張慧娜

（天津大學(xué)仁愛學(xué)院）

帶綠色新風(fēng)控制的高校類建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用研究

張慧娜

（天津大學(xué)仁愛學(xué)院）

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和高效運(yùn)營(yíng)管理是綠色建筑的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過與高校類建筑現(xiàn)有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比較，提出了帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具體實(shí)施方案。

新風(fēng)控制；智能調(diào)節(jié)；高校建筑

1 引言

隨著我國(guó)高等教育的發(fā)展，高校建筑節(jié)能已成為節(jié)能工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。校園建筑類型繁多、數(shù)量龐大。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)高校在校學(xué)生人均能耗和單位建筑面積能耗均高出全國(guó)人均能耗和全國(guó)居民建筑單位面積能耗?？梢姼咝＝ㄖ嬖谳^大的節(jié)能潛力。綠色建筑是建設(shè)兩型社會(huì)的重要舉措，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和高效運(yùn)營(yíng)管理是綠色建筑的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)強(qiáng)調(diào)改善用戶的熱舒適效果，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，從而提高教學(xué)和辦公效率。高效運(yùn)營(yíng)管理環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)高效用能，減少能耗浪費(fèi)。

2 高校校園建筑能耗特點(diǎn)

高校校園建筑主要能源消耗在行政辦公建筑、教學(xué)樓建筑和學(xué)生宿舍；其建筑能耗占高?？傮w能耗的絕大部分，校園建筑用能季節(jié)性突出，各建筑功能相對(duì)單一且各建筑間能耗相互關(guān)聯(lián)密切，特征鮮明。高校校園中的行政辦公建筑與普通的行政辦公類公共建筑一樣，大都有電腦、打印機(jī)等辦公用電設(shè)備，還有空調(diào)、電梯、照明設(shè)備和電熱水爐等基礎(chǔ)用電設(shè)備。行政辦公建筑能耗主要與人員數(shù)量、工作時(shí)間和用電設(shè)備使用情況有關(guān)。教學(xué)樓是高校建筑的重要組成部分，是學(xué)生上課和自習(xí)的主要場(chǎng)所，利用率普遍較高。大部分教學(xué)樓能耗設(shè)備以照明用具和多媒體教室的投影設(shè)備為主，夏季增加風(fēng)扇耗電和少量空調(diào)耗電。影響教學(xué)樓建筑能耗主要因素包括建筑等級(jí)和教室使用率。隨著人們生活水平的提高，高校教室空調(diào)的安裝率會(huì)越來越高，勢(shì)必會(huì)帶來較大的能耗增長(zhǎng)。

3 傳統(tǒng)調(diào)節(jié)模式

室內(nèi)人員密集并且長(zhǎng)期處于一個(gè)密閉的環(huán)境中，室內(nèi)的粉塵、呼出的污濁空氣、昏暗或過強(qiáng)的燈光等降低了學(xué)習(xí)和工作效率，甚至?xí)绊懲瑢W(xué)們和工作者的身體健康，因此教室內(nèi)與辦公室內(nèi)空氣質(zhì)量和環(huán)境控制至關(guān)重要。通過改善室內(nèi)的采光條件、通風(fēng)條件，改善教師的授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境，減輕學(xué)習(xí)工作過程中的身體負(fù)擔(dān)，有益于身心健康發(fā)展，顯著提高教育質(zhì)量和辦公效率?，F(xiàn)有的一些建筑項(xiàng)目中，教室或辦公室內(nèi)安裝了環(huán)境質(zhì)量控制和節(jié)能監(jiān)測(cè)兩套系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)完全獨(dú)立，很難實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。由于采用不同廠家的環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、調(diào)節(jié)控制產(chǎn)品，通訊協(xié)議復(fù)雜，增加了通訊轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了集成安裝難度，增加了建設(shè)成本。

4 帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)

現(xiàn)有市場(chǎng)項(xiàng)目由于環(huán)境監(jiān)測(cè)和調(diào)控是獨(dú)立的系統(tǒng)，缺少智能的控制單元，無法綜合分析用戶衣著和勞動(dòng)狀態(tài)，無法量化計(jì)算室內(nèi)熱舒適度，無法給出最佳的設(shè)備控制策略。本研究的目的在于提供了帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過采集相鄰層教室和辦公室內(nèi)環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)，在保證室內(nèi)空氣品質(zhì)和環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，控制辦公設(shè)備；在保障室內(nèi)空氣品質(zhì)和環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，降低了設(shè)備能耗?？蓪?shí)現(xiàn)多層同時(shí)動(dòng)態(tài)化智能控制；其監(jiān)測(cè)結(jié)果可通過顯示屏直接顯示，便于查看結(jié)果且監(jiān)測(cè)結(jié)果更可靠。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本研究采用的技術(shù)方案為帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

