智能建筑设备控制技术与建筑节能分析

智能建筑设备控制技术与建筑节能分析

陈光 陈晓丹曹义东

机械工业第六设计研究院有限公司 河南省郑州市450007   西安航天信控科技集团有限公司 陕西省西安市710000

摘要：在人们的日常生活中，智能化的发展已经得到了充分的体现。智能建筑的设备控制技术与人的生活带来便利，但智能化的同时要保持节约能源的原则。本文就设备控制技术与建筑节能的关系进行阐述。

关键词：智能建筑；建筑设备；控制技术；建筑节能

近些年，我国大气环境日渐恶化，这就引发了人们对于环境的关注，引发了人们探索更加节能、环保、优化措施的动力，并为改善环境而努力。建筑行业作为环境污染的行业之一，尤其需要在节能降耗方面予以关注。智能建筑理念的发展也正是在此基础上发展而来的。做好智能建筑设备控制技术，以及对建筑的节能进行分析研究，才能够更好地保证建筑的进一步发展，才能够促使我国建筑与环境和谐相处，才能够保证我国建筑的可持续发展，才能够让我国的建筑走上节约化、人性化、生态化、集约化、无害化的道路。因此，相关人员需要对智能建筑设备控制技术与建筑节能进行深入分析，促使其获得更大程度的进步。

1. 智能建筑设备节能的意义

中国是一个人口众多的国家，在这样一个国家里，人们的生活水平不断提高的同时，能源消耗也在急剧的增加。想要减少能源消耗，就必须要在现代建筑上做节能准备和智能化打算。在进行城市规划时，相关的国家部门要保证在设计过程中就为建筑设备和节能技术的智能化做好计划。智能建筑设备即能够节约能源，又能够提高人民的生活水平和质量。智能建筑有很多种形态，能够进行多种多样的工作，比如说设备节能的功能，需要做好控制设备能源消耗的工作，通过工作数据来精确地计算能耗，并且更加能耗选择设备运行控制方案。

2.智能建筑设备功能和评价原则

2.1智能建筑设备功能及其功能

2.1.1供配电系统的主要功能

楼层配电设备主要是分散于各个楼层，其一般放置于建筑底层，其监控系统则主要是对配电设备的参数、电源蓄电池、配电电源等设备的工作状态和数据变化进行监控和管理，并对各个配电设备电源的状态进行监控和管理，一旦发现故障则需要对其予以记录。

2.1.2冷热源系统智能功能

冷热源系统主要是能够通过冷源和热源的交替为建筑提供需要，一般来说，其噪音相对而言大一些，但是可以将其放置于地下室，防止噪音的过大。通过冷热源系统的运行数据，我们可以对其供给量进行监测，并通过数据得到相关的监控分析，而且可以根据季节的不同而提供相应的冷热源以及对供给时间进行把控。

2.1.3给排水系统智能功能

给排水的智能化可以说是为智能建筑增光添彩，其既能够为人们的需要提供水源，又能够将建筑的污水顺利排出。排水设备一般来说置于地下室或者建筑物顶层，通过相关的监控系统可以对水泵的工作状态予以监控，并对水池的液体情况进行随时监测，一旦设备出现问题，或者水池的水位出现异常，则可以通过子系统的方式由中央控制器进行报警，并将故障进行数据记录，通过自动显示的方式将其显示在设备中，为人们的故障维修进行提醒。

2.1.4电梯系统的智能化

电梯系统可以为高层建筑提供交通便利，其一般置于垂直井内，通过子系统对其进行控制和管控，并对电梯的启动、方向、停止等进行控制，电梯一旦出现问题或者故障，则可以进行自动停止，并对设备电动机、电磁制动器等进行检测和记录，能够将发生的故障反馈到中央控制系统，达到智能化管控的程度。

