基于智能控制技术探讨办公楼节能途径

摘要办公楼节能空间比较大,国家对办公楼等公共建筑节能运行管理和改造很重视。办公楼节能途径主要有强制性的规范政府机构用能行为和人性化的智能控制技术。严寒地区冬季用能主要是电能和热能,采用智能技术手段,将这两种用能系统的联动控制将是节能的有效途径之一。

关键词办公楼;节能空间;节能途径;节能措施;智能技术

中图分类号TU243 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0121-01

办公楼内部一般都配有先进的设施设备,如中央空调、高速电梯、监控设备、现代资讯手段等,由于办公楼上班时间集中,人员比较复杂,在用能方面浪费比较大。在严寒地区探讨办公楼中节能途径的可能性越来越受到人们的重视。

1办公楼节能空间与节能潜力

以中央国家机关办公楼为例,空调、照明、采暖等建筑能耗占到了政府机构全部能耗的70%以上。据测算,在京中央国家机关1800万平方米办公楼约有1.5亿度电的节能潜力。按1度电0.6元计算,如果采取节能措施后,中央国家机关每年可以节约9000万元的能源费用。

据介绍,在上海所有的民用建筑中,公共建筑的数量只占25%左右,但能源消耗却占到了58%,耗能强度远远高于居住建筑。“很多‘能耗大户’都缺乏节能措施,还蕴藏着很大的节能空间。”

在电能方面,一般来讲,办公楼耗电量据估计达到100～300度电/m2/年,大约是住宅耗电量的10倍左右。单体建筑超过2万平方米的大型公共建筑,其电耗是其他普通建筑的10至20倍,节能潜力大。据统计我国年照明用电量占总发电量的13%左右,而且以低效照明为主,节能灯与非节能灯的使用比例为1:7,节能潜力很大。

在热能方面,我国采暖能耗指标是同类气候条件下发达国家的3-5倍,能量损耗比较大,节能的空间较大。

据统计,空调系统的能耗约占整个大厦能耗的40%。因此BAS系统在对空调系统的监控与调节过程中体现节能,意义十分重大。

2限制性节能措施与智能技术

以建筑电气工程为例,在设计阶段限制性节能措施的设计依据有《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008,以及《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气》(2007)等。就建筑照明这部分来说,办公楼建筑照明的节能评价指标有功率密度(LPD)现行值和目标值,如果能达到目标值,那么照明系统的节能设计是符合规定的。

在使用阶段,采用限制性管理条文规定实施有效节能。如国家和省关于空调温度控制标准中规定,政府机关办公室夏季空调控温不得低于摄氏26度,冬季空调控温不得高于摄氏19度,禁止开窗使用空调,禁止使用移动式采暖设备,工作人员离开办公室后要随手关闭空调。工作日中央空调开机时间为7:30—18:00,开机时间可根据气温变化情况及时适当减少。非工作日或晚间如有加班需要,应提前与市级机关事务管理局联系衔接,空调机房值班人员根据通知按所在楼层、区域开放中央空调。

从管理手段上来说,节能途径的人性化和智能技术相结合是实现节能的有效途径。智能技术可以实现多种限制性规定的管理效能。如限制性节能措施规定,机关工作人员办公时间要充分利用自然光照,尽量减少开灯,以减少照明设备电耗。离开办公室时间较长或下班时要随手关灯。办公楼公共部位随时关灯等。计算机、打印机、复印机、扫描仪、碎纸机等办公设备要尽量减少待机消耗,尽可能即用即开,用完后及时关闭电源。下班后要切断电器设备的电源。

办公楼用电设备分散,无法进行自动化统一管理,是造成大量能源浪费的原因之一。结合办公室节能管理措施,采用智能控制技术是实现有效管理的最佳途径。

如图1所示为办公楼智能照明管理系统示意。所有C-BUS单元由一对通讯信号线(UTP5)接连成网络,在输入单元中,采用红外线感应器感知周围是否有人在活动,实现“人来灯亮,人走灯灭”的功能。采用控制面板控制每个房间的照明灯具。在输出单元中,每路灯的出线配用一个四路输出继电器接通和分断负载电源。当有输入时,输入单元将其转变为C-BUS信号在系统总线上传播,所有输出单元接收并作出判断,控制相应输出回路。C-BUS系统可方便与楼宇自控系统等其他系统连接。

图1办公楼智能照明管理系统示意

在严寒地区的办公楼,冬季大部分用户耗能主要是在电能系统和集中供热系统,采用智能控制技术手段,将办公楼节约电能与节约热能统一起来,按预定的控制程序对系统的被控参数进行自动调节,分析研究办公楼智能节能手段、节能途径、节能效果,最终实现综合节能措施,提高能源利用效率,降低能源消耗。在建筑节能方面,对提高绿色建筑环境效益、社会效益和经济效益具有现实意义。

在供暖系统中,白天有人上班时,由温度传感器检测楼内供暖温度,由控制系统完成供暖热水流量,不与照明系统联动控制。下班后,当智能照明系统检测楼内无人工作而减少电能供应时,供暖系统实施联动控制热水供应流量,将楼内温度控制在低温运行范围。控制结构示意如图2所示。

图2办公楼节能控制系统结构示意图

研究建筑节能新技术措施是适应当前形势的迫切需要。

基金项目:吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目(2008—335)。

参考文献

[1]徐云.节能照明系统工程设计.北京:中国电力出版社,2009.

[2]左斌.智能建筑设备手册.北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3]蔡文剑.建筑节能技术与工程基础.北京:机械工业出版社,2008.

作者简介

江萍(1964—),女,吉林省长春市人,副教授。