暖通空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的應用分析

1.唐永登 2.谷孟強

（1.鄭州永越電子科技有限公司，河南 鄭州 450000；2.竹林松大科技股份有限公司，河南 鄭州 450000）

智能建筑發(fā)展是當前節(jié)能減排的迫切要求，是我國建筑事業(yè)發(fā)展的一個重點課題。建筑能耗即建筑使用能耗，包括采暖、通風、熱水供應、家用電器等方面的能耗，其中，以建筑采暖和空調(diào)能耗為主，占建筑總能耗的50%左右。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，暖通空調(diào)新產(chǎn)品、新技術、新材料的發(fā)展與創(chuàng)新起著至關重要的作用。因此，積極的發(fā)展暖通空調(diào)技術在智能建筑中的應用成為必要趨勢。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)的應用原則

（一）建筑規(guī)劃與設計。合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設計；合理設計建筑形體，以改善既有的微氣候；合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環(huán)境來改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關鍵部分莊要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內(nèi)部空問的合理分隔設計得以實現(xiàn)。同時川一借助相關軟件進行優(yōu)化設計。

（二）圍護結構。建筑維護結構組成部件的設計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有分本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%}6%，而節(jié)能卻可達20%-40%0通過改善建筑圍護結構的熱工性能，在夏季可減少建筑冷、熱消耗。首先提高圍護結構組成部件的熱工性能，一般通過改善其組成材料的熱工性能實現(xiàn)，然后，根據(jù)當?shù)氐臍夂颉⒔ㄖ牡乩砦恢煤统颍x擇圍護結構組合優(yōu)化設計方案。最后，評估圍護結構各部件與組合的技術經(jīng)濟可能性，以確定技術可行、經(jīng)濟合理的圍護結構。

（三）提高能源利用效率。節(jié)能建筑與綠色建筑是密不可分的，綠色建筑的含義為在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源，保護環(huán)境和減少污染為人們提供健康，適用和高效的使用空問，與自然和諧共生的建筑。集中體現(xiàn)為：可再生能源利用，熱回收技術與設備，建筑本體節(jié)能，被動式建筑。利用低位熱能和水源、土壤熱源的熱泵；高能效設備。分散式個別空調(diào)；變風量、變水量系統(tǒng)；置換通風及相關系統(tǒng)研究和應用；住宅空調(diào)方式；新風利用、蒸發(fā)冷卻技術應用。暖通空調(diào)能耗模擬、能量分析；建筑自動化技術；暖通空調(diào)與智能建筑。空調(diào)相關制冷技術研究應用進展；新型制冷型、天然制冷劑、含氯氟烴制冷劑替代物；新型制冷循環(huán)。

二、暖通空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑中的應用

由于暖通空調(diào)技術的發(fā)展和變化，特別是建筑市場競爭激烈，業(yè)務需求日益現(xiàn)代化和多樣化，我們充分重視國外技術的移植與引進。而節(jié)能、環(huán)保、綠色等概念的影響及我國能源結構的調(diào)整，對暖通空調(diào)設計的挑戰(zhàn)越來越嚴峻，因此，在暖通空調(diào)設計時要注重建筑節(jié)能的考慮。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，采取周密有效的建筑技術措施可以降低2/3--3/4的建筑能耗。因此在建筑規(guī)劃設計建造和使用過程中，在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適、衛(wèi)生、健康的條件卜，采取合理有效的建筑節(jié)能技術，有利于實現(xiàn)建筑節(jié)能和環(huán)保共進的目標。一般來說，實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術途徑為：盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時，大力開發(fā)利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。目前，我國的采暖空調(diào)能量近期增長速度已經(jīng)明顯高于能量生產(chǎn)的增長速度，因此，減少建筑的冷、熱能耗是降低建筑能耗總量的重要內(nèi)容。

（一）控制策略。空氣處理機的DDC通常采用PID控制，選擇合適的PID參數(shù)對空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是非常關鍵的。PID系數(shù)高，空調(diào)對室內(nèi)溫度波動的反應特性曲線陡，達到設定溫度的過渡過程較短；相反PID系數(shù)低，達到設定溫度的過渡過程較長。但并不是PID系數(shù)越高越好，否則易引起DD(控制系統(tǒng)失穩(wěn)，表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側的電動調(diào)節(jié)閥周期性的來回運動無法在固定開度上運行。PID能解決大部分場合的空調(diào)控制，但對于大熱慣性空調(diào)場合，僅僅依靠高的PID系數(shù)來提高空調(diào)機組對負荷變化的響應速度是不足以解決問題的。這時可以采用雙級控制，即分別在空調(diào)的送風道和室內(nèi)安裝溫度傳感器，室內(nèi)的溫度設定由主DDC控制器完成，水閥的驅(qū)動由副DD(根據(jù)風道溫度傳感器和主DDC的指令完成，由于風道溫度變化速度快于房問溫度的變化，這一控制方式加速了系統(tǒng)對溫度波動的響應。在實際的工程設計中，BA系統(tǒng)對空調(diào)的節(jié)能控制有多種手段可以采用，工程設計中可以視需要靈活運用，以達到最優(yōu)的效果。

（二）控制權。通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原則。有時也有其不便的一面。在某些場合(如會議彭將空調(diào)、通風系統(tǒng)的參數(shù)的設定功能放置在現(xiàn)場可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來實現(xiàn)。這類功能接近VRV控制面板的設定器給房問的使用者帶來極大的便利和舒適性，必要時應積極采用。

（三）直接數(shù)字控制器(DDC}。主流BA系統(tǒng)供貨商都能提供大中小不同處理能力的DD(，冷凍機房、熱力站監(jiān)控點是密集場合應優(yōu)先采用大型控制器，以減少故障率和控制器問的通訊。對空氣處理機、新風機、通風機一般采用中型或小型的控制器即可。近年來，可編程邏輯控制器件進步很快，其應用不再局限于工業(yè)場合，在空調(diào)通風的現(xiàn)場設備控制工程中不應將其排斥在外。

（四）控制網(wǎng)絡優(yōu)化。在滿足擴展性和靈活性的前提卜，控制網(wǎng)絡的拓撲結構應盡可能簡化、清晰，無論基于RS485總線或基于LonTalk總線的控制網(wǎng)絡都是如此。分支、分級多的網(wǎng)絡管理復雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓撲結構的網(wǎng)絡，這種布線設計的隨意性如果運用不當，在工程實踐中仍然是有技術風險的，并可能增加系統(tǒng)的投資。

（五）BAS監(jiān)控中心。BAS監(jiān)控中心負責監(jiān)控整個空調(diào)、通風、動力系統(tǒng)，一般與消防控制、安保監(jiān)控等合用一室。由于該機房通常遠離冷凍機房、鍋爐房，在這里遠程操作這些關鍵設備是不合適的。推薦的做法是在冷凍機房和鍋爐房現(xiàn)場控制室另設置一臺監(jiān)控分站，由該分站負責冷凍機、鍋爐監(jiān)控功能，并且該分站功能受權局限為冷熱源設備。