智能建筑节能模式研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 智能建筑节能模式研究 摘要 在对我国节能建筑现状进 行调查的基础上，针对对智能建筑节能 措施进行了研究，指出智能管理系统与 电气设计在智能建筑节能方面的重要性。 中国论文网 /2/view-12900355.htm 关键词 智能建筑 能源管理 电 气节能 TE08 1 引言 所谓智能建筑(Intelligent Building)， 是以现代计算机技术、通信技术、现代 控制技术和建筑技术为依托，通过对建 筑设备自动监控和对信息资源管理，从 而为用户提供安全、高效、舒适、便利 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 的人性化建筑环境。 为了适应时代的发展，智能楼宇 未来的发展必须是以楼宇能源管理为核 心，将所有与用能相关的系统进行集成， 并进行协调控制，统一管理，提高建筑 内各能耗系统的运行效率，以降以降低 对能源的消耗。 2 智能建筑节能现状 近些年，随着我国节能减排工作 的不断深入，具备节能特点的智能化系 统相继出现在北京、上海、广州等一线 城市的公共建筑中，成为建筑节能的主 要措施之一。 然而尽管很多建筑采用 了先进的楼宇自控技术、系统集成技术 等，但由于不少智能化工程存在质量不 过关、后期维护保养不到位等问题，智 能化系统的利用率并不高，甚而为一种 “摆设”，节能效果更是无从谈起。统计 数据表明，我国大型智能建筑能耗是美 国、日本等发达国家同类型建筑能耗的 152 倍。由此可见，我国与发达国 家建筑能源利用率的差距还很大，这也 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 引发了人们对智能建筑运用现状的思考。 3 智能建筑节能措施 3.1 智能楼宇能源管理 对于智能建筑节能而言，采用建 筑智能化系统集成平台，实行切实可行 的节能策略，可以挖掘建筑节能潜力， 达到精细管理的目的，提升建筑节能管 理水平。如常见的空调设备节能控制与 照明系统节能控制。 3.1.1 空调设备的节能控制 作为建筑楼宇中耗能大户，中央 空调系统是楼宇自动化系统节能的重点， 其监控方案非常重要。由于中央空调系 统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象 较为严重，给机组运行的稳定性增加了 很多困难。传统控制技术如积分微分调 节法（PID）对工况及环境变化适应性 差，控制惯性较大，易造成控制阀门频 繁开关，温度波动大，节能效果不理想。 而采取非常规的控制策略，如死区方式、 变 PID 控制方式，能有效应对环境微小 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 波动，根据目标参数与设定值偏差大小 调整控制作用强弱，减小控制动作次数 与幅度，达到节能目的。 除了采用智能监控方案，还可根 据外部环境实时协调时间排程，达到节 能目的。 最佳启动：根据人员使用情况及 室外温度情况，充分利用大楼储存的能 量，自动延迟开启 HVAC 设备。同时 采用自适应算法在周末和节假日选择合 适的开启时间。 最佳关机：根据人员使用情况， 在人员离开之前的最佳时间，关闭 HVAC 设备，既能使人员离开之前空间 维持舒适的水平，又能尽早地关闭设备， 减少设备能耗。 夜间循环程序：分别设定低温极 限和高温极限，根据室内温度决定“供 热”或“制冷”命令的发出，实现加热循 环控制或冷却循环控制。 相关技术还有零能量区域设置、 非占用周期程序、夜间空气净化程序、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 负荷间隙运行等，运用现代计算机控制 技术从各个细节方面进行节能控制。 3.1.2 智能照明的节能控制 智能建筑照明控制系统根据时间、 环境、场合、人流量的不同，采取不同 的“预设值”控制方式，对的光照度进行 精确设置和合理管理，不仅节省了能源 开支，还延长了灯具的寿命。采用智能 控制系统节电效果十分明显，一般可达 30以上。 时间表控制模式。不同时间段给 予不同工作模式，如根据人员活动规律 控制背景照明的定时关闭，并采用智能 传感器检测技术，在有人通过时打开相 应区域的灯光，从而实现降低电能消耗 的目的。 按“需 ”提供照明控制模式。在使 用频率低设备区域，如电梯机房、水泵 房、地下配电间等场所，灯设为常闭状 态，在人员进入时，探测器接通开关， 当人员离去，探测器控制延时工作一段 时间，自动断开开关。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 维持光通量控制模式。