智能楼宇节能案例分析

智能楼宇节能案例分析（通用12篇）

智能楼宇节能案例分析 篇1

0引言

经济的不断发展在推动现代化建筑行业发展的同时, 也改善了人们的生活。随着现代电子信息技术和智能控制技术 的进步, 现代建筑在形式和要求方面面临着新的挑战, 现代化的智能建筑越来越多地受到人们的青睐。为了满足人 们日益增长的智能化和人性化居住的要求, 实现建筑设备的智能控制和建筑节能的智能管理尤为重要。

1智能建筑设备节能的意义

人口的不断增长和地球资源的相对匮乏之间存 在相当大的矛盾, 特别是对于中国这样的人口大国, 人们不断提高的 生活水平和生活质量, 势必造成更大的能源消耗。这样 一来, 对现代建筑的形式和功能就有了新的要求, 相关部门在规划和建设现代化城市时, 要监督建筑施工企业在建筑设计时充分考虑到建筑设备和节能技术的智能化。只有建筑设备智能化了, 管理智能化了, 人们的居住才能实现智能化, 这就在提高人们 生活水平和生活质量的同时, 提高了人们居住的满意度。

设备系统是建筑运行和控制的中心系统, 是智能建筑实现舒适、方便、快捷、节能目标的基础, 设备系统能耗占 整个智能建筑能耗的2/3, 因此, 降低建筑能耗关键在于降低设备运行能耗。设备系统由若干功能不同的子系统组成, 设备系统的控制过程相当复杂, 再加上设备种类和数量繁多, 所以设备集成 控制管理具有多样性与复杂性的特征。因为智能建筑的形态 也具有多样性, 所以设备节能研究必须以设备运行控制为基 础, 运用数据分析处理方法分析能耗数据, 并将研究成果作用于设备运行控制。

本文旨在通过讨论智能建筑中设备的控制技术 来探讨智能建筑节能方式[1]。

2智能建筑设备节能控制分析

智能建筑的能耗主要集中为各类设备系统能耗, 而设备集成控制系统作为建筑物节能的检测工具和实施手段, 与整个智能建筑的节能关系密切。研究显示, 智能建筑的能耗主要集中在空调设备系统、给排水系统、照明系统以及电梯运行系统, 其中空调设备系统能耗占整个系统能耗总和的2/3左右, 因此研究空调设备的控制技术尤为重要。

2.1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。能量传送过程中, 水系统输送能源所耗的能量为泵的电能, 风系统输送能源所耗的能量为风机的电能;冷热源系统工作所消耗的电能与泵和风机所消耗的电能之和即空调系统总耗能量。空调设备的节能控制主要就是 对上述三部分能量消耗的有效控制[2]。

空调系统供给房间的冷量主要有7方面的热量消耗, 包括照明散热量、人体散热量、透过外窗的 日射得热 量、人体/物料以及设备的湿负荷、渗透空气散热量、物料与设备散热量、通过围护结构传入室内的热量。其中, 透过外窗的日 射得热量、通过围护结构传入室内的热量以及渗透空气散热量的大小 由室外温度决定;照明、人体、物料以及设备散热量共同组成了房间的热负荷, 空调的制冷负荷就由这几部分决定。

空调耗能系数 (CEC) 是分别从 建筑物的 节能性能 以及设备的能源利用效率两方面来进行综合评价的, 它是通过在全年假想负荷的前提下计算设备系统的全年能源消耗量, 来评价设备能量利用效率的指标[3]。

式中, P为空调系统全年能耗;Qc为冷负荷;Qh为热负荷;Ql为新风负荷。

根据CEC的计算公式以及相关研究表明, 基准型空调系统的CEC大约在1.6左右, 节能型空调系统的CEC大约在1.1左右。CEC的值可用于判断空调系统的节能性, 根据这个值对节能措施适当调节, 从而降低智能建筑的总体能耗。

PAL是一个评价公共建筑外围护结构保温、遮阳等其他设施保温性能的指标, 可以作为评价公共建筑中央空调系统的辅助指标。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。

2.2给排水设备节能控制分析

智能建筑给排水能耗主要来自设备用水损耗和用电损耗。

用水损耗包括生活给水能耗与消防 给水能耗。生 活给水系统供给烹饪、洗涤、沐浴以及日常饮用水, 消防给水系统供给消防栓以及自动喷水灭火给水系统用水。影响智能建筑 用水损耗的因素有2点:

(1) 给水管网的渗漏损耗。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所在, 渗水问题也是目前给排水系统的主要能耗所在, 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。

(2) 用水终端设备损耗。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, 因此加强 对这几方面因素的控制也能有效降低用水损耗。

用电损耗包括水泵用电损耗以及消防系统自 动喷淋系 统用电损耗。水泵运转损耗的影响因素有2个, 即建筑物高度以及用水量。当建筑物高度超过30m时, 要采用二次水泵供水, 二次水泵本身已经增加了电能的消耗, 且二次水泵与一次水泵的转接也免不了有电能的耗损。同时用水量越大, 水泵电机消耗的电能就越多。自动喷淋系统用电损耗主要来自于长期 供电的损耗, 由于消防供水系统必须保持一直有水可供, 所以喷淋系统必须长期保持备用状态, 这里的电能损耗取决于喷淋系统的设计功率。

2.3照明设备节能控制分析

随着建筑业的迅速发展, 电力的需求量 也在不断 攀升, 电力供应紧张的局面将在相当长的一段时期内一直存在, 所以节能减排刻不容缓。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。

在大楼这种人员比较多的地方, 我们设计的照明系统需要做到能源的合理利用, 在有人的地方必须设计有足够的照 明;在人员活动较少的区域可以采用间断性照明, 比如现在比较流行的声控、温控、红外传感器控制等;在没有人的区 域, 严格熄灯灭光, 以节约能源[3]。

3结语

总体而言, 缓解能源 危机已经 成为一个 全球性的 战略问题, 特别是对于我国这样一个人口大国, 如何实现能源的合 理利用, 不仅关系着人们能否拥有良好 的生活环 境 , 也影响着 社会的和谐, 甚至影响着国家经济的发展。因此, 在现代化 的建筑建设和管理中, 在为人们提供人性功能与服务的同时, 要在建筑设备智能化上下功夫, 确保机电设备的智能化管理和能耗的智能化控制, 有效地防止建筑主体内部的能量消耗过大。现代智能建筑就应该是那种机电设备能够合理自动开停、通风系统可以优化变频调控和配备合理的低温送风系统的建筑, 唯有如此, 才能真正谈得上智能建筑的节能。

参考文献

[1]臧大进, 刘增良.优化控制技术在智能建筑节能中的应用[J].巢湖学院学报, 2009 (6) :54~60

[2]洪其禄.浅议智能建筑控制技术与电气节能设计[J].科技创新与应用, 2013 (11) :209

[3]李芳.智能建筑节能管理系统的实现及应用研究[J].安徽建筑, 2013 (5) :46~47

智能楼宇节能案例分析 篇2

● 地下停车库照明现状及改造原因 ● 智能照明改造方案描述

1、停车库照明标准一般要求;

2、改造的基本要求及原则;

3、具体智能照明改造方案

4、改造前后费用对比(直接节能和间接节能的效益分析;

5、合同能源管理模式介绍;安科瑞电气介绍

安科瑞电气股份有限公司 [股票代码 :300286.SZ]是一家为智能电网用户 端提供智能电力监控、电能管理、电气安全、智能照明系统及产品等,系 统性解决方案的国内少数几家领先企业之一。

上海嘉塘电子发展有限公司是安科瑞旗下的控股公司,是上海市科学技术 委员会、上海市财政局、上海市国家税务局和上海市 地方税务局认定的高 新技术企业, 成立于 2000年 6月, 公司主营产品为:替代霓虹灯的 LED 防 水模组、LED 大功率模组,以及大,小 功率的 LED 照明产品等。集研发、生产、销售、服务于一体,形成了从芯片封 装,模块集成,照明应用,灯

光工程的产业链。是上海为数不多的国家级备案的合同能源管理公司。地下停车库照明现状及改造原因

一、停车场照明现状分析

由于地下停车库的位置特点所限,自然采光比较差,因此照明问题往往 是物业公司关注的重点,主要表现在以下几个方面:

1、照明电费较高,一般车库照明都需要 7*24小时不间断照明,一年总 计电费相当可观;

2、由于车库照明灯具数量相对较多,维修工作量大、灯具更换成本高, 也是物业工作的一大难点;

3、传统照明控制一般为手动分路控制,控制方式比较单一,灯具的开、关也比较麻烦;

4、有些物业为了节约照明成本,会采用减少照明路数的方式达到节约 电费的目的,但同时又会导致车库照度降低,影响监控效果,提升停车风 险等一系列安全问题,增加管理难度;地下停车库照明常规照明现状:

1、采用传统 1.2M 荧光灯,功率 36W ,约 3350LM

;

2、控制方式一般采用分路,手动开关控制;

二、改造原因

在响应国家节能减排号召的同时, 又实现了智能照明、绿色照明的目标, 同时又能降低了物业公司的电费支出、人工及管理成本支出,最终取得多 赢的局面。

智能照明改造方案描述

一、停车库照明标准的一般要求

按照《建筑照明设计标准 GB 50034-2013》设计要求,车库照度要求

如下表:

由于车库人停留时间短,对照度显色等要求较低,而且灯具规格相对 统一,因此照明改造相对简单。

二、改造的基本原则及最终目标要求

1、利用原灯具线路及安装支架,避免大规模的线路改造;

2、保持原有照度标准,降低功耗,实现节能的目的;

3、采用绿色照明产品,不含有毒有害物质,体现环保理念;

4、结合原有的手工分路控制方式,增加智能控制方式,实现红外控制, 时间控制、照度控制等方式;

5、采用长寿命的 LED 灯具,照明寿命不低于 50000小时,大大减少维 修成本;

三、具体智能照明改造方案 直接替换灯具

1、地面与地下弧形通道灯(泛光灯

替换常规使用的 250W 金卤泛光灯 2、车库照明灯具(直管灯

替换常规使用的 36W+4W(整流器荧光灯

四、控制系统改造

1、地面部分通道灯具按照度控制及时间控制方式相结合,但照度优先 的方式控制,同时也可以手动打开。

2、车库部分物业可根据不同的时间段设置照明控制方式,繁忙的时候 灯具全部亮起,相对车辆较少的时候灯具间隔亮起,深夜的时候除消防及 疏散区域的灯具常亮外,其他部分的灯具实现红外控制,当人员流动或车

辆移动时,灯具同时开启,提升安防功能。如小区可分上、下班时间及夜 间照明模式等。商场及超市可分营业时间照明模式,和非营业时间照明模 式等,可根据需求自由设置。

3、灯具同时能实现红外控制功能

4、不同楼层设置总开关,起到楼层分别控制功能。

五、改造前后的效益分析 改造前后对比如下表:

直接节能效益分析表

照明改造后,单灯直接年节约电费:车库管灯节约 191.32元 /年、通道 泛光灯约 1471.68元 /。由于采用长寿命的 LED 灯具, 同时又减少了灯具更 换及维修费用,通过智能的控制方式,降低了照明时间,综合节能率能达 到 70%以上。

六、合同能源管理模式介绍

合同能源管理,在国内广泛地被称为 EMC(Energy Management Contracting ,是 70年代在西方发达国家开始发展 起来一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理的国家标准是 GB/T24915-2010《合同能源管理技术规范》,国家支持和鼓励节能服务公 司以合同能源管理机制开展节能服务,享受财政奖励和所得税免三减三优 惠政策。

