智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)用

■ 尹喜峰 張齊飛

大連方舟工程監(jiān)理咨詢有限公司

作為樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，節(jié)能也是其設(shè)置的目的，它基于軟件優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，并需要隨時(shí)檢測(cè)與控制。絕大多數(shù)的建筑物耗能較大的就是空調(diào)系統(tǒng)與照明系統(tǒng)，其中照明系統(tǒng)能通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的部分包括照明分區(qū)，分時(shí)段照明控制等，而空調(diào)系統(tǒng)則較多，例如，冷凍站內(nèi)冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)的啟停控制方式；冷凍水供水的預(yù)測(cè)控制(變溫差、變壓差)和冷卻水隨機(jī)控制(注：主要采用冷凍和冷卻水泵的變頻控制方式)以及最小新風(fēng)量控制等。

1 建筑物照明系統(tǒng)的節(jié)能

目前，照明系統(tǒng)的節(jié)能方式主要有兩種：一種是通過(guò)合理控制光源的通斷，對(duì)光源進(jìn)行保護(hù)，延長(zhǎng)光源的使用壽命，并且使光源能夠在合理的時(shí)間段開(kāi)通和關(guān)斷，充分降低電能的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能的目的。另一種是通過(guò)控制光源的電壓以改變光源的發(fā)光亮度，使光源發(fā)出的光線與周圍環(huán)境的光線配合，最大限度地利用自然光，從而達(dá)到節(jié)約電能的作用。

1.1 合理控制光源開(kāi)斷

通過(guò)合理設(shè)置開(kāi)通和關(guān)斷條件，能夠使照明系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間和周圍環(huán)境的條件（亮度、有沒(méi)人活動(dòng)等）自動(dòng)開(kāi)通或者關(guān)斷，使光源能夠在合理的時(shí)間開(kāi)通，保證電能的充分利用。同時(shí)，智能照明系統(tǒng)一般都具有較好的保護(hù)功能，可以有效避免過(guò)電壓和欠電壓對(duì)光源的不利影響，從而延長(zhǎng)光源的使用壽命。

我們將建筑物分為室內(nèi)公共區(qū)域與室外公共區(qū)域。在室外公共區(qū)域可以借用停車場(chǎng)工作照明、廣告照明以及標(biāo)識(shí)牌照明等，采用ABB公司的i-bas系統(tǒng)進(jìn)行工作照明分區(qū)以及分時(shí)段控制，實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制、集中控制、分散控制和應(yīng)急控制。

集中控制：在特殊情況下可以使用觸摸屏中央控制電腦進(jìn)行操作，比如陰雨大霧等特殊天氣，可以及時(shí)更改預(yù)制的開(kāi)閉時(shí)間，可監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際的開(kāi)閉情況、次數(shù)和時(shí)間。室外公共區(qū)域使用光線感應(yīng)器適時(shí)監(jiān)控，如某天天亮得較早，通過(guò)光線感應(yīng)器的信息反饋關(guān)閉照明可有效地節(jié)能，反之開(kāi)啟照明，利于節(jié)能。

分散控制：在相應(yīng)的操作區(qū)域我們也安置了智能控制面板，服務(wù)人員可以通過(guò)它進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，比如夜間緊急開(kāi)啟檢查等，智能控制面板也提供鎖定功能避免他人誤操作，可以任意設(shè)定鎖定方式也可以就地觸鎖定或通過(guò)觸摸屏中央控制電腦開(kāi)鎖關(guān)鎖。智能控制面板是低壓智能設(shè)備，內(nèi)部沒(méi)有強(qiáng)電接入，工作電壓是21V～30V直流電，所以任何形式的損壞或人為破壞都不會(huì)造成傷人事故，同時(shí)通過(guò)總線耦合器的過(guò)濾也不會(huì)造成系統(tǒng)的其他器件的損壞，這是極其安全的。

應(yīng)急控制：同時(shí)也提供了消防聯(lián)動(dòng)模塊，方式是由消防系統(tǒng)輸出一組或多組24V有源信號(hào)（低于1.5A），系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)連接，在遇突發(fā)事件時(shí)系統(tǒng)可關(guān)閉周邊照明，開(kāi)啟走道照明引導(dǎo)疏散。