2.2采用层次分析法对智能建筑进行综合评价

智能建筑进行综合评价常用层次分析法作为标准来衡量。层次分析法是指通过建立所谓的判断矩阵，逐步分层地将众多的复杂因素和决策者的个人因素综合起来进行分析，最后经过结论在总结用定量的形式表发达出来，这种层次分析法的优势在于使复杂的问题能从定性的分析向定量的分析结果转化。正是因为经济和社会问题很难用定量的密性和模拟来分析，同时要考虑很多定性的因素，例如：决策者心理因素、知识经验和决策水平等。层次分析法的采用是对智能建筑进行综合评价重要工具。

3.智能建筑内设备的节能控制

3.1机电设备优化启停控制

在一栋大厦里，机电设备是其中的耗电大户，必须要对其严格控制，才能保证达到最好的使用效果。楼控系统是控制机电设备最佳的启动时间的软件，它的作用是保证工作人员在进入建筑物时能有良好的温度，舒适的体验。通过楼控系统控制机电设备后，可以保证达到舒适度的要求，又能够减少启动时间，还能保证对许多台设备进行最佳时间控制。

3.2冬、夏季部分负荷时水泵分设节能

季节的变化对于空调来说，会引起空调负荷有非常大的波动。正常情况下，空调设备在大部分的时间里都是在远低于计算的额定值得情况下运行的，原因是在有相应负荷的工作情况下其工作的时长非常短。从空调负荷时间频率来看，在夏天，空调在80%以上的时间里都是在低于50%的负荷下运行的。

3.3控制空调系统

变风量空调系统相比传统的定风量空调系统，它的再热量和相对的冷量都减少了。其总送风量会随着各房间送风量的变化而发生变化，最终呈现下降的趋势。这样能够节约风机运行的能源消耗。不同季节下，空调系统的工作情况不同，所以在使用时，要对回风温度进行监测，并且将这个温度和设定温度进行比较，如果高于设定温度就降温处理，如果低于设定温度就进行升温处理，最终达到让房间内部的温度维持在一定的范围。

4.智能建筑内参数的节能控制

4.1建筑物内的温度标准确定

温度选择不好，过高或者过低的温度都会给人带来不舒适的感觉，还造成了资源的浪费。根据现有的资料，在空调系统的节能方面，合理的室内温度发挥着非常重要的作用。比如说空调的设定温度与室外温度每增加一度，它的负荷就会增加一部分，设定值开到最大时，其能源消耗也是最大的。一般的空调温控范围在±2度，如果在冬季将设定温度上调1度，将增加12.5％的能耗，当温度调节到最大值时，空调的能源消耗就非常巨大了，因此将建筑物内的温度控制精度设为±1度，能够有效的节能。

4.2焓值控制

在空调系统的控制过程中，要根据一些参数进行计算，这些参数包括户外的新风干球温度以及其露点或相对湿度、回风干球温度以及其露点或相对湿度。计算后空调系统能够自动选择空气来源，比如说户外新风、回风或二者按比例混合，最终也会起到节约能源的结果。比如说，当房间外的空气温度比较低时，外部的空气就可以当做一种冷源，可以被充分使用，这也是一条空调系统节能的重要途径。

4.3氧浓度传感器调节空调系统

在房间内部安装氧浓度传感器，可以保证室内的空气质量。在空调房中，房间紧闭，如果人数太多就会导致室内氧气的快速消耗，空气质量下降。当室内人数太多时，传感器发出信号，让控制系统调节风门的开度，让更多的空气进入房间内部，保证室内空气的质量。通过这样的方法，除了提高房间内部的空气质量，还能够有效的减少空调系统的负荷，降低其能源损耗。

