智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化策略探討

梁鵬堅(jiān)

摘要：暖通空調(diào)系統(tǒng)是集采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三大功能為一體的系統(tǒng)裝置，其可以調(diào)控室內(nèi)溫濕度，讓室內(nèi)環(huán)境變得更加舒適宜人，為人們的學(xué)習(xí)、工作和生活營(yíng)造良好環(huán)境，從而深受廣大社會(huì)公眾的青睞。然而從暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看仍然存在一些不足之處，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能量損耗居高不下，智能化水平較低，難以體現(xiàn)出暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。本文將探討和研究智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作需要遵循的主要原則以及常見(jiàn)問(wèn)題，并提出有效的優(yōu)化策略，希望能夠充分發(fā)揮出暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能，對(duì)建筑內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)的調(diào)控，為建筑用戶(hù)創(chuàng)造舒適健康的居住空間。

關(guān)鍵詞：智能建筑;暖通空調(diào)系統(tǒng);優(yōu)化策略;節(jié)能設(shè)計(jì)

1 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能概述

一般來(lái)說(shuō)，智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)（水系統(tǒng)）大致包含有下面幾個(gè)重要結(jié)構(gòu)。一是空調(diào)水系統(tǒng)，是由主機(jī)、水泵、冷卻塔、膨脹水箱、空調(diào)水管等構(gòu)成，能夠?qū)⒖諝膺^(guò)濾后輸送到室內(nèi)，將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到最適宜的數(shù)值;二是空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取外界溫度、濕度、風(fēng)力等信息，在此基礎(chǔ)上通過(guò)空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、吊裝風(fēng)柜等末端設(shè)備調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，提高人們的舒適度;三是自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要由溫控電動(dòng)二通閥或三通閥、溫度傳感器、各種儀表等組成，用于控制水流速度，探測(cè)室溫并加以調(diào)節(jié)。

2 智能建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要遵循的基本原則

2.1 節(jié)能減排原則

可持續(xù)發(fā)展背景下，智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須要遵循節(jié)能減排的原則，利用現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)施來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，這是設(shè)計(jì)人員不容推卸的使命。比較可行的一個(gè)思路就是大力開(kāi)發(fā)和使用新能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮艿?，每個(gè)地區(qū)的資源現(xiàn)狀有著顯著差異，應(yīng)該找準(zhǔn)優(yōu)勢(shì)資源，不斷提高新能源的利用率，借助新能源取之不盡、用之不竭、不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，逐步取代傳統(tǒng)能源，將會(huì)大大減少傳統(tǒng)能源的使用量，緩解能源危機(jī)形勢(shì)，節(jié)能減排理念由此得以達(dá)成。

2.2 先進(jìn)性原則

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了大批高新科技產(chǎn)物，將其應(yīng)用到智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，賦予系統(tǒng)智能化的特征，將會(huì)促使我國(guó)建筑行業(yè)煥發(fā)出全新氣象，人們會(huì)被這種新穎的建筑類(lèi)型所吸引，發(fā)出由衷贊嘆。經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的研究和實(shí)踐，我國(guó)建筑業(yè)關(guān)于智能建筑和暖通空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建都形成了一些寶貴經(jīng)驗(yàn)，需要積極參考和借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的成功案例，與我國(guó)智能建筑工程緊密結(jié)合起來(lái)，引入先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，打造功能強(qiáng)大的暖通空調(diào)系統(tǒng)，徹底顛覆人們的生活模式，為人們提供便利和舒適。

2.3 舒適性原則

人們每天都要花費(fèi)大量的時(shí)間待在建筑室內(nèi)，室內(nèi)溫濕度是否適宜，空氣質(zhì)量是否良好，與人們的健康息息相關(guān)。在開(kāi)展智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)切忌為了追求經(jīng)濟(jì)效益就使用對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康有害的材料，而是應(yīng)該本著給建筑用戶(hù)創(chuàng)建宜居空間的思想，遵循舒適性和人性化的原則，大力加強(qiáng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行更合乎人們的身心需求，真正給人們帶來(lái)舒適的享受，在此情況下智能建筑將會(huì)贏(yíng)得廣大用戶(hù)的好感，發(fā)展前景會(huì)非常廣闊和光明。

3 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 節(jié)能設(shè)計(jì)有待改進(jìn)

一直以來(lái)，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在實(shí)施暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)會(huì)將主要精力放在保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定高效上，很少關(guān)注系統(tǒng)節(jié)能特性的高低，這就造成了智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗普遍較高，運(yùn)行期間會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問(wèn)題，節(jié)能目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。還有些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有將各個(gè)設(shè)備布設(shè)在合適的位置上，或者合理的設(shè)計(jì)其運(yùn)行軌跡，當(dāng)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)設(shè)備沒(méi)有按照既定軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)，不但系統(tǒng)運(yùn)行效率下降，而且設(shè)備更容易發(fā)生故障，增加了后期維護(hù)管理的工作量，縮短了設(shè)備使用壽命。