1.2 自動(dòng)調(diào)節(jié)光源亮度

研究表明，人的眼睛對(duì)光強(qiáng)的感受是非線性的。利用這個(gè)原理，如果把照明亮度適當(dāng)降低而人卻不能覺(jué)察亮度的變化，這樣就可以節(jié)省電能。主控制器里存放著根據(jù)眼睛對(duì)光強(qiáng)的非線性關(guān)系編寫(xiě)的程序，亮度傳感器采集亮度數(shù)據(jù)送給主控制器，主控制器根據(jù)程序來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)照明，可以保持較好的照明效果，同時(shí)也達(dá)到節(jié)能的效果。

2 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)也是建筑物內(nèi)部消耗能源最大的系統(tǒng)，雖然空調(diào)系統(tǒng)能夠大大地提高人們?nèi)粘Ｉ畹氖孢m性，但在正常運(yùn)行過(guò)程中也造成了大量的能源消耗。相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查表明，建筑物內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗率是最大的，并且正在呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，加重了能源短缺的程度。因此使空調(diào)設(shè)備更加節(jié)能是非常有必要的，而將樓宇自動(dòng)技術(shù)與節(jié)能控制措施完美地結(jié)合，不僅能夠充分保證建筑物室內(nèi)的舒適性，還能在空調(diào)設(shè)備正常運(yùn)行的情況下大大減少電能的消耗，延長(zhǎng)空調(diào)設(shè)備的使用壽命，節(jié)省不必要的人力和資金的投入。

新風(fēng)系統(tǒng)主要功能是根據(jù)樓層的面積大小，輸送一定溫度的新鮮空氣量保證房間的空氣質(zhì)量。當(dāng)室外空氣烙值大于室內(nèi)空氣烙值時(shí)，新風(fēng)風(fēng)機(jī)采用最小新風(fēng)，當(dāng)室外空氣烙值小于室內(nèi)空氣烙值時(shí)，新風(fēng)風(fēng)機(jī)采用全新風(fēng)運(yùn)行，因?yàn)檫@樣能減少整個(gè)空調(diào)的能耗，而且還能有效改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。

樓宇自控系統(tǒng)不僅具有豐富的控制功能，而且有強(qiáng)大的管理功能化的界面設(shè)計(jì)。過(guò)濾網(wǎng)堵塞和風(fēng)機(jī)過(guò)障會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒管理人員落實(shí)清洗和維護(hù)，定期進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)。在使用過(guò)程中可以充分利用樓控系統(tǒng)的功能以及新風(fēng)機(jī)組空調(diào)機(jī)組的特點(diǎn)，根據(jù)時(shí)間程序進(jìn)行節(jié)能啟/停運(yùn)行。具體體現(xiàn)在間歇運(yùn)行使設(shè)備合理間歇啟停，但不影響環(huán)境舒適程度和工藝要求最佳啟動(dòng)，根據(jù)人員使用情況或生產(chǎn)工藝情況預(yù)先開(kāi)啟空調(diào)設(shè)備。夏天采取大風(fēng)量低溫度，冬天采取大風(fēng)量高溫度，房間溫度穩(wěn)定以后在低風(fēng)量下運(yùn)行。最佳關(guān)機(jī)根據(jù)人員下班情況或生產(chǎn)工藝情況提前停止空調(diào)設(shè)備。

變風(fēng)量控制(VAV)是一種新型的空調(diào)方式，在智能樓宇的空調(diào)中被越來(lái)越多地應(yīng)用。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，改變送風(fēng)的溫度和改變送風(fēng)量大小兩種控制方式都可以達(dá)到相同結(jié)果。采用變風(fēng)量系統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)能40%，而且系統(tǒng)只在冷熱負(fù)荷達(dá)到峰值時(shí)才使用最大風(fēng)量，因此可以大大降低能耗。VAV系統(tǒng)一般由帶變頻調(diào)節(jié)電機(jī)的空調(diào)機(jī)組和變風(fēng)量可調(diào)風(fēng)閥末端裝置組成。監(jiān)控內(nèi)容包括控制風(fēng)機(jī)的啟停并監(jiān)視風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)室內(nèi)溫度的大小啟動(dòng)調(diào)節(jié)新回風(fēng)門的大小和水閥的開(kāi)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，使室溫保持穩(wěn)定。

總而言之，樓宇自控在建筑節(jié)能方面起著功不可沒(méi)的作用，也有力地推動(dòng)了我國(guó)建筑節(jié)能的實(shí)施。我們相信，在節(jié)能減排的大趨勢(shì)下，樓宇自控也會(huì)將自己的功能發(fā)揮到更高境界，期待國(guó)內(nèi)樓宇自控技術(shù)能有更高層次的提升，全力打造一個(gè)建筑節(jié)能新時(shí)代。