劉彬棟

摘要 節(jié)能降耗是我國(guó)目前實(shí)行的一項(xiàng)重要政策，旨在降低單產(chǎn)能耗、資源消耗，通過(guò)技術(shù)手段，提升生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)資源能源的利用率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。建筑行業(yè)作為三大傳統(tǒng)高耗能行業(yè)之一，通過(guò)運(yùn)用智能化手段實(shí)現(xiàn)其節(jié)能效果，將成為未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。本文分析了智能化控制的特點(diǎn)，分析了將其運(yùn)用于建筑節(jié)能的可行性，以期與同行交流。

關(guān)鍵詞 弱電；智能化控制；建筑節(jié)能

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的加快，我國(guó)的房地產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的需求也越來(lái)越大。然而，建筑行業(yè)作為傳統(tǒng)的高耗能產(chǎn)業(yè)，其單產(chǎn)能耗達(dá)到了發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍以上，因此，降低能耗，成為當(dāng)前各行業(yè)尤其是高能耗產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。節(jié)能建筑雖然成本較高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其全壽命成本遠(yuǎn)低于普通建筑，且符合綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念，擁有巨大的社會(huì)效益。智能化控制系統(tǒng)與節(jié)能建筑相結(jié)合，不但使建筑的能量利用率更加科學(xué)合理高效，而且使人們的生活更加方便，服務(wù)更加周到，給未來(lái)的建筑行業(yè)的發(fā)展指明了方向。

1“客觀”節(jié)能建筑技術(shù)

1.1建筑物傳熱處理

由熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)可知，建筑物傳熱的方式主要有熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流3種方式。其中熱傳導(dǎo)主要是指固體中的傳熱，而熱對(duì)流多發(fā)生在液體和氣體中。不同的物質(zhì)具有不同的熱傳遞性能。例如，金屬一般都是熱的良導(dǎo)體，木材、羽毛、棉麻、玻璃都屬于熱的不良導(dǎo)體，而石棉常用于絕熱材料。在建筑物中，鋼筋混凝土、瀝青等材料的熱輻射較大，符合材料的熱輻射則較小。因此，在修建建筑時(shí)，在不影響建筑物設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，合理使用不同的材料，有利于減少建筑物本身的熱傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

1.2合理選址，科學(xué)布局

建筑物在選址時(shí)，要綜合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、日照時(shí)間，應(yīng)盡量選擇日照時(shí)間充足的地方，解決建筑物采光取暖的問(wèn)題，避開風(fēng)口，減少季風(fēng)對(duì)建筑物的影響。尤其是冬天，可有效降低建筑物墻體的熱傳導(dǎo)，從而降低取暖造成的能源消耗。

1.3精心設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、氣候等因素，采用適當(dāng)?shù)耐鈮π问剑侠砜刂平ㄖ锿鈮Φ拿娣e和比例，做好建筑避風(fēng)遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)。

1.4科學(xué)選材

隨著科技的發(fā)展，大量新型建筑材料在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，新型墻體材料、復(fù)合墻板、新型節(jié)能玻璃墻面材料等，有利于實(shí)現(xiàn)建筑物節(jié)能。

1.5建筑技術(shù)

采用新型的外墻技術(shù)，例如歐文斯科寧保溫隔熱技術(shù)、電熱采暖節(jié)能技術(shù)、GKP型外墻保溫技術(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)建筑物節(jié)能。

2智能化控制在節(jié)能建筑中的具體應(yīng)用

2.1建筑遮陽(yáng)節(jié)能的智能化應(yīng)用

目前我國(guó)的建筑物遮陽(yáng)方式主要有內(nèi)部遮陽(yáng)和外部遮陽(yáng)兩種。其中內(nèi)部遮陽(yáng)主要是利用百葉窗和窗簾進(jìn)行遮陽(yáng)，減少太陽(yáng)光對(duì)室內(nèi)的直接照射，但缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射仍然會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)悶熱。外部遮陽(yáng)主要有屋頂遮陽(yáng)和墻面遮陽(yáng)，這些都屬于固定擋板式遮陽(yáng)方式，不能根據(jù)太陽(yáng)的照射角度進(jìn)行調(diào)整，遮陽(yáng)效果不太理想。為消除傳統(tǒng)遮陽(yáng)方式的弊端，設(shè)計(jì)出了智能光伏遮陽(yáng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，充分利用太陽(yáng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.2建筑物通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能的智能化應(yīng)用

