自动化系统在建筑节能中的重要作用

摘要：本文通过能源紧缺提出了建筑节能的紧迫性，在此基础上通过实例中的 实施技术要点分析提出自动化系统对建筑节能的重要作用。

关键词：自动化系统；建筑节能；作用

我国95%左右的既有建筑都是高耗能建筑，每年要消耗大量的能源，其中建筑物能源的消耗占社会总能耗的30-40%[1]。建筑节能在我国属刚起步阶段，粗放式的能源管理方式已经不适应低碳社会的发展要求，建筑节能势在必行。

1 自动化系统与建筑能耗的关联性

建筑能耗是指建筑物在建设和使用过程中所产生的能耗，包括采暖、空调、照明、给排水、家用电器及其他设备能耗，其中以采暖和空调能耗为主，约占建筑物总能耗的50%-70%，生活热水耗能占总能耗的15%左右，照明、电梯等耗能占14%左右[2]。因此，暖通空调系统的节能技术对建筑节能起到至关重要的作用。

目前建筑节能领域主要有两种可行途径[3]。一是在建筑材料和构造上（如窗、屋顶、遮阳、建筑节点、钢结构等）采用节能产品，如外墙保温材料、玻璃幕墙贴膜等。二是利用自动化控制技术拥有一个强大的测控系统和集成平台，能够提供综合的数据信息和进行详细的多角度分析，从而实现节能所需要的控制和操作。当代建筑的自动化系统是指在建筑中采用计算机集中控制和管理，对空调、照明、给排水和其他机电设备控制系统的能源消耗进行实时控制和监测，减少管理人员，强调高效率、低能耗、低污染，真正达到节约能源、保护环境和可持续发展的目标[4]。

2 自动化系统在建筑节能中的主要技术实施要点

本人以单位所在嘉兴市行政中心大楼为例，阐述自动化系统在现代建筑节能中的主要技术要点和节能成效。

2.1 中央空调、新风系统的自动化监控

在行政中心大楼机电设备中，中央空调和新风系统是第一能耗大户。在行政中心大楼机电设备监控中，对中央空调的控制采用DDC控制器的方式，整栋大楼共有23个DDC控制模块，分区分楼层进行控制，最后集中于BA控制平台进行统一监测和管理，在不增加其他硬件成本的前提下来实现节能控制，降低大楼中央空调的能耗。对中央空调的监控，可分成两部分：中央空调的水循环系统和空气调节系统。行政中心大楼的中央空调系统通过自动化系统的运行后，预计可实现节电36%左右的性能指标。 第二部分是办公室、公共区域及会议中心的单元空调启停控制，目前已纳入由清华长三角研究院设计定制的分户分项能耗计量系统，该系统能对大楼内所有办公室、会议中心及公共区域的空调进行监测和控制，一旦发现办公室处于无人状态或会议结束半小时后对空调开启状态进行识别并切断电源，杜绝电能浪费。对新风及排烟系统（包括楼顶地下室排风系统、机房、人防及地下车库送/排风系统、排烟系统、加压送风系统）采集每个风机的运行状态，故障状态，以便进行集中的监视。

2.2 照明系统的自动化监控

照明系统的耗电量在行政大楼机电设备中仅次于空调系统，也是建筑节能中的重点。行政大楼照明主要有三类：办公室照明、公共区域照明、泛光照明。行政大楼照明系统的自动化监控实施具体措施为：1）办公室的照明节能控制：行政大楼的办公照明纳入分户分项计量系统中区别于空调系统的另一路电源插座线路，在BA监控平台对各办公室内照明情况进行实时监控。目前在BA系统总控平台对办公照明控制实施了3个时间点自动切断复位功能，时间分别是上午8：00，中午12：00和晚上17：30，这样做的目的主要是使下班离开时忘了关闭照明灯的办公室进行统一电源切断并复位，如果办公室内有人并需要使用照明的可以重新开启。2） 泛光照明的节能控制：在行政大楼最下面的1楼、2楼和最顶部的10楼、11楼，安装了50多个米黄色的射灯。控制程序采用定时开关的方法来控制泛光照明。在监控系统中制定时间表，每天晚上18：30点开灯，22：00点关灯；在控制程序内可以人工设定哪些灯开，哪些灯不开；节假日开灯安排等等。3）公共区域照明的控制 ：公共区域照明采用定时控制法。行政大楼除了常用区域设置了间隔替换开灯外，其他照明灯都关掉以节约能源。

2.3 给排水系统的自动化控制

给排水系统的节能工作原理通过BA集成平台检测污水过滤网的状态，水泵的工作状态和故障状态等，以保证设备的正常运行。对排污和给水，能够进行自动控制和人工手动控制，在发生管网泄漏和污水堵塞的情况下能够判断出故障位置。给排水系统的变频工作模式充分运用了节能理念。

德国特利尔市早在80年代就开始关注并逐步在建筑中采用自动化系统节能了。2001年，该市有关部门负责人马克西米尼先生在城市能源年度报告中用数据证明建筑中采用自动化控制系统取得的节能效果：“尽管本市的建筑物面积从1994年到2001年增加了7.61%，而同期供热能耗却从5286万千瓦小时下降到3212万千瓦小时，在电费涨价的情况下，反而每年节约494万马克。马克西米尼先生预测道：“如果我们在城市建筑物里全面推广自动化控制技术，这个城市的能耗还能降低25%。”

综上所述，自动化系统在当代建筑节能中起了重要的作用，在提高能源使用效率方面成果显著。在建筑自动化领域，舒适和节能将成为当今建筑设计的基本课题。

参考文献：

[1]朱承治、郭创新、秦杰，基于DEPSO-RBFNN的变压器表面温度预测模型[J]，电工技术学报。

[2]张栋，基于DSP的光纤光栅温度传感系统[J]，济南，山东大学，2010。

[3]Hans Symanczik ，《自动化技术在德国建筑物节能中的应用》，维普资讯，2005年第一期。

[4]刘兵，贾淑红，《智能建筑中楼宇自控系统的节能模式研究》，科技信息，2011年第17期。