EIB在樓宇智能化系統中的節能應用研究

楊 鵬 黃官偉

摘要：目前樓宇耗能高，能源浪費嚴重。為了提高樓宇智能化并節省能源，EIB系統在世界各地特別是在歐洲得到了廣泛的應用。對EIB系統在智能樓宇中的節能應用做了探討，主要分析了如何在現代樓宇中應用EIB系統及其所能達到的節能效果，并以實例加以說明。

關鍵詞：智能樓宇；EIB節能

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)24-0282-02

1EIB系統簡介

EIB(European Installation Bus)即歐洲安裝總線，是一種分布式的現場總線系統，其技術發源于歐洲的一個現場總線協議，主要用于對建筑物內的各種電氣設備的控制，其結構簡單，功能強大，安裝方便。它不需要總控制臺，每個總線設備都有自己的微處理器和存儲器，可以獨立地與EIB總線進行數據交換，實現對用電設備的控制。

通過EIB系統的不同驅動模塊可以控制各種用電設備，如照明設備、電動窗簾、空調等。其控制方式多樣，可以實現就地控制、移動控制、定時控制、集中控制等，在方便人們使用的同時能夠最大限度的提高管理效率。在某一區域內，能夠同時實現對照明、窗簾、空調等的組合控制。

2EIB系統節能應用分析

2.1EIB系統對用電設備的控制

(1)樓宇建筑內中央空調的節能控制。

對于現代樓宇內的耗能大戶中央空調來說，系統的能耗一般主要由三部分構成，即空調冷熱源、空調機組及末端設備、水或空氣輸送系統。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50％左右，水或空氣輸送系統能耗占總能耗的30％左右，風機盤管等末端設備能耗約占總能耗的20％左右。在實際運行中，中央空調處于最大設計負荷下工作，很難做到隨實際運行負荷的變化做到合理的動態調節，這樣中央空調的運行效率會比較低，而且浪費電能。在采用EIB系統后，EIB系統的驅動模塊可以直接控制中央空調的末端設備——風機盤管，不僅可以做到開關控制，而且可以調節風機盤管風機的轉速和水閥的流量，進而來對室內的溫度進行調節。對于室內溫度的控制，除了定時、集中等控制方式外，EIB系統專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板，其溫控面板可以指示當前室內的溫度，并可以通過驅動模塊來控制風機盤管，進而使用者可以根據實際需要調節室內的溫度，這樣避免了風機盤管始終在同一轉速下運行的缺陷，不僅符合人們的實際需要而且能夠實現節能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗，冷熱源的消耗和三速風機的能耗，這兩種能耗的降低將使整個中央空調的能耗降低。

(2)樓宇建筑內照明系統的節能控制。

與中央空調相比，照明系統的能耗由于相對較低而常常被人們忽視，而實際上在一個相當長的時間段內，照明系統節約能源的潛力是相當可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內照明和公共區域照明兩大部分。

首先，對于室內照明來說，傳統的強電系統只提供簡單的開關兩種控制狀態，而且所謂的“人在燈亮，人走燈滅”的節能方式也只能寄期望于人們良好的節能意識。而EIB系統則可以提供一種移動感應控制加調光的解決方案。當感應器感應到室內有人存在時，可以控制照明設備的開啟；相反，當沒有人在室內時，感應器將會延遲關閉室內的照明設備。這樣可以非常智能化的做到人在燈亮、人走燈滅。另外還可以運用設定EIB系統光照感應器的照度值的辦法，來實現室內的恒照度控制，即系統可以根據光照的角度和強度，來自動調節百葉窗簾柵格的角度，最大限度的利用自然光，并同時對室內進行調光控制，既保證了室內對照度的需求又很好的利用了自然資源，達到了節能的目的。

其次，對于公共區域來說，EIB系統的移動感應器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例，技術人員經過測試后，運用EIB系統后的衛生間大約可以節能80％。另外還可以對這些區域內進行定時控制和集中控制，如果運用傳統的強電系統，管理控制中心的管理人員很難掌控公共區域內照明系統狀態，而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監控每一個回路的狀態，并且可以根據實際情況設定區域內燈具的開關狀態，這樣不僅提高了管理效率，而且還極大地節省了能源。

(3)樓宇內對窗簾的節能控制。

現代智能樓宇對透明玻璃的運用越來越多，自然而然的就需要布置大量的窗簾。在歐美等國家建筑師們會大量運用百葉窗簾。運用EIB系統后，可以通過光線感應器來感應室外的光照強度和角度進而自動控制百葉窗簾柵格的角度，最大限度的利用自然光照，同時避免陽光直射，降低室內溫度，減少空調的消耗，在滿足室內照度的同時能夠節約能源。

2.2EIB系統節能控制方式

EIB系統的控制方式非常靈活，有就地面板控制、紅外遙控控制、移動感應控制、定時控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節能來說是非常有益處的。

(1)移動感應控制。

如前文所提到的那樣，移動感應控制主要是控制公共區域內以及室內的燈光，即能夠實現有人的時候自動開燈、沒人的時候延時自動關閉的功能，從而達到最大程度的節能效果。另外某些移動感應器帶有恒照度控制功能，還可以根據環境的照度來決定是否需要開燈。這樣，系統可以根據實際需要來控制樓宇內的照明設備，避免不必要照明浪費。

