控制系統(tǒng) 為智能建筑節(jié)能“搭橋”

　　據(jù)相關(guān)機構(gòu)調(diào)查，在民用建筑中，電能的消耗情況大致如下：空調(diào)用電占到建筑用電40%~50%；水泵電梯等設(shè)備用電占10%~15%；照明用電占15%~25%；其他設(shè)備用電占10%~15%。從這些數(shù)據(jù)中可以看出，在建筑耗能方面，空調(diào)和照明占到了舉足輕重的地位。因此，在這些方面挖掘節(jié)能潛力，將會收到很好的效果。

　　相關(guān)機構(gòu)還對北京市大型公共建筑能耗進行了調(diào)查：其夏季空調(diào)室溫每提高1攝氏度，可節(jié)電5%~10%；對建筑設(shè)備進行合理改造，避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象，注重設(shè)備的運行效率，使之在最佳運行點運行，可節(jié)電10%~20%。

　　利用智能控制系統(tǒng)進行節(jié)能，主要體現(xiàn)在對建筑設(shè)備的監(jiān)控和照明設(shè)計及控制方面。這種思路在舊建筑改造和新建工程設(shè)計兩方面，都具有關(guān)鍵意義。

　　在配電系統(tǒng)設(shè)計改造中，首先應(yīng)注意三相負(fù)荷的平衡，避免嚴(yán)重三項負(fù)荷不平衡現(xiàn)象，造成不必要的線路損耗；個別回路季節(jié)性超負(fù)荷運行，這樣既增加線路損耗又影響供電安全，對這些回路必須重點進行改造；及時檢查配電系統(tǒng)無功補償裝置，確保低壓側(cè)功率因數(shù)提高到0.90以上，降低無功損耗。其次，要注意抑制配電線路中的諧波電流。諧波電流是電流中無用的有害成分，它會在配電線路和變配電設(shè)備中產(chǎn)生電能損耗和傷害。諧波電流在導(dǎo)體內(nèi)有集膚效應(yīng)，致使電纜電線絕緣體產(chǎn)生快速老化并被燒毀的趨勢。諧波電流還會導(dǎo)致變壓器的銅損、鐵損和噪聲增加，溫度升高，進而使變壓器基波負(fù)載容量下降，導(dǎo)致電機銅損、鐵損增加，溫度升高，產(chǎn)生機械共振。此外，諧波還可造成電源電流的畸變，使供電質(zhì)量降低，嚴(yán)重影響電子設(shè)備及電器控制設(shè)備的可靠運行。針對諧波電流產(chǎn)生的諸多問題，在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)無源濾波器，能有效濾除中性線和相線的諧波電流，保證系統(tǒng)正常安全運行，并降低能耗，提高供電質(zhì)量。最后，建筑用電設(shè)備的能耗不可小視，對于效率低下、頻繁使用的用電設(shè)備，從節(jié)能的角度來看，一定要進行有效控制或逐步更換；采用計算機監(jiān)控設(shè)備對建筑群高壓供電、變壓器、低壓配電系統(tǒng)以及備用發(fā)電機的運行狀態(tài)和故障報警進行檢測，并監(jiān)測系統(tǒng)的電壓、電流、有效功率等一系列參數(shù)，為節(jié)能和安全運行提供實時信息。

　　對于照明控制系統(tǒng)來說，筆者認(rèn)為，應(yīng)采用智能照明控制設(shè)備。智能照明控制從目前的技術(shù)發(fā)展情況來看，主要采用分布式集散控制方式，這是以計算機通信網(wǎng)絡(luò)為平臺組成的系統(tǒng)。采用計算機系統(tǒng)對建筑公共區(qū)域尤其是多功能廳等大開間、多場景的公共區(qū)域進行照明控制，將實現(xiàn)對整個照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)實時監(jiān)控，對每個回路、每個燈具的狀態(tài)和故障進行監(jiān)視，并能方便地進行各種照明場景、模式的變換、調(diào)光以及更改。智能照明系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，能對燈具起到全面的保護控制和狀態(tài)參數(shù)檢測，這是采用常規(guī)控制方式所不能達到的。它采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，限制電網(wǎng)電壓浪涌，提高燈具的使用壽命。采用智能照明系統(tǒng)管理可獲得良好的節(jié)能效果，大量節(jié)約電能和運行費用。

　　此外，對于逐步發(fā)展起來的建筑能源管理系統(tǒng)，應(yīng)主要針對功率大的設(shè)備或系統(tǒng)，如制冷機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等設(shè)備的效率和工況進行評估，通過分析對比，提出節(jié)能措施方案來降低能耗和運行成本。

　　在對既有建筑改造過程中，采用變頻技術(shù)的現(xiàn)象逐漸增多。設(shè)備采用變頻技術(shù)，雖然理論上能夠有效節(jié)能，但系統(tǒng)效率并無太大改善，同時還將給供電系統(tǒng)帶來更多諧波。不管什么系統(tǒng)，其初始狀況由于設(shè)計考慮不周而存在一定缺陷，只依靠電氣專業(yè)自動控制系統(tǒng)達到效果幾乎是不可能的。

　　隨著計算機技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)和計算機軟件技術(shù)的發(fā)展，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的性能更趨優(yōu)異，成為實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效方式和手段，可以全方位地對建筑各類機電設(shè)備進行最佳控制，在滿足需要的前提下最大限度地實現(xiàn)節(jié)能。目前，世界上已有施耐德、ABB、奇勝等專業(yè)公司推出包括變配電、暖通領(lǐng)域的智能監(jiān)控系統(tǒng)以及智能照明控制系統(tǒng)。

　　這些專業(yè)化系統(tǒng)公司的強大支撐，無疑進一步明晰了今后智能建筑領(lǐng)域的發(fā)展方向，也為該領(lǐng)域提供了行之有效的節(jié)能技術(shù)和手段。與此同時，筆者還要強調(diào)，能源管理系統(tǒng)的實施在很大程度上取決于管理制度、措施以及運行管理人員等更多方面的因素，而這就是人們所常說的行為節(jié)能――加強空調(diào)系統(tǒng)的日常運行維護，減少因人員維護工作不當(dāng)而造成的浪費，從而達到節(jié)能目的。系統(tǒng)設(shè)置只是為建筑節(jié)能打下基礎(chǔ)，而更為重要的環(huán)節(jié)是運行管理。在建筑設(shè)備運行中節(jié)能，管理能夠起到事半功倍的作用。

　　隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展、智能控制系統(tǒng)不斷更新，各項節(jié)能技術(shù)將日趨完善。但無論怎樣，建筑節(jié)能同樣存在“短板效應(yīng)”。因此，各專業(yè)精心設(shè)計和密切配合仍然非常必要，這是力求系統(tǒng)達到最佳節(jié)能效果的最好辦法。

來源：中國建設(shè)報 作者：王偉

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