智能建筑暖通空調系統優化策略探討

*通訊作者：王天博，1989年09月，漢族，男，吉林四平人，現任職于中國五洲工程設計集團有限公司暖通設計師，中級工程師，本科。研究方向：建筑環境與設備工程。

摘要：現階段，暖通空調系統已經成了智能建筑中不可或缺的重要結構，系統運行情況直接關系到室內空氣質量和環境溫度，進而影響到人們的居住感受。加強對暖通空調系統的優化，實施對整個系統的自動化、智能化管理，確保系統運行的穩定性，進一步降低系統能耗，建筑運行成本也會有所下降，有利于推動建筑行業的可持續發展進程。

關鍵詞：智能建筑;暖通空調系統;優化策略;節能設計

一、引言

暖通空調系統（HVAC系統）已經成為智能建筑必不可少的部分，表現在通風和空調等許多方面。除了主要的結構質量，它還是評估建筑物質量以及HVAC系統是否可以為人們提供更舒適的生活環境的標準。這是因為HVAC系統不僅控制房屋的溫度，而且能保持良好的通風，使新鮮空氣可以隨時進入建筑物。

二、智能建筑暖通空調設計需要遵循的基本原則

（一）節能減排基本原則

想要將可持續發展理念落到實處，做好節能工作是非常重要的。因此在智能建筑中，相關工作人員須遵守節能原則，提高資源、能源的利用效率，同時也要做好減排的工作，更好地維護生態環境。暖通空調的設計工作中，需要使用到傳感器、溫控器、調節閥及氣候補償器等設備，設計人員應在充分保證滿足用戶實際需求的前提下，做好相應的節能減排措施。在對設計進行優化的過程中，應將建筑的實際形式及室內外的溫差充分考慮在內，堅守環境保護原則，盡可能地使用類似太陽能、風能及地熱能等的綠色能源，降低對電能及石化能源的消耗量[1]。

（二）舒適性

暖通空調的實際應用不僅要能夠體現出通風、調節室內溫度以及調節室內濕度的作用，更應能為人們提供更加健康、適宜居住生活的空間，因此可將綠色環保制冷劑應用在其中，減少對氟氯代烷類制冷劑的使用，降低其對人體身體健康及生態環境的破壞[2]。

三、暖通空調高能耗的原因分析

（一）高效運行目標沒能夠在運行系統中關鍵部分得以實現

在建筑中，暖通空調系統的實際能耗量是比較高的，因此為做好節能減排工作就必須確保其高效地運行。在暖通空調系統的實際運行過程中會涉及水泵、風機及冷機等設備，這些關鍵設備會因為某些因素的影響而導致偏離關鍵節點問題的出現，導致運行軌道不合理，降低了運行的效率[3]。

（二）運行切換開關智能化有待提高

為提高暖通空調的運行效率，就應合理地將智能化切換開關配置應用在其中。開關須具有自動化、智能化、高靈敏度的特點才能更好地發揮出作用。例如，智能開關切換器的應用能夠通過對室內溫度變化的感應與檢測自動進行切換，對室內的溫度自動進行調節，這樣就能有效地降低對于能源的消耗量，避免不必要的浪費。但是，一些自動切換開關裝置無論是在智能化方面還是在靈敏度方面，與人們的實際需求還存在一定差距，并不能達到預期的效果，自動切換控制管理水平還有待提高。

（三）建筑結構設計合理性不夠

建筑物的結構設計也會影響暖通空調能源的消耗量。如通風設計、采光設計、墻體保溫設計以及窗戶的朝向等，都是設計人員不應忽視的因素，且在對建筑材料進行選擇的過程中也應注重首選綠色、環保的建筑材料。在智能建筑中玻璃幕墻是比較常用的設計，個別設計人員在實際設計的過程中，只考慮到了美觀性，而忽視了節能減排及能源平衡，這就在很大程度上增加了整個運行系統當中能源的流失量以及造成內外區域中冷熱不均的問題，加大空調系統的能源消耗。

四、智能建筑暖通空調系統優化方法

（一）優化建筑暖通空調系統

當前，很多建筑中所使用的空氣處理器中的DDC都是通過PID來加以控制，那么就應該合理設計PID的數據，這樣才能夠更好地保證暖通空調的穩定運行。如果在這其中PID的數據較高，那么就會使得空調對于室內溫度的反應較為迅速，能夠很快地達到預定溫度，減少時間的浪費;反之，如果PID數據較低，那么空調就需要一定的時間來達到預定溫度，這樣所消耗的時間就較長。

但是，并不能夠直接斷定PID的數據越高，時間消耗越短;如果過高，可能會導致DDC系統無法保持穩定。其結果就是室內的溫度會在一定范圍內調整，并不能夠固定具體溫度。PID雖然能夠很好地解決大多數建筑的空調控制要求，但是針對機床、地鐵等等這些公共場所，如果只是依靠PID數據，是無法及時地調整空調機組的溫度，此時就可以利用雙控制技術。

