施彤滨，张晓杨

（中国城市建设研究院有限公司）

浅析智能建筑暖通空调系统优化策略

施彤滨，张晓杨

（中国城市建设研究院有限公司）

智能建筑是建筑行业发展的重要方向，通过各种计算机技术、信息技术、电气自动化控制技术的应用，能够实现对建筑的智能化、自动化控制。暖通空调系统是智能建筑的重要组成部分，从多个方面进行系统的优化调节，完善系统控制功能，有利于改善智能建筑的居住和办公环境。

智能建筑；暖通空调；系统控制；优化调节

1 引言

在科学技术的推动下，建筑工程的技术水平不断提升，人们对于建筑的需求不再局限于基本的居住标准，而是更加强调便利、舒适、高效的居住环境，这就对建筑工程的整体性能提出了更高的要求。智能建筑不仅能够提高建筑内部各类控制系统的应用性能，还能够通过高新技术和新型材料、设备的应用实现建筑的节能化、绿色化。暖通空调系统作为智能建筑中的一项重要控制系统，主要涉及建筑通风、采暖、空气调节等方面的功能，直接关系到整个建筑的内部应用环境，同时，暖通空调系统也是耗能比较多的一个系统，对其进行优化调整成为智能建筑发展需要研究的重要课题。

2 智能建筑暖通空调系统简析

2.1 智能建筑的概念

在互联网时代，人们的生活和工作与信息技术密切相关。传统建筑难以适应当今社会的发展趋势，为了提升建筑的整体应用质量，智能化建筑应运而生。智能建筑就是在现代建筑的基础上，融入网络通信技术、电气自动化控制技术、电子计算机技术等，实现对建筑内部各项环节的最优控制。智能建筑主要通过各类控制子系统实现高水平的服务功能，例如办公自动化系统、通信自动化系统、监控自动化系统、消防安保自动化系统等。因此，智能建筑综合应用了各类电力电子设备、机电设备，将各类管理和服务系统进行优化配置，进而提升建筑的整体性能。

2.2 暖通空调系统

暖通空调系统是智能建筑控制系统中的重要组成部分，主要对通风、采暖、换气等环节进行综合设计、调节、搭配，从而为建筑用户提供舒适、健康的办公和生活环境。智能建筑暖通空调系统结构可以分为现场层、控制层、管理层三个部分，其中，现场层主要由下位机完成控制，各类传感器、执行器、仪器仪表通过现场总线实现连接，传感器完成数据的采集和传输功能；控制层和管理层则需要上位机完成各项控制功能，控制层主要由DDC控制器组成，通过数据分析和处理，实现对暖通空调系统的智能化控制，管理层主要由数据库、服务器、管理员站、操作员站等组成，具有人机对话、数据存储和管理、操作管理等功能。在暖通空调系统设计中，需要根据智能建筑的应用要求，确保室内温度的控制以及空气流通性的调节。

3 智能建筑暖通空调系统优化策略

3.1 DDC控制器的优化

DDC（即直接数字控制器）是智能建筑暖通空调系统的关键组成部分。在智能建筑暖通空调系统设计中，需要应用到各种类型的DDC，其处理能力也有大小区分，这就需要根据系统的具体控制要求选用合适的DDC。通常而言，对于冷冻机房、热力站等监控点较为密集的场所需要采用大型DDC控制器，从而减少暖通空调系统的故障发生率，同时确保各类控制器之间的良好通信质量；对于新风机、通分机、空气处理机等，则可以采用小型或重型的DDC控制器。此外，随着自动化技术的发展，PLC（即可编程控制器）技术以其功能完善、体积小、抗干扰性强等优点得到广泛应用，已不再局限于工业领域，在智能建筑中也将发挥良好的控制作用，例如在空调通风的现场设备控制工程中可以取代部分DDC控制器。

