建筑智能化與節能高效

文｜北京新世紀飯店 張百良

建筑智能化與節能高效

文｜北京新世紀飯店 張百良

建筑智能化技術是現代科學技術在建筑領域的應用，已經成為現代高端建筑的“靈魂”。對于高星級飯店和高檔物業，智能化控制系統更是必不可少的基礎設施。搞好建筑智能化工程的建設和運行，是確保建筑物安全舒適和節能高效、滿足用戶使用要求、提高物業管理水平的必要條件。

建筑智能化控制工程包括三大系統：樓宇自控系統、消防保安設備自動化控制系統和辦公自動化系統。這三大系統又可分為多個子系統，共同組成一個完整的控制網絡。

這里先談談建筑智能化與節能高效的關系。樓宇自控系統是采用計算機控制、網絡技術和自動化儀表，對大樓內的機電設備如空調通風、給水排水、供熱供氣、電氣照明、聲光數據等各類設備的運行狀態進行實時自動監測和節能控制。樓宇自控系統主要由傳感器、信號數據網、中央操作站、控制網和執行器五大部分組成。傳感器采集現場數據，檢測溫度、濕度、壓力、流量、液位等各類熱工數據，以及電流、電壓、功率因數等電力參數，將各種參數的信號通過數據傳輸網傳送到中央操作站。操作站設置一臺裝有樓宇自控管理軟件包的高性能計算機，其主要功能為集中監視整個樓內各機電設備的運行情況，顯示被監控設備的位置、運行參數的圖形及報表，進行被控參數的設定及系統生成，實行遠程操作，實施各種優化及節能程序，及經濟效益分析等，并定時打印報表及圖形。計算機對設備的故障情況進行及時報警及診斷，并打印記錄。中央操作站經計算機邏輯分析后發出指令，通過控制網絡傳輸到現場受控設備的執行器，如電動調節閥、電磁閥、電動風門、電氣開關等。執行器執行相應的命令，通過開關電源或變更閥片開啟度的大小來調節流體的流量，從而達到控制空調環境溫度、濕度及控制電源啟停等目的，使各項運行參數達到規定的標準，滿足居住者對舒適溫馨環境的要求，并保證各機電系統和每臺設備在高效節能狀態下運行。

樓宇自控是一個系統化工程，應該從整體出發，做好全面規劃設計。中央空調應考慮整體解決方案，空調系統運行的最大特點是負荷的不均衡性。在一年的不同季節，一天的不同時段，隨著客流量的變化，外界氣候的變化等，空調負荷是時刻都在變化的。過去的設計，在選用空調設備時，都是按照最不利情況下的最大負荷來計算，再乘上一個安全系數。實際上在一年中極大多數時間都沒有達到滿負荷運行，大多數情況下，空調設備都是“大馬拉小車”，運行效率極低，這就造成了能源的極大浪費。解決這個問題，就必須依靠樓宇自動化控制技術，使設備按負荷的實際需要，隨時調節輸出功率，始終保持高效運行。這就需要采用基于負荷預測的動態控制技術，即模糊優化控制系統。

普通的變頻控制方式采用恒壓差或恒溫差控制電機轉速，用PID調節。這種方式能顯著提高水泵的工作效率，處理起來也比較簡單。但是這種方式僅僅關注了水泵節電，忽略了整個空調系統可能不匹配的問題，造成整體能耗上升。因冷凍水和冷卻水循環控制相對獨立，不能實現系統COP的綜合優化控制。

空調冷凍水模糊預期控制技術，根據模糊預測算法模型和系統特性及循環周期，通過統計方法計算出制冷機的輸出負荷，推理預測未來時刻系統的運行參數，達到冷凍水回水溫度的精確控制。在保證服務質量的前提下，最大限度地利用溫差空間，降低水泵能耗。該系統采用數據庫對空調負荷的變化情況進行記錄、統計、分析、運算和推理，根據歷史情況，對下一時段的空調負荷進行預測，控制冷凍水流量；并通過對預測值與實測值的比較，進行動態評估和修正，實現了基于預測的冷凍水變流量的控制，使供水量與末端的需求量相匹配。同時根據外界溫度濕度、制冷機冷凝器效率、冷卻水泵特性、冷卻塔效率，計算出系統在該冷凍水負荷狀態下所需的最佳冷凝溫度Ts，據此調節冷卻水流量和冷卻塔風量，從而達到整個系統轉換效率（COP）的最佳效率控制。

搞好建筑智能化，首先需要精心設計，要有科學合理的設計方案，使系統選擇、負荷計算、設備選型達到最優化。同時需要精心施工，選用優質的設備，進行全面細致的系統調試；竣工時必須移交完整準確的竣工圖紙和設備資料，還需要精心管理。物業管理單位要有精通智能技術的運行管理人員，對智能系統設備進行日常的維護和保養。只有這樣，才能實現物業管理的節能高效，創造出良好的經濟效益。