環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在公共建筑室內(nèi)的探討

胡社祝

摘要：在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)文明發(fā)展下，資源與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題之間的矛盾愈演愈烈，社會(huì)的節(jié)能化已為大勢(shì)所趨。而在我國(guó)的社會(huì)耗能總量中的很大一部分是有建筑耗能，公共建筑內(nèi)的監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用給耗能審計(jì)部門(mén)提供了技術(shù)的支持。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)；公共建筑

在目前的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的市場(chǎng)上，有很多技術(shù)成熟的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，通過(guò)產(chǎn)品的收集器與上位機(jī)兩部分的結(jié)合，能夠顯示公共建筑室內(nèi)的濕度、溫度以及有害氣體等的指標(biāo)含量等等。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境不符合標(biāo)準(zhǔn)化的要求時(shí)能夠及時(shí)發(fā)生警報(bào)提醒。而基本的功能要求能夠滿(mǎn)足的同時(shí)還應(yīng)該滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)品本身的節(jié)能需求。

1. 公共建筑室內(nèi)環(huán)境評(píng)價(jià)的指標(biāo)

1.1公共建筑室內(nèi)環(huán)境評(píng)價(jià)的要求根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計(jì)導(dǎo)則》、《公共建筑室內(nèi)溫濕度管理控制辦法》、《公共建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等系列法律法規(guī)進(jìn)行嚴(yán)格管控公共建筑物的室內(nèi)濕度和溫度，是公共建筑物的室內(nèi)溫度和光照更加規(guī)范化，通過(guò)這些規(guī)范讓建筑物的質(zhì)量有所提高。

1.2公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)的參數(shù)選擇

公共建筑室內(nèi)環(huán)境包括室內(nèi)的空氣環(huán)境、室內(nèi)的聲音環(huán)境、光照環(huán)境、電磁環(huán)境等因此所選擇施測(cè)的參數(shù)一般為溫度、濕度、光照參數(shù)等的測(cè)量與監(jiān)測(cè)。

2. 公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)的條件與方法

2.1公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)的條件

對(duì)公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)的條件應(yīng)該盡量避免極端的天氣狀況條件下進(jìn)行，在采用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)施測(cè)時(shí)，采溫的空調(diào)系統(tǒng)在正常運(yùn)行，同時(shí)，公共建筑室內(nèi)的外窗應(yīng)該處于關(guān)閉的狀態(tài)，公共建筑室內(nèi)的照明的測(cè)量時(shí)不會(huì)受到其他干擾光源的影響。

2.2公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)的方法

2.2.1公共建筑室內(nèi)對(duì)平均溫度與相對(duì)濕度監(jiān)測(cè)評(píng)估方法：

很多設(shè)有采暖空調(diào)的建筑物，都需要進(jìn)行平均溫度和相對(duì)濕度的檢測(cè)，針對(duì)溫度濕度的檢測(cè)數(shù)量進(jìn)行對(duì)采暖空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)，在檢測(cè)結(jié)果中不應(yīng)少于總房間數(shù)量的20%，在進(jìn)行空調(diào)建筑物未設(shè)置的房間檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量不能少于房間總數(shù)量的10%。建筑一般在3層以下要逐層選區(qū)，布置溫度和濕度，分劃好空調(diào)區(qū)，如果建筑物是3層以上的，要進(jìn)行對(duì)手從中間層和頂層進(jìn)行溫度、濕度檢測(cè)，檢測(cè)的地方應(yīng)該在室內(nèi)區(qū)域700-1800mm范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)該讓溫度和濕度傳感器避免太陽(yáng)輻射和室內(nèi)熱源的直接影響，并且要符合以下規(guī)定：

在一些地方面積室內(nèi)面積<16m?，應(yīng)當(dāng)設(shè)一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，在16平方到30平方的地方，應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，30到60平方的應(yīng)該設(shè)置3個(gè)，在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候應(yīng)該不小于6個(gè)小時(shí)，并且每個(gè)記錄時(shí)間最長(zhǎng)不能超過(guò)30分鐘.

