智能建筑暖通空调系统优化策略探讨

发表时间:2021/5/6   来源:《建筑实践》2021第3期   作者:刘智浩 李松
[导读] 现阶段,暖通空调系统已经成了智能建筑中不可或缺的重要结构,
        刘智浩  李松
        绿地集团山东置业有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:现阶段,暖通空调系统已经成了智能建筑中不可或缺的重要结构,系统运行情况直接关系到室内空气质量和环境温度,进而影响到人们的居住感受。加强对暖通空调系统的优化,实施对整个系统的自动化、智能化管理,确保系统运行的稳定性,进一步降低系统能耗,建筑运行成本也会有所下降,有利于推动建筑行业的可持续发展进程。
        关键词:智能建筑;暖通空调系统;优化策略
        引言
        暖通空调系统是集采暖、通风、空气调节三大功能为一体的系统装置,其可以调控室内温湿度,让室内环境变得更加舒适宜人,为人们的学习、工作和生活营造良好环境,从而深受广大社会公众的青睐。然而从暖通空调系统设计和应用现状来看仍然存在一些不足之处,导致系统运行时能量损耗居高不下,智能化水平较低,难以体现出暖通空调系统的优势所在。为了打破这一局面,需要智能建筑暖通空调系统的设计人员能够基于建筑、结构和实际需求出发,对暖通空调系统的控制策略、控制权限、控制网络等实施全面优化,争取实现对各个分项的精准控制,最大程度地利用好自然资源,适时地调节温湿度和送风量,暖通空调系统将能够切实满足智能建筑运行需求。
        1智能建筑暖通空调系统优化的必要性
        在当前的经济发展中,能源作为其中的物质基础,在生活节奏加快以及生活水平不断提升的情况下,消耗量也越来越大,而随着能源消耗的不断提升,社会可持续发展也受到了一定的影响。特别是在现阶段的社会能源总消耗中,建筑能源消耗在其中的比重很大,而在推动生态社会建设的过程中,必须要对建筑能耗问题开展研究,针对其中存在的问题,更好的缓解目前紧张的能源消耗问题。在现阶段电力供应紧张的情况下,通过对暖通空调系统的节能节支优化策略进行分析,可以对其中的能源消耗问题进行有效控制。比如在北方的建筑物发展中,通常会采用电力设施作为主要的支撑系统,而北方的电能更多的是依靠火力发电实现,煤炭资源的消耗量较大,通过对暖通空调系统开展深入分析,针对节能节支优化策略进行分析,可以更好地降低能源消耗量,为生态环境建设打下良好基础。
        2智能建筑暖通空调系统设计的常见问题
        2.1调节系统设计不合理
        在目前的暖通空调系统运行中,受到调节系统设计不合理因素的影响,暖通空调在能耗方面无法得到有效的控制。在空调调节系统的运行中,风机、冷机以及水泵等无法保持高效的运行,在能源利用率方面无法得到有效的控制。特别是在运行系统当中,如果冷机、水泵以及风机等系统开关不能合理的进行切换,则会使得空调系统的运行出现不合理的情况,进而产生不必要的能源消耗。
        2.2节能设计有待改进
        一直以来,绝大多数设计人员在实施暖通空调系统设计工作时会将主要精力放在保证系统运行的稳定高效上,很少关注系统节能特性的高低,这就造成了智能建筑暖通空调系统的能耗普遍较高,运行期间会出现严重的资源浪费问题,节能目标难以实现。还有些设计人员没有将各个设备布设在合适的位置上,或者合理的设计其运行轨迹,当暖通空调系统运行时设备没有按照既定轨迹运转,不但系统运行效率下降,而且设备更容易发生故障,增加了后期维护管理的工作量,缩短了设备使用寿命。
        2.3建筑结构设计不合理
        暖通空调系统是否能够高效运行,降低能耗,还取决于建筑墙体保温性能、窗户朝向和面积等因素,有些设计人员考虑问题的角度不够全面,没有协调好建筑的美观性与实用性,室内采光设计和通风设计都缺乏合理性,暖通空调系统节能设计将很难开展。

当今智能建筑建造工程中较为常见的一类现象是建筑围护结构使用了玻璃幕墙,导致室内热量大量逸散,温度很难升高,不同区域温度不尽相同,暖通空调系统需要长时间的运行,无疑会引起智能建筑能耗的急剧增长。
        3智能建筑暖通空调系统的优化策略
        3.1优化控制策略
        对于智能建筑暖通空调系统运用PID控制方式会获得较好效果,所用的控制装置为DDC控制器,只需要选择合适的PID参数,就能够实现对暖通空调系统的有力控制和管理。有些设计人员习惯于将PID参数设置得较高,认为这样系统会快速达到设定温度,殊不知自己已经陷入误区之中,PID参数的选取应格外慎重,数值过大或过小都会导致暖通空调系统运行不稳,室内温度反复变化,所以需要根据智能建筑的实际情况确定PID参数。对于热惯性较大的智能建筑,需要采用双级控制模式,将温度传感器分别放置在室内和空调的送风管中,一个控制室温,一个控制水阀,控制方式更加灵活,可以大大缩短暖通空调系统的响应时间。
        3.2优化DDC
        DDC即直流数字控制器,其有着多种类型,不同种类的DDC体积、功能都有着巨大差异,一般是体积越大的DDC控制能力越强,反之亦然。对于设备数量较多、分布比较集中的区域而言,必须使用大型的DDC,以达到降低设备运行相互干扰,提高控制精度,防范设备故障的目的。PLC的诞生和快速发展使得其在更多领域中得到了广泛运用,在智能建筑暖通空调系统中可以与DDC平分秋色,给设计人员提供了更多的选择方向,比如说控制暖通空调系统的新风机和空气处理机就可以用PLC,同样是一个不错的选择。
        3.3优化控制网络
        智能建筑暖通空调系统控制网络应具有一定的灵活性、拓展性,所对应的拓扑结构要清晰简单,让人能够一目了然,以简化控制流程,提高系统运行的可靠性和安全性。拓扑结构的网络由LONTAIK总线构成,在布线设计上要做到科学合理,统筹全局,还要根据智能建筑规模运用合适的布线方式。在小规模的智能建筑工程项目中,可以采用由Rs485总线构成的控制网络,布线方式可选择手拉手的形式;那些大规模的智能建筑工程项目中,需要考虑对楼层网络进行分级。
        3.4暖通空调系统节能优化
        节能优化是暖通空调系统暖通空调系统优化的重要方向,智能建筑设计阶段要加强实地勘察,综合分析地质因素和大气环流因素等的影响,科学合理布局,优化建筑的结构设计,增强自身的保温性能,减少能源消耗。空调风系统,做好排风以及热回收功能等的设计,高层建筑运用分层式空调系统;空调末端系统,采用变流量运行,系统送风端设置温控装置,进行送风量和空气温度参数的优化调节,做好流量控制;推广应用可再生能源,应用主动式太阳能收集设施,加热管道内部的水,实现室内循环供热,达到节能目的。
        结束语
        通过优化智能建筑暖通空调系统,运用先进技术手段,确保暖通空调系统的运行稳定安全,严格控制系统运行能耗,有利于降低建筑使用成本,增加建筑使用效益,促进暖通空调系统的智慧化、自动化发展,我国建筑行业的可持续发展也能得以成为现实。
        参考文献
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