1、能效管理在智能化建筑中的应用及发展趋势【摘要】：随着智能化建筑的迅速发展,其能效管理问题也逐步引起业界人士的关注。如何做好建筑节能，能效管理逐渐走入大众视线，也与我国大力提倡绿色建筑的大方向十分契合。本文就智能化楼宇能效管理的发展现状、存在问题以及解决思路提出了一些个人观点与大家探讨。 【关键词】： 智能化建筑能效管理发展现状 存在问题解决思路 中图分类号： C93 文献标识码： A 文章编号： 智能化楼宇是以建筑大厦为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化，集系统结构、服务、管理及其最优化组合，向人们提供一个高效、舒适、便利环境的建筑。建筑能效管理在美国定义为：提高建筑能源使用效率、改善建筑环
2、境管理、节约建筑运行费用；国内目前没有标准定义，目前我国通用的是能效标识：建筑能源消耗、用能系统的效率和性能。 建筑能耗包括建筑的基础能耗、设备的运行能耗和系统的应用能耗三个方面，本文就智能化框架内能耗管理进行阐述。众所周知，楼宇自控系统是智能建筑的一个重要子系统。它直接监控管理着建筑物内的所有设备的运行与用能。因此，楼宇自控系统与建筑的能效息息相关。离开楼宇自控系统谈论建筑的运行节能，可以说是缘木求鱼。 纵观全球，能源危机四伏，节能的呼声愈来越高。目前，我国建筑能耗过大的问题日益突出，对量化降低能耗的要求变得越来越迫切。全国单位建筑面积能耗是发达国家的 23 倍以上， 2013 年 1 月
3、1 日，由发展改革委、住房城乡建设部联合制定的绿色建筑行动方案经国务院办公厅转发，在全国范围内推行实施，其旨在进一步提高资源利用效率，实现节能减排约束性目标，积极应对全球气候变化，建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平，改善人民生活质量。 因此，进一步推进能效管理工作，争创绿色建筑，将是智能化建筑发展的大趋势。 当前智能化建筑能效管理发展现状 目前，全国现有房屋建筑面积已达 400 亿平方米。在建筑的建造和使用中，能源消耗高、利用效率低的问题十分突出。相关部门的调查数据表明，2009 年建筑耗能占全社会耗能总量的比例由 1978 年的 10%上升到 30%左右。在这其中，建筑运行过程
4、中的能耗量占全国能源消耗总量比例的 30%。 一般地，在大型公共建筑中，中央空调系统的能耗约占总能耗的 40%以上，而大部分建筑的中央空调实际热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，且主机、辅机和末端舒适度三者未能实现合理动态调节，导致系统效率较低，电能浪费严重。 许多公共建筑都是全封闭空间模式，完全依靠人工照明进行采光，在上班时间段，照明系统通常都是连续照明，所消耗的能量大，也增加了室内热负荷。可以根据实际需求选择不同的照明节能措施，对提高光效、节约能量是非常重要的。 大型公共建筑节能电梯仅占全国电梯保有量的 2%，节能潜力巨大。而公共建筑中给排水等其他能耗设备通过采取一定的控制手段，也能有一
5、定的节能空间。 大型公共建筑功能的实现是以各类机电设备系统运行为基础，空调、给排水、照明的能耗要占建筑运行能耗的 70%，仅空调系统的运行能耗就占各系统总能耗的 40%以上。所以，在进行大型公共建筑节能研究时，解决机电设备的节能问题是核心。 当前智能化建筑能效管理主要存在的问题 物质水平的飞升提高了人们对室内舒适性的要求，从而对空调有了更多依赖（ 暖通空调系统的节能在建筑节能中占据十分重要的位置，本文针对该系统存在的问题进行探讨分析） 。据统计，空调系统的能耗已经上升到建筑物运行能耗的 40%。而多数建筑物空调系统在 50%负荷以下运行时间超过了 7 成，在传统的定流量系统中，部分负荷下大流量