1、流程图

2、步骤细节（1）项目调研：公司派工程师、技术员至项目现场进行实地考察，根 据项目现场的照明环境、灯具亮度，业主需求等一系列因素，对项目进行 初步判断，确定项目为直接替换灯具的方案，或者根据企业需求为业主提 供最佳的照明改造方案。根据实际情况按下表计算技能总量（2）项目收益分成 一般的 EMC 项目为“效益分享型”项目，合同周期一般为 3-5 年，按投 入多少界定，有的可能 5-10 年，双方根据节电费的数额进行分享。以车库 节能改造为例，物业公司零投入，因此前期用能单位分享的数额较低。所 以为了让方案的投入和收益成正比的趋势，一般在 EMC 的合同上，签订 的价格为价目表的市场价，结合合同年限需乘以一定的维修系数 1-3%。（3）分成的计算方法

楼宇智能系统的节能设计 篇3

一、温湿度控制精度适当

楼宇内温度和湿度的变化与楼宇节能有着紧密的相关性，将温湿度控制在适当的设定值精度范围内，是楼宇空调节能的有效措施。

对于楼宇的普通空调、新风区域，由于基本上是舒适性空调系统，风速、周边环境温度、湿度都影响着人对环境的感觉。在非工作时间，可能还有人工作，但负荷较小，需要对设定值再设定并可以适当放宽控制精度。这样一方面起到了节能作用，另一方面也降低了水阀的调节动作频率，提高了設备的使用寿命。

二、新风量适量控制

从健康的要求出发，楼宇内必须保证有一定的新风量，但新风量过多将增加能耗。可以实施新风量控制的措施有两种：一是在回风道上设置风道式CO2检测器，根据回风中CO2气体浓度自动调节新风风门的开启度；二是根据楼宇内人员的变动规律，采用统计学的方法，建立新风风阀控制模型，根据相应的时间确定运行程式进行程序，从而控制新风风阀，达到对新风风量的控制。

三、空调设备的最佳启停控制

通过楼宇自控系统对空调设备进行楼宇预冷、预热的最佳启停时间的计算和控制，以缩短不必要的预冷、预热的时间，达到节能的目的。同时在楼宇预冷、预热时，关闭室外新风风阀，不仅减小设备容量，而且可以减小冷却或加热新风的能量消耗。

四、不同季节模式不同工况下的设备运行

不同季节的室外温湿度、日照、风速等环境参数有一定的变化规律，楼宇自控系统需要判断当前的季节以采取不同的工况模式。

系统进入冬季模式有两个判断标准。其一是当地历史室外计算（干球）温度记录。但是由于气候变化莫测，因此建议采用另一个重要参数——室外平均气温，即连续三天室外气温平均低于5℃。同时满足以上两个条件，系统自动进入冬季模式，否则将采用与春季或者秋季过渡模式。

春季过渡模式的判断标准也是两条：当地历史室外计算（干球）温度记录；室外日平均气温达到10℃。系统进入春季过渡季节模式时，将根据时间表自动调节空调机组新风量，主要通过室外新风来保证室内舒适度。当室外最高温度超过26℃时，系统将采取秋季过渡季节的控制模式，采用夜间吹扫的办法，吹扫时间可跟据气候变化进行调节。

夏季模式的判断标准有两条：当地的历史室外计算（干球）温度记录和室外日平均气温达到15℃。这两个条件决定系统是否启动冷冻机系统，同时空调介质转为冷冻水。冷冻机系统循序启停控制和机组群控程序开始运行。当室外湿度过高时，根据特殊场所如计算机房的要求将启动除湿程序。如果目前状况只符合条件之一，系统将采用与目前时间段最接近的春季或者秋季过渡模式。

秋季过渡季节模式的判断标准为当地的历史室外（干球）温度记录和室外日平均气温达到8℃。系统进入秋季过渡季节模式，将根据时间表自动调节空调机组新风量，主要通过室外新风来保证室内舒适度。如果室外最高温度低于15℃，系统将采取春季过渡模式，取消夜间吹扫的办法。

五、节能系统能够提供的主要控制措施

1.焓值控制

对每种空气源进行全热值计算，并进行比较决策，自动选择空气源，使被冷却盘管除去的冷量或增加的热量最少，来达到所希望的冷却或加热温度。

2.设定值再设定

根据室外空气温湿度的变化，对新风机组和空调机组的送风或回风温度设定值进行再设定，使之恰好满足区域的最大需要，以将能耗降至最低。

3.负荷间隙运行

在满足舒适性要求的极限范围内，按实测温度和负荷确定循环周期与分段时间，通过固定周期性或可变周期性间隙运行某些设备来减少设备开启时间，减小能耗。

4.夜间循环程序

分别设定低温极限和高温极限，按采样温度决定是否发出“供热”或“制冷”命令，实现加热循环控制或冷却循环控制。在凉爽季节，夜间只送新风，以节约空调能耗。

5.夜间空气净化程序

采样测定室内外空气参数，并与设定值进行比较，依据能否节能的效果，发出（或不发出）净化执行命令。

6.零能量区域

设置冷却和加热两个设定值，有一个既不用冷也不用热的区域，实现空间温度在该舒适范围内不消耗冷、热能源。

7.循环启停程序

自动按时间循环启停工作泵及备用泵，维护设备。

8.例外日程序

为特殊日期如假日，提供时间例外日程序安排计划，中断标准系统处理，只运行少数必须运行的设备。

9.临时日编程

如遇特殊情况，可提前一天编制好下一天的临时日程序，只运行一些必须运行的设备。临时日程序优先于其他时间程序。

IT机房全智能送风节能改造分析 篇4

1.1 目前市场概述

近几年来，随着信息技术的普及，数据中心的IT设备数量增长加速;同时，电力价格持续上升并且供应越来越紧张，数据中心面临不断扩容的压力和不断增长的电能消耗，节电成为全球数据中心管理者共同关注的话题。

我国通信网络基础建设资金大量投入，网络规模位于世界首位，通信行业已经成为推动国民经济增长的主要产业。同时，通信行业不间断运行与维护，尤其是大量通信设备汇集的机房和覆盖全国的无线基站等能源成本日益增长，占运营企业经营投入的比例越来越大。通信运营企业纷纷就节能减排推出新举措。

数据中心及通信行业不仅是一个高科技的行业，也是一个高耗能的行业，机房过热、机房利用率极低、耗能高为以前老机房的普遍现象。随着网络规模的不断扩张，通信行业迅速发展，带来用电量的迅速增长，但其节能空间也非常大，“节能减排”已成为人们耳熟能详的一个词，与之相对应的“生态文明”也将深入人心，建设“绿色数据中心”是现在数据及通信中心管理者的首要任务。

SUN公司为下一代“绿色数据中心”推出了一个新的评判标准：即以SWAP值来评判数据中心内部署的服务器系统功效状况和经济性，它是综合考虑了服务器占用的空间、功耗与性能等因素。

所以在同等性能时减少使用空间和降低能耗是提高SWAP的最直接的途径。

1.2 国家产业政策

“节能减排”不仅被立为国策，更是企业发展的战略目标。

早在2010年国资委下发的第23号令规定了《中央企业节能减排监督管理暂行办法》将节能减排作为“中央企业负责人经营业绩考核”的重要目标。

“节约能源、保护环境”已是各级政府工作的重点。许多城市和地区已经采取措施，如利用峰谷用电等。然而，节能不仅是各级政府的事，也是全民的事，特别是对于各企业更是责无旁贷。

温家宝总理在2011年初的政府工作报告中正式披露，“十二五”单位GDP能耗下降目标确定为16%。同时公布的还有新增的约束性指标，二氧化碳排放降低17%。作为耗能大户，数据及电信运营商的节能举措无疑将成为完成这个总体目标的重要组成部分。在2010年12月25日召开的全国工业和信息化工作会议上，时任工业和信息化部部长李毅中在工作报告中提出“十二五”期间工业的节能和二氧化碳减排目标。李毅中表示，力争2015年，单位工业增加值能耗和二氧化碳排放量比“十一五”末均降低16%左右。他还表示，2011年初定单位工业增加值能耗和二氧化碳排放量各降低4%。

“这是工信部第一次在自己的五年规划中提出减碳目标。”一位业内人士表示，“这一目标将大大推动工业企业节能和减碳的积极性。”

中国电信在2010年4月就节能改造方案提出了一个《中国电信集团节能减排指导意见2010版(征求意见稿)》明确了节能减排的实施办法;可见各行业都在为十二五的节能减排任务做准备。

2 项目概况

针对前述背景及国家相关产业政策，我们提出“高效送风控制系统”新设计理念。

2.1 目前运行的老机房现实状况

据测算，我国的IDC机房空调设备的能耗大概占了45%左右、IT设备的能耗则占了30%、电源系统占18%、其他占7%。通信机房及数据中心通常是用来对信息进行集中处理的地方，计算机设备、网络设备、存储设备、通信设备是处理信息必不可少的IT关键设备，这些设备节能是IT设备供应商的责任。而对于那些用来保障IT关键设备运行的基础设备，如UPS、空调，人们往往不太注意，殊不知这些设备也是电能消耗的大户，但供电系统只占18%，通过对其进行节能措施基本上是办不到，即使使用任何技术能在原基础上节能10%，对整个系统也是微不足道的，所以可以看到空调的制冷系统的节能是很重要的。

我们都知道空调系统的能效比在1∶2.5～1∶3，也就是说我们用1kW的能耗可以带来3kW的制冷量，而根据我们发现，空调的制冷能耗比例为33%，而IT设备的能耗只占30%，我们认为这30%的能耗都是以热量来散发给机房，我们只要有10%的制冷能耗就应该满足这30%的热量冷却，而事实是我们还需要33%的制冷能耗来满足30%的发热量，足以见得机房的能耗高且也有很大的节能潜力。

应该说，制冷并不是一开始就成为数据中心中的用电大户，而是随着计算机应用的普及才使得这个问题日渐突出。过去，由于计算机应用并不普及，数据中心的IT关键设备也不多，机房空间相对比较宽裕，机柜中很少有局部热点出现。因此，有的数据中心即使采用普通空调来为机房制冷，只要保证机房内的温度符合设备正常工作温度即可，机柜内的设备也就能正常运行。

如今，随着IT技术的普及，IT设备的需求量呈现爆炸性的增长，机房日渐拥挤起来。过去宽敞的机房空间逐渐被大大小小的机柜所挤占，与此同时，机柜中的服务器、交换机的数量也大大增加，机房的整体温度和机柜中的温度都迅速升高，特别是近年兴起的刀片服务器更是进一步加重了这一问题的严重性。

单就刀片服务器本身而言，它降低了维护成本，而且省地、节能，但刀片服务器却导致机柜内热密度迅速上升，即使增加了足够多的空调，机房内仍然会出现局部过热现象，这让制冷问题日益突出。

在一些数据中心机房中甚至出现部分区域温度已经降到10多度，而机房中仍然出现高温报警的尴尬局面。

正是由于这方面的原因，在机房空间日渐宝贵的情况下，机柜里仍然不得不以牺牲机房容积率的办法，在机架上空出许多空间来达到设备的制冷要求。事实上，机房的制冷能力已经限制了每个机柜中刀片服务器的安装数量。

2.2 造成老机房能耗高、局部过热、容积率低的根本原因，如图1所示

(1)排放：老机房是按机柜正面朝向一致的方式排列，造成了前排的机柜出风口直接对着后排机柜的进风口，导致后排机柜的进风温度升高;虽然有冷风补充但由于出风口的风压低和不充分，不能将冷风输送到所有机柜的设备上，最终导致局部过热现象的发生，如图2所示。

(2)风的短路：由于出风口的冷风出风压力较低，使冷风无法输送到机柜出风口的远端，机柜中的服务器自带风机将热风也吸收到服务器中，导致服务器的进风温度升高，如图3所示。

