公共建筑供熱節能控制措施研究

秦軍如+雷國華+吳婭軍

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，我國建筑行業得到了突飛猛進的發展。與此同時，公共建筑節能控制已經引起了社會的廣泛關注。公共建筑供熱節能是一項系統化、綜合化的工程，應該采用先進的自動控制技術，在有效控制資金投入的基礎上，提高供熱效率，最大限度地取得經濟效益和社會效益。

關鍵詞：公共建筑；供熱節能；控制措施；供熱系統改造

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0075-03

1 概述

我國市場經濟體制不斷成熟，建筑行業如同雨后春筍般的“茁壯成長”，特別是公共建筑的發展更是突飛猛進。據不完全統計，我國大型公共建筑正在以每天5%的速度發展，其占地面積是居住面積的8～10倍左右，而且這個數據還將進一步提高。公共建筑節能減排已經成為了我國公共建筑改革的一個重要方向。公共建筑供熱作為建筑能源消耗的重要方面，其獨特運行規律和工作時間為節能減排提供了理論上的可能。筆者根據多年的實際工作經驗，結合具體實際工程案例，首先講述了當前公共建筑供熱情況，然后講述了供熱系統的具體改造措施，再然后講述了一種GPRS和單片機結合的公共建筑供熱節能監控系統，最后對節能效果進行了分析，具有一定實際參考意義和借鑒價值。

2 實際案例概述

某公共建筑是典型的高層建筑，占地面積為36000m2，地上24層，地下3層，建筑整體供熱面積達到240000m2，建筑功能為政府辦公。公共建筑位于我國華北平原，氣候冬冷夏熱，全年最低氣溫在1～2月份，最低氣溫為-8℃左右，每年大約有一個月的土地凍結時間。本建筑通過改造進行供熱節能控制，并且取得了良好的效果。

3 公共建筑具體供熱狀況

本工程大廈內部采用以風機盤管為主的供熱系統，同時在每層設置散熱器。其中大廈內部環境溫度控制應該滿足以下條件：辦公室溫度≥18℃，會議室溫度≥16℃。大廈室內供暖供應方式和建筑構造密不可分，本建筑大廈地上24層，每一層都配置了風機盤管、暖氣片和新風機組，具體情況如表1所示。

本大廈地下一層設置了換熱站，其中流量計設置在一次側，定流量系統設置在二次側，同時和固定功率二級泵相互結合，設置了自動調節的閥門。大廈休息室和衛生間采用散熱器供熱系統。供熱系統供熱量由機房的工作人員手動操作，相關判定值應該和二次側水溫相互結合，數據抄寫和設定都是通過人工進行的。

4 公共建筑供熱系統改造措施

4.1 系統改造結構整體框架

公共建筑供熱系統改造是在原有供熱系統的基礎上進行改造的，首先要保證建筑整體供熱性能，并且控制好供熱點。這并不是傳統意義上的人工控制，而是一種自動控制的按需供熱。整個改造過程中還附加了自我學習功能。具體系統圖如圖1所示：

圖1 改造后的大廈供熱系統

如圖1所示，改造過后的系統主要包括四個部分：中央控制機構、現場控制器、現場執行機構和現場檢測儀表。其中中央控制機構是核心和大腦，現場控制器是信號搜集和整理發送的中轉站，現場執行機構是執行指令的手腳，現場檢測儀表是采集數據的“五官”。具體功能如表2

所示。

4.2 控制模式的設定

4.2.1 控制模式設定原則。系統改造之后需要設定控制模式，良好的控制模式設定能夠提高供熱效率，最終達到節能減排的效果。主要可以分為以下三種供熱模式：工作模式、周末模式和特殊模式。其中工作模式主要工作在周一到周五，周末模式工作在周末，特殊模式要根據具體情況進行設定，比如節假日的模式設定。其中周末模式下相關供熱閥門應該小于工作模式下的供熱閥門。

