智能建筑的节能及经济效益评估

1、.PAGE ：.；PAGE 8智能建筑的节能及经济效益评价概述：节能管理是建筑综合管理的重要内容，把智能建筑内的机电设备采用自动化监控方式，使智能建筑利用先进的综合节能技术成为现实。同时，节能是建立智能建筑的主要目的之一，节省运转和管理费用，是智能建筑高效率和高报答率的详细表达。1 耗能概略 据统计，商超楼宇中空调、照明、电梯等系统的耗能情况大致如下：空调：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%。照明：照明耗能占总耗能的比例26%左右。电梯：电梯耗能占总耗能的比例为8%左右。2、楼宇自动化控制系统的原理楼控系统采用的是基于现代控制实际的集散型计算机控制系统，也称

2、分布式控制系统(Distributed control systems简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制安装(DDC)完成被控设备的实时检测和控制义务，抑制了计算机集中控制带来的危险性高度集中的缺乏和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通讯功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等义务，防止了常规仪表控制分散后人机联络困难、无法一致管理的缺陷，保证设备在最正确形状下运转。3 智能建筑的节能措施3.1 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严密的

3、相关性。据相关统计资料阐明，假设在夏季将设定值温度下调1，将添加9%的能耗，假设在冬季将设定值 温度上调1，将添加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理能的有效措施。传统的建筑由于没有采用楼宇自控系统，往往呵斥夏季室温过冷低于规范设定值或冬季室温过热高于 规范设定值景象。这不但对人体的安康和温馨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理室内温湿度 外，还可以根据室外温湿度的和季节变化情况，改动室内温度的设定，使之更加满足人们的需求，充分发扬空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高，不但温馨性好，同时节能效果也非常明显。3.

4、2 新风量控制根据卫生要求，建筑内每人都必需保证有一定的新风量。但新风量获得过多，将添加 新风耗能量。在设计工况夏季室外温26，相对温度60%，冬季室温22，相对湿度55%下，处置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，CO2允许浓度值普通取0.1%1000ppm。采取固定新风量的方式是不够准确的，由于随着季节和时间的变化以及空气的污染情况，室外空气中 CO2浓度是变化的，同时室内人员的变化自然对新颖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

5、调理新风量，以保证室 内空气的新颖度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足这些控制要求。3.3 机电设备最正确启停控制对于办公和商场等建筑夜晚是不需求空调的，自然在夜里是不需求开空调，为了保证任务开场时室内环境的温馨，就需求提早对建筑进展预冷、预热，另外室内温度是惯性很大的被控对象，提早关 闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，楼宇自控系统经过对空调设备的最正确启停时间的计算和控制，可以在保证环境温馨的前提下，缩短不用要的空 调启停宽容时间，到达节能的目的；同时在预冷、预热时，封锁室外新风风阀，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耗费。在商超楼宇建筑中照明

6、的能源耗费要占整个能源耗费的很大部分，其中公共照明最容易产生能源浪费，对这些照明设备实行定时开关控制，甚至按照作息时间和室外光线进展预程调光控制和窗际调光控制，可以极大降低能源耗费。在实行多种电价的地域，利用楼宇自控系统，经过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电顶峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备减少顶峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运转，降低运转费用。3.4 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中心，经过科学合理的节能控制算法，不但可以到达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经

7、过表冷器与风机驱动的送风气流进展能量交换，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展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，自平衡才干很差，流量值与实践热交换的需求量想差甚远，往 往因此呵斥温湿度失控，能量浪费和设备受损。经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形状和不同 运转形状下的流量和控制效果丈量参数分析可知空调系统具有明显的动态特点，

8、运转形状中楼宇自控系统按照热交换的实践需求动态地调理着各台空调机的电磁阀， 控制流量进展相应变化，因此总的供回水流量值也一直处于不断变化之中，为了呼应这种变化，供回水压力差必需随之有所调整以求得新的平衡。应经过实验数据建 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。3.5 抑制暖通设计带来的设备容量冗余目前我国绝大多 数暖通系统，为了保证能在最不利的环境情况下正常运转，在设计时往往采用静态方法计算负荷，而且还乘以较大的平安系数，以致于在设备如制冷机组、冷冻水 泵、冷冻水泵、风机等选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统，一年之中的负荷绝不是均匀分布的，即使是一天之中

9、的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会呵斥能源的浪费，而这种冗余是很难用人工监控的方式加以抑制。由于智能建筑科学地运用楼宇自控系统的节能控制方式和算法，动态调整设备运转，有效地抑制由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而呵斥的能源浪费。3.6 能源管理系统的运用开发能源管理软件，建立能源管 理系统，实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成。安装于各种根本的空调设备如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、 风机等上的计量仪表不仅可以在系统运转时采集该设备的适时运转原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运转。软件程序那么是能 源管理系统的中枢

10、。首先，由各种计量仪表采集的设备运转原始数据，经过数据传输通道传输到中央处置器，利用软件程序对其进展分析整理，从而建立系统高效低能运转数据库并集成在能源管理系统软件中，为以后的能源管理提供根本根据。 然后，在空调系统的运转过程中，各种计量仪表采集相应的运转数据传输给中央处置器，经过软件程序的对比分析，拟合出系统的运转曲线，从而判别系统能否处 于节能运转情况。假设发现运转异常，系统软件可根据采集的适时运转数据及所拟合的运转曲线，自动确定缺点部位、发出声光报警信号，通知缺点检测程序自动排障 或指示设备管理人员人工排障。此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运转数据和运转曲线，为后续的系统完善提供

