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研究智能建筑设备节能优化运行控制技术

刘林
  
安防科技
2023年19期
深圳市广泰建筑设计有限公司湘西分公司 湖南 湘西 416000

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摘要:为解决智能建筑设备节能优化运行时设计误差、资源浪费等问题,本文结合智能建筑设备节能技术的发展现状,详细分析了给排水子系统节能、照明子系统节能以及电梯子系统节能等,并总结智能建筑节能技术的未来发展前景,以期为提高智能建筑设备节能优化运行水平提供参考。

关键词:智能建筑;设备节能;运行控制;技术优化

科学技术的进步和快速发展,越来越多的高新技术被应用在人们日常生活以及生产中,智能建筑就是建筑行业现阶段的主要发展形式。智能建筑是现代社会发展的重要产物,同时也是未来建筑业的主要趋势,智能建筑设备控制技术是智能建筑设备稳定运行的基础,对智能建筑的发展也会产生一系列影响,所以要将节能放在首要位置上,保证智能建筑设备节能优化效果,为建筑行业的可持续发展打下良好基础。

1智能建筑节能设备技术现存问题

现阶段虽然我国智能建筑的建设范围不断扩大,普及程度也较高,但是诸多智能建筑智能化水平并不是很高,其存在的问题较多,节能效果也不是很理想。结合目前相关数据研究结果,我国智能建筑技术在应用时仍然存在很多问题,尤其是现有技术不够先进,系统设计中仍然存在缺陷等,对智能建筑技术的发展也造成严重限制。

1.1设计误差

虽然现阶段我国智能建筑设备技术在发展时的速度较快,但是由于设计人员自身综合素质和专业能力参差不齐,部分人员并没有对智能化设备技术设计方法有深入了解和认识,很难提供完整性的设计方案。所以设计出来的楼房智能化水平普遍比较低,甚至部分建筑的资源浪费问题较严重[1]。虽然可以聘请国外具有一定丰富经验的设计人员,但是由于在施工时,施工水平与境外有明显差异,所以整体效果并不是很理想。

1.2资源浪费

智能建筑的智能主要是将部分复杂的事情逐渐朝着简单化趋势转变,其作用是为了保证能源可以实现高效利用,尽量避免出现能源浪费等问题。所以智能建筑在设计和建设时,如果无法达到智能环保的目标和要求,很有可能会造成资源更加严重的消耗,长此以往很难保证智能建筑的建设和发展[2]。现阶段我国智能建筑市场中存在较为明显的问题是部分建筑在交付使用之后,开通率并不是很高,处于长期闲置状态,不仅会导致资源严重消耗,而且投资也无法得到及时回报。

1.3技术问题较多

智能建筑设备技术在设计环节虽然相继完善,但是在建造时很有可能会由于技术水平较低而引起各类问题,无法保证智能建筑设备技术在运行时的安全性和稳定性,更为重要的是很难体现出节能的功能特点。

2智能建筑设备节能技术的发展现状

2.1能源管理系统

不同的计量仪表或者软件程序等组合在一起,形成智能建筑能源管理系统,计量仪表被安装在各个不同设备中,包括风机或者制冷机等,其目的是为了保证系统在运行时可以对设备原始运行数据展开选方位收集,为系统的节能运行效果提供保证。软件程序在能源管理系统中可以起到一定中枢效果,会直接影响到能源管理系统的运行情况。

2.2智能控制技术

智能控制技术主要是以自控网络为基础,对控制设备展开智能化的监督和管理,主要体现在照明控制和空调、卫生设备等方面。在照明控制上是以照明程序来实现自动关灯,而在空调和卫生设备等相关控制技术上,则是可以实现节水或者节电等功能特点[3]。空调系统节能控制一直以来都是智能建筑当中的重中之重,可以实现高效节能同时,对室内环境温度进行自动化的调节和控制,满足人们在日常生活中对环境熟识度的要求。热源设备的智能控制是以热源设备为基础,实现对水温以及热源台数等自动化控制。