2.2.2公共建筑室內(nèi)光照度監(jiān)測(cè)評(píng)估方法：

通過(guò)對(duì)室內(nèi)光照的考核，公共場(chǎng)所中由于照明面積很大，因此采用抽樣檢測(cè)的方法，對(duì)公共建筑室內(nèi)的房間的不同類(lèi)型都應(yīng)該抽取至少一個(gè)房間進(jìn)行照度值的評(píng)估。一般的測(cè)量方法可以采用中心布點(diǎn)法或四角布點(diǎn)法來(lái)監(jiān)測(cè)房間的照明度是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。中心布點(diǎn)法與四角布點(diǎn)法主要是在照度測(cè)量的區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格的方式，測(cè)點(diǎn)間距一般在0.5m-10m之間進(jìn)行選擇，通過(guò)在矩形網(wǎng)格中心點(diǎn)測(cè)量照度量就可據(jù)此判定為室內(nèi)照度是否合格。明標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)與設(shè)計(jì)要求或現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工【5】GB50034中的照明標(biāo)準(zhǔn)值的允許偏差為士10%。

3. 公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)方案

在公共室內(nèi)環(huán)境安裝環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的之一是通過(guò)對(duì)公共建筑室內(nèi)環(huán)境的控制達(dá)到節(jié)能減排的作用，通過(guò)對(duì)室內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)信息的收集、指標(biāo)的監(jiān)控與計(jì)算，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的調(diào)控作用，一般的公共建筑的室內(nèi)監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)主要有四大部分組成，分別為數(shù)據(jù)采集模塊、通信、微控制器系統(tǒng)以及PC機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幾個(gè)部分。這種室內(nèi)檢測(cè)裝置主要是通過(guò)傳感器進(jìn)行掃描室內(nèi)環(huán)境，并且通過(guò)調(diào)理電路進(jìn)行處理收集來(lái)的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)信息輸入到微控制器系統(tǒng)中，通過(guò)微控制器進(jìn)行發(fā)出信號(hào)，全面檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)屏幕實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。微控制器主要是把數(shù)據(jù)傳送到PC端，再通過(guò)PC端進(jìn)行信號(hào)的分析處理。

3.1室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇

對(duì)公共建筑的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇需要根據(jù)幾大原則進(jìn)行選擇，還需要兼顧可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性。

（1） 設(shè)備的電路具有一定先進(jìn)性與簡(jiǎn)單性相結(jié)合的可靠電路。

（2） 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的芯片盡量選用通用芯片。

（3）通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化研發(fā)，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的功能。

（4）使軟件增加了可靠性。

（5）能夠準(zhǔn)確傳送遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)上，實(shí)時(shí)性好。

（6）通過(guò)進(jìn)行硬件擴(kuò)充和增加新功能，展示了該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性強(qiáng)，

3.2室內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集選用多種傳感器。

早在上個(gè)世紀(jì)九十年代就產(chǎn)生了融合微電子技術(shù)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。因此對(duì)于公共建筑室內(nèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器的徐澤應(yīng)該盡量選擇多種數(shù)字溫度傳感器的產(chǎn)品，數(shù)字溫度傳感器含有很多的功能，能夠男足環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)多層次、多功能的要求需要。數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、 A/D（Analog.Digital，模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換模塊、 信號(hào)處理模塊、 存儲(chǔ)模塊和接口電路。因此，是室內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集傳感器的選擇之一。其次電子式濕度傳感器，也是進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器的應(yīng)用，使建筑物的濕度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，電子濕度傳感器的光明器件，是對(duì)光照進(jìn)行檢測(cè)，一般我們常用的是光明電阻、光敏二極管，在公共的建筑中，室內(nèi)光照并不需要非常大，一般都比較柔和，所以在調(diào)節(jié)光照傳感器時(shí)不宜過(guò)大，一般聲級(jí)計(jì)是對(duì)噪聲進(jìn)行檢測(cè)的常見(jiàn)工具，像這種儀器一般都價(jià)格很昂貴，我們主要用的是衰減電路、放大電路、計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。

