環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在公共建筑室內(nèi)的探討

胡社祝

摘要：在經(jīng)濟與社會文明發(fā)展下，資源與環(huán)境保護問題之間的矛盾愈演愈烈，社會的節(jié)能化已為大勢所趨。而在我國的社會耗能總量中的很大一部分是有建筑耗能，公共建筑內(nèi)的監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用給耗能審計部門提供了技術(shù)的支持。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測技術(shù)；公共建筑

在目前的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的市場上，有很多技術(shù)成熟的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品，通過產(chǎn)品的收集器與上位機兩部分的結(jié)合，能夠顯示公共建筑室內(nèi)的濕度、溫度以及有害氣體等的指標含量等等。當室內(nèi)環(huán)境不符合標準化的要求時能夠及時發(fā)生警報提醒。而基本的功能要求能夠滿足的同時還應(yīng)該滿足對產(chǎn)品本身的節(jié)能需求。

1. 公共建筑室內(nèi)環(huán)境評價的指標

1.1公共建筑室內(nèi)環(huán)境評價的要求根據(jù)標準

《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計導(dǎo)則》、《公共建筑室內(nèi)溫濕度管理控制辦法》、《公共建筑節(jié)能檢測標準》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》等系列法律法規(guī)進行嚴格管控公共建筑物的室內(nèi)濕度和溫度，是公共建筑物的室內(nèi)溫度和光照更加規(guī)范化，通過這些規(guī)范讓建筑物的質(zhì)量有所提高。

1.2公共建筑室內(nèi)監(jiān)測的參數(shù)選擇

公共建筑室內(nèi)環(huán)境包括室內(nèi)的空氣環(huán)境、室內(nèi)的聲音環(huán)境、光照環(huán)境、電磁環(huán)境等因此所選擇施測的參數(shù)一般為溫度、濕度、光照參數(shù)等的測量與監(jiān)測。

2. 公共建筑室內(nèi)監(jiān)測的條件與方法

2.1公共建筑室內(nèi)監(jiān)測的條件

對公共建筑室內(nèi)監(jiān)測的條件應(yīng)該盡量避免極端的天氣狀況條件下進行，在采用環(huán)境監(jiān)測技術(shù)施測時，采溫的空調(diào)系統(tǒng)在正常運行，同時，公共建筑室內(nèi)的外窗應(yīng)該處于關(guān)閉的狀態(tài)，公共建筑室內(nèi)的照明的測量時不會受到其他干擾光源的影響。

2.2公共建筑室內(nèi)監(jiān)測的方法

2.2.1公共建筑室內(nèi)對平均溫度與相對濕度監(jiān)測評估方法：

很多設(shè)有采暖空調(diào)的建筑物，都需要進行平均溫度和相對濕度的檢測，針對溫度濕度的檢測數(shù)量進行對采暖空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)，在檢測結(jié)果中不應(yīng)少于總房間數(shù)量的20%，在進行空調(diào)建筑物未設(shè)置的房間檢測，檢測數(shù)量不能少于房間總數(shù)量的10%。建筑一般在3層以下要逐層選區(qū)，布置溫度和濕度，分劃好空調(diào)區(qū)，如果建筑物是3層以上的，要進行對手從中間層和頂層進行溫度、濕度檢測，檢測的地方應(yīng)該在室內(nèi)區(qū)域700-1800mm范圍內(nèi)進行檢測，在檢測過程中應(yīng)該讓溫度和濕度傳感器避免太陽輻射和室內(nèi)熱源的直接影響，并且要符合以下規(guī)定：

在一些地方面積室內(nèi)面積<16m?，應(yīng)當設(shè)一個檢測點，在16平方到30平方的地方，應(yīng)該設(shè)置兩個檢測點，30到60平方的應(yīng)該設(shè)置3個，在進行檢測的時候應(yīng)該不小于6個小時，并且每個記錄時間最長不能超過30分鐘.

2.2.2公共建筑室內(nèi)光照度監(jiān)測評估方法：

通過對室內(nèi)光照的考核，公共場所中由于照明面積很大，因此采用抽樣檢測的方法，對公共建筑室內(nèi)的房間的不同類型都應(yīng)該抽取至少一個房間進行照度值的評估。一般的測量方法可以采用中心布點法或四角布點法來監(jiān)測房間的照明度是否符合規(guī)定的標準。中心布點法與四角布點法主要是在照度測量的區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格的方式，測點間距一般在0.5m-10m之間進行選擇，通過在矩形網(wǎng)格中心點測量照度量就可據(jù)此判定為室內(nèi)照度是否合格。明標準值應(yīng)與設(shè)計要求或現(xiàn)行國家標準工【5】GB50034中的照明標準值的允許偏差為士10%。

3. 公共建筑室內(nèi)監(jiān)測裝置的設(shè)計方案

在公共室內(nèi)環(huán)境安裝環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的目的之一是通過對公共建筑室內(nèi)環(huán)境的控制達到節(jié)能減排的作用，通過對室內(nèi)各項指標參數(shù)信息的收集、指標的監(jiān)控與計算，實現(xiàn)實時的調(diào)控作用，一般的公共建筑的室內(nèi)監(jiān)測裝置系統(tǒng)主要有四大部分組成，分別為數(shù)據(jù)采集模塊、通信、微控制器系統(tǒng)以及PC機監(jiān)測系統(tǒng)幾個部分。這種室內(nèi)檢測裝置主要是通過傳感器進行掃描室內(nèi)環(huán)境，并且通過調(diào)理電路進行處理收集來的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)信息輸入到微控制器系統(tǒng)中，通過微控制器進行發(fā)出信號，全面檢測結(jié)果，通過屏幕實現(xiàn)人機交互。微控制器主要是把數(shù)據(jù)傳送到PC端，再通過PC端進行信號的分析處理。