此外，根據不同條件判斷可以設置不同供熱模式，比如可以根據溫度或者供熱熱量等條件控制供熱模式。手動控制模式是不能夠省略和忽視的，手動控制模式應該結合具體情況進行調節，特別是在消除危險的時候，手動控制的優先級應該控制在較高的“層次”，保證系統能夠順利運行。系統改造過程中難以避免地要遇到諸多安裝問題，相關設備安裝過程中應該綜合考慮工程的具體情況，保證設備安裝不會影響到其他設備運行，而且要保證其他設備不會影響改造設備的正常運行。

4.2.2 控制模式具體設定。控制模式的設定到本工程中具體如下：

（1）工作模式設定，工作時間：7∶30～18∶00，溫度控制在20℃，此外的下班時間應該保證各種管道中的有效流量水流。為了杜絕新風溫度過低對系統設備造成影響，所以可以適當提高供熱熱量，比如提高到24℃。

（2）周末模式，周末屬于非工作日，溫度可以適當降低，只要保證供熱管道內部蘊含少量熱水水流就好。

（3）特殊模式，例如節假日大廈內部召開聯歡晚會，供熱時間應該適當增強，又如節假日但是有少量工作人員進行工作，應該采用局部供暖方式進行供暖，使得供暖更加人性化、更加合理化。

5 公共建筑供熱監控系統

公共建筑供熱系統進行改造之后，還應該設置一套更為先進的監控系統。本文提出了一種新型監控系統，并且通過和改造后的系統相互結合工作，節能效果更為明顯。監控系統整體結構如圖2所示。

5.1 監控系統硬件和軟件的構成

監控系統硬件采用新型的單片機技術，通過擴展設置輔助模塊，能夠采集現場模擬量和數字量。根據具體監控對象設置不同的監控點，最好能夠和改造后的系統相互呼應。軟件開發采用VB，實現人機界面的二次開發，通過形象生動的文字圖片和曲線實現界面優化控制，而且支持以太網接口，實現監控設備和系統改造的無縫融合，同時方便控制設備相互連接成網絡，最終實現集中監控功能。

圖2 公共建筑供熱監控系統

5.2 GPRS網絡和數據庫構成

GPRS是一種分組交換數據的網絡系統，能夠實現數據之間的可靠性傳送，并且資金投入較少，十分適合遠程的無線數據傳送。供熱系統改造過程中，其布線十分復雜，應該綜合考慮多方面因素，做到統籌兼顧，未雨綢繆。所以為了減少布線，采用GPRS通信是十分明智的選擇。

數據庫是監控系統數據存儲的關鍵所在，數據庫構成應該和節能算法相結合，實現數據的實時監控。數據庫作用并不僅僅用來存儲數據，而且可以通過數據讀取分析來進行節能狀況分析。

6 節能效果分析

圖3 耗能對比圖

大廈供熱系統經過改造之后投入運行，并且取得了良好的節能效果。試驗日期是從2012年1月29日到2月5日。試驗階段天氣狀況良好，室外最低溫度為-12℃，最高氣溫為1℃。在不使用改造的系統時間段內，平均消耗熱能夠達到42.34W/m2，而采用改造后供熱系統之后，單位面積耗能能夠降低到32.46W。耗能對比圖如圖3所示。

通過分析圖3，我們可以得出，供熱系統經過改造之后，供熱性能得到了長足提高，供熱轉換效率得到了大大的提高和增長。

7 結語

綜合上述，公共建筑供熱系統是較大的能源消耗系統，不僅和建筑結構有關，而且和運行方式與模式控制有關。合理使用供熱設備、提高熱轉換效率是供熱系統改造的核心和關鍵部分。只有做好規劃，將規劃落實到實處才能達到節能效果。

參考文獻

[1] 史登峰，李琳.公共建筑供熱節能控制[J].區域供

熱，2010，（6）：11-14.

[2] 劉賀明.深化供熱體制改革，促進供熱節能[J].區域

供熱，2009，（3）：1-4.

[3] 河北工業大學，石家莊工大科雅能源技術有限公司.

