智能建筑节能技术的应用

　　一.商业建筑智能化与节能的重要性

　　据有关统计，写字楼和酒店等商业建筑中空调、照明、电梯等系统的耗能情况大致如下：①空调：写字楼空调耗能占总耗能的比例平均为60%，其下限为50%，上限不高于70%;酒店HVAC(热、通风和空调控制)耗能占总耗能的比例为44%。②照明：写字楼照明耗能占总耗能的比例为23%～55%，平均26%;酒店照明耗能占总耗能的比例为29%。⑧电梯：写字楼耗能占总耗能的比例为8%，酒店电梯耗能占总耗能的比例为10%。

　　从以上统计数据来分析，不难看出，对空调和照明系统的智能化监控调节对于商业楼宇建筑节能十分重要。

　　二.智能建筑的节能措施

　　2.1提高室内温湿度控制精度

　　室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。据相关统计资料表明，如果在夏季将设定值温度下调l℃，将增加9%的能耗，如果在冬季将设定值温度上调1℃，将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为：温度为±1.5℃，湿度为60%±5%的变化范围。

　　一般的建筑空调设定往往是夏季室温过冷(低于标准设定值)或冬季室温过热(高于标准设定值)现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的，同时也浪费了能源。采用了楼宇自控系统的智能建筑，不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外，还可以根据室外温湿度和季节变化情况，改变室内温度的设定，使之更加满足人们的需要，充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高，不但舒适性越好，同时节能效果也越明显。

　　2.2新风量控制

　　根据卫生要求，建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多，将增加新风耗能量。以上海地区酒店为例，在设计工况(夏季室温26℃，相对湿度60%，冬季室温22℃，相对湿度55%)下，处理一公斤室外新风量需冷量6.5kWh，热量12.7kWh，故在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。

　　新风量应该根据室内允许CO2浓度来确定，浓度值一般取0.1%(1000ppm)。采取固定新风量的方式是不够精确的，因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况，室外空气中C02浓度是变化的，同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化，所以最为合理的方式是根据室内或回风中的CO2浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足这些控制要求。

　　2.3机电设备最佳启停控制

　　(1)空调和新风设备的启停控制

　　办公和商场等建筑夜晚是不需要空调的，因此不开空调，为了保证工作开始时室内环境的舒适，就需要提前对建筑进行预冷、预热，另外室内温度是惯性很大的被控对象，提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，楼宇自控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的空调启停宽容时间，达到节能的目的;同时在预冷、预热时，关闭室外新风阀，不仅可以减少设备容量，而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。

　　(2)照明设备的开关和亮度调控

　　商业建筑中照明的能源消耗要占整个能源消耗的很大部分，其中公共照明最容易产生能源浪费。采用智能照明控制系统后，可以使系统工作在全自动状态，按预先设定的若干基本状态进行工作。这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换，并将照度自动调整到工作最合适的水平。在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，当天气发生变化时，系统能够自动将照度调节。当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，并极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统的探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。系统还能够通过“楼层管理器”使办公区，楼梯间等公共区域的灯协调工作。当办公区内有人工作时，楼梯间及走道等公共区域的灯就保持基本亮度，只有当所有的办公区域内的人走完后才将灯调到安全状态或关闭。此外，还可以通过手动编程控制面板和遥控编程器，随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。

　　(3)机电设备启闭与用电高峰的协调、控制

　　在实行多种电价的地区，利用楼宇自控系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。

　　2.4空调水系统平衡与变流量管理

　　空调系统的节能控制算法是智能建筑节能的核心，通过科学合理的节能控制算法，不但可以达到温度环境的自动控制，同时可以得到相当可观的节能效果。

　　空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换，因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关，同时更与冷热供水流量与热效率相关。通常在没有采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理时，常规的做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法，结果温湿度控制精度很差，能量浪费也是极其明显的。这是由于在恒定的供回水压力差之下，自平衡能力很差，流量值与实际热交换的需要量相差甚远，往往因而造成温湿度失控，能量浪费和设备受损。