(3)风道的堵塞：对于下送风系统，由于地板下风道有电缆，将风道堵塞造成机柜局部地区冷风不能按需输送到出风口，造成局部过热现象。

(4)结论：由以上可见，局部过热问题主要是机房的气流组织不力造成的。由于局部过热现象的发生导致用户为设备安全运行，增加过多的空调，空调之间不能统一调度，致使在空调运行过程中有的制冷、有的制热，造成很大浪费;又由于有的机房空调的无序排放，使得空调冷风相互阻挡造成浪费;还有机房中冷热不均，有的地方冷、有的地方热，使得很多的热辐射直接传入机房增加空调负担，造成浪费。

由于机房已经出现局部过热的现象，使用户不能也不敢在机柜中增加设备的投入，以致在老机房中，大部分机柜中设备不足机柜的30%，设备的平均运行功率小于2kW，造成了机房的容积率很低。

2.3 如何解决以上问题

要降低数据中心制冷的能源消耗，最根本的办法是减少外界的热量进入，同时提高空调的制冷效率，合理控制空调回风温度，节电效果显著。经测算，如果夏季空调温度调高1℃，公共建筑空调能耗可降低8%、机房能耗降低3%，如图4所示。

提高空调制冷效率的一个最有效办法就是实现“按需制冷”，将冷媒送到最贴近热源的地方，也就是将制冷方式从房间级制冷转变为机柜级制冷，最后到芯片级制冷，这就是我们提出的“高效送风控制系统”的理由，这也正是机房制冷的节能、发展趋势。

高效送风控制系统是一种智能、实时按需提供冷却方案的技术。该技术的核心是能不断调整数据中心的散热装置，根据散热需求，针对性地动态供应冷却气流。它在每台机柜前方都配备了可变风量的送风模块并给每个机柜的进风口加装进风风道，使之成为一个小的冷池环境，其风量大小可以根据机柜中的温度传感器所测得的温度或机柜中IT设备的总电流数值按需要随时调节，数据中心的集中监控系统通过监控所有的机柜温度和风量的数据来调节精密空调的总制冷量和总风量，该技术可能将数据中心的降温成本降低30%～50%。

3 节能的原理

3.1 提高空调的回风温度

(1)提高回风温度的可行性：机房原设计规范为：21±2℃(现在的设计规范为23±1℃)，也就是服务器设备的最佳工作温度。

要达到机房设计要求，须将空调的回风温度调整到22±2℃，这样空调在回风温度24℃时空调制冷开始工作、在20℃时停止制冷，由于机房空调的蒸发温度在8℃～10℃，此时空调的出风温度为12℃～16℃，这样经空调制冷的冷风与室内的热风混合才能达到机房的温度要求，但由于气流分配的不均匀，易造成局部过冷、局部过热的冷热不均现象，这样使很多冷量大量流失造成浪费，同时也可能造成有的空调制冷、有的空调制热;还由于在过冷的区域，外界对机房的热辐射增加，而采用高效送风控制系统，由于使用了冷热分离的措施，经过空调冷却后的冷风可直接输送到机柜设备的进风口处，不与机房内的热风混合，这样只要使空调的送风温度达到22±2℃要求，就可满足IT设备的正常运行。这样空调的回风温度就可设在30±2℃。

(2)提高回风温度的节能原理：采用高效送风控制系统，空调的回风温度可设置在30+2℃，回风温度在32℃时才开启制冷功能，在28℃时停止制冷，大大减少了对空调制冷要求、提高了制冷效率，从而达到节能的目的。

◆按每提高1℃降低机房能耗3%计算，全机房总电力需求可节约25%;

◆由于机房环境温度可提高到30+2℃，考虑在夏天由于外界对机房的热辐射的减小，在冬季加大了外界的冷辐射效率，也可产生很大的节能效果，所以总节能效率在30%～50%。

3.2 按需制冷

由于采用高效送风控制系统，机房改造后可根据机房实际制冷量和风量的需求，采用按需开启机房空调的控制，在很多情况下不需要全部空调都开启运行，从而达到节能的目的。

3.3 减少制冷环境

通过采用高效送风控制系统，将空调的制冷环境由机房的大环境变成了机柜前的小环境，减少了空调的制冷空间。

4 解决的问题

(1)局部过热：高效送风系统可根据每个机柜的发热状态进行微环境的冷风控制，并根据机柜的实际发热情况调整机柜的冷风风量，彻底改善了局部过热现象。

(2)节能：由于提高了空调的回风温度、按需调整空调的使用数量、减少空调的制冷空间，从而达到了节能的目的。

(3)提高机房的容积率：由于解决了以上的问题，使机房在原有的面积和原有的空调数量不变的情况下，可以增加IT设备，充分发挥机房的效率达到提高机房的容积率的目的。

参考文献

智能楼宇节能案例分析 篇5

论文摘要：本文结合我国路灯照明的现状，分析了路灯照明中存在的电能浪费问题，提出了路灯节能系统设计的原则，最后以表格的形式给出了某城市采用智能调控技术的路灯节电器后产生的节电经济效益。

论文关键词：路灯照明,节能控制系统,智能调控技术

1.城市路灯的现状

对于一个城市来说，路灯照明系统无疑是不可或缺的重要基础设施，城市照明系统的合理配置和有效运行已经成为衡量一个城市市容、市貌的重要标志。

值得注意的是，城市照明系统在营造城市宜居生活环境、为人们提供生活便利的同时，也消耗着大量的电力能源。据统计，城市路灯照明占我国照明耗电30%的比例，年用电约850亿千瓦时，一年市政路灯照明的开支就高达552亿元，而由于技术原因，路灯照明不能根据电网波动、照明需求以及照明时段等情况实时调整，目前路灯照明的电能利用率还不到60%，电能浪费相当严重，存在着巨大的节能空间。

2.城市路灯用电症状分析

城市路灯照明节能势在必行，路灯用电的浪费存在于以下几方面：

1.运行浪费，供电品质差。因时段不同，电网负荷变化大，路灯供电线路电压波动也较大。上半夜行人车辆较多时，适逢用电高峰，电压低，亮度较暗。而下半夜，电网负荷下降，电压骤升导致照度异常明亮。路灯照明随不同时段电压波动幅度高达±15%，这样势必增加电、热的转换比值，使灯具的用电效率下降，造成电能浪费。同时电压波动大容易造成灯具持续发热而过早损坏，导致灯具的寿命缩短，需要频繁维修、维护和更换灯具，增加维护成本。

2.线路浪费，线路损耗大。路灯供电线路长，功率因数低，多数现场只有0.5左右，线路损耗大；同时路灯照明灯具都为220V单相电压供电，用电线路中都存在着严重的三相不平衡，由此造成零序电流过大，零点位移，引发三相不平衡，从而也造成电路损耗较大。

3.间接浪费，管理方式粗放。目前大多数路灯照明线路控制简单，对操作结果实施功能监视、记录和统计，依赖单一的定时或人工控制，仅仅靠工作人员白天或晚上巡视的方式发现设备异常。特别是大中城市，大量的.人工巡视都无法及时发现故障，处理设备故障效率也很低，浪费大量的人力和物力。

3.路灯节电系统研究

根据目前路灯及公共场所灯具的工作特点，针对上述问题开发出一种使用方便又节能的装置，这种装置应该有如下功能：

（1）稳压控制：无论在用电高峰还是用电低谷，始终能使供电电压稳定在额定值范围；

（2）显示功能：可显示输入电压、输出电压、三相电压、功率因数，有功、无功等参数；

（3）定时启停：不同地区和不同季节，不同的昼夜交替时间，系统能根据地区和季节自动调节开闭路灯时间；

（4）根据天气情况调节启停时间：在定时启停功能上能有根据天气情况开闭路灯；

（5）自动功率因数补偿：随着照明设备的不断升级，系统应有功率因数补偿功能；

（6）效率高，无波形畸变，电压调节平稳，适应负载广泛，能承受瞬时超载，可长期连续工作，手控自控随意切换，设有过压、欠压自动保护功能。

根据上述原则提出的设计方案。

当今国际上流行的节能方式智能调控技术，能够符合上述对路灯节能系统的功能提出的要求。智能调控技术采用微电脑控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，在确保功能和效果的前提下，合理调整亮灯的亮度、数量和时间，包括以调光装置、声控、光控、时控等为主的光源控制器件。

这种节能控制器应用DVR电网电压调节技术概念，通过电磁调压、电磁移相、电磁平衡等新技术，通过最新的电压控制软件和先进的电子线路对负载设备进行实时检测与跟踪，同时，对输入、输出电流电压和功率等参数提供动态数据、故障判断和自动保护，对路灯的定时开关特性以及分时供电或自动调整节电率等功能进行组合或选择。

4.市政路灯改造节能效益分析

1.根据XX市的每条路况，车辆人流商业情况，配置采用智能调控技术的路灯节电器，制定每台设备的运行模式，做到因地制宜，最大限度节约能源，保护和延长照明设备寿命。

改造工程款（万元）

改造前电费（万元）

节电率

年节省电费（万元）

回收周期（年）

650-900

1000

30%

300

2-3年

2.经济效益

参考文献

1 于军,邢永中.模拟路灯节能控制系统的设计[J].照明工程学报,2010.4

2 申志军.城市照明智能化、网络化控制技术的发展及应用[J].智能控制,2009.6

3 杨梅.新型智能路灯节电管理的设计分析与发展趋势[J].第一届智能化先进测量系统学术研讨会议论文集,2010.8

4 Po-Chien Hsu. Study of system dynamics model and control of a high-power LEDlighting luminaire[J]. Energy ,2007.5

5 郭隐彪,韩春光等. 一种基于无线网络的路灯控制系统[P], 厦门大学,2010.7

楼宇建筑节能管理初探 篇6

关 键 词：楼宇建筑 节能管理 途径

目前，国家能源短缺、电力供给紧张，政府和全社会都在大力提倡建设节约型社会。“十二五”时期，建筑节能工作形势更加严峻，对于楼宇建筑的物业管理部门，合理控制能源消耗，建立一套完善、科学、系统的节能管理体系，打造节能型建筑已是一个日益紧迫的课题。

一、楼宇建筑节能管理的基本内容

（一）设置能源管理部门和职能。依附现行的管理框架，指定楼宇项目的能源负责人，建立能源管理责任制。主要职能为对各个楼宇建筑进行能源消耗普查，将能源指标和相应的管理责任进行分解，对各类能耗数据进行统计监测和分析；收集汇编国家能源管理政策和最新技术信息，拟定节能宣传和推广计划；评估能源使用状态并给出建议，制定下一时期节能降耗规划等。

（二）建立健全节能监管体系。节能监管体系主要包括能耗普查、能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示等方面。其中能耗监测和能耗统计是两项基础内容，任何节能措施都建立在对设备施行运行参数的采集、汇总、分析的基础之上，在日常公共服务阶段，对能源消耗进行记录和控制，通过能耗分析与运行实践及时调整设备运行方案，可实现节能效果。

（三）完善能源管理考核激励机制。按照国家及地方政策和建筑节能管理目标，制定和完善能源管理的规章制度，建立节能考核体系，依据节能指标按层级严格考核，并与人力资源管理相结合，建立健全节能考核奖惩相关制度，将节能考核列入人员绩效考核管理中，使节能效益与薪酬管理直接挂钩，促进楼宇建筑节能工作的开展。

（四）节能技术的选择和运用节能技术的论证[1]

节能设备和技术很多，比如变频调速技术、绿色照明技术以及其他新型的节能技术正逐步得到广泛应用，如何进行选择，应当充分考虑以下问题：是否影响服务质量；是否恶化生活环境；是否引起其他费用的增長；是否增加额外的劳动量；投资费用能否在预期内收回；操作人员是否能够掌握由此带来的新技术等。