一種實時熱量分攤裝置：中國，ZL201020209004.endprint

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，我國建筑行業得到了突飛猛進的發展。與此同時，公共建筑節能控制已經引起了社會的廣泛關注。公共建筑供熱節能是一項系統化、綜合化的工程，應該采用先進的自動控制技術，在有效控制資金投入的基礎上，提高供熱效率，最大限度地取得經濟效益和社會效益。

關鍵詞：公共建筑；供熱節能；控制措施；供熱系統改造

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0075-03

1 概述

我國市場經濟體制不斷成熟，建筑行業如同雨后春筍般的“茁壯成長”，特別是公共建筑的發展更是突飛猛進。據不完全統計，我國大型公共建筑正在以每天5%的速度發展，其占地面積是居住面積的8～10倍左右，而且這個數據還將進一步提高。公共建筑節能減排已經成為了我國公共建筑改革的一個重要方向。公共建筑供熱作為建筑能源消耗的重要方面，其獨特運行規律和工作時間為節能減排提供了理論上的可能。筆者根據多年的實際工作經驗，結合具體實際工程案例，首先講述了當前公共建筑供熱情況，然后講述了供熱系統的具體改造措施，再然后講述了一種GPRS和單片機結合的公共建筑供熱節能監控系統，最后對節能效果進行了分析，具有一定實際參考意義和借鑒價值。

2 實際案例概述

某公共建筑是典型的高層建筑，占地面積為36000m2，地上24層，地下3層，建筑整體供熱面積達到240000m2，建筑功能為政府辦公。公共建筑位于我國華北平原，氣候冬冷夏熱，全年最低氣溫在1～2月份，最低氣溫為-8℃左右，每年大約有一個月的土地凍結時間。本建筑通過改造進行供熱節能控制，并且取得了良好的效果。

3 公共建筑具體供熱狀況

本工程大廈內部采用以風機盤管為主的供熱系統，同時在每層設置散熱器。其中大廈內部環境溫度控制應該滿足以下條件：辦公室溫度≥18℃，會議室溫度≥16℃。大廈室內供暖供應方式和建筑構造密不可分，本建筑大廈地上24層，每一層都配置了風機盤管、暖氣片和新風機組，具體情況如表1所示。

本大廈地下一層設置了換熱站，其中流量計設置在一次側，定流量系統設置在二次側，同時和固定功率二級泵相互結合，設置了自動調節的閥門。大廈休息室和衛生間采用散熱器供熱系統。供熱系統供熱量由機房的工作人員手動操作，相關判定值應該和二次側水溫相互結合，數據抄寫和設定都是通過人工進行的。

4 公共建筑供熱系統改造措施

4.1 系統改造結構整體框架

公共建筑供熱系統改造是在原有供熱系統的基礎上進行改造的，首先要保證建筑整體供熱性能，并且控制好供熱點。這并不是傳統意義上的人工控制，而是一種自動控制的按需供熱。整個改造過程中還附加了自我學習功能。具體系統圖如圖1所示：

圖1 改造后的大廈供熱系統

如圖1所示，改造過后的系統主要包括四個部分：中央控制機構、現場控制器、現場執行機構和現場檢測儀表。其中中央控制機構是核心和大腦，現場控制器是信號搜集和整理發送的中轉站，現場執行機構是執行指令的手腳，現場檢測儀表是采集數據的“五官”。具體功能如表2

所示。

4.2 控制模式的設定

4.2.1 控制模式設定原則。系統改造之后需要設定控制模式，良好的控制模式設定能夠提高供熱效率，最終達到節能減排的效果。主要可以分為以下三種供熱模式：工作模式、周末模式和特殊模式。其中工作模式主要工作在周一到周五，周末模式工作在周末，特殊模式要根據具體情況進行設定，比如節假日的模式設定。其中周末模式下相關供熱閥門應該小于工作模式下的供熱閥門。