4.1 具體實(shí)施方式

該系統(tǒng)包括交互模塊l、顯示模塊2、電源模塊3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4、數(shù)據(jù)發(fā)送端5、上層建筑物6、下層建筑物7（見圖1）；交互模塊l包括中心處理單元8、上層吸氣泵9.1、下層吸氣泵9.2、左側(cè)排氣泵10.1、右側(cè)排氣泵10.2（見圖2）。

交互模塊l設(shè)置在上層建筑物6、下層建筑物7的中間位置，顯示模塊2、電源模塊3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4、數(shù)據(jù)發(fā)送端5分別與交互模塊l連接。上層建筑物6、下層建筑物7的窗戶均設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口和出氣口分別設(shè)有在上層建筑物6、下層建筑物7的兩相鄰側(cè)邊。上層吸氣泵9.1、下層吸氣泵9.2分別設(shè)置在上層建筑物6、下層建筑物7的進(jìn)氣口處。左側(cè)排氣泵10.1、右側(cè)排氣泵10.2分別設(shè)置在上層建筑物6、下層建筑物7的出氣口處。中心處理單元8分別與上層吸氣泵9.1、下層吸氣泵9.2、左側(cè)排氣泵10.1、右側(cè)排氣泵10.2連接。交互模塊l的中心設(shè)有空氣交互管道，通過空氣交互管道與外界相連。所述數(shù)據(jù)發(fā)送端5與上層建筑物6、下層建筑物7內(nèi)的數(shù)據(jù)接收端通過藍(lán)牙連接的方式交互。所述上層吸氣泵9.1、下層吸氣泵9.2的進(jìn)氣口處設(shè)有溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器。

4.2 本研究的效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本研究具有如下有益效果。

1）實(shí)現(xiàn)了教室和辦公室多種環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)與設(shè)備的自動(dòng)控制，提高了自動(dòng)化控制水平、提高了效率。

2）本系統(tǒng)采用交互模塊及中心處理單元，數(shù)據(jù)傳輸和控制命令透明化，采用嵌入式芯片智能系統(tǒng)綜合分析室內(nèi)環(huán)境的綜合狀態(tài)，量化計(jì)算室內(nèi)熱舒適度，制定出最佳的設(shè)備控制策略。

3）本系統(tǒng)設(shè)有數(shù)據(jù)發(fā)送端，數(shù)據(jù)發(fā)送端綜合無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量被明顯監(jiān)測(cè)。

圖1 帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的連接示意圖

圖2 帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)的交互模塊結(jié)構(gòu)示意圖

5 結(jié)束語

帶綠色新風(fēng)控制的建筑環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)在保障室內(nèi)空氣品質(zhì)和環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，降低了設(shè)備能耗。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以對(duì)建筑能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)用能情況給出合理評(píng)價(jià)，結(jié)合高校建筑的特點(diǎn)，充分考慮校園駐地氣候條件、經(jīng)濟(jì)水平、校園用能設(shè)施、能耗結(jié)構(gòu)、校園規(guī)模等大量相關(guān)信息，對(duì)高校類建筑用能進(jìn)行合理的分析、評(píng)價(jià)，為用能管理和節(jié)能改造提供指導(dǎo)依據(jù)。

[1] 王立,雷梁,俊強(qiáng),等.基于能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的能耗評(píng)測(cè)方法研究[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào).2010,25(2)：109-113.

[2] 孫國(guó)林,鹿世化,李奇賀.高校校園建筑能耗定額研究初探[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,11(4)：58-60.

[3] 王旭東. 試論高校校園能源管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之構(gòu)建[J]. 職業(yè)教育研究, 2011(3)：17-19.

Application Research of Building Environment Intelligent System with Green New Wind Control for University Building

ZHANG Hui-na

(Renai College of Tianjin University)

Indoor environment quality and highly eff i cient operation management are the two important link of the green building, comparing with University building the existing regulation system, put forward the concrete implementation plan of Building Environment Intelligent System with Green new wind control.

new wind control; intelligent adjustment; university building