與傳統(tǒng)建筑相比，現(xiàn)代化建筑占地面積更大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，因此對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的要求也就更高。在現(xiàn)代智能建筑中，通風(fēng)設(shè)備主要分為風(fēng)機(jī)和空調(diào)兩類。其中空調(diào)，尤其是大型建筑安裝的中央空調(diào)，更成為能耗主要的設(shè)備。中央空調(diào)系統(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)口眾多，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣不僅將影響到設(shè)備的使用，而且會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。

基于此，筆者通過(guò)對(duì)中央空調(diào)工作原理進(jìn)行梳理，提出以下中央空調(diào)智能系統(tǒng)方案，從而最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)能要求。該系統(tǒng)中，冷凍機(jī)房以西門子PLC300控制器為白控系統(tǒng)核心，基于西門子WINCC6.0組態(tài)平臺(tái)，靈活高效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)機(jī)房的監(jiān)控與管理，從而達(dá)到節(jié)能目的。其中，工控機(jī)放置于機(jī)房旁的管理室內(nèi)。具體結(jié)構(gòu)如圖1。

其具體作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，根據(jù)建筑內(nèi)部環(huán)境，合理控制相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能目的。其監(jiān)控功能主要包括：設(shè)備運(yùn)行裝填監(jiān)控和啟?？刂?、冷凍水泵及冷卻水泵控制、冷卻水塔控制、熱水泵控制、補(bǔ)水控制和環(huán)路電動(dòng)閥控制等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，該監(jiān)控系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)異常報(bào)警和設(shè)備故障報(bào)警，并將數(shù)據(jù)記錄備案，方便專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)處理工作。

在實(shí)際運(yùn)用中，以沈陽(yáng)某機(jī)關(guān)辦公大樓為例：蓋樓高44.85m，建筑面積34 785.02m2，其中北側(cè)高11層，南側(cè)高10層。該建筑物安裝有中央空調(diào)系統(tǒng)，其冷源由地下室2臺(tái)水冷螺桿式冷水機(jī)組提供，溫度為7℃～12℃?？照{(diào)系統(tǒng)熱源由市政管網(wǎng)提供，初始水溫為90℃～110℃，經(jīng)板式換熱器換熱后，水溫為50℃～60℃?？照{(diào)夏季總冷負(fù)荷為3 000kW，冷指標(biāo)為85w/m2；冬季空調(diào)總熱負(fù)荷為2 000kW，熱指標(biāo)為57W/m2。

該系統(tǒng)通過(guò)3個(gè)完整周期的運(yùn)行過(guò)后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明其實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的節(jié)能目的要求：1）年均節(jié)約電能超過(guò)2070；2）優(yōu)化了設(shè)備運(yùn)行，消除了啟動(dòng)和停止時(shí)的水錘效應(yīng)；3）實(shí)現(xiàn)閉環(huán)全自動(dòng)控制，提升了自動(dòng)化水平，大幅降低操作難度和運(yùn)行成本；4）實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，大幅度降低了電機(jī)啟動(dòng)電流，有效減少了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

2.3智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑物照明系統(tǒng)中，往往需要人工進(jìn)行管理，致使經(jīng)常出現(xiàn)忘記關(guān)燈的現(xiàn)象，造成了大量電能的浪費(fèi)。而智能照明系統(tǒng)，可以很好地解決這一問(wèn)題，必滿不必要的浪費(fèi)。例如，筆者對(duì)RH 2000型智能照明系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在移動(dòng)感測(cè)、光纖感知、光線調(diào)節(jié)、定時(shí)控制、紅外人體感應(yīng)、消防聯(lián)動(dòng)等方面均可實(shí)現(xiàn)完全白控，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)照明單元的精確控制。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)照明相比，該系統(tǒng)在相同條件下，節(jié)能達(dá)到2570以上。

3結(jié)論

能源是人類社會(huì)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)，節(jié)能降耗是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的必經(jīng)之路。隨著智能化技術(shù)的日益成熟，其在節(jié)能建筑的應(yīng)用，必將大大改善建筑行業(yè)高能耗的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)節(jié)能建筑、綠色建筑的健康發(fā)展。endprint