二、楼宇建筑节能管理的主要途径

（一）节能技术改造

对原有设施设备进行节能改造，这是节约能源的最主要的方法，同时也是最有效的方法。如公共照明可使用节能灯，对长明灯进行改造，使用感应式非接触型开关（声光控开关），在景观灯等处安装时间功率调节装置，夜深时降低照度或停止照明以节约用电；公共用电区域根据不同季节、不同时段、不同天气灵活控制；地下车库照明灯在常亮单盏40W日光灯的基础上，实行交叉控制，做到合理利用，又不影响正常照明；水泵的节能应选用合适的加压设备，采用变频技术，用PLC进行控制，能有效地降低能耗，同时可以提高供水质量；电梯使用电源逆变回馈装置，将原消耗在制动电阻上的电能有效地收集起来回馈到电源，除了可以降低电梯的电能消耗外，还可以降机房温度，改善机房环境，减少空调的启动时间，降低空调的电能消耗；23：00～6：00根据业主实际所需来安排电梯的开启，既节约能源，又减少电梯磨损。

（二）节能运行管理

在日常公共服务阶段，采暖、制冷空调、给水、电梯系统的能源支出占总成本的一半左右，对热力和电力消耗的记录和控制成为能源管理的重点，能源主管部门应当及时对各项能耗和费用发生数量进行汇总，以便掌握和调控能源费用支出。能源管理部门需要编制详细的能源统计和运行记录表格，将用电、用汽、用水量主要数据以及功率因数、电压、电流、温度等各个参数一应俱全列入各记录表格中。设备运行人员按周期定时和如实记录数据，根据给出的运行参数确定运行状态并及时调整。专业工程师随时监督和抽取运行数据，合理调配设备负荷和运行曲线，同时运行负责人员应当对单台设备运行时间进行统计。节能管理人员和设备运行主管人员，定期对运行、巡视表格上的数据进行分析，评估系统及设备的运行状态，给出设备能耗和设备故障统计报告，调整设备运行方案，在满足服务功能和业主使用的前提下，可适当降低原设计参数（如温度、照度），减少能源消耗。

（三）设备系统的计划性维修保养

对设备进行及时保养也是节能降耗的有效途径。随着设备运行时间的延长，其综合效率下降和运行费用增加，加大设备保养力度有利于延缓设备效率下降和运行费用增加。在对设备的保养工作中，应定期对设备摩擦付进行润滑或调整，以减少设备的无用功来达到减少能量消耗的目的；应及时清除堆积在电气件上的灰尘，以改善其散热条件，从而减少能量消耗。对设备保养不可忽视的因素是加大设备机房的巡视力度，时刻保证设备机房满足设备使用条件。若设备机房不能满足设备对环境温度、湿度等项目的要求，会加速设备的老化进程，配件和线路的耗电量也会增加。

改变传统的故障抢修思路，围绕设备系统维持最佳或最合理运行状态展开保养维护。需通过对设备系统出厂和安装时提供的技术文件的分析，确定最经济运行方式，拟订年度、季度、月度维修保养计划。主要侧重对设备设施进行周期性、预防性维护、调试，调整运行数据接近最合理运行状态，降低能耗指数。目前有些物业企业对燃气锅炉、冷冻机组、空调、水泵及电梯的计划性维修保养，有显著的节能降耗成效。通过单台设备设施运行时间和计划性维修频次的控制，使相同设备处于同等损耗水平，可以增加维护材料的互换性，减少维修保养的投入，同时采用的节能降耗手段适用面更广。

三、楼宇建筑节能管理中的不利因素和前景

（一）受硬件设施的限制，大规模改造成本太大，导致部分节能改造无法实施。在高层写字楼建造完毕后，硬件设施的改造通常耗资较大，尽管倡导通过合同能源管理模式实施节能改造，但因程序复杂且没有大规模推广，在实际应用中受到限制。楼宇建筑物业企业受自身资金和市场风险限制，不可能向所管理的项目长线投资进行节能改造。从这方面看，国家倡导建造节约型建筑是至关重要的。

（二）楼宇建筑物业企业内部缺少节能激励机制。普遍存在能源管理职责和分工不清，在节能管理宣传和教育上不到位等现象，各级人员采用节能技术手段和提出合理化建议的积极性不高。企业能源管理的机制和利益分配缺少市场化运作，阻碍了楼宇建筑节能管理工作的开展。

（三）缺少能源数据积累和分析。在设备和系统投入运行后，运行记录表格只限于记录当前运转状态和数据，水电汽暖等能源数据很少专项整理、汇总和积累，加之缺乏有经验的能源管理人员、能耗技术分析手段落后等原因，无法分析楼宇建筑能源使用方面的问题，更无法采取有效的节能手段和措施。

（四）受费用影响重维修轻维护。物业管理企业为控制费用支出，减少工程技术人员数量降低人员要求，压缩必要的维护保养材料，降低外委维护保养标准，导致冷冻机、锅炉、水泵等重要设施设备的维护不当，偏离最佳运行曲线，增加运转损耗并缩短了设备寿命，同时缺少设备和管线的维护，也将加大跑冒滴漏等能源损耗。

虽然楼宇建筑物业企业在经营管理方面面临着很多的问题和难点，但也肩负着创建节能建筑的重任，而且通过节能管理活动，可以拓宽赢利空间并从中获益。物业企业应当抓住这个机会，在常规管理服务阶段，加大节能管理教育和普及力度，增加投入，积极引进能源分析软件，落实新型节能降耗手段和措施，从在日常的运行管理和服务细节入手，开展系统化的节能管理工作。

[参考文献]

[1]王健朴.物业管理企业建立节能降耗管理体系初探[J].中国物业管理.2007（07）:40-41

[2]公共机构节能条例（中华人民共和国国务院令第531号）

智能楼宇节能案例分析 篇7

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Building Automation System简称BAS), 是智能建筑不可缺少的一部分, 其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等, 以提供一个既安全可靠, 又节约能源, 而且舒适宜人的工作或居住环境。

建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、 送排风、照明、电梯、安全防范等子系统。根据我国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下, 这两个子系统宜一同纳入BAS考虑, 如将消防与安全防范子系统独立设置, 也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时, 能够按照约定实现操作权转移, 进行一体化的协调控制。

建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:

(1) 自动监视并控制各种机电设备的起、停, 显示或打印当前运转状态。

(2) 自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。

(3) 根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备, 使之始终运行于最佳状态。

(4) 监测并及时处理各种意外、突发事件。

(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

(6) 能源管理 : 水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。

2楼宇自控系统的监控方式

2.1空调系统

大楼空调区冷源选用2台直燃机冷水机组, 冷水机组均设置于地下一层制冷机房内, 群楼屋顶设置43组冷却塔, 冷冻水供、回水温度为5/12℃ , 冷却水供、回水温度为32/37℃。

1. 如果冷水机组带有以微处理器为核心的单元控制器, 则冷水机组不设监控点, 只由设备控制厂商提供与楼宇自控系统的通讯接口, 否则将采用干接点的控制方式, 控制冷水机组的启停, 并监测其运行状态、故障状态及手自动状态。

2. 一次泵根据负荷控制。通过冷冻水一次供水流量、 与冷冻水一次供水温度、回水温度的差值计算出所需要的冷量合, 以此确定一次泵与冷水机组的运行台数。

3. 冷却塔的控制: 根据冷却塔的出水温度与设定值之差, 控制冷却塔风机的启停, 以保证冷却水温度在冷水机组的允许范围之内。

4. 根据冷却水供水温度, 调节旁通阀的开度。当冷却水的供水温度较低时, 可以让一部分水不必再经过冷却塔冷却而直接回流至冷水机组。

5. 根据冷却塔的液位自动控制变频补水泵的运行。

6. 根据空调膨胀水箱的液位自动控制补水电磁阀的开启, 以保证膨胀水箱的水位维持在正常范围之内。

7. 冷水机组冷冻侧与冷却侧的阀门均采用电动蝶阀, 用于当该台冷水机组停止运行时切断水路,以防水流短路。

8. 接于冷却塔进水管的电动蝶阀, 用于当冷却塔停止运行时切断水路, 以防水流短路, 同时可以适当调整进入各冷却塔的水量, 使其分布均匀, 以保证各冷却塔都能达到最大出力。

9. 监测一次测供水流量、与供、回水温度差结合, 作为负荷计算。

10. 冷却塔进水水阀与系统连锁, 以保证冷却水系统运行中不同数量冷机运行时的设备匹配。

11. 注意在冷水机组关闭后, 至少要运行10 ~ 20分钟后才能陆续关闭水泵以及水阀, 以避免出现故障。

12. 所有循环水泵可实现设备的自动转换, 运行过程中设备故障, 备用设备可自动投运; 自动累计水泵运行时间, 自动排序水泵组进行设备轮运, 平均分配水泵组各泵运行时间, 合理进行设备运营; 监测循环泵启动运行时间, 进行时限保护控制, 当循环泵运行时间大于设定及设计时限, 自动启动备用泵。

13. 趋势记录: 机组的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、储存、列表, 并可以作到定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

14. 设备的监测: 系统设备运行状态、故障、手/ 自动状态、水温、流量、压力等各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并可以作到同步打印。

15. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.2送、排风机系统

楼宇自控系统对整个大厦内的送风机、排风机、双速排风排烟机进行自动控制。加压风机、火灾补风机、 排烟风机由消防控制, 不纳入楼宇自控系统。排风排烟机一般为低速排风、高速排烟, 正常情况下, 由楼宇自控系统控制风机的低速启停, 当发生火灾时, 由消防系统强制将风机自动转为高速运转。

1. 启停控制: 风机根据预先设定的时间程序自动启/ 停风机, 每台机组都有每周工作天数的设定, 每天4-8条工作时间通道设定, 并另有特殊工作日及节假日的时间设定。

2. 风机每次开机前先行检查机组的状态, 符合要求按时序开机, 如有异常则发出报警。开机后检测风机的运行状态、故障状态, 如异常发出报警信息。

3. 运行时间的累计: 风机运行状态符合要求, 开始累计风机运行时间, 每满1小时将自动记录, 累加的时间自动显示在风机组的动态画面上。

4. 趋势记录: 风机的各动态运行参数可自动记录、 储存、列表, 并可以作到定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

5. 风机的监测: 监测风机的状态、故障状态、各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并可以同步打印。

6. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.3给排水系统

地下1层共设有集水坑26个。

1. 运行时间的累计: 水泵运行状态符合要求, 开始累计水泵运行时间, 每满1小时将自动记录累加的时间自动显示在水泵的动态画面上。

2. 趋势记录: 水泵的各动态运行参数可自动记录、储存、列表, 并定时打印, 以便管理人员的查询、管理和分析。

3. 给排水系统的监测: 监测各水泵的运行状态、故障、手/ 自动状态。同时监测水箱的液位。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警, 并同步打印。

4. 所有预设程序均可按实际需要和要求, 在中央管理工作站上调整修改, 以满足用户的使用。

2.4电梯系统

电梯系统:A区12部, 电梯。B区10部电梯。电梯以监测为主。电梯系统的主要监视范围:

1、电梯运行状态显示 ;

2、电梯故障报警 ;

3、电梯上行状态 ;

4、电梯下行状态 ;

2.5照明系统

照明智能化已经成为当今建筑发展的主流技术, 但是长期以来, 智能照明在国内一直受到忽视, 绝大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式。部分智能大厦采用楼宇自控(BA) 系统来监控照明, 实现简单的区域照明和定时开关功能。

每层2路控制。根据照度开启1路或2路。定时开关照明, 来节约用电。

3节能分析

针对智能建筑不同的室内外环境和设备使用情况, 我们的控制策略基于舒适性和节能的双重考虑, 不仅实现对大厦内的各种机电设备的控制, 并依据它们之间内在的联系, 实现对整个系统的连锁控制。另外, 如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理, 就能够优化系统的控制参数、制定维护计划, 使大厦机电设备在稳定工作的基础上, 最大限度的节省能源, 降低大厦后期运行和维护成本。

