建筑智能化与节能高效

文｜北京新世纪饭店 张百良

建筑智能化与节能高效

文｜北京新世纪饭店 张百良

建筑智能化技术是现代科学技术在建筑领域的应用，已经成为现代高端建筑的“灵魂”。对于高星级饭店和高档物业，智能化控制系统更是必不可少的基础设施。搞好建筑智能化工程的建设和运行，是确保建筑物安全舒适和节能高效、满足用户使用要求、提高物业管理水平的必要条件。

建筑智能化控制工程包括三大系统：楼宇自控系统、消防保安设备自动化控制系统和办公自动化系统。这三大系统又可分为多个子系统，共同组成一个完整的控制网络。

这里先谈谈建筑智能化与节能高效的关系。楼宇自控系统是采用计算机控制、网络技术和自动化仪表，对大楼内的机电设备如空调通风、给水排水、供热供气、电气照明、声光数据等各类设备的运行状态进行实时自动监测和节能控制。楼宇自控系统主要由传感器、信号数据网、中央操作站、控制网和执行器五大部分组成。传感器采集现场数据，检测温度、湿度、压力、流量、液位等各类热工数据，以及电流、电压、功率因数等电力参数，将各种参数的信号通过数据传输网传送到中央操作站。操作站设置一台装有楼宇自控管理软件包的高性能计算机，其主要功能为集中监视整个楼内各机电设备的运行情况，显示被监控设备的位置、运行参数的图形及报表，进行被控参数的设定及系统生成，实行远程操作，实施各种优化及节能程序，及经济效益分析等，并定时打印报表及图形。计算机对设备的故障情况进行及时报警及诊断，并打印记录。中央操作站经计算机逻辑分析后发出指令，通过控制网络传输到现场受控设备的执行器，如电动调节阀、电磁阀、电动风门、电气开关等。执行器执行相应的命令，通过开关电源或变更阀片开启度的大小来调节流体的流量，从而达到控制空调环境温度、湿度及控制电源启停等目的，使各项运行参数达到规定的标准，满足居住者对舒适温馨环境的要求，并保证各机电系统和每台设备在高效节能状态下运行。

楼宇自控是一个系统化工程，应该从整体出发，做好全面规划设计。中央空调应考虑整体解决方案，空调系统运行的最大特点是负荷的不均衡性。在一年的不同季节，一天的不同时段，随着客流量的变化，外界气候的变化等，空调负荷是时刻都在变化的。过去的设计，在选用空调设备时，都是按照最不利情况下的最大负荷来计算，再乘上一个安全系数。实际上在一年中极大多数时间都没有达到满负荷运行，大多数情况下，空调设备都是“大马拉小车”，运行效率极低，这就造成了能源的极大浪费。解决这个问题，就必须依靠楼宇自动化控制技术，使设备按负荷的实际需要，随时调节输出功率，始终保持高效运行。这就需要采用基于负荷预测的动态控制技术，即模糊优化控制系统。

普通的变频控制方式采用恒压差或恒温差控制电机转速，用PID调节。这种方式能显著提高水泵的工作效率，处理起来也比较简单。但是这种方式仅仅关注了水泵节电，忽略了整个空调系统可能不匹配的问题，造成整体能耗上升。因冷冻水和冷却水循环控制相对独立，不能实现系统COP的综合优化控制。

空调冷冻水模糊预期控制技术，根据模糊预测算法模型和系统特性及循环周期，通过统计方法计算出制冷机的输出负荷，推理预测未来时刻系统的运行参数，达到冷冻水回水温度的精确控制。在保证服务质量的前提下，最大限度地利用温差空间，降低水泵能耗。该系统采用数据库对空调负荷的变化情况进行记录、统计、分析、运算和推理，根据历史情况，对下一时段的空调负荷进行预测，控制冷冻水流量；并通过对预测值与实测值的比较，进行动态评估和修正，实现了基于预测的冷冻水变流量的控制，使供水量与末端的需求量相匹配。同时根据外界温度湿度、制冷机冷凝器效率、冷却水泵特性、冷却塔效率，计算出系统在该冷冻水负荷状态下所需的最佳冷凝温度Ts，据此调节冷却水流量和冷却塔风量，从而达到整个系统转换效率（COP）的最佳效率控制。

搞好建筑智能化，首先需要精心设计，要有科学合理的设计方案，使系统选择、负荷计算、设备选型达到最优化。同时需要精心施工，选用优质的设备，进行全面细致的系统调试；竣工时必须移交完整准确的竣工图纸和设备资料，还需要精心管理。物业管理单位要有精通智能技术的运行管理人员，对智能系统设备进行日常的维护和保养。只有这样，才能实现物业管理的节能高效，创造出良好的经济效益。