此外，根據不同條件判斷可以設置不同供熱模式，比如可以根據溫度或者供熱熱量等條件控制供熱模式。手動控制模式是不能夠省略和忽視的，手動控制模式應該結合具體情況進行調節，特別是在消除危險的時候，手動控制的優先級應該控制在較高的“層次”，保證系統能夠順利運行。系統改造過程中難以避免地要遇到諸多安裝問題，相關設備安裝過程中應該綜合考慮工程的具體情況，保證設備安裝不會影響到其他設備運行，而且要保證其他設備不會影響改造設備的正常運行。

4.2.2 控制模式具體設定。控制模式的設定到本工程中具體如下：

（1）工作模式設定，工作時間：7∶30～18∶00，溫度控制在20℃，此外的下班時間應該保證各種管道中的有效流量水流。為了杜絕新風溫度過低對系統設備造成影響，所以可以適當提高供熱熱量，比如提高到24℃。

（2）周末模式，周末屬于非工作日，溫度可以適當降低，只要保證供熱管道內部蘊含少量熱水水流就好。

（3）特殊模式，例如節假日大廈內部召開聯歡晚會，供熱時間應該適當增強，又如節假日但是有少量工作人員進行工作，應該采用局部供暖方式進行供暖，使得供暖更加人性化、更加合理化。

5 公共建筑供熱監控系統

公共建筑供熱系統進行改造之后，還應該設置一套更為先進的監控系統。本文提出了一種新型監控系統，并且通過和改造后的系統相互結合工作，節能效果更為明顯。監控系統整體結構如圖2所示。

5.1 監控系統硬件和軟件的構成

監控系統硬件采用新型的單片機技術，通過擴展設置輔助模塊，能夠采集現場模擬量和數字量。根據具體監控對象設置不同的監控點，最好能夠和改造后的系統相互呼應。軟件開發采用VB，實現人機界面的二次開發，通過形象生動的文字圖片和曲線實現界面優化控制，而且支持以太網接口，實現監控設備和系統改造的無縫融合，同時方便控制設備相互連接成網絡，最終實現集中監控功能。

圖2 公共建筑供熱監控系統

5.2 GPRS網絡和數據庫構成

GPRS是一種分組交換數據的網絡系統，能夠實現數據之間的可靠性傳送，并且資金投入較少，十分適合遠程的無線數據傳送。供熱系統改造過程中，其布線十分復雜，應該綜合考慮多方面因素，做到統籌兼顧，未雨綢繆。所以為了減少布線，采用GPRS通信是十分明智的選擇。

數據庫是監控系統數據存儲的關鍵所在，數據庫構成應該和節能算法相結合，實現數據的實時監控。數據庫作用并不僅僅用來存儲數據，而且可以通過數據讀取分析來進行節能狀況分析。

6 節能效果分析

圖3 耗能對比圖

大廈供熱系統經過改造之后投入運行，并且取得了良好的節能效果。試驗日期是從2012年1月29日到2月5日。試驗階段天氣狀況良好，室外最低溫度為-12℃，最高氣溫為1℃。在不使用改造的系統時間段內，平均消耗熱能夠達到42.34W/m2，而采用改造后供熱系統之后，單位面積耗能能夠降低到32.46W。耗能對比圖如圖3所示。

通過分析圖3，我們可以得出，供熱系統經過改造之后，供熱性能得到了長足提高，供熱轉換效率得到了大大的提高和增長。

7 結語

綜合上述，公共建筑供熱系統是較大的能源消耗系統，不僅和建筑結構有關，而且和運行方式與模式控制有關。合理使用供熱設備、提高熱轉換效率是供熱系統改造的核心和關鍵部分。只有做好規劃，將規劃落實到實處才能達到節能效果。

參考文獻

[1] 史登峰，李琳.公共建筑供熱節能控制[J].區域供

熱，2010，（6）：11-14.

[2] 劉賀明.深化供熱體制改革，促進供熱節能[J].區域

供熱，2009，（3）：1-4.

[3] 河北工業大學，石家莊工大科雅能源技術有限公司.