11、可靠资料。各种计量仪表也可经过显示屏直接显示运转数据，提高管理人员的节能认识。4 节能的经济效益评价4.1 节能效益评价内容与方法 智能建筑的节能是指智能建筑内能源的消费和合理利用之间的平衡关系。衡量一个建筑智能化系统的节能的经济效益应该包括二个方面的内容：一方面是节能设计的范围、类别，是仅仅思索了直接节能、还是包含了广义节能？能否具备潜在节能？另一方面是节能的实践效率和深度。节能效益究竟有还是没有、高还是低？这 些都是判别建筑智能化系统实践效果的重要目的。通常建筑物节能的内容和对象包括建筑设计、空调系统、照明与设备，智能建筑节能不但包括原有传统建筑所采用 的节能方法，更重要的是采用先进的科技

12、来到达更准确的调整和控制，即自动节能。智能建筑的节能效益评价可以思索的内容与方法引荐表见下表。智能建筑的节能效益评价内容与方法引荐表系统评价工程评价测定内容评价方法空调系统耗能量耗电量、燃料耗量的测定与同用途的其它建筑物比较与基准值比较二次侧负荷分布对代表二次侧负荷的量和变动的测定，把握热负荷的实态，研讨设备系统有效利用的方法与其它建筑物热负荷量比较模拟二次侧负荷分布根据实践的房间运用形状、设备任务形状进展负荷计算并对热源设备的容量验证与其它建筑物的热负荷比较计算值与实测值的比较冷热水、冷却水的温度、流量调查系统能否处于健全的形状与设计值、基准值比较空调机的送风量、送风温度调查保送动力的低减化

13、与室内实测数据对照，与设计风量比较风量平衡明确空调域和非空调域之间热量的传送与不同用途的正压、负压要求对照新风量明确新风量的过量或缺乏与设计值比较风系统的阻力风阀、盘管、过滤器、静压箱、弯头等部位实测阻力损失，探明阻力过大的缘由与基准值比较设计风量与实测风量的比较水系统的阻力盘管、阀门、过滤器、阀门开度等部位实测阻力损失，探明阻力过大的缘由与基准值比较设计水量与实测水量的比较建筑电气变压器的负荷率调查变压器的集中和容量降低的能够性以平均负荷率50%为规范节电设备的利用节能型变压器、电容器、照明器具、信号灯等利用的能够性根据运转费的降低程度进展综合适宜的照度各房间取假设干代表点作照度测定与规范比

14、较昼光利用能够性有采光窗的房间中作白天消灯、减灯能够性调查与规范比较引导灯消灯能够性引导灯消灯能够性调查费用效果比评价有能够用时间表控制的设备调查根据运转记录和现场察看根据运转费的降低额度进展综合评价利用深夜电力能够性热水器的用水量和需用热水的时间分布根据运转费的降低额度进展综合评价给排水给水运用量查明过剩用水量、用途不明的水量与设计值比较，与同种用途的其他建筑物比较给水水量、水压的测定实测给水阀门的开度情况调查根据测定结果进展校核，与设计值比较供热水热源的效率测定热水锅炉效率调查负荷率，确认锅炉节能措施与开工数据比较与新设备比较供热水温度测定热水供水温度，测定隔热资料传热系数与末端允许最低温

15、度比较供热水量、供热水压力测定末端供热水栓调查热水器具的运用率与允许供热水量、水压的比较供热水循环泵运转方法研讨供热水循环泵的间歇运转化、部分热水供应的停顿、切换到部分供热水方式与正确循环量的比较雨水利用的能够性调查当地降雨量根据建筑物形状计算集水量研讨费用效果比4.2 空调系统节能系数的计算评价空调系统节能效果的好坏，单从设计情况来思索是不够的，还需求计算空调系统的全年总耗能量。主要计算方法为当量运转时间法。当量运转时间的定义是：全年空调冷负荷或热负荷Q与制冷机或锅炉最大出力q的比值，即：=Q/q负荷率是全年全年空调冷负荷或热负荷Q与空调系统在累计运转时间内总的最大出力之和的比例，即：=Q/

16、qT式中T为空调系统累计运转时间。结合二式后得：=/T式中：为采取节能措施后空调系统当量运转时间，而T为未采取节能措施前空调系统实践运转时间。因此，可用于衡量空调系统的节能效果，空调系统节能系数的计算公式为：=100%-5 工程实例某综合楼智能化工程主要内容包括：楼宇自控系统，包括空调系统、变配电系统、电梯系统、照明控制系统及给排水系统的自动化监控；火灾自动报警与消防联动控制系统；保安管理系统；背景音乐与紧急广播系统；综合布线系统。楼宇自控系统利用现代计算机技术、控制技术、丈量技术、图形显示技术对空调、变配电、电梯、照明、给排水等系统实施监视、控制和管理。至今运转二年的时间里，已产生了明显的效

17、益：5.1 严厉控制室内温湿度变化严厉控制室内温湿度变化，温度变化幅度l，相对湿度变化幅度为2，有效地防止了空调系统的过冷或过热景象。温湿度控制精度的提高，不仅保证了温馨性，节能效益也相当明显。据实践数据计算，节能效果在15%以上。5.2 变流量控制为了满足室内温湿度控制精度的要求，必需进展对空调机组流量的动态管理，即变流量控制，以满足调理阀的控制精度。从给水工艺角度来看，阀两端压降越小越好，可以减少阻力损失，减轻给水泵动力负荷；从控制的工艺特点来看，阀两端应坚持一定的压差，以提高可控性。 实测数听阐明，当空气处置机流量到达额定流量工况时，调理阀两端压力仅为0.66kg/cm2-1kg/cm2。为了流量控制，通常的做法是经过供回水旁 通阀的调理来平衡供回水压差。但是仅仅依赖于旁通阀的压差调理来控制流量有时作用并不明显，也会添加不用要的能源耗费。根据空气处置机实践运转