方面 的，由于认识上 的偏
般 自控配置 的 设备 为冷 热水 阀，加 湿 阀 ，新 回风 阀，送风温度 ，回风温度 ，有些还要 安装 公共 区域 内 的温度传感器 ，送风量通过变频 能够进行调节 ，对 于
目标控制参数 的确定一般 以回风温度为准 ，但 也不一
定合适 ，比如回风 口离 门口较近 ，取样 的数据 就很不
能耗 的运行及 管理空调的相关设备对节能非常重要 ， 采用楼宇 自控 系统结合一些先进 的节能控制方法 ，在
１０ ３ ｏ中阖高 竣 业 ２ １ １ 新 松 ０ ０ ２
参数控制好 。为 了节 能，根据室外温度 的大小 ，冬天 有条件将 温度设 定值下 降１ ，夏 天有条件将温 度设 ℃ 定值提高 １ ，同时充分利 用新 回风 阀的连锁 功能 ， 度 在 过渡 季全开新风阀 ，在盛夏或严冬将新风 阀可 以关
１ ．新风 系统主 要功 能是根据 楼层 的面 积大 小， 输送一定温度 的新鲜空气量 ，保证房 间的空气质 量， 当室外空气焓值大于室 内空气焓值 时，新风风机采用
传 感器信 号传送给楼宇 自控系统 ，经系统和设定 的照
度 指标 比较后分别控制各个 区域 的电灯启 闭或调整灯 光 亮度 ， 以达到最 舒适 的最 节能 的照度 。 （ ）针对 ３ 部分可 以人走灯灭 的公共 区域 ，比如部分 电梯前室 、 楼 梯 、通道 等 可 以采取 移动 侦测 传感 器来 控制 灯光 的亮度 或启 闭， 当有人 来 时移 动 侦测 传感 器输 出信 号，开启 电灯，当长时间没人经过时 ，灯光 自动转暗 或 关 闭。 （ ）对 于一些大 型 的建筑 物 ，大 部分公共 ４ 区域 的照明都可 以采用集 中控制和手动控制相结合 的 方 式， 由于计算机技术、 网络通讯技术 的发展照 明系
高能耗的传统的 白炽灯、荧光 灯以达 到节 能的 目的， 随着Ｌ Ｄ Ｅ 灯及其 他更节 能的新型节能灯具 的 问世 ，光
源 的节 能也就越来越得到重视 。 ２ ．灯 光 的节 能 控制 主要 靠 楼 宇 自控 系统 来 完
工作生活环境，楼宇 自控系统的控制对象 为楼 宇内的 空调通风系统、变配 电系统、给排水 、冷热源系统 、
业 队伍 的培训和建设 ，对设备的运行根据保修期到期
后 ，可 以委托专业公司打理 ，提高设备的运行寿命 ，
各 国的关注 ，能源 的节约变 为各 国关注 的焦 点，２ ｌ
发挥系统的作用 。否则将造成投资的浪费，管理能力 低下 ，运行费用将会大大提高 。
世纪人类最为关注的生活将 是低碳 节能环保 的生活，
优 化的智能管理，创造 一个 安全舒适 、环保 、节 能的
筑物的能源８％ ０ 以上是电能，其他能源所 占比例相对
较少 。
二 、建 筑物照 明 系统
建筑物的照明是一个巨大的能源消耗系统，照明 的节能主要分光源的节能和灯光的节能控制。
１ ．光源 的节能 ，一般 采用低 能耗 的节 能灯代替
差 ， 以为楼 宇 自控 系 统没有 用 ，还不 如几 个人手 动
还 体现在 因地制 宜的细节பைடு நூலகம்中，比如对 宾馆客房设计节
电开 关 ，人 在将 电源 接通 ，人 离开把 电源切 断 ，真
开 。实 际上人 的能力是有 限的，不像计算机系统那样
敬业而且踏踏实实 ，认识上一定要加 以转变 ，加强物
正做到没人 自动断电达到节能 目的。 （ ）建筑物 内 ２
部受 室外照 度影 响 的譬如 窗户边 上或幕 墙 的区域 ，
２ １ １ｏ 中阖 新 术 ｏ ２０ 高 技 — 咄
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当室外采光不足时就必须利用灯光进行补偿 ，而这种 补 偿是随机 的，受室外天气 阴晴 的影 响，而且 需要补 偿 的照度也是变化 的，因此我们必须依 照室外 阳光 的 强度和 室 内的照度相结合来控制 电灯 的开 闭或者调整
分析阐述；
灯 光的亮 度 ，对于像航站楼这样大空 间的建筑 ，可 以
根据 日光对室 内的影响程度划分成若干个照 明区域 ， 在 每个区域 内依据照 明负荷分成不 同的供 电回路 ，不 同回路上 的灯具可 以相互交叉或并排布置 ，以取得最 佳 组合 效果 。安装在室外和室 内不 同部位 的多个感光
Ｉ
亭 ８２ Ｔ
２ ．对 于公共 区域 （ 堂 、餐 厅 ）的温湿 度环 境 大 改善是主要通过空调机组 的空气 处理方 式来 实现的 ，
一
