随着科学技术的快速发展,一系列建筑节能技术应运而生,例如太阳能、风能、水能、潜层地热、节能围护结构等,这些节能技术的诞生推动了节能建筑的发展,并使节能建筑这一理念逐渐深入人心。1992年联合国在巴西的里约中心召开的联合国环境与发展大会中,就可持续发展理念进行了深入的探讨,确保其在世界范围内得到认可并达成共识。至此,绿色建筑理念真正在全球推广实践,并逐渐成为建筑行业发展的主要方向。我国在绿色建筑领域也颇有建树。2005年,我国颁布了绿色建筑领域的重要文书《中国绿色建筑导则》,这部导则编制耗时长达5年,为我国绿色建筑的发展做出了明确性的指导。我国通过举办首届国际智能与绿色建筑研讨会,引进一些绿色建筑方面的国际先进技术,如节能建筑配套产品、绿色建材与设备等,极大地提高了我国在绿色建筑方面的技术水平。
建筑电气智能化与绿色建筑
随着建筑科技的发展,建筑电气的智能化程度越来越高。史上第一个智能化建筑是1984年位于美国度涅狄格州哈特福德市的城市广场,该建筑标志着绿色建筑理念的实体化正式诞生。在往后的20多年内,智能化建筑全面快速发展,通过融合建筑业与信息化产业,改变了传统建筑行业的模式,为其注入了新的血液。在绿色建筑领域,智能化技术与规划设计、建筑施工、运营管理是非常重要的技术要点,其中智能化技术在落实绿色建筑指标方面具有重要促进作用。本文通过对建筑智能化技术进行详细的分析与阐述,探讨其在促进绿色建筑指标落实中的作用。据统计,在建材生产、现场施工、建筑使用运营的全生命周期内,大约会消耗地球上50%的能源、42%的水资源、50%的材料,产生约占全球24%的大气污染物、20%的固体垃圾和50%的氯氟烃,造成约50%的温室效应与40%的水源污染问题等。以某一大型商业综合体建筑为例,其正常运营需要同时运行各类机电设备,例如空调、电灯等。据统计,空调、给排水与照明产生的能耗约占该大型建筑运行能耗的70%,单单就空调系统一项,就占其中的40%以上,可见机电设备的节能运行对建筑能耗控制起到至关重要的作用。因此,建筑电气智能化对建筑节能贡献主要体现在对机电设备运行能耗的智能化管理,常见的建筑电气智能化技术有智能遮阳板与用能调控与计量系统。智能遮阳板和电动百叶窗可以在满足室内采光、减少照明能耗的同时,对遮阳板与百叶窗的角度进行自动调控,避免强烈的太阳光对建筑物室内进行加热升温,减少空调运行带来的能耗量,真正意义上实现节能降耗。用能调控与计量系统可以对建筑物中各类负荷的能耗进行监测与定量化计算,帮助用户挖掘能耗大户,针对能耗中不合理的问题,及时采取措施进行处理,从而实现对建筑物用能的量化管理与控制。例如,对建筑物的室内机电设备能耗进行监测与量化管理,根据各类机电设备负荷的实时动态变化自动调整电灯的照度、空调的温度等,使这些设备处于最佳的节能状态,从而实现能源的最大化利用。此外,在可再生能源的应用方面,也可以采用智能化技术,对太阳能、地热能等能源进行实时监测与管理,提高可再生能源的利用率,降低建筑物的能耗。以太阳能热水监控系统为例,通过对水温、水位等参数的实时监测,自动控制上水泵、热水供应泵等设备的启停,保证用户在任何天气情况下都可以用上热水。
南昌万达茂慧云系统在绿色建筑的应用
