智能建筑中樓宇自控系統的節能應用

■ 尹喜峰 張齊飛

大連方舟工程監理咨詢有限公司

作為樓宇自控系統設計的要點，節能也是其設置的目的，它基于軟件優化來實現，并需要隨時檢測與控制。絕大多數的建筑物耗能較大的就是空調系統與照明系統，其中照明系統能通過樓宇自控系統實現節能的部分包括照明分區，分時段照明控制等，而空調系統則較多，例如，冷凍站內冷水機組臺數的啟停控制方式；冷凍水供水的預測控制(變溫差、變壓差)和冷卻水隨機控制(注：主要采用冷凍和冷卻水泵的變頻控制方式)以及最小新風量控制等。

1 建筑物照明系統的節能

目前，照明系統的節能方式主要有兩種：一種是通過合理控制光源的通斷，對光源進行保護，延長光源的使用壽命，并且使光源能夠在合理的時間段開通和關斷，充分降低電能的浪費，達到節能的目的。另一種是通過控制光源的電壓以改變光源的發光亮度，使光源發出的光線與周圍環境的光線配合，最大限度地利用自然光，從而達到節約電能的作用。

1.1 合理控制光源開斷

通過合理設置開通和關斷條件，能夠使照明系統根據時間和周圍環境的條件（亮度、有沒人活動等）自動開通或者關斷，使光源能夠在合理的時間開通，保證電能的充分利用。同時，智能照明系統一般都具有較好的保護功能，可以有效避免過電壓和欠電壓對光源的不利影響，從而延長光源的使用壽命。

我們將建筑物分為室內公共區域與室外公共區域。在室外公共區域可以借用停車場工作照明、廣告照明以及標識牌照明等，采用ABB公司的i-bas系統進行工作照明分區以及分時段控制，實現時間控制、集中控制、分散控制和應急控制。

集中控制：在特殊情況下可以使用觸摸屏中央控制電腦進行操作，比如陰雨大霧等特殊天氣，可以及時更改預制的開閉時間，可監控系統實際的開閉情況、次數和時間。室外公共區域使用光線感應器適時監控，如某天天亮得較早，通過光線感應器的信息反饋關閉照明可有效地節能，反之開啟照明，利于節能。

分散控制：在相應的操作區域我們也安置了智能控制面板，服務人員可以通過它進行現場操作，比如夜間緊急開啟檢查等，智能控制面板也提供鎖定功能避免他人誤操作，可以任意設定鎖定方式也可以就地觸鎖定或通過觸摸屏中央控制電腦開鎖關鎖。智能控制面板是低壓智能設備，內部沒有強電接入，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造成傷人事故，同時通過總線耦合器的過濾也不會造成系統的其他器件的損壞，這是極其安全的。

應急控制：同時也提供了消防聯動模塊，方式是由消防系統輸出一組或多組24V有源信號（低于1.5A），系統可與消防系統連接，在遇突發事件時系統可關閉周邊照明，開啟走道照明引導疏散。

1.2 自動調節光源亮度

研究表明，人的眼睛對光強的感受是非線性的。利用這個原理，如果把照明亮度適當降低而人卻不能覺察亮度的變化，這樣就可以節省電能。主控制器里存放著根據眼睛對光強的非線性關系編寫的程序，亮度傳感器采集亮度數據送給主控制器，主控制器根據程序來自動調節照明，可以保持較好的照明效果，同時也達到節能的效果。

2 空調系統的節能

空調系統也是建筑物內部消耗能源最大的系統，雖然空調系統能夠大大地提高人們日常生活的舒適性，但在正常運行過程中也造成了大量的能源消耗。相關數據調查表明，建筑物內部空調系統的能源消耗率是最大的，并且正在呈現不斷上升的趨勢，加重了能源短缺的程度。因此使空調設備更加節能是非常有必要的，而將樓宇自動技術與節能控制措施完美地結合，不僅能夠充分保證建筑物室內的舒適性，還能在空調設備正常運行的情況下大大減少電能的消耗，延長空調設備的使用壽命，節省不必要的人力和資金的投入。

新風系統主要功能是根據樓層的面積大小，輸送一定溫度的新鮮空氣量保證房間的空氣質量。當室外空氣烙值大于室內空氣烙值時，新風風機采用最小新風，當室外空氣烙值小于室內空氣烙值時，新風風機采用全新風運行，因為這樣能減少整個空調的能耗，而且還能有效改善室內空氣品質。

樓宇自控系統不僅具有豐富的控制功能，而且有強大的管理功能化的界面設計。過濾網堵塞和風機過障會發出聲光報警，提醒管理人員落實清洗和維護，定期進行設備的保養。在使用過程中可以充分利用樓控系統的功能以及新風機組空調機組的特點，根據時間程序進行節能啟/停運行。具體體現在間歇運行使設備合理間歇啟停，但不影響環境舒適程度和工藝要求最佳啟動，根據人員使用情況或生產工藝情況預先開啟空調設備。夏天采取大風量低溫度，冬天采取大風量高溫度，房間溫度穩定以后在低風量下運行。最佳關機根據人員下班情況或生產工藝情況提前停止空調設備。

變風量控制(VAV)是一種新型的空調方式，在智能樓宇的空調中被越來越多地應用。當室內環境溫度發生變化時，改變送風的溫度和改變送風量大小兩種控制方式都可以達到相同結果。采用變風量系統的中央空調系統可節能40%，而且系統只在冷熱負荷達到峰值時才使用最大風量，因此可以大大降低能耗。VAV系統一般由帶變頻調節電機的空調機組和變風量可調風閥末端裝置組成。監控內容包括控制風機的啟停并監視風機的運行狀態，根據室內溫度的大小啟動調節新回風門的大小和水閥的開度，來實現對溫度的控制，使室溫保持穩定。

總而言之，樓宇自控在建筑節能方面起著功不可沒的作用，也有力地推動了我國建筑節能的實施。我們相信，在節能減排的大趨勢下，樓宇自控也會將自己的功能發揮到更高境界，期待國內樓宇自控技術能有更高層次的提升，全力打造一個建筑節能新時代。