樓宇自動控制技術(shù)的發(fā)展對建筑節(jié)能的影響

趙德財 尹 旭

天津市詹佛斯科技發(fā)展有限公司

樓宇自動控制技術(shù)的發(fā)展對建筑節(jié)能的影響

趙德財 尹 旭

天津市詹佛斯科技發(fā)展有限公司

樓宇自動化控制系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分，它在對建筑屋內(nèi)的設(shè)備以及環(huán)境監(jiān)測與管理方面發(fā)揮著十分重要的作用，可以通過對醫(yī)用建筑設(shè)備運(yùn)行的優(yōu)化與管理，能夠有效的降低醫(yī)院的運(yùn)營成本，為建筑的使用者營造一種舒適、安全、便捷、經(jīng)濟(jì)、高效的生活、工作環(huán)境。

醫(yī)院；自動化控制系統(tǒng)；節(jié)能

1 醫(yī)院樓宇自動化控制系統(tǒng)的功能

對于一所現(xiàn)代化的醫(yī)院來說，樓宇自動化控制系統(tǒng)應(yīng)該具備以下基本功能。

(1)通過硬軟件的配置，實現(xiàn)各類工藝、設(shè)備狀態(tài)的 參數(shù)測量，自動監(jiān)視并控制各種機(jī)電設(shè)備的啟、停，并能夠 顯示、打印目前運(yùn)行狀態(tài);

(2)自動檢測、顯示、打印各種機(jī)電設(shè)備的變化趨勢 和歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)故障實時自動報警;

(3)根據(jù)外界環(huán)境和條件、負(fù)載變化等情況，對各種 設(shè)備進(jìn)行自動調(diào)控，使之始終運(yùn)行于最佳狀態(tài);

(4)通過設(shè)備檔案、設(shè)備運(yùn)行報表和設(shè)備維修管理報 表，實現(xiàn)大樓內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)控制;

(5)設(shè)計優(yōu)化和預(yù)測工具，用于系統(tǒng)操作參數(shù)的優(yōu)化 組合，對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化使用;

(6)實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)與樓宇內(nèi)其他智能系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)交換。總的來說，樓宇自動化控制系統(tǒng)將樓宇中包括空調(diào)、 變配電、給排水、電梯、照明等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和最優(yōu)控制。 因此，與人工控制系統(tǒng)比較具有節(jié)省能源、減少管理費(fèi)用、 延長設(shè)備使用壽命、提高管理可靠性等優(yōu)點。

2 現(xiàn)代化醫(yī)療類建筑對樓宇自動化控制系統(tǒng)的特 殊要求

作為現(xiàn)代化醫(yī)院的建筑，對樓宇自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用 有著特殊的要求。醫(yī)院的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)主要由用于冷卻的水 泵、冷水的機(jī)組、用于冷凍的水泵、冷卻塔等設(shè)備組成。自 控系統(tǒng)中的控制器要求能夠?qū)︶t(yī)院空調(diào)冷源系統(tǒng)進(jìn)行控制，能夠進(jìn)行負(fù)荷的分析、TOD的設(shè)定以及調(diào)節(jié) PID 等。醫(yī)院的 空氣處理系統(tǒng)要求具備能夠進(jìn)行空氣處理的空調(diào)相關(guān)機(jī)組 和新風(fēng)機(jī)組，它的控制器應(yīng)該既可以進(jìn)行獨立的工作，又可 以聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，具有調(diào)節(jié) PID 控制特點或?qū)ぷ髡具M(jìn) 行監(jiān)控和維護(hù)的功能，也可以在本地進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。如果 出現(xiàn)阻塞或其他使用問題，應(yīng)能夠及時將問題反映給維護(hù)的 操作人員并及時提醒進(jìn)行保養(yǎng)和檢修。

3 樓宇自動化控制系統(tǒng)的節(jié)能模式

在現(xiàn)代化醫(yī)院的能源消耗總量中，空調(diào)與照明系統(tǒng)約占 醫(yī)院總能耗的 70%，在這其中，空調(diào)、制冷與供熱設(shè)備大約 占到 40%左右，可以說是能耗“大戶”。因此，要最大限度地 減少能耗，需要對空調(diào)系統(tǒng)采用變風(fēng)量、變水量等多種控制 方法，既能滿足使用者對環(huán)境的要求，又能使空調(diào)系統(tǒng)保持 最佳節(jié)能狀態(tài)。此外，對于照明系統(tǒng)的優(yōu)化，可以節(jié)約 30%～ 40%的照明用電。正是基于此種考慮，建立一套完善的樓宇 自動化控制節(jié)能系統(tǒng)，對于能源的合理利用、調(diào)度以及節(jié)能 綜合管理有著十分重要的意義。

