浅析智能建筑节能的发展方向

〖摘要〗：从建筑可持续发展战略、工程技术经济性分析等方面分析了智能建筑的节能问题，对节能效益评估内容与方法进行探讨。

〖关键词〗： 智能建筑 机电设备最佳启停控制 绿色照明 照明设计 智能照明控制系统

在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，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。

1.机电设备最佳启停控制

对于办公和商场等建筑夜晚是不需要空调的，自然在夜里是不需要开空调，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.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想差甚远，往 往因而造成温湿度失控，能量浪费和设备受损。

通过对空调系统最远端和最近端(相对于空调系统供回水积水器而言)的空调机在不同供能状态和不同 运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知空调系统具有明显的动态特点，运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节着各台空调机的电磁阀， 控制流量进行相应变化，因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中，为了响应这种变化，供回水压力差必须随之有所调整以求得新的平衡。应通过实验数据建 立变流量控制数学模型(算法)，将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。

3.绿色照明理念设计

照明工程必须实施可持续发展战略，把节约放在首位，提高资源利用效率。因为绿色照明能节约电能，节约电能对保护环境具有重要意义。

建筑照明节能潜力主要包括电光源潜力、灯具潜力以及设计、运行管理等方面的潜力。从理论上讲，照明用电量(L)可用下式表示： L=WT*(EA/FK)=EAT/Kη 其中W-每一台灯具消耗的电功率，KW/台; T-开灯时间，h; E-平均设计照度，lx; A-地板面积，m2; F-每台灯具的灯泡流明，lm; K-维护系数; η-灯泡的综合效率[F/W]。因此，欲降低照明电耗，必须设法使用高效灯泡、提高灯具的维修率;或者减少开灯时间、保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是，照明节能的原则是在保证足够的照明亮度和质量的前提下节约能源。所以，选择合理照度(E)、高效灯泡流明(F)和提高综合效率(η)、加强运行 管理等，对于建筑照明节能具有非常重要的意义。

绿色照明包含电光源、电器附件、灯具、配线器材，以及调光和控光器件等的合理采用。例如：采用高效节能的电光源,采用高效节能照明灯具, 采用高效节能的灯用电器附件,用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器。 采用各种照明节能的控制设备或器件。绿色照明旨在改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，因此设计人员必须很好领会绿色照明的要求和掌握国家有关照明设计规范使之满足要求。

4.智能照明控制系统

推广智能照明控制系统 自从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后，楼宇智能化就成为当今建筑发展的主流技术。但是长期以来，智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。一些智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明，但只能实现简单的区域照明和定时开关功能，无法实现调光，场景控制等功能来实现照明质量的提高。 就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光场景，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量。

目前，照明控制系统一般是在某些照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能。但是，这种控制方法具有一定的局限性： 1) 控制回路的数量一般较少，只是大面积区域控制。 若将回路划分的较细则造价昂贵。2) 现场通常不设置开关，所有照明回路通过BA中控室控制，现场无法干预照明状态，使用不便。3) 控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大。4) 由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在BA系统出故障时，照明系统也受到影响。

因此，在市场上采用独立运行的智能化照明系统，应运而生。它有一套独立的控制协议，相对BA系统来说比较简单，完全能满足对照明控制的需求，价格也更有 竞争力。目前智能照明控制系统多数采用现场总线技术，具有分布式智能控制的特点和开放性;而且产品具有多种接口单元(RS232、以太网等)和功能强大的 接口程序，许多系统或软件均可方便地与之集成。因此，采用智能照明控制系统会使设计更简单，安装更快捷，使用更灵活，管理更方便。

参考文献：

1. 尹秀伟、王东林. 空调系统控制 中国建筑标准设计研究所出版,2002

2. 刘国林主编. 建筑物自动化系统. 第一版. 北京：机械工业出版社

3. 李 林 著. 智能建筑系统工程. 第一版. 北京：电子工业出版社.

4. 顾增林:国际智能建筑

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