3.1提高室内温湿度控制精度

室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。 据美国国家标准局统计资料表明, 如果在夏季将设定值温度下调1℃ , 将增加9% 的能耗, 如果在冬季将设定值温度上调1℃ , 将增加12% 的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为: 温度为 ±1.5℃ , 湿度为 ±5% 的变化范围。如果技术成熟可以试着依据热负荷补偿曲线来设置浮动的设定点, 这样可以更加有效的自动调整室内温度设定值, 使其在大厦负荷允许的范围内尽可能的节省能量。

传统的建筑由于没有采用建筑设备自动化系统, 往往造成夏季室温过冷( 低于标准设定值) 或冬季室温过热( 高于标准设定值) 现象。这不但对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的, 同时也浪费了能源。采用了楼宇自动控制系统的智能建筑, 不仅可以按照设定自动调节室内温湿度外, 还可以根据室外温湿度的和季节变化情况, 改变室内温度的设定, 使的更加满足人们的需要, 充分发挥空调设备的功能。空调系统温度控制精度越高, 不但舒适性越好, 同时节能效果也越明显。据实际数据计算, 节能效果在15% 以上。

3.2新风量控制

根据卫生要求, 建筑物内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多, 势必将增加新风耗能量。 在设计工况( 夏季室外温26℃ , 相对温度60%, 冬季室温22℃ , 相对湿度55%) 下, 处理一公斤室外新风量需冷量6.5k Wh, 热量12.7k Wh, 故在满足室内卫生要求的前提下, 减少新风量, 有显着的节能效果。

根据大厦内人员的变动规律, 采用统计学的方法, 建立新风风阀控制模型, 以相应的时间而确定运行程序进行过程控制新风风阀, 以达到对新风风量的控制。

使用新风和回风比来调整、影响被控温度并不是调节新风阀的主要依据, 调节温度主要由表冷阀完成, 如果风阀的调节也基于温度, 那么在控制上, 两个设备同时受一个参数的影响并且都同时努力使参数趋于稳定, 结果就是系统产生自激, 不会或很难达到稳定, 所以可以放大新风调节温度的死区值, 使风阀为粗调, 水阀为精调。

空调系统中的新风占送风量的百分比不应低于10%。不论每人占房间体积多少, 新风量按大于等于30m3/h. 人采用。

为了防止外界环境空气渗入房间,保持房间洁净度, 保持房间正压在5~10Pa即可满足要求, 但是如果风压过大将会影响系统运行的经济性, 所以在洁净度要求较高的房间内安装压力传感器( 主要测静压)。

3.3空调设备的最佳启停控制

对于智能建筑内那些在夜里不需要开空调的区域或房间, 为了保证工作开始时环境的舒适, 就需要提前对其进行预冷或预热。另外, 室内温度是惯性很大的被控对象, 提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大, 楼宇自动控制系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制,可以在保证环境舒适的前提下, 缩短不必要的空调启停宽容时间, 达到节能的目的; 同时在预冷或预热时, 关闭新风风阀, 不仅可以减少设备容量, 而且可以减少获取新风而带来冷却或加热的能量消耗。对于小功率的风机或者带软启动的风机可以考虑风机间歇式的控制方法, 如果使用得当, 一般每一个小时风机只运行40~50分钟, 节能效果比较明显。空调设备采用节能运行算法后, 运行时间更趋合理。数据记录表明, 每台空调机一天24小时中实际供能工作的累计时间仅仅2小时左右。

3.4空调水系统平衡与变流量控制

空调系统的节能算法是智能大厦节能的核心, 通过科学合理的节能控制算法, 不但可以达到温湿度环境的自动控制, 同时可以达到相当可观的节能效果。

通过对空调系统最远端和最近端的空调机在不同功能状态和不同的运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知空调系统具有强烈的动态特点, 运行状态中自控系统按照热交换的实际需要动态的调节着各空调机的电磁阀, 控制流量进行相应的变化, 因此总的供回水流量值也在始终处于不断变化之中, 为了影响这种变化, 供回水压差必须随之有所调整以求得新的平衡。从这一点出发,在硬件一定的条件下流量的监控是节能的关键, 因此流量必须随动调节, 并通过实验数据建立相应的变流量节能控制数学模型, 同时将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。

3.5克服暖通设计带来的设备容量冗余

目前我国绝大多数暖通系统, 为了保证能在最不利的环境情况下正常运行, 在设计时往往采用静态方法计算负荷, 而且还乘以较大的安全系数, 以至于在设备( 如制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、风机等) 选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统, 一年的中的负荷绝不是均匀分布的, 即使是一天的中的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会造成能源的浪费, 而这种冗余是很难用人工监控的方式加以克服。如果严格根据国家《民用建筑采暖通风设计规范》中的规定, 以累年日平均气温稳定通过≤ 5℃的起止日之间的日期为采暖期的话, 那么北方地区的采暖期应该是每年的10月中下旬直到次年的4月中上旬, 有将近半年的久。由于智能建筑科学地运用楼宇自动化系统的节能控制模式和算法, 动态调整设备运行, 有效地克服由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而造成的能源浪费。据统计, 在供暖系统的调节中, 用48小时的日平均气温预报来确定锅炉房的供水、回水温度, 比凭经验供暖, 在确保室温不低于18℃的情况下, 可节省大约3%的能源。只是采纳了气温预报就可以节省3%~ 5%的能源, 如果大楼的供热部分能够自动检测室外温度和采集室内温度, 并且以其为供热负荷的重要依据, 那么仅此一项在供暖季节省的能量不低于5%。

3.6春季过渡模式、秋季过渡模式的划分

春季过渡模式的判断标准是两条, 其一是本地区的历史室外计算( 干球) 温度记录。其二是室外日平均气温是否达到10C℃。满足两个条件时系统进入春季过渡季节模式, 此时系统将根据时间表自动调节空调机组新风量的大小, 以保证室内的舒适度。

当室外最高温度超过26C℃时, 系统将采取秋季过渡季节的控制模式, 采用夜间吹扫的办法, 充分利用室外凉爽的空气净化房间并且把房间的余热带走。吹扫时间可以跟据气候的变化进行调整, 夜间扫风系统主要依据热负荷曲线, 而不是主要使用时间程序。

秋季过渡季节模式的判断标准其一为本地区的历史室外( 干球) 温度记录, 其二是室外日平均气温是否达到8C℃。满足两个条件时系统进入秋季过渡季节模式, 此时系统将根据运行的热湿负荷曲线以及时间表自动调节空调机组新风量的大小。但是如果室外最高温度低于15C℃时, 系统将采取春季过渡季节的控制模式, 取消夜间吹扫的办法。

春秋过渡季可以也由楼控管理人员来确定, 当运行人员认为现在季节已经不需要供冷、供热, 并且已经停止运行冷冻站、换热站, 在此状态下物业管理人员可以判定现在为过渡季。

过渡季会尽量采用新风, 当温度出现反复时, 由于系统没有制冷、制热的能力, 所以只保持最小新风量的供给。

3.7采用等效温度和区域控制法

人体对于温度的反映比较敏感, 但对于相对湿度的反映则要迟钝很多, 相对湿度在35%~ 65% 之间人体的反映比较迟钝, 但是超越65%以后或低于35% ,

人体对湿度的反映非常激烈, 冬季比较干燥, 因此需要加湿, 相对湿度在此时将会成为舒适度的主导因子。 所以先进的控制策略将在此项目中占有极为重要的地位。否则, 相同的投资, 同样的设备, 将会产生截然不同的控制效果。

在整个控制过程中, 不单一的采用温度作为控制指标, 而是采用舒适度为控制指标, 即使用等效温度为控制指标(T=25℃ ,φ = 50% )。除了采用等效温度作为控制指标, 还要采用区域控制的方法, 即人体对外界环境在一定区域内感觉都是比较舒适的, 所以没有必要将等效温度控制在一个点,而是将其控制在一定的范围内, 这样可以使系统更加容易稳定, 能够非常有效的节约能量, 仅此一项技术, 年节能就可以在普通策略的基础上再节省10%。

3.8延长设备的使用寿命

在建筑内配置楼宇自控系统之后, 设备的运行状态始终处于系统的监视之下, 楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录, 同时可以定期打印出维护、保养的通知单, 这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养, 因此可以使设备的运行寿命加长, 也就是降低了建筑的运行费用。实现资源的节省。

3.9能源管理系统的应用

准确利用能源管理软件, 建立能源管理系统, 实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成, 安装于各种基本的空调设备( 如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据, 还可以协助中央控制器, 在系统软件控制下, 实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。

首先, 由各种计量仪表采集的设备运行原始数据, 通过数据传输通道传输到中央处理器, 利用软件程序对其进行分析整理, 从而建立系统高效低能运行数据库, 为以后的能源管理提供基本依据。

然后, 在空调系统的运行过程中, 各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器, 通过软件程序的对比分析, 拟合出系统的运行曲线, 从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常, 系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线, 自动确定故障部位、发出声光报警信号, 通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。

此外, 能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线, 为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据, 提高管理人员的节能意识。

4结束语

本文在介绍智能建筑的基础上, 进一步探讨了楼宇自动化系统的构成, 并且对制冷站组态控制和空调机组控制方案进行细致地研究及节能分析, 包括中央空调冷水系统、空调冷却水系统、空调系统、新风系统、送、 排风机系统、车库诱导风机系统、给排水系统、电梯系统、 照明系统。

摘要：本文在介绍智能建筑的基础上,研究了其中的楼宇自动化系统构成,建立了各控制子系统的集成监控系统,在分析系统监控方式的基础上,进行了系统的节能分析。如果楼宇自动控制系统能够通过通讯接口的方式从水、电计量系统取得设备的能耗统计数据并进行各种分析与处理,就能够优化系统的控制参数、制定维护计划,使大厦机电设备在稳定工作的基础上,最大限度的节省能源,降低大厦后期运行和维护成本。

建筑智能化过程中的节能策略分析 篇8

1 节能技术在建筑智能化中应用的可行性

针对目前能源短缺等问题, 相关部门不断发布节能措施。为了将相关部门发布的措施贯彻到实际工作中, 建筑行业开始将节能理念应用到智能化建筑中, 提高了建筑的节能性, 在一定程度上缓解了国家能源紧张的问题, 这对节能工程的发展具有重要意义。将节能技术应用到建筑中, 不仅可缓解能源紧张的问题, 促进国家经济的发展, 还可以通过节能理念保护生态环境, 这是因为节能建筑大多采用节能减耗性能较好的采暖器材, 这些器材可减轻环境压力, 缓解建筑行业与生态环境之间的矛盾。从近年来的实践情况看, 可通过节能建筑设计理念引导相关工作人员的思想意识, 从根本上改善热工作环境, 从而为建筑业未来的发展提供理论和思想支撑。将节能理念融入智能化建筑中, 可有效改善居民的生存环境, 减少居民不必要的资金支出, 从而提升生活质量。

虽然智能化建筑在我国的发展速度较快, 但在实际建设过程中很难达到预期的目标和效果, 导致实用性较差。智能化系统的本质是将建筑物内部所有的设备统一, 从而对楼宇内部进行有效控制, 完成节能目标。但从实践情况看, 各种技术相互协作过程中易产生各种技术缺乏的情况, 为建筑智能化系统的正常运行带来了负面影响。

2 节能措施

2.1 供、配电系统的节能

高层建筑的用电量较大, 明确变电所的位置后, 应将高压深入到负荷的中心位置, 以提升供电质量。对现有不合理的供、配电线路进行改造, 以减少线路损耗、节约电力能源。变压器类型与变压器能耗有直接关系, 为了控制变压器的有功损耗, 要对变压器有功损耗进行计算。在变压器轻载运行模式下, 空载损耗的比例会明显提升, 功率因数会降低, 进而导致电力系统损耗提升。如果变压器负荷率超过0.85, 则会影响变压器的实际使用寿命和运行效率, 因此, 变压器负荷率会对电能损耗造成直接影响。从长远发展的角度看, 需要控制负荷, 将变压器负荷率控制在80%左右的使用效果最好, 可有效控制变压器损耗。在考虑负荷变化时, 有变压器油投入和切除两种方法, 可通过变压器切除的方式控制电能损耗, 以减少浪费。