6、小温差现象严重，耗费了泵系统的输送动力。换言之，当今的能源利用存在着比较严重的供冷与需求不匹配、能源无端耗费的问题。 空调系统的造型一般是按照建筑产最大设计热负荷来选定，且要留有余量。而在实际运行中由于季节、昼夜和使用率的变化，实际热负荷在绝大部分时间内变动剧烈，使机组多数时间在偏离系统最佳负荷下运行。由于空调在负荷剧烈变动时工作效率明显隆低，导致在同等输出量下，过低或过高负荷时耗电量同比最佳负荷时明显上升。 建筑设备控制中最为复杂的就是空调系统的控制，监控设备多，控制变量多并且往往相互关联相互影响的，其中某个控制变量的改变和调整，不仅影响该变量所在的局部能耗，而且还影响整个系统的能耗，而目前
7、应用的节能控制方法多局限于局部优化方案，尽管这些控制方案可以达到一定节能和提高室内舒适性的效果，但由于它们只考虑系统的某些局部特性，因而有可能损害或降低系统其他局部的控制质量。因此，要真正实现楼宇空调的优化管理和控制，必须从系统的层次上综合考虑整个系统的控制特性，优化控制和管理和控制回路的控制设定值。 针对智能化建筑能效管理相关问题的解决方法 1、能效管理解决思路 系统以能源最优化分配为出发点，按需分配，如冷冻站系统能耗主要由冷却塔、冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵四部分组成，每个单体设备都有自身的最优工况，而我们所关注的重点是整个系统的协调运转，能量在设备间如何分配，怎样实现这种分配才能做到能耗
8、最低。 2、能效管理的宗旨 通过对建筑内部各类设备的能耗进行检测，利用能量管理系统进行能耗分析，获得能源使用情况，结合大楼的运行模式给出能量使用的合理化分析，并据此给出相应的优化运行指导意见，调整系统的运行策略，便于充分利用能量，减少浪费。 3、实现基础：建筑集成技术与智能控制的完美结合 计算机技术的高速发展促使建筑集成技术日趋成熟，从而为建筑节能提供更广阔的发展条件，一场新的建筑设备控制技术的革命即将引发。在系统集成平台上，楼宇自控系统、能耗计量系统、智能照明系统、消防火灾报警系统、门禁系统等各个子系统的信息可以自由通讯，建筑设备的控制不再仅仅局限于单一设备或单一系统的反馈控制，而是从建筑整
9、体能耗的角度考虑各个系统的协调控制。在建筑系统集成平台上，对建筑进行综合能耗管理，实现建筑设备系统的协调运行和综合性能优化成为可能。 4、实现条件：高度网络化的信息平台及高素质的专技人才 能效管理是一个系统解决方案，通过系统集成工具将能耗计量、用能系统效率（空调、照明、水泵、风机） 、用能系统运行状况（历史记录）、建筑环境状况（温湿度、照度、空气质量） 、绿色建筑技术的应用、优化运行策略等有机集成到一个高度网络化的信息平台，进行数据的采集和监控。通过相关数据的收集对用能系统进行能效分析，提出改进措施，进行再评估，并对其持续跟踪。 建筑设备运行期间的精心维护保养是保证系统正常运行的一个重要环节，
10、也是降低建筑能耗的重要因素。有研究表明，通过管理手段可以实现 6%的节能率，如果没有物业管理对系统的定期和认真维护，则不能及时解决设备和系统故障，从而导致系统“带病”运行，不仅引起设备能耗增加，大大增加运行成本，运行效果也将大打折扣，还会缩短设备的使用寿命。目前，超过 70%的大型公共建筑没有专职的节能管理人员，企业内部普遍没有建立相应的能源管理制度，不能及时掌握能源的整体消耗情况，对主要用能设备的运行情况和节能状况也未能及时把握。 因此，智能化集成商要从源头上抓起重视售后培训工作，并建立长久培训体系和机制，安排资深技术人员为建设方物业管理培训出具有智能化专业技能的高素质的专技人才。 参考文献 智能建筑 建筑节能的瓶颈及控制策略 耿望阳 2012 年 6 月总第142 期 科技信息浅析国内外建筑能源管理系统(BEMS)的区别及发展张赟 2012 年第 22 期
