智能建筑暖通空調系統優化分析實踐

摘? ? 要：隨著節能環保理念的深入人心，在建筑領域，為實現更加高效節能和環保的效益，就必須從智能節能電氣設計著手，從實現智能建筑目標考慮進行電氣節能優化設計和施工。本文主要圍繞智能建筑優化設計，對智能建筑與暖通空調系統設計進行分析介紹，探討了智能建筑暖通空調系統優化原則和優化的具體措施，為實現最佳的優化效果，使暖通空調系統達到最佳效果，保證系統的運行效率和運行效果，必須充分考慮智能建筑節能標準，并根據工程實際進行合理的系統結構與參數設置，對空調系統的傳感器、控制器和網絡等進行優化。

關鍵詞：智能建筑;暖通空調;系統優化

1? ?智能建筑節能概述

1.1? ?智能建筑的含義

智能建筑是社會主義市場經濟發展的產物，是在節能環保的理念下，為實現建筑事業可持續發展而出現的建筑類型。通過智能建筑的設計可有效達到節能環保的目的，提高能量的利用率、減少環境污染。因此，應圍繞智能建筑節能的標準，對智能建筑各個電氣項目進行優化設計，采用新型高效節能環保的材料，不但可以營造綠色環保的居住環境，而且也減少了能源的消耗，降低了工程整體的成本。智能建筑實現了自身使用功能、結構布置和系統服務的最優化組合，能夠達到高效節能、環保舒適的人性化建筑設計要求，是對傳統建筑的突破，綜合利用了計算機網絡技術和建筑技術，對于實現建筑業的可持續發展具有重要意義。建筑智能工程由5A自動化系統構成，包括通訊自動化（CA）、辦公自動化（OA）、樓宇自動化（BA）、消防自動化（FA）和保安自動化（SA），智能建筑實現了這五個系統的集成化管理和信息共享。

1.2? ?BA控制系統簡介

BA控制系統即建筑自動化系統，該系統是一個對建筑內所有機電設備進行集中化管理和控制的綜合化系統，由暖通專業空調新風機組、送排風機、給排水專業的集水坑和排水泵、電器專業的電梯、變配電和照明系統組成。在建筑內，通過自動化控制系統和內部最優化控制程序實現對機電設備的集中化監控與管理，其中空調新風機組和送排風設備是否節能對于整個建筑的節能目標實現起著決定性作用，所以必須加強對暖通空調系統的節能設計和節能控制，做好日常運行維護才能減少設備故障概率、降低運行維護的成本。

2? 智能建筑暖通空調系統的優化

暖通空調系統是智能建筑電氣設計優化的重要組成部分，其主要作用是為建筑內部提供通風、采暖、空氣調節，為居住者提供綠色環保和舒適安全的居住環境。即暖通空調系統不僅可以滿足居住者供暖制冷的需求，而且還能及時進行室內外空氣交換，使建筑內正常通風。在智能化系統中，有關暖通空調系統的設計優化，是從綠色環保的目標出發，充分利用好數字通信、計算機網絡、系統控制等技術，共同構建一個智能化系統的智能建筑。具體來說，對于智能建筑暖通空調系統的優化設計措施如下。

2.1? ?智能建筑暖通空調系統能量管理優化和控制系統優化

對智能建筑內部的所有電氣設備，應集合成一個系統，從而實現對各設備的集成化管理，實現信息共享、提高管理能力的目標。為充分發揮暖通空調系統在智能建筑中的作用以及取得良好的建筑經濟效益，可采取以下智能化工程優化設計辦法。第一，應結合暖通空調系統的結構和參數設置要求合理設計匹配的參數，使暖通空調系統達到最佳的狀態，提高暖通空調系統的使用效率和應用效果，降低系統設備投資運行的成本。第二，采用定量狀態模擬來減少暖通空調系統控制的環節，使暖通空調系統運行更加安全穩定，降低設備發生故障的可能性，使暖通空調系統運行得到優化。