供配电系统中的用电设备, 比如电动机、变压器和灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性, 会产生滞后的无功电流, 其会从系统中经过高、低压线路传输到用电设备末端, 进而增加线路的功率损耗。采用合理的无功补偿可以提高功率因数、减低电能损耗和改善电压质量。可通过该方式提升系统的功率因数, 全面控制负荷电流, 使电流处于合理范围内, 从而从侧面提升发、配电设备的供电能力, 最终减少所有用电设备的无功损耗、提升设备功率因数。此外, 还要掌握电动机的运行情况, 避免出现空载;根据建筑物的实际情况选择三相机中补偿或单相智能无功补偿这两种方式中的一种。如果三相负荷不平衡, 在此前提下使用三项补偿, 易出现过补偿的情况, 而使用单相智能无功补偿可有效的控制该情况, 从而提升补偿效率。

2.2 照明系统节能

在满足建筑物照明基本需要的前提下, 可选择一些发光率高且污染较低的电光源, 以提升建筑物的照明质量、保护视力、提升能源的使用效率和全面体现节能理念。在常见的光源中, 高压钠灯的光效较好, 白炽灯的光效较差, 前者适用于各种大型厂房, 后者随着时代的不断发展, 已逐渐被淘汰。荧光灯是目前比较常见的一种居民室内用灯, 光效居中。

在选择灯具时, 应选用直射光通比例高且控光性能优良的灯具, 并为其配备科学、合理的附件, 从而将灯具的作用发挥充分。用户应选择最智能照明控制方式、方案, 充分利用自然光源。太阳能属于光能较充足的能源, 且无污染, 因此, 在用电设计中可尽量多地利用太阳能, 使其更好地为人类服务, 缓解能源紧张问题、减少生态环境污染。

自然光属于无能耗光源, 可在建筑设计阶段与后期装修阶段提升其使用效率。设计过程中, 应尽量增加室内采光口和可采自然光的面积, 并选用透光性优良的玻璃, 以提升光的利用效率。在室内装修中, 可根据用户对房间的要求布置内部装饰, 根据自然光的强度分档设计线路, 保证自然光与人工照明设备相互结合, 从而控制人工照明能耗。

可通过控制照明系统的运行时间和运行方式来提升照明系统的节能性。经实践证明, 使用该方式可在照明用电方面节约约35%的能源。对于一些施工频率较高的办公场所, 可采用定时供电的方式控制用电量;对于一些不经常使用的大型会议场所, 可安装红外传感器, 使红外传感器与电源开关相连, 并掌握内部人员的活动情况, 随时随地对照明时间和亮度进行调整, 这样不仅可以满足照明需求, 还可以节省电能输出;在走廊和卫生间等位置, 可将照明亮度调至人眼可接受范围的最低点, 并配合声控设备控制照明系统的运行;在部分白天可照射到自然光的走廊和卫生间, 可根据天气情况人工调控白天的供电时间, 以减少能源消耗。

3 结束语

能源短缺已经成为世界性难题, 在智能化建筑中融入节能技术, 不仅可缓解能源紧缺问题, 还可以提升建筑的时代性, 从而保护环境、顺应时代发展的要求。虽然近年来政府相关部门也在扶持智能化建筑中的节能措施发展, 但与发达国家相比, 依然存在较大的差距, 需要不断完善节能技术、借鉴国内外先进的工作经验。只有这样, 才能保证建筑智能化的发展、顺应可持续发展的战略目标、缓解能源紧张问题。

摘要：科学技术的不断发展为建筑产业结构的优化调整提供了可能, 但建筑业的发展导致生态环境逐渐恶化。为了顺应可持续发展的时代目标, 节能建筑策略日渐兴起。建筑智能化属于建筑业在时代发展中的产物, 将建筑智能化与节能措施进行综合, 是未来一段时间内我国建筑业发展的必然方向。从智能化建筑中能耗最大的电气节能问题角度阐述了节能策略。

关键词：建筑智能化,节能建筑,节能技术,自然光

参考文献

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[4]陈洪亮, 臧胜, 李骥.报业综合业务楼建筑智能化系统设计[J].现代建筑电气, 2011 (09) :5-7, 10.

[5]丁小宇.试论建筑智能化工程监理和信息系统工程监理的融合[J].建设监理, 2011 (09) :42-44, 66.

智能楼宇节能案例分析 篇9

1 人体移动/存在感应器分类

(1) 被动红外感应器 (PIR)

PIR是一种被动式的红外线探测元件, 配合透镜的聚焦及折射处理, 探测到红外线 (带有热源的移动物体) 信号后输出微弱变化的电子信号。后续电路对该信号进行处理, 输出控制信号, 实现负载的自动开关;通常使用继电器进行负载的开关操作。

(2) 超声波感应器

超声波感应器的原理是利用超声波的多普勒效应实现对移动物体的探测——探头发射的超声波会在物体表面反射回来, 若物体是静止的, 反射波的频率将是不变的, 反之则反射波的频率会发生变化;接收头对接收信号与发射信号的频率作比较, 从而做出有无物体运动的正确判断。

(3) 微波 (高频电磁波) 感应器

微波 (高频电磁波) 感应器同样利用了多普勒效应。电磁波也有反射的特性, 当一定频率的电磁波碰到阻挡物的时候, 就会有一部分电磁波被反射回来;如果阻挡物是静止的, 反射波的波长就是恒定的;如果阻挡物向波源运动, 反射波的波长就会比波源的波长短;如果阻挡物是向远离波源的方向运动, 反射波的波长就会比波源的波长长。波长的变化, 就意味着频率的变化。根据这一原理, 制造一个无形的磁场。当有移动物体在磁场内移动时, 磁场的频率将改变;通过电路对磁场信号的放大及比较, 即可控制负载的开关。

2 感应器的特性比较

上文所述三种感应器的特性对比如表1所示。

(1) 被动红外感应器

此类产品功能简单, 应用范围最广, 安装方便, 性能较稳定;但是由于是探测红外线信号, 所以比较容易受到环境温度的影响。在高温气候条件下, 由于环境温度与人体温度接近, 甚至比人体温度更高, 所以此类产品难以识别出人体移动, 灵敏度将大幅降低。另外在室内安装时, 遮挡物如植物、办公桌隔板、资料柜等都会影响其探测灵敏度。

(2) 超声波感应器

此类产品适用于环境较恶劣 (如高温、潮湿) 的地区及有较多障碍物 (如隔板、屏风) 存在的空间。在这些环境中, 红外感应器会因灵敏度降低而产生不正常的动作, 超声波感应器相比较之下不受温度、湿度及障碍物的影响, 故可以取代红外感应器应用在这些环境中。但是, 超声波感应器很容易受到气流以及噪声的影响而误动作, 红外感应器则不易受这些因素的干扰。因此, 目前出现了将超声波与被动红外技术集于一身的产品:双鉴感应器。这种感应器兼备了红外与超声波感应器的优点, 实现了两种技术的缺陷互补, 可以实现更精确的监测, 大幅降低误动作的几率。

(3) 微波感应器

此类产品具有覆盖面积大、温度范围宽的特点;并且由于微波的穿透力强, 此类产品仅受少数物质 (如金属) 影响, 所以可以安装在灯具内, 不易受环境因素如风、灰尘、噪音、湿气等的影响。总体而言, 此类产品抗干扰性强, 很适合在恶劣的环境中使用;但由于微波穿透能力强, 可穿透木板、玻璃、普通的砖墙等很多非金属材料, 所以在安装使用时要特别注意潜在的误动作隐患。

3 感应器的应用分析

由于特性不同, 不同功能的感应器对环境的依赖度也不尽相同, 所以其实际应用也应因地而异。下面就对各类感应器的实际应用探讨一二。

(1) 红外感应器

红外感应器是目前三类感应器中应用最多的, 无论在商业建筑还是民用建筑中都可以看到。对于红外感应器来说, 一般有三个参数决定感应器的工作状态:亮度值、探测范围 (灵敏度) 以及延时时间。普通的红外感应器一般通过旋钮电位器调节这三个参数。其中, 亮度值的设定直接决定了感应器工作的限定值。一般晴天在有玻璃窗的办公室内, 桌面最高照度可达到1400Lux~1600Lux;但通常情况下, 实际探测值低于桌面亮度值 (如图1、图2所示) 。在实际应用中, 感应器的安装高度, 办公室窗户尺寸、形状的区别, 都会使感应器探测的实际照度有所区别。

最理想的感应器亮度值设定方法是:当桌面实测照度达到标准值 (如400Lux) 时, 探测感应器安装位置的照度, 根据此照度调节感应器的亮度值旋钮。但是, 实际工程中往往很难对整栋办公楼各个位置进行精确的照度测量;而且即使测量到需要设定的亮度值, 感应器的旋钮电位器也不能很精确地定位到所需亮度值。

在这种复杂光亮度环境的要求下, 目前市场上出现了配有红外遥控器, 可通过红外遥控器记录当前亮度值的感应器产品。在桌面实测照度值为350Lux时, 遥控器通知感应器自动记录此时的测量值, 并将此值作为今后的触发限值;如此感应器工作时, 只要桌面照度低于350Lux, 灯光就会自动打开。这样既解决了感应器实际亮度测量的问题, 又解决了旋钮电位器定位不准的问题。

感应器延时时间的设定应以后期人流的情况为依据。走廊、过道人流量较高, 探测反应度高, 延时时间可略短 (2~5分钟) ;办公室、会议室的人流量较低, 人体活动较少, 为了保证区域的照明延续性, 延时时间应略长 (5~15分钟) 。

红外感应器宜安装在人体移动幅度较大的区域, 例如走廊、过道、楼梯区域等。考虑到红外感应器的感应原理, 其安装位置应尽量不与人体移动的轨迹处在同一条直线上, 应安装在门或入口的侧面 (如图3所示) , 并避免靠近热源 (加热器、机柜等) 。

(2) 超声波感应器、双鉴感应器

超声波感应器由于探测灵敏度高, 较易产生误动作, 所以一般很少独立应用。将超声波与被动红外技术集于一身的双鉴感应器集合了超声波与红外感应器的优点, 同时实现了二者技术方面缺陷的互补。双鉴感应器支持超声波/红外工作状态选择以及气流补偿功能选择。

进行超声波/红外工作状态选择主要是为了在不同的应用空间选择适合的感应触发条件。可以选择单红外、单超声波、“红外+超声波”以及红外/超声波工作状态。灵敏度要求极高的场所可以选择红外/超声波状态, 即无论红外探头还是超声波探头探测到人体移动信号, 均会开启负载——当然误动作也相对较多。选择“红外+超声波”状态, 就可以很好地降低误动作率:只有当红外与超声波探头同时探测到人体移动时才打开负载;而一旦打开负载后, 只要红外或者超声波探测器之一探测到人体移动, 延时时间将重新计算, 从而确保在有人时, 不会出现因探测精度不足导致频繁开启/关闭照明等负载的情况。

双鉴感应器可以安装在多种室内区域, 例如办公室、会议室、茶水间、卫生间等。双鉴感应器的气流补偿的主要作用是避免环境气流影响超声波探测器, 使之产生误动作;但是使用该功能会降低感应器的探测灵敏度。为了避免气流对感应器造成直接的影响, 在室内安装时, 双鉴感应器或者超声波感应器的安装位置应离开空调出风口和窗口2m以上的距离;在40m2的空间内不可有其他频率的超声波, 以免相互干扰;两个同样的产品间隔要大于6m, 避免发生超声波干涉。