3.2 智能化水平有待提高

智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中比較重要的一類(lèi)裝置就是自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，其必須具備較高的智能化水平和靈敏度，這樣當(dāng)需要啟動(dòng)和關(guān)閉暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)開(kāi)關(guān)就會(huì)迅速響應(yīng)，減少能源損耗。然而在選擇切換開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)與預(yù)期設(shè)想發(fā)生偏離，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令時(shí)，開(kāi)關(guān)需要延遲一段時(shí)間才能進(jìn)行動(dòng)作，不能夠滿(mǎn)足室內(nèi)溫濕度和空氣調(diào)節(jié)的自動(dòng)化控制需求，期間發(fā)生的能耗日積月累將非常之高，因此需要設(shè)計(jì)人員能夠重視提高自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)的智能化水平，縮短其響應(yīng)時(shí)間，強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的控制效果。

4 智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化策略

4.1 優(yōu)化控制策略

對(duì)于智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)用PID控制方式會(huì)獲得較好效果，所用的控制裝置為DDC控制器，只需要選擇合適的PID參數(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的有力控制和管理。有些設(shè)計(jì)人員習(xí)慣于將PID參數(shù)設(shè)置得較高，認(rèn)為這樣系統(tǒng)會(huì)快速達(dá)到設(shè)定溫度，殊不知自己已經(jīng)陷入誤區(qū)之中，PID參數(shù)的選取應(yīng)格外慎重，數(shù)值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)，室內(nèi)溫度反復(fù)變化，所以需要根據(jù)智能建筑的實(shí)際情況確定PID參數(shù)。對(duì)于熱慣性較大的智能建筑，需要采用雙級(jí)控制模式，將溫度傳感器分別放置在室內(nèi)和空調(diào)的送風(fēng)管中，一個(gè)控制室溫，一個(gè)控制水閥，控制方式更加靈活，可以大大縮短暖通空調(diào)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。

4.2 優(yōu)化控制權(quán)

通常情況下，BAS系統(tǒng)運(yùn)用集中管理的方法對(duì)智能建筑內(nèi)部溫濕度和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是考慮到智能建筑不同房間用戶(hù)對(duì)溫度要求有著一定區(qū)別，而DDC控制器并不具備分項(xiàng)控制功能，建筑用戶(hù)對(duì)環(huán)境溫濕度提出的個(gè)性化要求無(wú)法得到滿(mǎn)足，將會(huì)影響到他們的生活品質(zhì)。所以需要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制權(quán)加以?xún)?yōu)化，按照實(shí)際需求配置足夠數(shù)量的設(shè)備，借助VRV控制面板對(duì)各個(gè)房間進(jìn)行采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)的差異化控制，可以促使暖通空調(diào)系統(tǒng)更具實(shí)用性，給建筑用戶(hù)帶來(lái)極大的便利，未來(lái)這種新型控制理念必然會(huì)在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用。

4.3 優(yōu)化DDC

DDC即直流數(shù)字控制器，其有著多種類(lèi)型，不同種類(lèi)的DDC體積、功能都有著巨大差異，一般是體積越大的DDC控制能力越強(qiáng)，反之亦然。對(duì)于設(shè)備數(shù)量較多、分布比較集中的區(qū)域而言，必須使用大型的DDC，以達(dá)到降低設(shè)備運(yùn)行相互干擾，提高控制精度，防范設(shè)備故障的目的。PLC的誕生和快速發(fā)展使得其在更多領(lǐng)域中得到了廣泛運(yùn)用，在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中可以與DDC平分秋色，給設(shè)計(jì)人員提供了更多的選擇方向，比如說(shuō)控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)和空氣處理機(jī)就可以用PLC，同樣是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

4.4 優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)

智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有一定的靈活性、拓展性，所對(duì)應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要清晰簡(jiǎn)單，讓人能夠一目了然，以簡(jiǎn)化控制流程，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)由LONTAIK總線(xiàn)構(gòu)成，在布線(xiàn)設(shè)計(jì)上要做到科學(xué)合理，統(tǒng)籌全局，還要根據(jù)智能建筑規(guī)模運(yùn)用合適的布線(xiàn)方式。在小規(guī)模的智能建筑工程項(xiàng)目中，可以采用由Rs485總線(xiàn)構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)，布線(xiàn)方式可選擇手拉手的形式;那些大規(guī)模的智能建筑工程項(xiàng)目中，需要考慮對(duì)樓層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分級(jí)。

4.5 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

節(jié)能優(yōu)化是暖通空調(diào)系統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化的重要方向，智能建筑設(shè)計(jì)階段要加強(qiáng)實(shí)地勘察，綜合分析地質(zhì)因素和大氣環(huán)流因素等的影響，科學(xué)合理布局，優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)自身的保溫性能，減少能源消耗。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，通過(guò)優(yōu)化智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)，從控制策略、控制權(quán)、DDC、控制網(wǎng)絡(luò)、BAS監(jiān)控中心、節(jié)能設(shè)計(jì)等角度入手，將陳舊設(shè)計(jì)理念予以摒棄，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定安全，嚴(yán)格控制系統(tǒng)運(yùn)行能耗，有利于降低建筑使用成本，增加建筑使用效益，促進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的智慧化、自動(dòng)化發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也能得以成為現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯瑞.智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)對(duì)策[J].城市建筑，2019（27）：106-107.

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