雙控制技術也就是在空調的送風道和室內都安裝溫度傳感設備，通過這樣的方法就可以讓DDC來控制室內溫度，根據實際情況來讓其DDC能夠達到相應的要求。因為風道內的溫度變化速度要比房間內溫度的變化速度要快，那么通過對這種控制方法的合理運用，就能夠更好地提高控制系統的反應能力。

在具體的應用上，很多建筑規模較大的工程中，如果想要讓BA系統能夠更好的實現空調節能目的，可以通過對二氧化碳污染物的檢測來明確通風量，或者是根據日程表上的時間來定時控制等等。在具體設計過程中，應該根據不同的需求來運用相應的控制方法，進而來讓空調系統能夠達到更好的效果。比如，辦公室、寫字樓等大型場所，在夏秋季節，就可以利用程序來啟動新風機，這樣就能夠對建筑室內的溫度進行更換，不僅能夠減少能源消耗，而且也能夠更好地提高建筑內部控制質量。

（二）優化BAS監控中心

監控中心的管理過程對于智能建筑的HVAC系統非常重要。主要任務是實時監控和管理整個建筑物中的通風、電源和空調系統，并適當優化安全監控和防火措施。通過控制處理模式，可以在一定程度上提高監視和管理過程的完整性。

一方面，有必要使用遠程監控來建立完整的信息監控模式，以使監控中心能夠及時收集和整理信息和數據，優化管理效率，并建立完整的指揮控制平臺。改善智能建筑中的HVAC全面的系統操作和維護水平可提高操作流程的完整性，同時滿足智能技術應用程序的要求。另一方面，有必要建立一個良好的平臺，根據具體的應用需求建立監控變電站，提高實時信息采集和綜合應用的有效性，進一步執行后續的監控管理任務。

例如，監視智能建筑的HVAC系統，必須處理變電站冷卻器和鍋爐的運行效果，以便冷熱源設備可以在變電站監視和管理中發揮真正的作用和價值。改善運營管理和監管，保持控制運營的整體效率，創造更加智能的處理模式。

（三）優化能量管理

智能建筑HVAC的主要方向是節能和減少損耗。這可能需要應用能源管理和控制技術。能源管理和控制技術可以通過系統功能優化智能建筑HVAC系統中的新鮮空氣量和可變空氣量空調的存儲壓力。它起著節約能源、減少損失的作用。

為了優化送風溫度和空氣溫度，在空調系統的送風端安裝了溫度裝置，科學合理地設定了靜態送風壓力和新鮮空氣量。控制加熱和冷卻系統的流量，以提高節能效果。控制原理主要是通過調節供熱、散熱等能量供應來調節水溫的實際值。通過根據室內用戶的體溫實現自動溫度控制，可以更加人性化地改善房間的舒適度。

（四）完善DDC和網絡的控制

對于BA系統，相應的供應商都會根據實際情況來為其提供具體的DDC設備。建筑冷凍機房和熱力站是DDC應用的重要部分，這些地方應該先使用大型數字控制器，這樣不僅能夠減少問題的出現，而且還能夠更好地提高控制器之間的通訊水平，有效地提升生產效率。同時，空氣處理器、風機等設備，都可以利用中小型的控制器來對其進行有效處理。

當前，PIC的應用越來越廣泛，那么就可以在空調通風設備中應用這種控制裝置。在滿足設備擴展性的相應需求基礎上，那么就應該能夠優化其網絡結構，不管是哪一種的控制網絡都應該采取這種方法。因為網絡如果分析過多，那么在管理上就會較為復雜，而且非常容易出現問題。總線控制網絡能夠針對不同結構組成相應的控制網絡，但是這一內容的設計如果沒有正確利用，在具體落實過程中就會存在著一定的風險，并且還會有可能導致系統投資增加。

五、結語

在對智能建筑暖通空調系統進行設計的過程中，相關工作人員應做好對于通風、制冷及供暖等方面的分析工作，要結合實際建筑的結構及用料，并通過加入一些節能設備的方式來更好地起到節能效果;同時也應注意對智能控制系統的選擇及優化，這樣才能有效提高其運行效率，真正起到降低能源消耗量的作用。

參考文獻：

[1] 侯瑞.智能建筑暖通空調系統的改進對策[J].城市建筑，2019（27）：106-107.

[2] 宋宇，原云飛，劉曉飛，秦政.智能建筑暖通空調系統優化策略[J].建材與裝飾，2019（36）：222-223.

[3] 施彤濱，張曉楊.淺析智能建筑暖通空調系統優化策略[J].智能建筑與智慧城市，2019（12）：63-64.