一種實時熱量分攤裝置：中國，ZL201020209004.endprint

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，我國建筑行業得到了突飛猛進的發展。與此同時，公共建筑節能控制已經引起了社會的廣泛關注。公共建筑供熱節能是一項系統化、綜合化的工程，應該采用先進的自動控制技術，在有效控制資金投入的基礎上，提高供熱效率，最大限度地取得經濟效益和社會效益。

關鍵詞：公共建筑；供熱節能；控制措施；供熱系統改造

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0075-03

1 概述

我國市場經濟體制不斷成熟，建筑行業如同雨后春筍般的“茁壯成長”，特別是公共建筑的發展更是突飛猛進。據不完全統計，我國大型公共建筑正在以每天5%的速度發展，其占地面積是居住面積的8～10倍左右，而且這個數據還將進一步提高。公共建筑節能減排已經成為了我國公共建筑改革的一個重要方向。公共建筑供熱作為建筑能源消耗的重要方面，其獨特運行規律和工作時間為節能減排提供了理論上的可能。筆者根據多年的實際工作經驗，結合具體實際工程案例，首先講述了當前公共建筑供熱情況，然后講述了供熱系統的具體改造措施，再然后講述了一種GPRS和單片機結合的公共建筑供熱節能監控系統，最后對節能效果進行了分析，具有一定實際參考意義和借鑒價值。

2 實際案例概述

某公共建筑是典型的高層建筑，占地面積為36000m2，地上24層，地下3層，建筑整體供熱面積達到240000m2，建筑功能為政府辦公。公共建筑位于我國華北平原，氣候冬冷夏熱，全年最低氣溫在1～2月份，最低氣溫為-8℃左右，每年大約有一個月的土地凍結時間。本建筑通過改造進行供熱節能控制，并且取得了良好的效果。

3 公共建筑具體供熱狀況

本工程大廈內部采用以風機盤管為主的供熱系統，同時在每層設置散熱器。其中大廈內部環境溫度控制應該滿足以下條件：辦公室溫度≥18℃，會議室溫度≥16℃。大廈室內供暖供應方式和建筑構造密不可分，本建筑大廈地上24層，每一層都配置了風機盤管、暖氣片和新風機組，具體情況如表1所示。

本大廈地下一層設置了換熱站，其中流量計設置在一次側，定流量系統設置在二次側，同時和固定功率二級泵相互結合，設置了自動調節的閥門。大廈休息室和衛生間采用散熱器供熱系統。供熱系統供熱量由機房的工作人員手動操作，相關判定值應該和二次側水溫相互結合，數據抄寫和設定都是通過人工進行的。

4 公共建筑供熱系統改造措施

4.1 系統改造結構整體框架

公共建筑供熱系統改造是在原有供熱系統的基礎上進行改造的，首先要保證建筑整體供熱性能，并且控制好供熱點。這并不是傳統意義上的人工控制，而是一種自動控制的按需供熱。整個改造過程中還附加了自我學習功能。具體系統圖如圖1所示：

圖1 改造后的大廈供熱系統

如圖1所示，改造過后的系統主要包括四個部分：中央控制機構、現場控制器、現場執行機構和現場檢測儀表。其中中央控制機構是核心和大腦，現場控制器是信號搜集和整理發送的中轉站，現場執行機構是執行指令的手腳，現場檢測儀表是采集數據的“五官”。具體功能如表2

所示。

4.2 控制模式的設定

4.2.1 控制模式設定原則。系統改造之后需要設定控制模式，良好的控制模式設定能夠提高供熱效率，最終達到節能減排的效果。主要可以分為以下三種供熱模式：工作模式、周末模式和特殊模式。其中工作模式主要工作在周一到周五，周末模式工作在周末，特殊模式要根據具體情況進行設定，比如節假日的模式設定。其中周末模式下相關供熱閥門應該小于工作模式下的供熱閥門。