3.2 PID控制的优化

智能建筑暖通空调系统中，空气处理机的DDC主要采用PID控制原理进行控制，PID参数的设置十分重要，只有合理进行PID参数设计，才能够保障暖通空调系统的稳定性。如果PID系数较高，那么暖通空调系统中反映室内温度特性的曲线就会出现大幅度的波动，进而影响DDC控制器工作的稳定性。如果PID系数较低，那么温度波动曲线变化缓慢，并且设定温度的调节过程较长。因此，在智能建筑暖通空调实际设计过程中，需要根据实际情况，对PID参数进行调节[1]。此外，PID对于一些大型场所的控制系统，在负荷变化响应效率方面存在诸多不足，这就需要在空调送风道和室内安装温度传感器，由DDC主控制器发出指令调动DDC副控制器完成水阀驱动，提升暖通空调系统对于温度波动的回应速度。

3.3 能量管理的优化

智能建筑暖通空调的一个重要方向就是节能降损，可以这就需要做好能量管理与控制技术的应用。能量管理与控制技术通过系统化功能，能够优化智能建筑暖通空调系统新风量和变风量的空调储压，进而发挥节能降损的作用。能量管理与控制发挥的优化措施包括：①将温度装置装设在空调系统送风端，实现对送风量以及空气温度的优化调节，之后对送风静压以及新风量进行科学、合理地设定；②对空调水系统进行流量控制，进而提高节能效果，该控制原理主要是根据水温的实际数值，通过能源供应的调节，例如加热、散热等，将温度控制在稳定范围，避免温度异常造成的能源浪费；③感应调节技术的应用，将智能化的感应设备，例如各类传感器，应用到智能建筑内部的暖通空调系统中，根据室内用户的体感温度实现温度的自动调节，从而更加人性化地提高室内的舒适度。

3.4 网络控制的优化

智能建筑暖通空调系统要更加全方位、多角度的实现控制功能，就需要进一步优化控制系统的网络拓扑结构，在简化网络控制结构的同时，进一步提高网络通讯质量，从而为信息传输提供保障。在智能建筑暖通空调系统中，基于RS485总线或Lon Talk总线的控制网络需要进一步优化[2]。对于RS485类型的总线控制网络，在小型工程应用过程中，可以采用“手拉手”布线方式，而在大型工程应用中，则需要对网络进行分级管理，例如以楼层为单位进行有效处理。对于Lon Talk总线的控制网络，从理论上讲可以进行任意拓扑结构的组合，实现多分支、多分级的网络控制结构，但是如果应用不当也会增加运营成本和技术风险，因此，相关技术人员需要根据实际情况谨慎使用。

3.5 控制权优先调节

智能建筑暖通空调系统需要根据统一的控制原则进行操控，实现温度、风量的协调控制和集中化管理。但是，智能建筑不同区域存在着差异化的使用功能，对于温度等方面的要求也有所不同，例如建筑内部大型的会议厅需要设置独立的空调通风系统参数，这就需要对集中化管理模式进行调整。暖通空调系统可以对控制权进行优先调节，根据需求配置专用的仪器设备，通过VRV控制面板，实现分项控制功能，从而为建筑用户提供更加具有专属性的室内环境，同时提高室内暖通空调系统控制的便捷性、舒适性。近年来，一些建筑中选用了相关的手控参数系统，在现场安装控制数字设定设备，实现对现场环境的及时调控。

4 结语

总而言之，节能减排、绿色环保是现代建筑行业发展的必然方向，符合和谐社会发展的客观要求。智能建筑综合了各类智能化控制系统，可以利用更加先进的设备和技术进行节能优化。针对暖通空调系统，需要根据系统的结构以及控制特点，采取有效的技术措施，实现各个部分的优化调节，进而提高暖通空调的运行效果，确保智能建筑的整体效益。

[1]董茂祥.智能建筑暖通空调系统的优化措施解析[J].建材与装饰,2016(47):160-161.

[2]李述岩.智能建筑暖通空调系统的优化措施探讨[J].中华民居(下旬刊),2014(2):229.

Optimization Strategy of Intelligent Building HVAC System

SHI Tong-bin, ZHANG Xiao-yang

(China Urban Construction Research Institute Co., Ltd.)

Intelligent building is an important direction of the development of the construction industry, through the application of various computer technology, information technology, electrical automation control technology, can realize the intelligent and automatic control of buildings. Hvac system is an important part of intelligent building. it is beneficial to improve the living and office environment of intelligent building by optimizing and adjusting the system from many aspects.

intelligent building; HVAC; optimization strategy