在建筑中， 采用调光控制方式，调节灯具输出，始 终维持灯具光通量最小水平，既满足照 明要求，又节约电能。 引入自然光控制模式。利用光导 管将自然光引入室内，能使室内空间更 加活泼自然。 3.2 智能建筑电气节能 作为建筑节能的重要组成部分， 电气节能设计举足轻重。在不降低工作 或生活标准，满足建筑使用功能及需求 的前提下，通过合理的运行方案等来减 少不必要的能源损耗，如合理设计供配 电系统与线路。 3.2.1 合理设计供配电系统 根据用电负荷容量及其分布、用 电设备特点及负荷等级来设计供配电系 统，使系统运行在最佳状态下，将供配 电系统损耗减至最低，达到节能的目的。 设计应从下面几个方面考虑： (1)系统尽量简单可靠。同一电压 等级供电系统变配电级数不宜多于两级， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。 (2)合理选择供电电压。同等情况 下，电压越高损耗越小。民用建筑用电 设备电压等级多为 220380V，但一些 大型或特大型的民用建筑的空调主机为 达到节能目的，经方案比较可选择 106kV 的制冷设备。 (3)变电所应靠近负荷中心，低压 配电间应靠近电气竖井，合理分布供电 网络，使低压供电半径控制在 200m 以 内。供电线路的电压损失满足规范的允 许值的情况下，减少线路电压损失，提 高供电网络的供电质量及网络运行经济 效益。 (4)合理选择变压器容量、台数。 变压器负载率宜为 07085，其接 线应能适应负荷变化，按经济运行原则 灵活投切变压器，使变压器在最佳状态 下运行，从而减少损耗。 (5)合理选择电缆、电线截面。在 满足允许载流量、运行电压损失等各项 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 技术指标的前提下，按经济电流密度选 择电线截面。 (6)合理提高供配电系统的功率因 素。在用电设备选型及调速控制方案一 定的情况下，若自然功率因素达不到接 入电网要求，应进行无功功率的补偿， 提高功率因素可以减少线路及变压器损 耗。 3.2.2 合理设计配电线路 配电线路电能损耗取决于线路的 阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的 平方成正比；线路阻抗取决于导体的导 电率、长度、截面积。因此，在电气配 电线路设计中要抓以上几个因素进行优 化设计，是电气线路耗能达到最低，从 而达到节能的目的。 (1 优先采用高导电率的导体。在 经济条件允许的情况下，选择高导电率 材料导体，如相比铝电线（电缆）而言， 优先考虑铜电线（电缆） 。 (2)尽量减少配电线路的长度。在 设计中尽量走直线，可减少供电线路长 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 度，从而减小线路损耗，并且减小线路 压降，提高供电质量；各层配电间、配 电箱尽量设置在负荷中心，减少线路的 长度。 (3)按经济电流选择电线（电缆） 截面积。按经济电流选择电线、电缆截 面的方法可以尽量减少配电线路中的电 能损耗，实现节能，并且随着电缆电压 损失的减小，电网电压质量得到改善； 电缆发热减少，延长电缆的使用寿命等。 3.3 新技术、新材料应用（智能 玻璃幕墙为例） 智能玻璃幕墙(Intelligent glass facade)是指幕墙以一种动态的形式，根 据外界气候环境的变化自动调节幕墙的 保温、遮阳通风设备系统，以达到最大 限度地降低建筑物所需次性能 源，同时又能最大限度地创造出 健康、舒适的室内环境。 智能玻璃幕墙的设计不是一种独 立的纯外墙构造性设计，而是先进的整 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 体建筑能耗平衡设计的重要组成部分。 通过外墙构造的调节机制，配合整个建 筑技术设备之间的互动，达到 能源优化的效果。智能玻璃幕墙 的设计原则概括起来有以下几点： 1利用太阳辐射热，节约冬季采暖所 需能源；2最大限度地利用自然采光 以减少人工照明；3精心组织自然通 风与排风系统，以减少机械通风能耗； 4利用建筑楼板、墙体的蓄热性和昼 夜温差，减少夏季制冷需求量。配合楼 板采暖制冷系统创造舒适健康的室内环 境；5各种幕墙机制、通风、遮阳、 蓄热和建筑空调供暖通风等相互之间智 能配合，以达到最高效率。 智能玻璃幕墙主要通过双层幕墙 的形式得以实现。其内层幕墙相当于传 统的玻璃幕墙，是室内外的分界线，通 常由中空保温玻璃构成，并设可开启窗 扇；外侧玻璃通常南单层钢化 玻璃构成(也有外侧玻璃采用中 空保温玻璃的实例，属于机械通风式双 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 层幕墙系统)。外侧玻璃的