3智能建筑设备节能优化运行控制技术措施

智能建筑物设备技术优化运行控制中,为保证各系统可以实现节能稳定运行的目标,需要根据建筑设备各自系统的运行现状,对其提出有针对性的优化策略。在智能建筑节能研究中,可以将重点放在建筑的形式以及设计节能和材料等方面,加强对建筑外墙遮阳的重视,保证建筑维护结构具有良好的隔热性能,满足人们在日常居住时对自然通风等方面的要求。同时加强对各类新材料的研究力度,尤其是在墙体材料和门窗形式等方面严格按照参数标准要求,合理选择各类材料,在保证建筑施工质量的同时可以实现建筑设备的节能目标[4]。设备是智能建筑运行中非常重要的基础组成部分之一,整个控制过程较为复杂,涉及种类也比较多,设备在建筑物能耗当中的占比可以达到67%以上,所以降低建筑能耗的重点是保证设备可以实现良好的运行。设备节能研究时要将设备运行控制作为前提,以数据分析等方式对其中的能耗数据展开统计,并将最终的统计结果应用在设备运行管理和控制中,这样能够实现节能环保的目的。

3.1建筑设备子系统的节能控制

3.1.1给排水子系统的节能控制

建筑物可以根据高度或者给水基本要求确定给水的形式,比如直接给水或者恒压给水等。给水控制子系统在设计和节能优化时,其目的是以计算机控制技术为基础,可以对供水系统当中水泵运行情况展开实时的监测,更为重要的是可以对水泵的运行台数以及水流状态等进行仔细管控,保证泵房可以实现稳定运行提高其运行效率的同时,降低能耗,以此来实现良好的管控效果,满足供水设备在经济运行时的目标。给排水子系统的节能控制途径,如图1所示。

3.1.2照明子系统的节能控制

照明监控系统是智能建筑设备节能优化运行时的重点组成部分之一,其中涉及范围较多,包括公共区域的照明以及泛光照明控制等。办公室内的照明一般是整个照明系统耗电量最高的环节,公共区域照明通常是指楼梯间或者停车场等,泛光照明则是指智能建筑在建设时会使用到的部分装饰型照明。虽然在照明设计环节已经选择利用具有节能性特点的灯具或者光源,但是在正式投入运行时的能源浪费问题仍然较严重。照明子系统节能优化运行控制中,可以以智能控制系统为基础,保证照明子系统的节能效果得到提升,以智能传感器感应室外光线的亮度,以便更好地对灯具亮度进行自动化调节,同时加强对自然光的利用,尽量降低能源消耗[5]。以各种时钟管理器为基础,结合不同时间段的要求,按照不同功能区域合理设置照度,同时对各区域照明灯具的开关进行有效管控,这样不仅能够为人们提供良好的环境,而且可以实现节能环保的目标。在办公室照明时,可以根据不同时间段来形成有效控制,特别是在借助时钟管理器的形势下,系统可以自动在各种不同工作状态之间变化,以此来形成对照度的有效控制,在避免照度标准受到不良影响的同时,可以结合实际要求对节能组合进行合理设置,满足智能建筑照明设备的节能优化目标。照明子系统的节能控制,如图2所示。

3.1.3电梯子系统的节能控制

在智能建筑当中垂直交通工具以普通的客梯、观光电梯等组合而成,选择利用交流变频调速控制系统,可以实现对电梯的有效管控,满足电梯在运行时的速度要求,更为重要的是可以实现节能环保的目的,促使整个电梯子系统运行时的能耗得到有效控制。对多台电梯可以选择利用智能控制系统来形成有效监管,结合轿厢的位置以及上下方向等诸多因素,对客流整体变化形式进行分析,进而选择符合要求的输送方式,保证电梯交通系统的节能优化效果得到提升。