3.3監(jiān)測(cè)裝置硬件電路

在公共建筑物中，最近新環(huán)境檢測(cè)的時(shí)候還需要嵌入式用裝置，為了更好的進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)，一般包裝制度分為4個(gè)模塊，環(huán)境材料采集模塊、時(shí)鐘計(jì)時(shí)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊，此外，在一些特殊情況下還需要用總線(xiàn)模塊和ad轉(zhuǎn)換模塊。一般環(huán)境采集模塊主要是對(duì)溫度濕度和光照進(jìn)的傳感進(jìn)行采集，像時(shí)鐘計(jì)時(shí)模塊，主要是通過(guò)主程序進(jìn)行調(diào)用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊的操作，在進(jìn)行每個(gè)模塊的時(shí)候不同于操作c文件，通過(guò)把模塊分成幾個(gè)函數(shù)，這樣更方便于主函數(shù)去調(diào)用其他函數(shù)，使整個(gè)程序更加結(jié)構(gòu)化。endprint

3.4監(jiān)測(cè)裝置軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于公共建筑室內(nèi)環(huán)境采集，應(yīng)用室內(nèi)環(huán)境采集軟件能夠更好的進(jìn)行通信作用的發(fā)揮，將室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集、保存、顯示、分析等過(guò)程更加程序化，已達(dá)到簡(jiǎn)化的目的。通過(guò)人機(jī)界面管理程序的交互，將多地址通信、用戶(hù)人機(jī)界面的功能更好的發(fā)揮；將讀取來(lái)的數(shù)據(jù)直觀的顯示和數(shù)據(jù)查詢(xún)窗口更加簡(jiǎn)單快捷的顯示出信息。也方便了公共建筑室內(nèi)環(huán)境參數(shù)從Access數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出來(lái)，甚至可以通過(guò)組織成一張表格的形式，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)軟件的分析與預(yù)測(cè)作用，最終將預(yù)測(cè)的結(jié)果打印數(shù)據(jù)。

4. 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建

4.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接的優(yōu)勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備體系的建設(shè)具有信息廣度大、實(shí)時(shí)的異地信息交換，彼此間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、異地?cái)?shù)據(jù)共享，或異地進(jìn)行分析，一方面能滿(mǎn)足節(jié)能減排的要求，如節(jié)約大量現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)還能擴(kuò)大測(cè)控系統(tǒng)所及地域范圍，另一方面也使系統(tǒng)的擴(kuò)充和維護(hù)使用都擁有了極大的便利。總之網(wǎng)絡(luò)介入的現(xiàn)代測(cè)量與測(cè)控給整個(gè)過(guò)程都帶來(lái)了技術(shù)上革新與便利。

4.2建設(shè)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要因?yàn)槠渥詣?dòng)化的過(guò)程，強(qiáng)大的適應(yīng)組織能力。同時(shí)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的

特點(diǎn)滿(mǎn)足節(jié)能的需求，通過(guò)搭建無(wú)線(xiàn)傳感器主要原因是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗低，并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，便于維護(hù)，在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳感器工作時(shí)，無(wú)需人工去干預(yù)，但是現(xiàn)在的傳感器設(shè)計(jì)，規(guī)模特別大并且動(dòng)態(tài)變化非常復(fù)雜，這就增加了實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)的難度。

4.3實(shí)現(xiàn)嵌入式操作系統(tǒng)方案中常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)化的途徑有三種：

（1）一般裝有微控制器的事實(shí)系統(tǒng)，嵌入式開(kāi)發(fā)時(shí)都是使用tcp協(xié)議/ip協(xié)議進(jìn)行處理，這能夠使嵌入式設(shè)備通過(guò)此協(xié)議與internet相連，使系統(tǒng)可以更加靈活。（2）mcu主要是配合tcp/ip協(xié)議芯片，使程序能夠穩(wěn)定的工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理。但是在目前，這個(gè)方案還有待考慮，主要是因?yàn)閭鬏敂?shù)據(jù)量較大，網(wǎng)絡(luò)速度一直是設(shè)備接口存在的瓶頸。（3）mc又通過(guò)配合太網(wǎng)控制芯片，能夠完成tcp/ip協(xié)議中的所有功能，12mc都能夠通過(guò)太網(wǎng)芯片進(jìn)行太網(wǎng)的通信。

結(jié)語(yǔ)：

本文通過(guò)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在公共建筑室內(nèi)的探討，分析了監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的途徑，并提出了簡(jiǎn)要的方案設(shè)計(jì)。

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