公共建筑供热节能控制措施研究

摘要：随着我国经济的不断发展，我国建筑行业得到了突飞猛进的发展。与此同时，公共建筑节能控制已经引起了社会的广泛关注。公共建筑供热节能是一项系统化、综合化的工程，应该采用先进的自动控制技术，在有效控制资金投入的基础上，提高供热效率，最大限度地取得经济效益和社会效益。

关键词：公共建筑；供热节能；控制措施；供热系统改造

中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0075-03

1 概述

我国市场经济体制不断成熟，建筑行业如同雨后春笋般的“茁壮成长”，特别是公共建筑的发展更是突飞猛进。据不完全统计，我国大型公共建筑正在以每天5%的速度发展，其占地面积是居住面积的8～10倍左右，而且这个数据还将进一步提高。公共建筑节能减排已经成为了我国公共建筑改革的一个重要方向。公共建筑供热作为建筑能源消耗的重要方面，其独特运行规律和工作时间为节能减排提供了理论上的可能。笔者根据多年的实际工作经验，结合具体实际工程案例，首先讲述了当前公共建筑供热情况，然后讲述了供热系统的具体改造措施，再然后讲述了一种GPRS和单片机结合的公共建筑供热节能监控系统，最后对节能效果进行了分析，具有一定实际参考意义和借鉴价值。

2 实际案例概述

某公共建筑是典型的高层建筑，占地面积为36000m2，地上24层，地下3层，建筑整体供热面积达到240000m2，建筑功能为政府办公。公共建筑位于我国华北平原，气候冬冷夏热，全年最低气温在1～2月份，最低气温为-8℃左右，每年大约有一个月的土地冻结时间。本建筑通过改造进行供热节能控制，并且取得了良好的效果。

3 公共建筑具体供热状况

本工程大厦内部采用以风机盘管为主的供热系统，同时在每层设置散热器。其中大厦内部环境温度控制应该满足以下条件：办公室温度≥18℃，会议室温度≥16℃。大厦室内供暖供应方式和建筑构造密不可分，本建筑大厦地上24层，每一层都配置了风机盘管、暖气片和新风机组，具体情况如表1所示。

本大厦地下一层设置了换热站，其中流量计设置在一次侧，定流量系统设置在二次侧，同时和固定功率二级泵相互结合，设置了自动调节的阀门。大厦休息室和卫生间采用散热器供热系统。供热系统供热量由机房的工作人员手动操作，相关判定值应该和二次侧水温相互结合，数据抄写和设定都是通过人工进行的。

4 公共建筑供热系统改造措施

4.1 系统改造结构整体框架

公共建筑供热系统改造是在原有供热系统的基础上进行改造的，首先要保证建筑整体供热性能，并且控制好供热点。这并不是传统意义上的人工控制，而是一种自动控制的按需供热。整个改造过程中还附加了自我学习功能。具体系统图如图1所示：

图1 改造后的大厦供热系统

如图1所示，改造过后的系统主要包括四个部分：中央控制机构、现场控制器、现场执行机构和现场检测仪表。其中中央控制机构是核心和大脑，现场控制器是信号搜集和整理发送的中转站，现场执行机构是执行指令的手脚，现场检测仪表是采集数据的“五官”。具体功能如表2

所示。

4.2 控制模式的设定

4.2.1 控制模式设定原则。系统改造之后需要设定控制模式，良好的控制模式设定能够提高供热效率，最终达到节能减排的效果。主要可以分为以下三种供热模式：工作模式、周末模式和特殊模式。其中工作模式主要工作在周一到周五，周末模式工作在周末，特殊模式要根据具体情况进行设定，比如节假日的模式设定。其中周末模式下相关供热阀门应该小于工作模式下的供热阀门。

此外，根据不同条件判断可以设置不同供热模式，比如可以根据温度或者供热热量等条件控制供热模式。手动控制模式是不能够省略和忽视的，手动控制模式应该结合具体情况进行调节，特别是在消除危险的时候，手动控制的优先级应该控制在较高的“层次”，保证系统能够顺利运行。系统改造过程中难以避免地要遇到诸多安装问题，相关设备安装过程中应该综合考虑工程的具体情况，保证设备安装不会影响到其他设备运行，而且要保证其他设备不会影响改造设备的正常运行。

4.2.2 控制模式具体设定。控制模式的设定到本工程中具体如下：

（1）工作模式设定，工作时间：7∶30～18∶00，温度控制在20℃，此外的下班时间应该保证各种管道中的有效流量水流。为了杜绝新风温度过低对系统设备造成影响，所以可以适当提高供热热量，比如提高到24℃。

（2）周末模式，周末属于非工作日，温度可以适当降低，只要保证供热管道内部蕴含少量热水水流就好。

（3）特殊模式，例如节假日大厦内部召开联欢晚会，供热时间应该适当增强，又如节假日但是有少量工作人员进行工作，应该采用局部供暖方式进行供暖，使得供暖更加人性化、更加合理化。

5 公共建筑供热监控系统

公共建筑供热系统进行改造之后，还应该设置一套更为先进的监控系统。本文提出了一种新型监控系统，并且通过和改造后的系统相互结合工作，节能效果更为明显。监控系统整体结构如图2所示。

5.1 监控系统硬件和软件的构成

监控系统硬件采用新型的单片机技术，通过扩展设置辅助模块，能够采集现场模拟量和数字量。根据具体监控对象设置不同的监控点，最好能够和改造后的系统相互呼应。软件开发采用VB，实现人机界面的二次开发，通过形象生动的文字图片和曲线实现界面优化控制，而且支持以太网接口，实现监控设备和系统改造的无缝融合，同时方便控制设备相互连接成网络，最终实现集中监控功能。

图2 公共建筑供热监控系统

5.2 GPRS网络和数据库构成

GPRS是一种分组交换数据的网络系统，能够实现数据之间的可靠性传送，并且资金投入较少，十分适合远程的无线数据传送。供热系统改造过程中，其布线十分复杂，应该综合考虑多方面因素，做到统筹兼顾，未雨绸缪。所以为了减少布线，采用GPRS通信是十分明智的选择。

数据库是监控系统数据存储的关键所在，数据库构成应该和节能算法相结合，实现数据的实时监控。数据库作用并不仅仅用来存储数据，而且可以通过数据读取分析来进行节能状况分析。

6 节能效果分析

图3 耗能对比图

大厦供热系统经过改造之后投入运行，并且取得了良好的节能效果。试验日期是从2012年1月29日到2月5日。试验阶段天气状况良好，室外最低温度为-12℃，最高气温为1℃。在不使用改造的系统时间段内，平均消耗热能够达到42.34W/m2，而采用改造后供热系统之后，单位面积耗能能够降低到32.46W。耗能对比图如图3所示。

通过分析图3，我们可以得出，供热系统经过改造之后，供热性能得到了长足提高，供热转换效率得到了大大的提高和增长。

7 结语

综合上述，公共建筑供热系统是较大的能源消耗系统，不仅和建筑结构有关，而且和运行方式与模式控制有关。合理使用供热设备、提高热转换效率是供热系统改造的核心和关键部分。只有做好规划，将规划落实到实处才能达到节能效果。

参考文献

[1] 史登峰，李琳.公共建筑供热节能控制[J].区域供

热，2010，（6）：11-14.

[2] 刘贺明.深化供热体制改革，促进供热节能[J].区域

供热，2009，（3）：1-4.

[3] 河北工业大学，石家庄工大科雅能源技术有限公司.

一种实时热量分摊装置：中国，ZL201020209004.