智能建筑暖通空调的节能方法探析和系统优化研究

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)第10期   作者:   陈波
[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,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。

        陈波
        身份证号码:45252519790601***

        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。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。
        关键词:智能建筑;暖通空调系统;优化策略;节能设计
        引言
        随着我国社会经济的快速发展以及社会的进步,节能减排已经成为当今工程领域的一个重要话题,只有在制定出更加科学合理的决定方案后才能够实现能源和材料的有效节约,才能有效避免在工程实践中出现大量人力和财力的消耗,才能有效提升资源的利用效率,并进一步推动资源实现优化配置。暖通空调系统的应用也是如此,虽然我国在节能技术方面已经取得了一定成就,但是暖通空调能耗高的现象仍然比较严重。因此针对暖通空调系统节能设计问题进行探讨具有重要实践意义。
        1智能建筑暖通空调系统的概述
        建筑行业的绿色发展是必然趋势,其中智能建筑就是科学发展观在建筑行业的中的运用。智能建筑的快速发展不仅可以满足行业需求,还可以为生态环境保护作出更多的贡献。国内推行的可持续发展战略的核心就是节能和环保,智能建筑满足了各种需求。实际上,智能建筑在发达国家的城市建设中已经被广泛运用,随着国内经济水平的不断提升,智能建筑也被更多的人所关注。国内已经有少数的智能建筑,为行业的发展积累了一定的经验。智能建筑逐渐被接受,现代技术和智能化的网络设备也促进了行业创新。智能建筑使用的都是环保绿色的施工材料,不仅促进了建筑行业自身的健康发展,还为人们创设了绿色的生活环境。暖通空调系统是智能建筑重要的组成部分,可以细分为通风、采暖、空气等三个方面。相关人员不仅要进一步提升施工水平,还要建设暖通空调系统为用户创设更加舒适的生活环境。空调系统不仅可以有效保证建筑内部的环境舒适性,还可以满足房间内部的通风需求。采用先进、环保的施工手段,保证房间时刻都有新鲜空气。
        2智能建筑暖通空调系统常见问题
        2.1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。
        2.2智能化水平有待提高
        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。
        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暖通空调的节能方法
        3.1选择节能采暖空调
        采暖方式的不同,即使在采暖空间相同的情况下其能耗和室内环境舒适度也会存在较大差异。例如我国北方地区通过采取低温地板辐射采暖的方式,能够充分保障室内环境舒适。而低温地板辐射采暖方式与传统散热器采暖方式相比较,在充分保障舒适性和温暖性的前提下,室内环境温度可以有效降低2~5℃,这样能够极大地降低能耗。
        3.2选择可再生能源空调系统
        资源枯竭是当前社会发展面临的一个重要问题,化石资源等不可再生资源的应用进一步加剧了环境恶化,在这种形势下加大对天然气等可再生资源的开发已经成为必然的发展趋势。因此暖通空调系统节能设计过程中也应该加强对风能发电、太阳能供热以及智能系统的研发,这样才能有效改善暖通空调系统的能耗问题。
        3.3自然通风节能技术
        自然通风节能技术的应用是降低建筑暖通空调系统能耗的关键影响因素,一般是依托于热压力技术与风压将暖通空调改成自动循环通风系统,在节能方面有十分显著的效益,该项节能技术可以有效降低暖通空调系统对周围环境造成的影响,且能耗相对较低。
        4智能建筑暖通空调系统优化设计
        4.1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。
        4.2暖通空调系统控制权的优化
        在智能建筑暖通空调系统控制过程中,BA系统都遵循集中管理的原则。大多数的施工场所,原则自身也出现了不适应的问题。智能建筑内部的部分建筑区域存在很多的不同,建筑内外的温度有着明显的差异。实际使用和集中管理的原则之间产生了矛盾,这时就要利用数控参数系统进行现场调控。为了保证集中管理水平,就要更加重视手控参数系统。手控系统存在很多的不足,尤其是数控参数的控制效率低下,不能很好地实现数字控制功能。
        4.3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。
        结语
        在对智能建筑暖通空调系统进行设计的过程中,相关工作人员应做好对于通风、制冷及供暖等方面的分析工作,要结合实际建筑的结构及用料,并通过加入一些节能设备的方式来更好地起到节能效果,同时也应注意对智能控制系统的选择及优化,这样才能有效提高其运行效率,真正起到降低能源消耗量的作用。
        参考文献
        [1]侯献杰,赵玉冰,初金涛.智能建筑暖通空调系统节能方法探析[J].中国室内装饰装修天地,2020(6):59.
        [2]史源源.智能建筑暖通空调系统的改进对策探究[J].智能建筑与智慧城市,2020(7):36-37,40.
        [3]由蓝.暖通空调的节能设计及新能源的利用[J].大众标准化,2021(02):195-196.
        [4]金启刚.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用分析[J].四川水泥,2021(01):77-78.
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