带绿色新风控制的高校类建筑环境智能调节系统应用研究

张慧娜

（天津大学仁爱学院）

带绿色新风控制的高校类建筑环境智能调节系统应用研究

张慧娜

（天津大学仁爱学院）

室内环境质量和高效运营管理是绿色建筑的两个重要环节，通过与高校类建筑现有调节系统的比较，提出了带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统的具体实施方案。

新风控制；智能调节；高校建筑

1 引言

随着我国高等教育的发展，高校建筑节能已成为节能工作的一项重要任务。校园建筑类型繁多、数量庞大。调查发现，我国高校在校学生人均能耗和单位建筑面积能耗均高出全国人均能耗和全国居民建筑单位面积能耗。可见高校建筑存在较大的节能潜力。绿色建筑是建设两型社会的重要举措，室内环境质量和高效运营管理是绿色建筑的两个重要环节。室内环境质量调节强调改善用户的热舒适效果，提高室内空气品质，从而提高教学和办公效率。高效运营管理环节强调节能管理，实现高效用能，减少能耗浪费。

2 高校校园建筑能耗特点

高校校园建筑主要能源消耗在行政办公建筑、教学楼建筑和学生宿舍；其建筑能耗占高校总体能耗的绝大部分，校园建筑用能季节性突出，各建筑功能相对单一且各建筑间能耗相互关联密切，特征鲜明。高校校园中的行政办公建筑与普通的行政办公类公共建筑一样，大都有电脑、打印机等办公用电设备，还有空调、电梯、照明设备和电热水炉等基础用电设备。行政办公建筑能耗主要与人员数量、工作时间和用电设备使用情况有关。教学楼是高校建筑的重要组成部分，是学生上课和自习的主要场所，利用率普遍较高。大部分教学楼能耗设备以照明用具和多媒体教室的投影设备为主，夏季增加风扇耗电和少量空调耗电。影响教学楼建筑能耗主要因素包括建筑等级和教室使用率。随着人们生活水平的提高，高校教室空调的安装率会越来越高，势必会带来较大的能耗增长。

3 传统调节模式

室内人员密集并且长期处于一个密闭的环境中，室内的粉尘、呼出的污浊空气、昏暗或过强的灯光等降低了学习和工作效率，甚至会影响同学们和工作者的身体健康，因此教室内与办公室内空气质量和环境控制至关重要。通过改善室内的采光条件、通风条件，改善教师的授课和学生学习的环境，减轻学习工作过程中的身体负担，有益于身心健康发展，显著提高教育质量和办公效率。现有的一些建筑项目中，教室或办公室内安装了环境质量控制和节能监测两套系统，两套系统完全独立，很难实现协同工作。由于采用不同厂家的环境监测产品、调节控制产品，通讯协议复杂，增加了通讯转换环节，降低了系统的稳定性，提高了集成安装难度，增加了建设成本。

4 带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统

现有市场项目由于环境监测和调控是独立的系统，缺少智能的控制单元，无法综合分析用户衣着和劳动状态，无法量化计算室内热舒适度，无法给出最佳的设备控制策略。本研究的目的在于提供了带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统，该系统通过采集相邻层教室和办公室内环境参数如温度、湿度、光照等数据，在保证室内空气品质和环境质量的同时，控制办公设备；在保障室内空气品质和环境质量的同时，降低了设备能耗。可实现多层同时动态化智能控制；其监测结果可通过显示屏直接显示，便于查看结果且监测结果更可靠。为实现上述目的，本研究采用的技术方案为带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统。

4.1 具体实施方式

该系统包括交互模块l、显示模块2、电源模块3、数据存储模块4、数据发送端5、上层建筑物6、下层建筑物7（见图1）；交互模块l包括中心处理单元8、上层吸气泵9.1、下层吸气泵9.2、左侧排气泵10.1、右侧排气泵10.2（见图2）。

交互模块l设置在上层建筑物6、下层建筑物7的中间位置，显示模块2、电源模块3、数据存储模块4、数据发送端5分别与交互模块l连接。上层建筑物6、下层建筑物7的窗户均设有进气口和出气口，进气口和出气口分别设有在上层建筑物6、下层建筑物7的两相邻侧边。上层吸气泵9.1、下层吸气泵9.2分别设置在上层建筑物6、下层建筑物7的进气口处。左侧排气泵10.1、右侧排气泵10.2分别设置在上层建筑物6、下层建筑物7的出气口处。中心处理单元8分别与上层吸气泵9.1、下层吸气泵9.2、左侧排气泵10.1、右侧排气泵10.2连接。交互模块l的中心设有空气交互管道，通过空气交互管道与外界相连。所述数据发送端5与上层建筑物6、下层建筑物7内的数据接收端通过蓝牙连接的方式交互。所述上层吸气泵9.1、下层吸气泵9.2的进气口处设有温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器。

4.2 本研究的效果

与现有技术相比，本研究具有如下有益效果。

1）实现了教室和办公室多种环境参数的监测与设备的自动控制，提高了自动化控制水平、提高了效率。

2）本系统采用交互模块及中心处理单元，数据传输和控制命令透明化，采用嵌入式芯片智能系统综合分析室内环境的综合状态，量化计算室内热舒适度，制定出最佳的设备控制策略。

3）本系统设有数据发送端，数据发送端综合无线通信进行数据传输，使得建筑物内的空气质量被明显监测。

图1 带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统的连接示意图

图2 带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统的交互模块结构示意图

5 结束语

带绿色新风控制的建筑环境智能调节系统在保障室内空气品质和环境质量的同时，降低了设备能耗。通过监测数据还可以对建筑能耗数据进行分析，对用能情况给出合理评价，结合高校建筑的特点，充分考虑校园驻地气候条件、经济水平、校园用能设施、能耗结构、校园规模等大量相关信息，对高校类建筑用能进行合理的分析、评价，为用能管理和节能改造提供指导依据。

[1] 王立,雷梁,俊强,等.基于能耗统计数据库的能耗评测方法研究[J].山东建筑大学学报.2010,25(2)：109-113.

[2] 孙国林,鹿世化,李奇贺.高校校园建筑能耗定额研究初探[J].南京工业职业技术学院学报,2011,11(4)：58-60.

[3] 王旭东. 试论高校校园能源管理网络平台之构建[J]. 职业教育研究, 2011(3)：17-19.

Application Research of Building Environment Intelligent System with Green New Wind Control for University Building

ZHANG Hui-na

(Renai College of Tianjin University)

Indoor environment quality and highly eff i cient operation management are the two important link of the green building, comparing with University building the existing regulation system, put forward the concrete implementation plan of Building Environment Intelligent System with Green new wind control.

new wind control; intelligent adjustment; university building