暖通空調系統在智能建筑中的應用分析

1.唐永登 2.谷孟強

（1.鄭州永越電子科技有限公司，河南 鄭州 450000；2.竹林松大科技股份有限公司，河南 鄭州 450000）

智能建筑發展是當前節能減排的迫切要求，是我國建筑事業發展的一個重點課題。建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、通風、熱水供應、家用電器等方面的能耗，其中，以建筑采暖和空調能耗為主，占建筑總能耗的50%左右。隨著我國經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，暖通空調新產品、新技術、新材料的發展與創新起著至關重要的作用。因此，積極的發展暖通空調技術在智能建筑中的應用成為必要趨勢。

一、暖通空調系統的應用原則

（一）建筑規劃與設計。合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環境設計；合理設計建筑形體，以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環境來改善建筑室內微環境的關鍵部分莊要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空問的合理分隔設計得以實現。同時川一借助相關軟件進行優化設計。

（二）圍護結構。建筑維護結構組成部件的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有分本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%}6%，而節能卻可達20%-40%0通過改善建筑圍護結構的熱工性能，在夏季可減少建筑冷、熱消耗。首先提高圍護結構組成部件的熱工性能，一般通過改善其組成材料的熱工性能實現，然后，根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向，選擇圍護結構組合優化設計方案。最后，評估圍護結構各部件與組合的技術經濟可能性，以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。

（三）提高能源利用效率。節能建筑與綠色建筑是密不可分的，綠色建筑的含義為在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源，保護環境和減少污染為人們提供健康，適用和高效的使用空問，與自然和諧共生的建筑。集中體現為：可再生能源利用，熱回收技術與設備，建筑本體節能，被動式建筑。利用低位熱能和水源、土壤熱源的熱泵；高能效設備。分散式個別空調；變風量、變水量系統；置換通風及相關系統研究和應用；住宅空調方式；新風利用、蒸發冷卻技術應用。暖通空調能耗模擬、能量分析；建筑自動化技術；暖通空調與智能建筑。空調相關制冷技術研究應用進展；新型制冷型、天然制冷劑、含氯氟烴制冷劑替代物；新型制冷循環。

二、暖通空調系統在智能建筑中的應用

由于暖通空調技術的發展和變化，特別是建筑市場競爭激烈，業務需求日益現代化和多樣化，我們充分重視國外技術的移植與引進。而節能、環保、綠色等概念的影響及我國能源結構的調整，對暖通空調設計的挑戰越來越嚴峻，因此，在暖通空調設計時要注重建筑節能的考慮。據相關數據顯示，采取周密有效的建筑技術措施可以降低2/3--3/4的建筑能耗。因此在建筑規劃設計建造和使用過程中，在滿足室內環境舒適、衛生、健康的條件卜，采取合理有效的建筑節能技術，有利于實現建筑節能和環保共進的目標。一般來說，實現建筑節能的技術途徑為：盡量減少建筑內能源總需求量的同時，大力開發利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領域內易引起環境污染的能源。目前，我國的采暖空調能量近期增長速度已經明顯高于能量生產的增長速度，因此，減少建筑的冷、熱能耗是降低建筑能耗總量的重要內容。

（一）控制策略。空氣處理機的DDC通常采用PID控制，選擇合適的PID參數對空調系統的穩定運行是非常關鍵的。PID系數高，空調對室內溫度波動的反應特性曲線陡，達到設定溫度的過渡過程較短；相反PID系數低，達到設定溫度的過渡過程較長。但并不是PID系數越高越好，否則易引起DD(控制系統失穩，表現為室內溫度的振蕩和水側的電動調節閥周期性的來回運動無法在固定開度上運行。PID能解決大部分場合的空調控制，但對于大熱慣性空調場合，僅僅依靠高的PID系數來提高空調機組對負荷變化的響應速度是不足以解決問題的。這時可以采用雙級控制，即分別在空調的送風道和室內安裝溫度傳感器，室內的溫度設定由主DDC控制器完成，水閥的驅動由副DD(根據風道溫度傳感器和主DDC的指令完成，由于風道溫度變化速度快于房問溫度的變化，這一控制方式加速了系統對溫度波動的響應。在實際的工程設計中，BA系統對空調的節能控制有多種手段可以采用，工程設計中可以視需要靈活運用，以達到最優的效果。

（二）控制權。通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原則。有時也有其不便的一面。在某些場合(如會議彭將空調、通風系統的參數的設定功能放置在現場可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來實現。這類功能接近VRV控制面板的設定器給房問的使用者帶來極大的便利和舒適性，必要時應積極采用。

（三）直接數字控制器(DDC}。主流BA系統供貨商都能提供大中小不同處理能力的DD(，冷凍機房、熱力站監控點是密集場合應優先采用大型控制器，以減少故障率和控制器問的通訊。對空氣處理機、新風機、通風機一般采用中型或小型的控制器即可。近年來，可編程邏輯控制器件進步很快，其應用不再局限于工業場合，在空調通風的現場設備控制工程中不應將其排斥在外。

（四）控制網絡優化。在滿足擴展性和靈活性的前提卜，控制網絡的拓撲結構應盡可能簡化、清晰，無論基于RS485總線或基于LonTalk總線的控制網絡都是如此。分支、分級多的網絡管理復雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓撲結構的網絡，這種布線設計的隨意性如果運用不當，在工程實踐中仍然是有技術風險的，并可能增加系統的投資。

（五）BAS監控中心。BAS監控中心負責監控整個空調、通風、動力系統，一般與消防控制、安保監控等合用一室。由于該機房通常遠離冷凍機房、鍋爐房，在這里遠程操作這些關鍵設備是不合適的。推薦的做法是在冷凍機房和鍋爐房現場控制室另設置一臺監控分站，由該分站負責冷凍機、鍋爐監控功能，并且該分站功能受權局限為冷熱源設備。