3.1室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的選擇

對公共建筑的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的選擇需要根據(jù)幾大原則進行選擇，還需要兼顧可靠性、先進性、經(jīng)濟性。

（1） 設(shè)備的電路具有一定先進性與簡單性相結(jié)合的可靠電路。

（2） 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的芯片盡量選用通用芯片。

（3）通過系統(tǒng)進行模塊化研發(fā)，實現(xiàn)該系統(tǒng)的功能。

（4）使軟件增加了可靠性。

（5）能夠準確傳送遠端計算機上，實時性好。

（6）通過進行硬件擴充和增加新功能，展示了該系統(tǒng)的可擴展性強，

3.2室內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集選用多種傳感器。

早在上個世紀九十年代就產(chǎn)生了融合微電子技術(shù)、自動測試技術(shù)和計算機技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。因此對于公共建筑室內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)傳感器的徐澤應(yīng)該盡量選擇多種數(shù)字溫度傳感器的產(chǎn)品，數(shù)字溫度傳感器含有很多的功能，能夠男足環(huán)境監(jiān)測技術(shù)多層次、多功能的要求需要。數(shù)字溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、 A/D（Analog.Digital，模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換模塊、 信號處理模塊、 存儲模塊和接口電路。因此，是室內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集傳感器的選擇之一。其次電子式濕度傳感器，也是進行標準濕度發(fā)生器的應(yīng)用，使建筑物的濕度能夠達到標準，電子濕度傳感器的光明器件，是對光照進行檢測，一般我們常用的是光明電阻、光敏二極管，在公共的建筑中，室內(nèi)光照并不需要非常大，一般都比較柔和，所以在調(diào)節(jié)光照傳感器時不宜過大，一般聲級計是對噪聲進行檢測的常見工具，像這種儀器一般都價格很昂貴，我們主要用的是衰減電路、放大電路、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)。

3.3監(jiān)測裝置硬件電路

在公共建筑物中，最近新環(huán)境檢測的時候還需要嵌入式用裝置，為了更好的進行環(huán)境檢測，一般包裝制度分為4個模塊，環(huán)境材料采集模塊、時鐘計時模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、通信模塊，此外，在一些特殊情況下還需要用總線模塊和ad轉(zhuǎn)換模塊。一般環(huán)境采集模塊主要是對溫度濕度和光照進的傳感進行采集，像時鐘計時模塊，主要是通過主程序進行調(diào)用函數(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)中的各個模塊的操作，在進行每個模塊的時候不同于操作c文件，通過把模塊分成幾個函數(shù)，這樣更方便于主函數(shù)去調(diào)用其他函數(shù)，使整個程序更加結(jié)構(gòu)化。endprint

3.4監(jiān)測裝置軟件設(shè)計

對于公共建筑室內(nèi)環(huán)境采集，應(yīng)用室內(nèi)環(huán)境采集軟件能夠更好的進行通信作用的發(fā)揮，將室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集、保存、顯示、分析等過程更加程序化，已達到簡化的目的。通過人機界面管理程序的交互，將多地址通信、用戶人機界面的功能更好的發(fā)揮；將讀取來的數(shù)據(jù)直觀的顯示和數(shù)據(jù)查詢窗口更加簡單快捷的顯示出信息。也方便了公共建筑室內(nèi)環(huán)境參數(shù)從Access數(shù)據(jù)庫中提取出來，甚至可以通過組織成一張表格的形式，進行專業(yè)軟件的分析與預(yù)測作用，最終將預(yù)測的結(jié)果打印數(shù)據(jù)。

4. 無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建

4.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接的優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備體系的建設(shè)具有信息廣度大、實時的異地信息交換，彼此間進行數(shù)據(jù)交換、異地數(shù)據(jù)共享，或異地進行分析，一方面能滿足節(jié)能減排的要求，如節(jié)約大量現(xiàn)場布線還能擴大測控系統(tǒng)所及地域范圍，另一方面也使系統(tǒng)的擴充和維護使用都擁有了極大的便利?？傊W(wǎng)絡(luò)介入的現(xiàn)代測量與測控給整個過程都帶來了技術(shù)上革新與便利。

4.2建設(shè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛，主要因為其自動化的過程，強大的適應(yīng)組織能力。同時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

特點滿足節(jié)能的需求，通過搭建無線傳感器主要原因是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗低，并且通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的動態(tài)性強，每個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，便于維護，在通過網(wǎng)絡(luò)傳感器工作時，無需人工去干預(yù)，但是現(xiàn)在的傳感器設(shè)計，規(guī)模特別大并且動態(tài)變化非常復(fù)雜，這就增加了實時設(shè)計的難度。

4.3實現(xiàn)嵌入式操作系統(tǒng)方案中常見的網(wǎng)絡(luò)化的途徑有三種：

（1）一般裝有微控制器的事實系統(tǒng)，嵌入式開發(fā)時都是使用tcp協(xié)議/ip協(xié)議進行處理，這能夠使嵌入式設(shè)備通過此協(xié)議與internet相連，使系統(tǒng)可以更加靈活。（2）mcu主要是配合tcp/ip協(xié)議芯片，使程序能夠穩(wěn)定的工作，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理。但是在目前，這個方案還有待考慮，主要是因為傳輸數(shù)據(jù)量較大，網(wǎng)絡(luò)速度一直是設(shè)備接口存在的瓶頸。（3）mc又通過配合太網(wǎng)控制芯片，能夠完成tcp/ip協(xié)議中的所有功能，12mc都能夠通過太網(wǎng)芯片進行太網(wǎng)的通信。

結(jié)語：

本文通過對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在公共建筑室內(nèi)的探討，分析了監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的途徑，并提出了簡要的方案設(shè)計。

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