超声波及红外探测的探测范围如下:

◆超声波人体移动的感应区域为10×16m, 360。的区域;

◆超声波人体微小动作的感应区域为8×10m, 360。的区域;

◆红外主要感应区域为直径8m, 360。的区域;

◆红外次要感应区域为直径4m, 360。的区域。

图4、图5为双鉴感应器应用于教室、走廊的安装示意图。

(3) 微波感应器

微波感应器同样有三个决定工作状态的参数:亮度值、探测范围 (灵敏度) 以及延时时间。它在照明领域的应用相对较少, 但是在ATM机、安防以及感应门等领域已有广泛的应用。考虑到其穿透性, 可以将其应用在环境恶劣且空间较大的区域, 如仓库、数据中心机房等, 安装时尽可能不要安装在木板楼板以及墙面上;不宜安装在室外, 以免受雨雪影响产生误动作。此外, 由于金属对微波有反射、折射作用, 感应器安装时应避免靠近金属门或墙。基于微波信号穿透性的特性, 目前还出现了微波感应器与灯具结合, 实现单灯感应控制的做法。

4 结束语

智能楼宇建筑电气节能设计 篇10

1 智能楼宇建筑的现状及存在的问题

1.1 智能楼宇建筑设计问题

虽然我国已经开展了大量的建筑电气节能设计方面工作, 但由于各类工程师不能够对楼宇建筑内部现有系统进行全面了解和分析, 在进行节能方案、措施制定等过程中, 仅制定出部分节能产品的选型安装或实施分项的节能方案, 无法达到真正的统筹规划。比如智能楼宇的通风设计不合理, 导致建筑空调制冷量过高;照明光源及控制方式选择的不合理导致照明系统的能耗增加。而且楼宇建筑普遍缺乏相应的基础测量设备, 无法实时测量、记录和统计相应的节能数据及运行效果, 建筑能耗节能系统将不能进行内部实时调控, 无法使相关系统有效协调运行, 实际节能效果将达不到预期标准。建筑电气系统通过自动化控制系统和节能设备的配合实施, 根据工程实际经验可得, 其建筑耗能比原来的降低40%左右, 可见智能电气节能的优势所在。

1.2 监管及施工问题

国家为了加强建筑节能监督管理工作, 颁布了一系列节能政策、法规及标准, 但真正实施到地方却出现了全国各地发展不平衡现象, 甚至出现了“高标准设计、低标准施工”的情况。其原因可归结为以下几点:

(1) 设计单位将部分设计内容变更后, 未重新进行建筑节能设计变更备案。

(2) 建设单位为了节约项目资金, 擅自更改用料, 而未经原设计单位计算及认可, 亦未经原图审机构审查。

(3) 施工单位未按设计图纸进行施工。

(4) 部分监管人员对建筑节能工作的重要性认识不够。

2 智能楼宇建筑电气节能的设计原则

2.1 功能性原则

电气节能的本质应是在满足建筑物的使用功能以及人们日常生活的前提下进行的节能, 即满足照明的亮度、舒适卫生、运输通畅等要求。

2.2 经济性原则

节能应根据国情考虑实际的经济效益, 不能一味地追求节能而过高地增加投资, 增加运行费用。这样不但起不到倡导节能的目的, 反而让大家对节能产生怀疑。正确的做法应该是增加部分的投资, 能在几年甚至更短的时间内通过节能减少的运行费用进行回收并长期受益。

2.3 必要性原则

真正的节能, 就是节省那些无需损耗的能量, 比如无人情况下光源的损耗, 在设计不合理导致的空调机组耗能加剧等。针对这些问题, 首先应找出那些无功能源消耗产生的原因, 进而考虑相应的设计措施使其能耗降低。

3 智能楼宇建筑电气节能设计方法

智能楼宇电气节能设计不仅可以确保建筑内部各系统发挥出优良的功能特性, 从而大大减少建筑电气系统的能源消耗, 同时还可以进行电气系统优化控制管理, 提高智能楼宇综合服务水平和质量。

3.1 供配电系统节能设计

供配电系统节能设计是楼宇建筑节能的最关键的环节之一, 设计人员需通过前期统计分析建筑物内部用电总负荷容量和用电等级后, 设计出科学合理而又切实可行的智能楼宇供配电节能系统, 不仅可以节省初期投资, 提高单位建筑面积的性价比, 而且可以回馈住户, 使其长期受益。在设计过程中应从以下多个方面进行考虑:

(1) 提高供配电系统的功率因数。线路无功功率的损耗的主要取决于功率因数的高低, 提高功率因数是减少线路无功功率的损耗有效手段, 从而降低供配电系统的损耗, 达到节能目的。

在具体工程设计中, 需要根据不同情况采取相应的措施:如果条件允许, 设计人员应尽可能提高用电设备的功率因数。还可以采用合适的电容器进行无功补偿, 通过电容器, 线路可以实现提高功率因数, 同时达到减少整体无功电流的目的;对于特定的线路, 还可以采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式。

(2) 变压器的有功损耗及优化。变压器作为配电系统的基本设备其损耗大约占总耗量的6%, 可以通过减少变压器的有功损耗进行节能, 有功损耗主要包含空载损耗和负载损耗。

在选用变压器时最好选择优质节能型变压器, 例如SL9、SC8型变压器。这些变压器采用优质冷轧取向矽钢片, 其接缝密合性好, 矽钢片的磁畴方向接近一致, 可以大幅减少涡流损耗和漏磁损耗。

在选择变压器时, 绕组的阻值和变压器的容量均不宜过大, 以免供电线路过长而增加线路的损耗。设计人员既要综合考虑初期投资 (安装费及变压器、高低压柜的费用) 和运行费用, 又要在使用期内使变压器预留适当的余量, 根据计算及经验可得, 平均负载系数β最优取值范围应在75%~85%之间。

变压器的运行方式优化。设计人员应综合投资和年运行费用以及建筑负荷需求, 合理分配用电负荷, 变压器容量的选择与电力负荷相适应, 使其工作在高效低耗区内。另外还应考虑降低变压器的运行环境温度, 平衡三相负荷, 合理选择变压器的接线方式等因素。

3.2 照明系统的节能设计

照明系统首先要考虑照明光源的选择, 而照明光源又分为以下几个要素:光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。由于我国节能政策的实施, 一些新的光源也逐渐得到广泛应用, 如LED照明等。有些新光源已经部分取代了白炽灯的位置, 如紧凑型荧光灯, 虽然初期投资略高, 但从灯具的寿命和能耗分析, 其综合效益比白炽灯要好许多。在工程实际应用中应根据使用场所、照明的数量和质量以及工程的性质来确定光源。

合理选择照明的控制方式对于照明系统的节能同样起到了重要的作用。现有的传统照明控制系统主要包括单灯控制、声音控制、多灯控制和双控开关控制;智能照明控制方式主要有楼宇总线控制、自控系统控制和探测器控制等。如何选择照明的控制方式需要根据实际情况进行分析, 要满足方便又节能的效果。

综合分析智能楼宇内外的照明系统, 应尽可能地采用先进的节能照明灯具;而对于智能建筑内部的室内照明, 还应注意照明光源的实用性及舒适性。对于照明系统的开关控制, 可以采取声光控模块以及自动控制系统进行控制, 使系统在人员流量变动的情况下, 最大程度降低系统的损耗。

3.3 空调系统的节能设计

对于现代的建筑, 空调已经成为不可或缺的电器, 根据统计得出建筑耗能的50%左右均是来自空调系统, 如何降低空调系统节能, 在智能化楼宇电气节能设计中举足轻重。

在进行空调系统施工的初期, 强电系统设计师应该与系统工程师紧密合作, 合理选择控制模式并对各参数进行优化设置, 挖掘系统节电潜能, 使系统的接口设计和施工都应做到电气节能, 从而使空调系统处于最佳运行状态从而达到智能节能的目的。

例如采用先进的水源热泵空调系统, 包含水源热泵机组、地热能交换系统以及建筑物内系统。在冬季的时候, 热泵机组从地源吸收热量, 向建筑物供暖;而在夏季, 室内热量由热泵机组吸收并转移释放到地源中, 实现建筑物内部的制冷功能。该系统节能环保而且无污染零排放, 但是应用条件需要建筑项目附近有丰富的地表水可供循环使用。与传统的中央空调相比, 不仅机组效能显著的提高, 并且可以保证机组运行的稳定可靠与低能耗性。

3.4 加强节能监管措施

各监管部门应严格把关建筑节能审批工作, 围绕建设工程的监管流程, 从各个环节把关, 认真搞好建筑节能的审批工作。

应加强日常监督检查, 强化对节能专项验收程序的监督, 要求验收不走过场。各责任主体相关负责人员到场, 积极发挥监理的作用, 严格把好节能材料报审关。

4 结束语

智能楼宇电气节能不仅是现代建筑的发展方向, 也是世界建筑设计的发展趋势。在智能建筑的工程设计中电能的节约降耗更是处于举足轻重的位置。

由于现阶段楼宇电气节能中存在设计不合理、施工不到位等现实问题, 智能楼宇电气节能应以优化系统为出发点, 不断完善智能建筑电气节能设计的标准化与规范化, 将智能化楼宇电气控制系统和电气管理系统节能设计的优化与安全合理地结合。同时还需加强智能楼宇电气的质量安全监控的完善和技术革新, 从而在整体上实现智能建筑电气节能环保效益和经济效益的最大化。

智能建筑节能问题的思考 篇11

关键词：工程建设智能建筑节能

0前言

目前，智能建筑技术在西方发达国家经历了20多年的发展后，已经处于更高的智能化发展阶段，进入绿色生态节能建筑的新境界。

智能化技术作为一种手段，通过给建筑物赋予智慧和控制功能，强调高效率、低能耗、低污染，在实现以人为本的前提下达到有效调配、管理和控制资源、节约能源、保护环境和实现可持续发展的目的，已经成为当今发达国家智能建筑行业的共识。

在我国研究和发展智能建筑，无疑有着重大的现实意义和深远的历史意义。

1目前智能建筑节能存在的问题

目前，国内已投入使用的智能建筑中，有的“智能”水平低，智能系统运行不良，业主和用户不满。原因有以下几个方面：

1.1设计误差

国内有些设计人员不熟悉智能化设备的技术与智能建筑设计的方法，因而不能完备地完成智能建筑的整体设计，也有些业主转而请境外设计，出了高价，也无满意效果，甚至不少境外设计业并非智能建筑设计的行家，图纸与设计文件低于国内水平，而且境内外的设计方法与工程施工，承包方式有很大差别，结果却无法实施。不重视智能建筑的规划设计和技术、产品那个的配合选择。有些建设、设计单位误以为只哟各种“一流产品”堆积起来，就可能成为一流的智能大楼，缺乏“系统建成”概念，因缺智能系统规划设计、技术和产品选择，盲目上马，造成不良效果。

1.2智能建筑领域的能源浪费严重

目前国内智能建筑市场存在的一种普遍现象；很多智能建筑项目建成交付使用后的相当一段时间内，开通率很低，智能化系统的实际应用程度也很低，有些子系统实际上长期处于闲置状态，有些系统的功能由于操作部熟练，索性由物业管理人员手工代替。这种巨大的能源和设备系统的浪费会导致IT项目投资成本居高不下，投资回报效果不明显，容易形成投资黑洞；更有甚者会导致客户对智能化项目的必要性产生质疑，直接导致客户产生信任怀疑，影响双方的长期合作。

1.3建筑工程技术问题颇多

调查表明：我国用户对楼字自控系统运行情况的评价是：满意的仅占30％，一般的占40％，差的竞占到30％。在调查中发现除少数建筑物技术先进、运行良好外，普遍存在着各种各样的问题：有的技术不先进，有的在运行中存在严重缺陷，有的根本不能开通。在我国的智能建筑中，由于发展极为迅速，而市场管理和技术管理等方面又存在着一定程度的混乱，因此所暴露出来的问题就更广、更深、更严重一些。