此外，根據不同條件判斷可以設置不同供熱模式，比如可以根據溫度或者供熱熱量等條件控制供熱模式。手動控制模式是不能夠省略和忽視的，手動控制模式應該結合具體情況進行調節，特別是在消除危險的時候，手動控制的優先級應該控制在較高的“層次”，保證系統能夠順利運行。系統改造過程中難以避免地要遇到諸多安裝問題，相關設備安裝過程中應該綜合考慮工程的具體情況，保證設備安裝不會影響到其他設備運行，而且要保證其他設備不會影響改造設備的正常運行。

4.2.2 控制模式具體設定。控制模式的設定到本工程中具體如下：

（1）工作模式設定，工作時間：7∶30～18∶00，溫度控制在20℃，此外的下班時間應該保證各種管道中的有效流量水流。為了杜絕新風溫度過低對系統設備造成影響，所以可以適當提高供熱熱量，比如提高到24℃。

（2）周末模式，周末屬于非工作日，溫度可以適當降低，只要保證供熱管道內部蘊含少量熱水水流就好。

（3）特殊模式，例如節假日大廈內部召開聯歡晚會，供熱時間應該適當增強，又如節假日但是有少量工作人員進行工作，應該采用局部供暖方式進行供暖，使得供暖更加人性化、更加合理化。

5 公共建筑供熱監控系統

公共建筑供熱系統進行改造之后，還應該設置一套更為先進的監控系統。本文提出了一種新型監控系統，并且通過和改造后的系統相互結合工作，節能效果更為明顯。監控系統整體結構如圖2所示。

5.1 監控系統硬件和軟件的構成

監控系統硬件采用新型的單片機技術，通過擴展設置輔助模塊，能夠采集現場模擬量和數字量。根據具體監控對象設置不同的監控點，最好能夠和改造后的系統相互呼應。軟件開發采用VB，實現人機界面的二次開發，通過形象生動的文字圖片和曲線實現界面優化控制，而且支持以太網接口，實現監控設備和系統改造的無縫融合，同時方便控制設備相互連接成網絡，最終實現集中監控功能。

圖2 公共建筑供熱監控系統

5.2 GPRS網絡和數據庫構成

GPRS是一種分組交換數據的網絡系統，能夠實現數據之間的可靠性傳送，并且資金投入較少，十分適合遠程的無線數據傳送。供熱系統改造過程中，其布線十分復雜，應該綜合考慮多方面因素，做到統籌兼顧，未雨綢繆。所以為了減少布線，采用GPRS通信是十分明智的選擇。

數據庫是監控系統數據存儲的關鍵所在，數據庫構成應該和節能算法相結合，實現數據的實時監控。數據庫作用并不僅僅用來存儲數據，而且可以通過數據讀取分析來進行節能狀況分析。

6 節能效果分析

圖3 耗能對比圖

大廈供熱系統經過改造之后投入運行，并且取得了良好的節能效果。試驗日期是從2012年1月29日到2月5日。試驗階段天氣狀況良好，室外最低溫度為-12℃，最高氣溫為1℃。在不使用改造的系統時間段內，平均消耗熱能夠達到42.34W/m2，而采用改造后供熱系統之后，單位面積耗能能夠降低到32.46W。耗能對比圖如圖3所示。

通過分析圖3，我們可以得出，供熱系統經過改造之后，供熱性能得到了長足提高，供熱轉換效率得到了大大的提高和增長。

7 結語

綜合上述，公共建筑供熱系統是較大的能源消耗系統，不僅和建筑結構有關，而且和運行方式與模式控制有關。合理使用供熱設備、提高熱轉換效率是供熱系統改造的核心和關鍵部分。只有做好規劃，將規劃落實到實處才能達到節能效果。

參考文獻

[1] 史登峰，李琳.公共建筑供熱節能控制[J].區域供

熱，2010，（6）：11-14.

[2] 劉賀明.深化供熱體制改革，促進供熱節能[J].區域

供熱，2009，（3）：1-4.

[3] 河北工業大學，石家莊工大科雅能源技術有限公司.

一種實時熱量分攤裝置：中國，ZL201020209004.endprint