3.1.4空调子系统的节能控制

空调子系统是智能建筑设备系统中能耗占比较大的设备之一,通过计算和统计,其在建筑设备中的运行总能耗中可以达到2/3,所以空调系统的节能优化控制至关重要。现阶段智能建筑空调设备系统在运行时会受到不同季节等客观因素的影响,不同季节的影响下,建筑内的环境温度、湿度等各项指标都具有明显差异性。基于此,对各项参数指标进行综合分析,通常在冬季作用温度是20至24摄氏度,室内的平均气流速度在0.15m/s范围内,而在进入到夏季时,作用温度可以达到23至26摄氏度,室内的平均气流速度在0.25m/s范围内。在该基础上结合已经设定的指标,可以实现对下位机控制器有效监督和管理,以便更好对空调设备的能量形成监管,进而实现节能环保的根本目的。但是这种控制管理方式在现阶段的应用中,其应用效果并不是很理想,无法实现对空调设备节能优化的管控,特别是在系统运行时,仍然会产生部分能量的浪费,恒定值或者人工修正设定值等与环境适应性相比更低一些,所以室内的空气品质控制效果无法得到提升。究其原因是由于人员在建筑内具有较强流动性特点,所以控制目标也在不断变化,某种程度上控制目标会产生出较明显的不确定性特点。系统现场反馈控制信息通常是在某一点温度或者湿度测定影响下来操作,并不是对控制区域范围内各种典型控制点或者其相互关系来进行分析,所以反馈控制量无法将现场的真实情况体现出来。另外,使用人员经常会以现场调节器的操作依据,对环境的舒适程度进行适当调整,但是目前给出的信息无法保证准确性,所以系统无法实现完整的调节,很难为空调系统设备的节能优化效果提供保证。

3.2智能建筑节能设备技术未来发展

目前我国智能建筑的发展速度越来越快,也可以起到一定推动作用,但是市场和技术管理并不是很理想,整个管理过程较为混乱,部分矛盾冲突并没有得到及时处理,因此需要对智能建筑设备的技术标准进行合理编制和高质量推进,完善和优化现有管理条例,保证智能建筑市场能够实现规范化管理。建筑企业还要加强日常的检查力度,对行业标准以及行业准入规则等进行合理的构建,以此保证智能建筑在使用时的效率和质量得到提升。更为重要的是可以根据智能建筑设备运行现状,为其提出有针对性的节能优化控制策略,保证智能建筑节能设备和技术未来的长效、稳定发展。

目前全世界范围都在大力提倡环保,所以绿色能源将会成为未来发展的主流能源之一,绿色建筑也是建筑行业现阶段以及未来发展的主要趋势,所以在智能建筑设计时要将绿色能源技术合理应用其中。太阳能技术是我国建筑设计中应用相对广泛的技术手段之一,由于太阳能本身污染比较小,具有可持续利用的特点,其与风能等都属于可再生资源。在智能建筑设计时可以增加可再生资源的利用率,降低各种高耗能设备的投入量,这样不仅能够为使用者提供相对良好的环境,而且可以实现节能环保的目的。未来在智能建筑节能技术的选择和利用上,不仅可以实现对绿色能源的合理利用,而且可以对现有的空调以及供水等设备进行节能优化,比如在设备选择上可以将重点放在节能环保以及零排放设备产品上。固体废弃物处理回收利用也是有效的节能环保技术手段之一,可以避免能源的严重消耗,同时实现对成本的合理管控。材料是建筑在建设中非常重要的基础部分,材料技术对于智能建筑设备的技能优化效果也会产生一系列影响,所以可以将节能环保新材料合理应用其中,比如透明隔热材料等,对于设备的节能运行以及智能建筑节能发展都会起到良好推动效果。

4结语

智能建筑设备的节能优化运行控制技术是保证设备可以得到合理利用的前提,不仅可以实现节能环保的目标,而且还可以推动智能建筑的稳定、可持续发展。现代社会对节能环保的重视程度较高,而绿色节能更是智能建筑未来的主要发展趋势和方向,保证智能建筑设备节能优化运行控制效果的提升,促使建筑中的各类能源、资源都可以得到合理控制,避免严重消耗,以此来推动智能建筑业的高质量发展。

参考文献

[1]栗恒洲.智能建筑中电气技术的运用研究[J].工程建设与设计,2022(20):46-48.

[2]汪诗敏,唐国强,曾隆,向金泽.智能建筑的设备节能控制措施研究[J].智能建筑与智慧城市,2021(10):116-117.

[3]陈晓波.暖通系统的优化控制研究——基于物联网和楼宇自控融合[J].中国房地产,2020(33):57-64.

[4]王宏,韩晨,李丹丹,李红涛.AIoT技术在绿色智能建筑楼宇自控系统中的最新发展和应用探究[J].华中师范大学学报(自然科学版),2021,55(01):52-60.

[5]贺淼淼,胡长兴,杭的强,宣永梅,陈光明.智能建筑中空调系统建模研究及发展趋势[J].建筑节能,2016,44(02):72-76+124.

作者简介:刘林(1987.04-),男,本科,研究方向:建筑设备节能应用。

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