2建筑节能的技术方案

2.1高科技的建筑节能

目前在建筑节能领域采用的高科技主要有以下几个方面：

2.1.1开发新能源技术

开发新能源技术中鱼建筑节能关系最为密切的是太阳能利用技术，风能利用技术和地热能利用技术及节能技术。固体废弃物处理回收再利用，节能节水节电、太阳能、地热、地冷、风能等新技术产品。

2.1.2节能材料技术

材料技术是生态建筑赖以发展的基础，材料的革新往往引起技术上的革命，近年来各种各样的技能和环保新材料问世，比如：透明隔热材料，高强度轻质材料，高保温玻璃灯，这些新型材料的开发和利用，也为促进建筑节能起到很大的作用。

2.1.3智能应用技术

智能技术是基于计算机、自动化基础上发展起来的，它在建筑中得到应用，如智能的室温空调控制系统，智能采光控制系统。

鉴于专业关系，我们将详细讨论智能应用技术在建筑节能的应用。

2.2开发使用节能材料策略

我国从80年代开始推行建筑节能，当时确定第一个建筑节能设计标准时用于采暖居住建筑，节能率为1980～1981年当地通用设计能耗水平基础上节能30％，其中建筑围护结构约占20％，采暖系统约占10％，其节能主要途径就是研发使用建筑围护结构各部分的保温技术。1998年起从北京开始推行节能50％的新节能标准，其建筑围护结构和采暖系统各占其中的50％，我们现在推行的建筑节能50％的规定，就是法规强制性措施。新建住宅达不到50％的节能标准，施工图审查这一关是过不去的。即便是这样，我们实行65％的节能标准，就墙体的传热系数而言，与国外先进国家的标准依然存在不小的差距。如我们墙体的传热系数K值为0.8，而国外K值为0.2，差距较大。

另外，建筑节能不仅是建筑墙体保温盒采暖系统的调整，它涉及许多层面，诸如电气设备等。民用空调系统规定了在排除能量气体的同时，必须采取不低于60％的热回收装置。其次，在空调水系统，风系统、管道保冷与保温、自动控制等方面都做出详细的规定，使原来静态的空调系统变为动态可调控的系统，这些技术规范的出台，有效地保证建筑节能在许多建设项目中得到贯彻实行。

2.3智能建筑的节能策略

智能建筑应该节能，强调节约能源，不污染环境，保持生态平衡才能体现出持续发展战略，在这个意义上智能建筑业一定是绿色的，生态的建筑。生态智能建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系。它既要为人创造一个舒适的空间环境，同时又要保护好周围的大环境(自然环境)。这就要做到节能、自然通风、节水以及绿化四个方面。智能化技术应用于建筑中，又和节能联系到一起，应该是个很广泛的话题，包括信息通信、办公自动化、智能化系统集成、电源与接地、建筑环境、建筑设备管理自动化等等，但与节能联系比较紧密和直接的，应该是建筑设备管理。

计算机技术在建筑设备监控红的应用越来越广泛，尤其我国高能耗建筑已有300多亿m²，这些建筑每时每刻都在消耗大量能源，仅舒适性空调系统的能耗已占到建筑物总能耗的50－70％，是名副其实的耗能大户。有资料显示，装有智能化技术的空调系统与未设置时相比，可节省能源25％以上，也就是说，智能化技术的应用将建筑节能1／4，300多亿m²如使用智能化技术，其50年的寿命中，其节约的能源是一组非常可观的数字。

智能化技术在节能上的应用，不但要进行变水量、变风量的控制、进行热回收，使用热点联供，电气变频控制技术，灯光感应照明，楼宇自控最优化控制等，还应在控制精度，研发新设备商下功夫。下面，我們重点讨论变风量空气调节系统的节能方式。

2.4变风量(VAV)空气调节系统

变风量(VAV)空气调节系统初始投资略大于定风量系统，但可降低能耗、运行和维护费用，也可降低噪音，提高空调房间的舒适性，达到低能耗，节能、环保的目的。

从专业角度讲，问题就在于现有的大部分系统还是定流量系统，即使是使用有变频调速泵的，其系统中流量分配，压差和总流量的平衡机设备的使用控制精度都无法达到节能要求。实际上，一个房间的温度高低1℃，对于人的舒适感和能耗费用不会造成任何差异。但整个建筑物平均温度的变化则会影响到能耗的费用。对一个空调循环系统进行有效地智能化技术调控之后，在保持甚至提高舒适度的前提下，建筑内的平均温度可以降低。平均温度每降低一度，将节约5％到8％的用语加热的能量，相反，平均温度上升一度，将节约15％到20％的用语冷却的能量。所以，真正意义上的节能是综合性的，从设计开始就进入一个动态的控制系统，由设备功能，完善的系统配置而最大限度的实现投入和使用的平衡。

3结束语

智能楼宇节能案例分析 篇12

1 建筑照明系统现存主要不足问题

由于受当时建设技术水平和综合投资资金等因素的影响, 我国民用建筑照明系统中普遍采用荧光灯和金属卤化物灯等能耗较大的气体放电光源, 其中荧光灯源的使用率大约占所有人造光源的65%左右。目前, 我国建筑照明系统中现存主要不足问题, 包括功率因素偏低、电压波动等问题。

1.1 系统运行功率因数偏低

由于在建筑照明系统中广泛采用荧光灯具, 此类灯具为感性负荷, 其在运行过程中除了消耗有功外, 还消耗大量无功, 从而导致系统中运行功率因数偏低, 通常只有0.5~0.65左右。照明系统在运行过程中, 需要从配电系统中吸收大量无功电流才能维持系统正常运行工况, 这样大大增加了照明系统供配电线路的损耗, 造成大量的无谓电能资源浪费。

1.2 电压波动影响照明灯具综合使用寿命

由于没有进行详细系统的规划设计, 很多建筑内部照明系统存在三相负荷不平衡、负荷变动较大等问题, 造成照明系统电压波动较大, 不仅增加了照明系统运行能耗, 同时还降低了照明灯具的光效和综合使用寿命。

2 建筑照明系统节能降耗优化原则

智能楼宇建筑照明系统节能降耗优化, 要始终贯彻以人为本、舒适实用、节能经济、合理可靠、技术先进等原则。在确保建筑照明系统基本照明功能质量, 即照度、色温、显色指数等基本照明质量技术参数指标的基础上, 通过照明方案优化设计、优选节能照明光源和灯具、制定合理照明控制方案等, 尽可能节约照明系统中的无谓电能资源消耗, 达到节能降耗的目的。但在实际节能优化工程中, 不能为了节能而大大地增加照明系统投资, 而是要从技术、经济等方面进行价值分析, 应实现增加少部分资金投入大大提高照明系统照明质量效果。

3 建筑照明节能降耗技术措施

为了实现“节约无谓电能浪费、降低电能损耗”的目的, 在进行智能楼宇建筑照明系统优化中, 应以“绿色节能照明”理念为方向, 优选节能型照明电气产品, 来营造舒适、安全的建筑室内光环境, 有效提高室内人们工作、生活、以及学习休闲质量水平。

3.1 合理确定建筑照明优化方案

按照建设部颁发的《建筑照明设计标准》GB50034-2004中的相关技术条文要求, 结合工程的实际情况, 确定不同照明场所适宜的照度标准值, 确保照明系统具有较高质量水平。同一照明场所不同功能区域, 如果存在不同照度要求时, 为了节约照明系统运行中的能源浪费, 应根据照明场所照度需求, 该高则高和该低则低进行照度设计, 应采用分区进行照明优化设计。对于部分作业面对照明要求较高的场所, 可以采取混合照明方式, 这样即可以增加局部照明来提高作业面特殊照度需求, 同时也可以达到节约电能能源的目的。

3.2 照明供配电系统的节能措施

为了降低线损, 配电级数不宜过多, 对于同一电压等级的配电级数其高压不宜超过两级, 而其低压则一般不宜超过三级, 且对于三级负荷而言不宜超过四级;宜采取三相电源进行供电, 避免采用分相单独供电模式下产生三相不平衡电流, 引起供电功率因素下降, 造成不必要的电能资源浪费;应根据照明场所照度、照明灯具功率等特性要求, 进行统筹规划分析, 三相配电干线的各相负荷宜基本保持平衡, 最大相负荷电流则不宜超过三相负荷平均值的115%, 同样最小相负荷电流不宜小于三相负荷平均值的85%。合理的三相照明负荷优化布设, 可以大大提高照明灯具的电能综合利用效率和使用寿命, 降低损耗;每一照明单相分支回路应控制在16A以内, 同时其所接光源数应控制在20个左右, 以确保照明系统的操作和运行控制灵活可靠性。

3.3 优选节能型照明光源和灯具

单端紧凑型荧光灯 (也称为节能灯) 在工程中使用越来越广泛, 其具有结构紧凑、光源体积小、发光效率较高 (大约有25%的电能可以有效转变为可见光) 、光线舒适柔和、安装维护方便等优点, 且采用电子整流器可以提高照明系统功率因数, 降低电能损耗。金属卤化物灯其光效比荧光灯更高 (大约有25%~30%电能可以有效转变为可见光) , 根据智能楼宇建筑照明功能需求, 合理选用金属卤化物灯可以提高建筑照明系统的综合照明效果。钠灯是光效最高的常规应用光源, 但由于该类光源其显色性能不太好, 不宜应用到室内照明场所, 可以作为道路照明和建筑景观照明。LED节能型灯具, 作为一种新兴节能型灯具, 在工程中得到广泛推广使用, 尤其在标志灯和室外显示屏等应用场所使用尤为合适, 能够取得较高照明质量水平和节能降耗效果。

3.4 合理选择节能型镇流器

照明供电线路在启动过程中, 其启动电流较大、温度较高, 电能浪费较大。为此, 需要进行照明灯具终端补偿, 将照明系统的功率因素有效补偿到0.85以上, 确保照明系统具有较高质量水平, 同时照明供电线路的电能损耗则可以降低70%左右, 终端补偿的节能降耗效果较为明显。节能型电感镇流器是一种低损耗镇流器, 其具有运行功耗小, 结构紧凑等优点, 其运行功耗大约只占灯具功率的12%左右, 且运行安全可靠性较高、综合使用寿命较长, 可以确保照明系统高效节能经济的运行。

3.5 制定合理的照明系统控制方案

对于一般照明场所可以采取现地直接控制方式, 并宜按照平行外窗方向进行顺序控制;室外走廊、电梯厅等公共建筑部分的照明, 则也可以采取现地直接控制方式, 但对于智能建筑楼宇而言, 则需要将所有照明灯具通过对应控制模块, 纳入到楼宇智能控制系统中进行集中调控管理。智能照明控制系统, 可以根据照明场所实际应用功能工况需求, 进行内部自动分析判断, 形成对应调控决策, 确保照明系统始终处于最优工况, 不但提高了照明系统综合照明质量水平, 同时节约了无谓的电能资源浪费, 提高电能资源的综合利用效率, 达到节能降耗调控运行目的。

4 结语

智能楼宇建筑照明系统节能降耗优化工程是建筑电气节能, 乃至建筑节能工程中的核心部分, 建筑电气工作人员应在规划设计、施工建设、以及运行维护等阶段各环节中重视照明系统的节能降耗, 要充分掌握先进的建筑照明节能降耗知识和装置设备, 把节能降耗技术措施和设备装置真正运用到建筑照明系统节能降耗工程中, 提高照明系统电能资源综合利用效率, 实现节能降耗的目的。

摘要：在对建筑照明系统现存主要不足问题进行归纳后, 简单阐述了建筑照明系统节能降耗优化原则。最后, 对建筑照明节能工程中常用的节能降耗技术措施进行了详细分析研究。