3.1 中央空調(diào)機(jī)組的自動控制模式

在空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)機(jī)組的耗電量在整個系統(tǒng)的能耗中 居主要部分。由于中央空調(diào)系統(tǒng)龐大而且反應(yīng)速度較慢，滯 后現(xiàn)象非常嚴(yán)重，給機(jī)組的節(jié)能運(yùn)行增加了很多困難。傳統(tǒng) 的控制方式，如單機(jī)比例調(diào)節(jié)或通過模塊化機(jī)組對開停機(jī)進(jìn) 行控制等，控制精度很差，能效比較低。隨著技術(shù)的進(jìn)步，空調(diào)機(jī)組設(shè)備的生產(chǎn)廠家己經(jīng)普遍使用微機(jī)，利用自帶的控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的模擬控制提升為數(shù)字控制和智能控制。其 中壓縮機(jī)能量控制由傳統(tǒng)的雙位元控制發(fā)展到多臺聯(lián)動控 制和變速控制等，使得能量調(diào)節(jié)更為精確。機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié) 由單變量送風(fēng)溫度控制、回風(fēng)溫度控制發(fā)展到多變量輸入模 糊控制，使得機(jī)組的運(yùn)行效率大大提高。

3.2 變流節(jié)能控制模式

在實際使用的大多數(shù)時間里，暖通空調(diào)系統(tǒng)處于部分負(fù) 荷下，基于節(jié)能的考量，變流量系統(tǒng)的應(yīng)用在實際工作中越 來越廣泛。而變流量系統(tǒng)的正常運(yùn)行完全依賴于系統(tǒng)控制，以達(dá)到在保證舒適的環(huán)境下節(jié)約能源的目標(biāo)。變風(fēng)節(jié)能控制 模式是當(dāng)房間的熱負(fù)荷低于設(shè)計值時，保持送風(fēng)參數(shù)不變的 情況下通過減少送風(fēng)量來保持室內(nèi)的溫度不變。一個好的變 風(fēng)量控制系統(tǒng)，除了精確的設(shè)計，合理的計算，恰當(dāng)?shù)氖┕?安裝外，選擇最佳的控制方法至關(guān)重要。變水量系統(tǒng)是通過 一定的水溫供應(yīng)空調(diào)機(jī)的方式來提高熱源機(jī)器的工作性能，而特殊水泵的使用可以改變送水量，以達(dá)成節(jié)約水泵用電的 效果。中央空調(diào)控制也就是把管路、管件、或閥門等集中設(shè) 定控制流體的方式來提供冷氣，因此中央空調(diào)控制方式的組 合可以有效控制耗能，利于設(shè)計出合乎節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。

3.3 醫(yī)院照明自控系統(tǒng)的優(yōu)化管理

作為醫(yī)院正常工作、運(yùn)轉(zhuǎn)的主要組成部分，照明系統(tǒng)的 節(jié)能優(yōu)化管理顯得非常重要，尤其是對于夜間的突發(fā)手術(shù)而 言。針對醫(yī)院照明自控系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化管理，目前主要有以 下兩種措施：第一，嚴(yán)格控制公共區(qū)域照明，避免嚴(yán)重能量 浪費(fèi)現(xiàn)象。具體方法有：1)根據(jù)季節(jié)輪回編制照明狀態(tài)運(yùn) 行時間表;2)夜間照明系統(tǒng)只運(yùn)行最低的供電回路;3)增 加公共區(qū)域照明回路設(shè)計;4)根據(jù)光電感應(yīng)等方式控制照 明回路。第二，加強(qiáng)辦公區(qū)用電管理及安全控制。由于醫(yī)院行政管理的特殊性，下班后行政人員常有加班等情況，所以 無法直接關(guān)閉辦公區(qū)的電源總閘。有效解決辦法之一就是分 區(qū)進(jìn)行電量檢測和控制。比如下班后且無加班人員工作，便 可遠(yuǎn)程關(guān)掉電源，實現(xiàn)辦公室節(jié)能管理。此外，對于燈具的 參數(shù)自動配置，以及智能控制照明燈具的開啟，是照明自控 系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的兩大著力點。

4 結(jié)語

隨著我國醫(yī)療投入的不斷增長，衛(wèi)生保健的投入與產(chǎn)出 之間的差距也在持續(xù)拉大，因此迫切需要進(jìn)行節(jié)能方面的研 究。樓宇自動化控制系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，對 于新時期的醫(yī)院工程建設(shè)起著重要的作用。運(yùn)用科學(xué)理念和 決策建設(shè)節(jié)能型的綠色醫(yī)院不僅僅能夠降低醫(yī)院的運(yùn)行成 本，也可以減輕社會對醫(yī)療衛(wèi)生的運(yùn)行投入。這無論對醫(yī)院、 設(shè)計者、乃至整個社會來說都具有現(xiàn)實意義。

[1]宋文軍，劉正鋼.計算機(jī)自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)建與臨床應(yīng) 用[J].醫(yī)學(xué)信息(中旬刊)，2011，24(6).

[2]詹永.淺析樓宇自控系統(tǒng)在醫(yī)院中的應(yīng)用[J].黑龍江科 技信息，2010(2).

[3]張志斌，彭望清，李躍進(jìn)，等.淺談樓宇自控系統(tǒng)在醫(yī)院 建筑中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)療前沿，2009，4(16).

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