建筑環(huán)境與智能化設備在暖通空調中的應用

汪健

摘要：伴隨著我國建筑方面的不斷發(fā)展，人類對生活環(huán)境的改造，現代建筑在人居舒適方面已經有了很大的進步，從過去的非智能建筑到智能建筑，從過去的非生態(tài)建筑到生態(tài)建筑、綠色建筑。暖通空調的供熱制冷隨氣候與人居舒適度而自動調節(jié).在既已滿足建筑的基本功能的前提下，暖通空調已經開始考慮到建筑環(huán)境問題。在建筑發(fā)展的過程中，環(huán)境問題是一項值得人們高度關注的問題。

關鍵詞：建筑環(huán)境；智能化設備；能源消耗

前言

近年來，隨著社會的發(fā)展和城市化進程的不斷加快，現代建筑日新月異，已不再是過去的平房或低樓層、格局死板的建筑，出現了大量新型建筑體系，對內部的設備也提出了更多和更高要求。因此，迫切需要能適應現代建筑發(fā)展的高級工程技術人才。目前，在我們居住的城市，絕大部分地區(qū)都可以享受到良好的水電暖服務。這些設備和條件為日常生活提供了很大方便，使我們能在一個舒適的環(huán)境中度過美好的時光。

1建筑環(huán)境與暖通空調能耗概述

我國傳統的建筑業(yè)對于環(huán)境的破壞與污染非常大，傳統的建筑業(yè)與環(huán)境的關系是純粹的予取予奪，是自然反過來適應建筑，這樣做的惡果必然是人類激怒自然，自然以災難對人類還以顏色。建筑與生態(tài)之間的正確關系，應該是建筑較少擾動生態(tài)，建筑與生態(tài)融為一體。這種做法雖然看似較為困難，但是，實際上卻是可行的。尤其是在暖通空調領域中有許多方法可以將建筑與生態(tài)之間的關系形成協調的自然關系。二者之間互相聯系，互相促進。進行深層研究，我們發(fā)現暖通空調的最大能耗就是供熱與制冷，而這兩點的決定因素就是暖通空調系統中由用戶產生的冷熱負荷參數，這兩項參數決定了空調的運行工況與系統配置。內部用戶的需求是一種內部負荷，而外部環(huán)境的影響則構成了暖通空調的外界負荷。所以針對暖通空調的節(jié)能降耗必須從這兩方面人手加以解決。在實際施工過程中我們發(fā)現建筑物的朝向位置，以及建筑過程中的圍護、門的材料、窗的密封狀況大小以及形狀等都會對暖通空調的負荷產生極其重要的影響，而綠色建筑正是在這些方面下足了功夫。

圍護結構包括外圍結構和內圍護結構。外圍護結構主要包括屋

面、外墻和窗戶；內圍護結構主要包括地面、頂棚、內隔墻等。在采暖建筑中，圍護結構的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的。由此可見改善圍護結構的熱工性能對于暖通空調節(jié)能具有重要意義。

規(guī)劃設計時建筑節(jié)能設計的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設計應從建設選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風主導方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構成等方面進行研究。以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境；有利于節(jié)能，充分重視和利用太陽能、冬季主導風向、地形和地貌，利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設計就是分析成氣候的決定因素、輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響，通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進行充分利用、改造，形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。

2建筑環(huán)境與暖通空調能耗的節(jié)能

在室內環(huán)境方面的改善對于人居尤為重要，宜居的環(huán)境是建筑與暖通空調必須首先加以保證的最重要的關鍵點，因為環(huán)境品質的高低直接決定了人居的體驗。室內環(huán)境品質包括聲、光、熱等諸多環(huán)境物理因素以及室內空氣品質中的諸多物理、化學因素。綠色建筑的室內環(huán)境應與地球生物圈的生態(tài)環(huán)境協調、融合。“以人為本”的室內環(huán)境首先要滿足人的生物特性，即節(jié)能和環(huán)保并不是以影響居住者的健康和降低居住者的工作效率為代價。因此，綠色建筑是資源和能源的有效利用、保護環(huán)境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑。在實際的工程設計中，人們已經能夠從制冷方式和空調方式出發(fā)采取許多降低能耗和提高能源利用效率的措施。

空調系統對于環(huán)境的影響很大，一部分原因是與監(jiān)測以及維護的缺乏有關，在我國目前的物業(yè)管理隊伍之中還很難找到較為專業(yè)的精通暖通空調的管理人員，因此，對于暖通空調的一些較為專業(yè)的維護工作無法按照預理順利完成。同時，暖通空調的降耗節(jié)能與建筑物的環(huán)境的友好卻是工作過程中所不可或缺的一個過程。

