智能建筑暖通空调系统优化策略探讨

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年3期   作者:黄亮1 赵宇2
[导读] 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,
        黄亮1   赵宇2
        1.中煤科工集团北京华宇工程有限公司  北京市西城区 100120   2.中核工程咨询有限公司 北京市海淀区 100089
        摘要: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,争取实现智能建筑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。
        关键词:智能建筑;暖通空调系统;优化策略
        一、智能建筑暖通空调设计遵循的基本原则
        (一)节能减排
        可持续发展背景下,智能建筑暖通空调系统设计中必须要遵循节能减排的原则,利用现代化技术和设施来优化系统性能,降低系统运行能耗,这是设计人员不容推卸的使命。
        (二)先进性
        随着科学技术的进步发展,市场上涌现出了大批高新科技产物,将其应用到智能建筑暖通空调系统中,赋予系统智能化的特征,将会促使我国建筑行业焕发出全新气象,人们会被这种新颖的建筑类型所吸引,发出由衷赞叹。
        (三)舒适性
        人们每天都要花费大量的时间待在建筑室内,室内温湿度是否适宜,空气质量是否良好,与人们的健康息息相关。
        二、智能建筑暖通空调系统设计常见问题
        (一)节能设计需改进
        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。
        (二)智能化水平需提高
        智能建筑暖通空调系统中比较重要的一类装置就是自动切换开关,其必须具备较高的智能化水平和灵敏度,这样当需要启动和关闭暖通空调系统时开关就会迅速响应,减少能源损耗。然而在选择切换开关时会与预期设想发生偏离,当控制系统发出指令时,开关需要延迟一段时间才能进行动作,不能够满足室内温湿度和空气调节的自动化控制需求,期间发生的能耗日积月累将非常之高,因此需要设计人员能够重视提高自动切换开关的智能化水平,缩短其响应时间,强化整个系统的控制效果。
        (三)建筑结构设计的不合理
        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。


        三、智能建筑暖通空调系统优化策略
        (一)控制
        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。
        (二)控制权
        通常情况下,BAS系统运用集中管理的方法对智能建筑内部温湿度和风量进行调节,但是考虑到智能建筑不同房间用户对温度要求有着一定区别,而DDC控制器并不具备分项控制功能,建筑用户对环境温湿度提出的个性化要求无法得到满足,将会影响到他们的生活品质。所以需要对暖通空调系统的控制权加以优化。
        (三)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。
        (四)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。
        (五)BAS监控中心
        BAS监控中心的根本职责就是对智能建筑暖通空调系统的各个组成设备进行动态监控,以便准确了解所处位置不同、种类功能各异的设备的实际运行情况,对设备进行精准控制,第一时间的处理设备运行异常和故障问题,将事态控制在最小范围内。BAS监控中心通常远离锅炉房和制冷机房,难以实现对关键设备进行操作。比较科学的办法是在锅炉房或是制冷机房现场控制室旁建立一个监控分站,由此分站监控冷冻机和锅炉的实时情况,其他冷热源设备也可在此分站中进行监控。
        (六)暖通空调系统节能
        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。采取节能优化措施如下。
        一是空调水系统,使用一次泵变流量系统,循环泵根据负荷变化自动变频变流量运行。二是空调风系统,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。
        三是空调末端系统,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。
        四是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
        综上所述,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。本文将探讨和研究智能建筑暖通空调系统设计工作需要遵循的主要原则以及常见问题,并提出有效的优化策略,希望能够充分发挥出暖通空调系统的功能,对建筑内部环境进行动态精准的调控,为建筑用户创造舒适健康的居住空间。
        参考文献
        [1]马蕊.智能建筑暖通空调的节能方法探析和系统优化研究[J].建筑技术开发,2020,47(19):143-144.
        [2]杨柏辉.智能建筑暖通空调控制系统的优化策略[J].新型工业化,2020,10(09):107-108.
        [3]王金明.智能建筑暖通空调系统优化策略[J].建材与装饰,2020(07):244-245.
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