5.智能建筑设备节能控制的措施

5.1空调设备节能控制分析

供给空调系统的能量由热源和冷源系统产生，经水系统传递给风系统，再由风系统将能量传递给被调节的房间，以达到所要求的室内温度与湿度。空调设备主要的能量使用在于制冷和制热，制热功能还有辅助加热的能耗。在空调的使用过程中，风机工作消耗的电能和水系统运作所需要的电能是空调系统中所消耗的能源，空调设备的节能控制主要是对这两种电能进行控制以达到节能的效果。建筑物围护结构的保温性能直接决定了空调房间的冷、热负荷，若要节约空调系统的能耗，就必须改善围护结构的保温性能。首先，对空调所使用的空间进行隔热保温处理，例如：在外墙上安装各种保温材料，地面和棚顶都进行了保温处理，窗户和门采用真空双面玻璃材质，以达到热能不被浪费的效果。其次，水系统影响室内的湿度，控制好室内的湿度可以降低空调系统的能源消耗，通过控制透过外窗的日射量、围护结构传入室内的热量以及空气流动传导来降低空调的能耗，

5.2给排水设备节能控制分析

给水管网的渗漏损耗和用水终端设备损耗是影响智能建筑水损耗的重要因素，合理解决这两项损耗是控制节能的关键。首先，给排水管网在建筑物内以暗埋方式进行铺设，给水压力、给水管材的质量、水管铺设方式及其受腐蚀程度等都是造成积水管破损的原因，渗水问题也是目前给排水系统的主要能耗，因此，加强对上述几点因素的控制，是有效降低用水损耗的关键措施。其次，用水终端设备包括所有房间用水设备，如，马桶、洗碗龙头、洗漱龙头等，这些终端设备的损坏往往也给整个给水系统带来大量的用水损耗，而影响用水终端设备的因素又包括设计、制造质量及受腐蚀程度等，做好用水终端设备的管控可以减少能耗的消耗。既可以避免智能建筑给排水的损耗，又能够为生活用水提供帮助。最后，水泵运转损耗也是智能建筑给排水能耗的主要原因，建筑物过高会采用二次加压的方式进行供水，二次水泵本身已经增加了电能的消耗。加上自动喷淋系统的长期开启，其能耗可想而知。日常减少喷淋系统的设计功率，优化二次水泵的系统设置可以有效减少能源的消耗。

5.3照明设备节能控制分析

电力供应压力随着经济的发展而增加，建筑行业的飞速发展同时也带来了电力需求的不断增加，在很长一段时间内我国电力供应紧张的问题直接影响了建筑行业的发展。因此，节能减排行动刻不容缓。照明设施也同样是节能减排工程中的重要环节。照明设施用于城市道路（含里巷、住宅小区、桥梁、隧道、广场、公共停车场等）、不售票的公园和绿地等处的路灯配电室、变压器、配电箱、灯杆、地上地下管线、灯具、工作井以及照明附属设备等。智能建筑照明设备能耗包括大楼照明系统耗电与用电设备耗电。在公共的场所照明设备需要进行合理的设计，尽量避免能源的浪费，例如：楼道里安装声控灯，在有人的时候声控灯开启，为行人照明，没人的时候声控灯关闭，节能能源。根据具体的建筑功能设置不同照度的照明灯，减少能源消耗。

结语

能源的探索和开发，能源消耗的缓解已经成为重要的战略性问题，作为首当其冲的建筑行业尤其需要做到自身的节能减排。通过智能化建筑设备控制技术与建筑节能探索，可以让建筑的设计和建设更加满足环境需要，更加符合人们的使用需要，更加具有节能的功效，促使建筑行业与环境和谐发展，促进我国建筑事业向着可持续方向迈进，让人们的生活环境越来越好。

参考文献

[1]互联网技术在智能建筑设备能源管理中的应用研究[J].刘杨;刘佳霓;周丽.无线互联科技,2017(09)

[2]建筑电气技术在智能建筑中的应用分析[J].刘永东.产业与科技论坛,2017(14)

[3]智能建筑综合运维管理平台构建研究[J].廖宇婷;李国华;苟茂华.智能建筑,2016(07)

[4]智能建筑及智能化系统[J]..工程质量,2004(09)

[5]智能建造开启建筑行业新机遇[J].李国建;宫长义;施明哲;李真真.江苏建筑,2022(06)