今天，世界的有識之士們已經開始就建筑環(huán)境與暖通空調對于生態(tài)環(huán)境的影響問題進行了廣泛的研究。聯合國的環(huán)境開發(fā)署已經多次向全球通報環(huán)境的問題的嚴重性，我們全人類共同的地球每一個人都有義務對其加以愛護，減少暖通空調的能耗，保護建筑環(huán)境，促進人類與自然、與環(huán)境的和諧發(fā)展人類的未來才能夠得以生存與發(fā)展。縱觀世界經濟的發(fā)展，在工業(yè)革命之后的短短百年，人類已經創(chuàng)造出了以往全部歷史都未能創(chuàng)造出來的巨大的物質文明，但是在這強大的物質文明的背后，是自然與生態(tài)的無聲哭泣，這種無聲的哭泣只有給人類帶來巨大的災難的瞬間，人類才能暫時的警醒，當災難過去，人類就又開始了我行我素的下一輪對生態(tài)與環(huán)境的破壞。對比某些歷史資料片，我們可以清晰看到百年前的自然是野性的自然，而現在的自然則是完全被人類破壞了的自然。也許會有人有疑問，為什么要針對建筑與暖通大談生態(tài)與環(huán)境問題，這個疑問在看了全球能耗比例就會釋然，在全球的能耗比例之中，人類消耗于建筑之中的能耗是全部能耗的百分之五十，在這百分之五十之中，暖通空調所占的比重已經高達百分之三十至百分之五十，由此可見，研究建筑環(huán)境的能耗問題，研究暖通空調的能耗問題對于節(jié)能減排至關重要。

3智能化設備在暖通空調系統中的應用

空調系統的智能控制就是運用節(jié)能中的應用計算出智能控制器并配合其他的一些儀器對空調系統的設備和運行參數進行有效的控制，從而達到運行節(jié)能的目的。目前應用于空調系統的智能控制技術主要是模糊控制和神經網絡控制技術。這兩種控制已經應用于許多領域，這些模糊控制在中央空調中的應用提供了理論基礎和時間經驗。

最近幾年，有人已經研究了相對較先進的智能化管理設備。主要是通過實時監(jiān)控各個設備的運行情況，收集設備運行數據，通過中央處理器對收集到的數據進行分析處理，快速判斷出各設備的當前的運行狀況。HVAC系統是一個具有關聯性的系統，在眾多的運行數據中，只要有一個運行數據不正常，則會牽連其他數據變化，以小到大，影響整個系統。

即便HVAC系統相對復雜，但層次分明，由眾多子系統組成。所以一旦發(fā)生故障，它總是屬于某個層次的，這個層次的某幾個參數就會變化。從而根據提出的診斷模型，對各個參數進行分析，做出正確的診斷。不同的研究對象要選擇不同的參數。

針對制冷系統。空調系統的內在參數直接反映系統的性能，所以這些內在參數經常被先做特征參數。但有些故障只靠內在特征參數是不能及時準確的分辨出來的。故可以利用內在間接特征參數與實驗，理論分析相結合確定變化范圍。除此之外，還可以利用外在參數進行故障研究。也就是通過對各種設備的電機的用電情況進行系統檢測，通過各種外在參數與用電情況的關系來檢測故障。

針對供暖系統。HVAC系統主要是研究制冷系統的故障，對供熱系統的故障研究相對較少。HVAC系統主要是從兩個方面檢測供暖系統的故障的：一個是預處理器，一個是分類器。各種方法和各種特征參數是針對不同的研究對象而言的，要因材施教，不能一概而論。這樣才能正確的判斷故障原因從而快速解決故障。

通過以上簡要的分析，知道了要解決特征參數，然后故障需要找到不同的空調系統的將這些參數匯總，構建一個數據庫，方便通過故障參數數據與正常狀態(tài)的數據相對照，進而判斷系統的運行情況是否正常。

數據庫建立好了后需要訓練和改進，實時更新。因此需要編制軟件，將各個模塊聯系起來，實現人機對話。最后利用專業(yè)知識來訓練。在系統設計好投入使用之前必須先進行實驗系統運行，在實驗過程中找到不足之處，加以改進，從而滿足實際需要。

4結語

綜上所訴，不論是建筑環(huán)境還是設備都對暖通空調系統有著很大的影響。通過上文可以看出：雖然設備的智能化在暖通空調中的應用還有不足之處，有很多問題需要進一步的探究與討論，但是智能設備的應用還是產生很大的效果。另外，建筑生態(tài)環(huán)境的觀念在我國建筑設計特別是暖通空調系統設計中的地位還不突出，因此，需大力宣傳建筑生態(tài)環(huán)境理念及指導觀念，這是暖通空調系統發(fā)展的必然趨勢。