南昌万达茂位于南昌市赣江新区南龙蟠街,地下一层,地上3层,总建筑面积19.81万m2,包括室内步行街、电影乐园、海洋乐园三个主要板块,是全球第一个第四代万达广场,采用万达最先进的慧云3.0智能化管理系统,。万达茂广场的“慧云智能化管理系统”(本文简称“慧云系统”)包括变配电监控、电梯监视、给排水、公共照明、消防系统、视频监控、停车管理、能源管理、防盗报警、门禁管理、电子巡更、夜景照明、客流统计、信息发布、暖通空调、背景音乐等16项弱电智能化子系统和慧云集成平台两大部分。通过软件集成和物理集成的方式,将所有需要监控的弱电控制子系统都集成在一个软件平台上进行管理控制,在保证各系统运行质量的基础上,有效降低人工成本消耗与运行能耗。慧云智能化管理系统的体系架构如图1所示。图1中:“慧云智能化管理系统”集成平台①,在原有BA等设备子系统基础上新增加的数据库及软件,①通过集成网络②与原有各个机电控制系统③的子系统主机或工作站完成数据交换,从而实现通过“慧云智能化管理系统”集中控制系统对各个子系统的监控。慧云系统通过节能思想驱动、采用先进的技术手段,从智能楼宇控制到高效的能源转换,实时监控、感知、分析用户的各种能源的详细使用情况以及周边环境数据,系统集成平台对各子系统进行统一管理。通过预设的控制逻辑,使机电系统遵循集团的统一标准,实现自动节能运行。下面主要对慧云系统的暖通空调控制系统、公共照明控制系统和能源管理系统对绿色建筑的实现进行探讨。
暖通空调控制系统
暖通空调控制系统以系统集成方式与慧云平台连接,暖通空调控制系统对所有受控设备的报警信息与设备的运行状态进行集中管理与显示;提供远程操作功能,使用户可通过慧云平台远程监视各机电设备现场情况。暖通空调控制系统根据室内温度、CO2浓度、送风温度、回风温度,自动启停空调机组、新风机组风机,也可根据集团要求编辑运行参数下发的指令运行:夏季工况下,当送风温度高于设定值2℃时,自动加大水阀开度;当送风温度低于设定值2℃时,自动减小水阀开度;冬季工况下,当送风温度高于设定值2℃时,自动减小水阀开度;当送风温度低于设定值2℃时,自动加大水阀开度;过渡季通风工况下,水阀关闭。根据建筑内的环境自动切换空调、新风机组工作模式,大大缩短了人为控制的滞后性,使建筑物内环境更舒适并达到节能的目的。
公共照明控制系统
公共照明控制系统以系统集成方式与慧云平台连接。公共照明控制系统对图1慧云智能化管理系万达茂室内步行街预置照明运营模式,包括“平日晴天”“平日阴雨天”“节假日晴天”“节假日阴雨天”4种模式,每种运营模式包括“营业前准备”“营业(白天)”“营业(夜间)”“闭店后保安”4个场景。此外,还应包括所有非应急照明全开、全关场景。各种运营模式下,对应各个照明回路的开闭状态及运营时刻表如表1所示。系统能根据各种运营模式对万达茂室内步行街公共照明自动关闭或开启,显示各个分区的照明回路开关状态,优化室内灯光照明效果,达到节能的目的。
能源管理系统
能源管理系统以界面嵌套方式与慧云平台连接。能源管理系统是节能环节的工具平台,提供优质的能源数据,制定完善的节能策略,挖掘建筑设备的节能潜力。能源管理系统的监控范围包括:变电所低压柜主进线、母联和出线运行参数及能耗监测,制冷站低压柜中配置了多功能表计的出线能耗监测、变压器运行参数监测、慧云机房内主UPS运行参数监测。形成各系统能耗报表如图2所示。对比能耗数据与客流量、设备系统运行参数、气象参数等信息,分析能耗变化的规律,并对系统进行节能诊断,对设备系统节能运行、节能改造措施(若有)的实际效果进行评估,并由能源管理子系统供货商提出改造建议和经济分析。