(2)定時控制。

在現代智能樓宇中，人們會對不同用電設備進行綜合運用，來達到一定的模式效果。EIB系統可以通過定時來自動實現一些特定模式的啟動或停止，或者對公共走道、泛光照明等進行時間控制。可以根據節假日、特定日期等不同時段設定不同的時間表進行統一控制。

(3)集中控制。

對于現代智能樓宇等大型建筑來說，最有效的管理控制方法就是通過計算機的集中控制軟件來管理所有的用電設備。通過EIB系統的中控軟件，用戶可以在計算機屏幕上對所有區域內的電氣設備進行監視，并隨時可以進行調控，既方便又可以有效地提高設備的管理效率。通過計算機，用戶還可以觀察每個電氣回路的累計開關次數和運行時間，為設備維護和檢修提供方便。

目前許多樓宇自動化(Building Automation，BA)系統廣泛用于現代樓宇的管理控制當中，但是由于造價等原因BA系統很難做到對末端設備進行控制，即不會對每一個區域的每一路燈光、每一路風機盤管等做控制。而EIB系統則正好彌補了BA系統的這個缺陷，所以很多情況下都會將BA系統與EIB系統結合使用，通過一個軟件系統將這兩個系統結合。

2.3收益分析

在樓宇建筑施工階段，EIB系統的安裝費用要高于傳統強電系統，但是隨著時間的推移，費用便會大大低于后者。因為樓宇的總成本不僅包括初始階段的投資成本，還包括使用過程中的運營費用。一般來說，初始階段的投資成本

平均只占樓宇總消耗的25％，而使用過程中的營運費用卻占75％。

3EIB系統節能應用實例

(1)單獨用電設備控制應用實例。

這里我們以對酒店中央空調的控制為例。經重慶、上海、廣州等地區的實踐證明，室內溫度夏季升高I'C或冬季低1℃，整個中央空調系統的能耗將減少6％～8％左右。針對酒店建筑的EIB系統可以設定在人外出后的節能模式，即設定溫度降低或升高4℃，還可以設定在客人入睡后的夜間模式，設定溫度降低或升高2℃，而這些溫度的設定可以根據實際情況進行實際調整。根據上海地區五星級酒店中央空調能耗統計報告，紅塔酒店能耗最少，其中央空調的年費用為756萬人民幣，客房數量為300間，如果所有房間均采用EIB系統對風機盤管進行智能控制，以每天平均有8小時處于節能模式、8小時處于夜間模式計算，則全年中央空調系統可節約的費用為：

7560000X 8／24×6％×4+7560000×8／24×6％×2=900000元

(2)控制方式應用實例。

這里我們以定時控制的應用為例。以ABB i—bus EIB系統在西安騾馬市商業廣場的應用做說明。騾馬市北區1—6層有各種照明設備容量4580kw(應急照明211kW)，按每天營業時間12小時計算(9:00—21:00)，安裝前后電費支出對比如下：

①未安裝系統前全年電費計算：

每天消耗電能：(4580—211)X12=52428kW·h

全年消耗電能：52428X365—19136220 kW·h

按商業用電1元／kw·h計算全年電費：19136220×1=19136220元。

②在安裝ABB的i—bus EIB系統后的全年電費計算：

按每天營業12小時，早晨開業前保安巡視15分鐘開啟總量5％的燈具；營業員開業準備15分鐘，開啟總量30％的燈具，非節假日上午11:00前開啟總量80％的燈具，晚間歇業清場、清潔商場、清點貨物30分鐘，開啟總量80％的燈具，其余營業時間全亮。

每天節能：(4580—211)×12一(4580—211)×(O，25×5％t0，25×30％+1.5×80％+0.5×80％+9.5×100％)=3549.8kW·h

全年節約電能消耗：3549.8×365=1295677.O元

(3)EIB系統整體應用實例。

一般情況下，在一個建筑項目中，EIB系統不只控制一種用電設備或者只采用一種控制方式，而是會運用多種控制方式綜合控制多種設備。西班牙韋斯卡省的氣象大樓就是一個很好的應用范例，EIB系統不僅控制了大樓內所有的燈光、制冷制暖設備，并且運用了多種控制方式，經實際運行測試節能40％。按照韋斯卡省氣象大樓的節能標準，以北京某24層商業樓宇為例，來粗略計算一下大樓運營費用：

3413平米的一層，按照辦公室最低4001ux的照明標準，每平米耗電15w左右的標準計算，那么每層每小時耗電：

3413×15=51195w

每天按照8小時工作時間，每年工作250天計算那么照明總耗費：

51.195X8X250=102390kW·h

如果按照北京地區非居民照明電價0.62元／kw·h計算，則此辦公樓每年僅照明一項花費就為：102390×24×0.62=1523563元。

照明能耗占此項建筑總能耗的30％，則全年支付電費：1523563／30％=5078543元

則按照40％的節能標準，每年可以節約費用：507854×40％=2031417元

4結論與展望

EIB系統通過對用電設備的合理控制，并運用高效的控制方式，對智能樓宇進行綜合管理，為人們提供了一種新型高效的用電管理手段，能夠創造良好的節能效果。除了節能外，EIB系統還能創造高效的管理效率，而且通過智能化管理，還可以為人們營造良好的辦公、家居或者娛樂氛圍和舒適的室內環境，操作使用都極其方便。另外，EIB系統組態靈活，能夠在修改、擴容等方面給用戶帶來更大的收益。相信將來EIB智能系統的廣泛應用，能夠使人們的生活變得更加豐富多彩，并為社會創造更大的效益。