2.2? 智能建筑暖通空調系統優化措施

（1）智能建筑BA系統控制策略優化。建筑空氣處理器的DDC采用PID控制，所以對于PID參數的設置是否合理直接關系著空調控制系統能否正常穩定且持續性的運行。當PID系數較高時， 空調對建筑室內溫度變化的反應曲線將上升，導致DDC控制系統穩定性缺失;而當PID系數較低時也容易導致溫度變化曲線上升緩慢且設定溫度過渡的過程邊長。因此在實際建筑工程設計時，對于暖通空調系統的節能控制采取的是室內外焙值比較法、一氧化碳和二氧化碳等濃度檢測法，從而可確定的是空調的新風量，然后靈活使用各種技術手段來實現智能的效果，使空調系統工作達到最佳。比如在大型商場潮濕、辦公口等場合，可通過計算機程序自動開啟空氣處理機或新風機，這樣可實現空氣的自動化交換，不但可節約能源而且也營造了良好的室內環境。

（2）智能建筑BA系統控制權優化。BA控制系統在設計和運行時遵循的是中央集中化控制的原則，集中管理可以實現信息的共享，能夠及時發現運行異常問題并進行處理，但是在有些地方，比如會議室，將空調和新風系統設置功能放在現場更加符合使用者的需求，因為中央控制站控制的空調溫度或高或低于使用者需要。但是DDC處理機自身不能實現這樣的功能，需要借助專用設備，比如在VRV控制面板上進行功能設定，使使用者使用時更加方便。

（3）智能建筑BA系統直接數字控制器優化。BA系統可提供處理能力不同的DDC設備，DDC設備主要集中在冷凍機房和熱力站監控點，在這些地方還應該考慮使用大型直接數字控制器，目的是降低故障發生的概率、減少控制器之間的通訊從而有利于提高工作的效率。但是建筑內暖通空調系統中的空氣處理器、通風機等設備一般使用的是中小型控制器，隨著科學技術的發展進步，尤其是PLC技術的發展，可將其應用到BA系統直接數字控制器優化中，大大拓寬使用范圍，利用這種新型控制器后還能使空調通風設備更加穩定安全地運行。

（4）智能建筑BA系統控制網絡優化。BA系統控制網絡首先必須滿足設備靈活應用和范圍拓展的需要，此外應該考慮簡化控制網絡結構。當網絡結構過于復雜，比如分支和分級太多時管理難度較大，且可靠性大大下降，容易在設備運行中出現各種各樣的故障。為此，為降低風險，減少投資成本，對于中小型的控制系統盡量使用基于總線的網絡控制系統，優化系統設計，采用科學合理的設計手段來簡化系統結構，避免系統過于復雜。對于大型工程而言，則應將樓層網絡分級來滿足大型工程對控制系統的特殊需要。

（5）BAS監控中心優化。BAS監控中心的作用是對整個建筑的空調系統、通風系統和動力系統進行監督控制。在實際應用中，BAS監控中心往往和消防控制以及安保監控共用一室，且往往遠離冷凍機房和鍋爐房。因此，在這些地方遠程操控重要的暖通空調設備顯然無法滿足智能建筑節能目標的實現。為此，可對BAS監控中心進行設計優化，比如可設立監控分中心，并將分中心設置在冷凍機房與鍋爐房控制室，該分中心的責任是實現對冷凍機房與鍋爐房的監督控制，當然該分中心只局限在制冷和制冷設備的控制。

3? 結語

經本文分析討論后可知，BAS系統是降低建筑能耗的有效措施之一，對智能建筑控制系統進行整體優化有利于實現智能建筑的節能目標，通過對暖通空調系統中的執行器、傳感器和控制器等進行優化升級，使BA控制系統能更好地為空調通風系統提供服務，大大降低智能建筑的能源消耗，同時還能營造舒適環保的室內環境。

參考文獻：

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作者簡介：

龐宗乾，高級工程師，供暖、通風、空氣調節、制冷與熱泵技術等設計、施工、節能環保方向。