都 集中在中央控制室进行集 中控制 ，设定各种灯光组 合 ，利用 定时 、移动侦测 、感光传感器 、手动设定等 相 结合的控制方式 ，在实现舒适 的环境前提下 ，最大 限度 的节约 电能。 采用数字技术及计 算机 技术充分结合起来 的智能 控制采用 软启动的方式 ，能控制 电网冲击 电压和浪涌 电压，使灯丝免受热冲击 ，灯具寿命又得到延长 。智 能照明系统通常能使灯具寿命延长２ 倍 ，不仅节省 ～４ 大 量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量 ，有效地 降低了照明系统的运行费用 ，对于大量使用灯具和安 装 困难 的区域具有特殊的意义 。此外 ，智 能照 明系统 还 有潜在 的价值回报 ，使整个系统工作在使人们最舒
照明系统 等大量设备 。 智 能建筑 的楼宇 自动化系统是节 能的一种重要手 段 ，一定要认识到它的紧迫性 。根据建 设部 的调研 ，
近 年来我国建筑 规模迅速扩大 ，大部 分建筑保温 隔热
差 ，采 暖效率低 ，单位 建筑采 暖能耗远超相 同气候条 件 下的世 界平均 值，所 以必须加 强建筑节 能的宣传力 度 ，使所有 人都认识 到，节 能不仅是钱 的问题 ，也不 仅 是环境 的问题 ，而应提到关系 国家前途和命运 的问
保护环境 节约能源，实现可持续发展是人类发展面
临的重要问题，现代社会各类高层建筑越来越多，比
楼 宇 自控 系统的节 能一定要从细节做起 ，养成 一 种习惯 节能的设计指导思想始终贯穿于系统实施 的
如政府办公楼 酒店，综合性写字楼等智能建筑规模 越来越大，建筑节能一直是一个困 扰人类的大问题。
慢开 大，当温度 与设定值处 于负偏差Ｄ ２ Ｔ 以内时，但 处于上升 降过程 中，水 阀将慢慢关小 。总之 ，对于 目 标参数 的控制 ，充分考虑温度测量值 ，设定值 ，单位 时间 内的温度偏差值 ， “ 多看少动 ”才 能真正将 目标
７％ ０ ，而且呈现 逐年增长 的趋势 ，因此如何 高效率低
行 ，具 体 体 现 在 ：
４ ．冷源 系统是空调 系统 的核心部位 ，如何协 调 管理合 理设计 控制策略至关重要。在 空调 系统 中冷冻 水泵和 冷却水泵的容 量是按照建筑最 大设计热 负荷选
定的，且留有 余量，由于季 节气候 的变化 ，实际空调 的热 负荷在绝 大部份 时间内远 比设计最大 负荷低 ，根 据 负荷 的变化 ，调节冷冻水泵 的开 启台数 ，或通过水
满足建筑物 内舒适度 的情况下，既可 以使设备高效运
行 以节 约 电 能 ，延 长 设 备 寿命 ， 又 可 以减 少 设 备 管 理
人数 ，减轻 设备管 理人 员劳动强度。中央空调系统主
要 由末端空气处理 设备空 如新风机 组、空调机 组、变
风量控 制 （ Ａ ）以及 冷热源 系统组成 ，现逐一进 行 ＶＶ
统 智 能 化 集 中控 制 将 越 来 越 容 易 实 现 ，将 所 有 的 电灯
最小新风 ，当室外 空气焓值小于 室内空气焓值 时，新
风风机采用全新风运行 ，因为这样 能减 少整个 空调的 能耗 ，而且还能有 效改善室 内空气 品质 。
温度设定值
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差Ｄ ２ （ ℃ ） 以 内 时 ，但 处于 下 降过 程 中 ，水 阀 将 慢 Ｔ １
三 、空调 系统
建筑 物 的空调 系统 是 另一个 超 大 的能源 消耗 系 统 ，中央空调系统在给人们提供舒适的生活和工作环 境 的同时，也消耗掉 了大量的能源 。据统计 ，在有 中 央 空调 的建筑 物 中， 中央空 调 的能耗 约 占总 能耗 的
准确 ，也可 以在公共 区域布设多个温度传感器 ，然 后
取平 均值 ，因此具 体工 程要 具体 分析 ，全 面进 行 考 虑 。对 于控制 策 略它 比新风 机送 风温 度控 制 来得 复 杂 ，其本 身 的特 点是大 纯滞 后 的， 反应 慢 ，如果 采
取 常 观 的 Ｐ Ｄ 制 必 将 造 成 控 制 的 阀 门一 下 全 开 或 全 Ｉ控
始末，楼宇 自 动化的节能不仅是某一个专业的事情， 它是智能化，建筑，结构，暖通通风，电力，给排 水等专业共同参与合作的结果 一座普通 的智能建
在智能建筑中使用高保温的新型环保建筑材料、高效
率节能的灯光照明及节 能环保空调等硬件投 入必不可 少，除此之外楼宇 自控的节 能手段就显得非常重要 ， 楼宇 自控 的 目标是对楼 宇 内的机电设 备和能源 实现 最
到最 小 ，这 样 可 以节 能 达 到 １％ ２。
度及风 阀位置等信号 ，并经过综合的分析处理后才能 给 出送 风温度 设定值 。 第 四，在进行送 风量调节的同时，还 应调节 新、 回风阀， 以使各房间有充分的新风量，保证房间的空
气 品质 。
楼宇 自控 系统 不仅 具有 丰富的控制功能 ，而且有 强大 的管理功能，人性化的界面设计 ，过滤 网堵塞和 风机过 障会 发出声光报警，提醒管理人员落实清冼和 维护 ，累计 设备的运 行时间， 定期进行设备的保养 ， 在使用过程 中，充分利用楼 控系统的功能 以及新风机 组 空调机组 的特 点，根据 时间程序进行 节能启／ 停运