90年代工業(yè)化國家在電腦與自動(dòng)控制技術(shù)日臻完善的條件下,大力推進(jìn)建筑智能化,對建筑物的節(jié)能進(jìn)行綜合管理并獲得了顯著的效果。越來越多的國家開始執(zhí)行全面的節(jié)能政策,把建筑物的節(jié)能上升為重要的戰(zhàn)略舉措。因此,節(jié)約能源和降低污染理所當(dāng)然地列為建筑智能化系統(tǒng)的第一要素。
一,節(jié)能與智能化系統(tǒng)節(jié)能,實(shí)際上是探討如何最大限度地減少能量浪費(fèi)。 從使用能源的目的和方式進(jìn)行劃分,節(jié)能可以分成直接節(jié)能,廣義節(jié)能和潛在節(jié)能三種類型。 直接節(jié)能,指的是減少不合理的需求來節(jié)約能耗。例如,在白天時(shí)通常就應(yīng)該關(guān)閉路燈一類的室外照明,暖通系統(tǒng)機(jī)組、風(fēng)管的漏風(fēng)應(yīng)該盡可能少。一句話,直接節(jié)能就是根本不應(yīng)該消耗的能源堅(jiān)決不消耗。 廣義節(jié)能,則是指在滿足需要的前提下提高能源的利用率,從而減少能源的消耗。例如,空氣熱回收設(shè)備的利用,保溫墻體材料的應(yīng)用,生活用水的“二次利用”等。 潛在節(jié)能,是把能夠利用的能源盡可能地利用起來。例如,對太陽能的利用就是潛在節(jié)能的典型實(shí)例。美國有些建筑利用公共走廊地毯下安裝的踏板,將人體走路時(shí)的重力作用帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的中心軸,產(chǎn)生的電能解決了走廊等的照明。在可以預(yù)期的將來,潛在節(jié)能將極大地發(fā)展。 分析智能化系統(tǒng)的技術(shù)內(nèi)容就可以知道,在這三種節(jié)能類型中,直接節(jié)能主要取決于人工管理和能源設(shè)計(jì)。如果一個(gè)智能化系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生了直接節(jié)能效果,那就只說明能源設(shè)計(jì)本身可能是不合理,或者管理模式不科學(xué)。智能化系統(tǒng)僅僅是幫助人們堵塞了漏洞。 我國智能建筑的節(jié)能效果,目前主要體現(xiàn)在廣義節(jié)能方面。由于智能化系統(tǒng)的介入,加強(qiáng)了對設(shè)備的運(yùn)行控制能力,使得能源更加“精確化”地消耗。例如,上海博物館利用對日照的實(shí)時(shí)監(jiān)測來控制中庭的人工照明,使得照明亮度精確化,降低了耗電量;按照空調(diào)運(yùn)行的流量進(jìn)行調(diào)控,解決了空調(diào)冗余設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行需求的矛盾,等等。 我國從80年代開始被動(dòng)太陽能的熱利用,這是潛在節(jié)能的一個(gè)重要方面。然而,目前的被動(dòng)太陽能利用只是簡單地直接轉(zhuǎn)換為生活用水,停留在低水平應(yīng)用層。它與智能化系統(tǒng)尚未發(fā)生什么關(guān)系。而太陽能發(fā)電、雨水循環(huán)利用、人體動(dòng)能等典型的主動(dòng)型潛在節(jié)能,在我國的智能建筑實(shí)踐中也還沒有實(shí)現(xiàn)。但可以想象,這類主動(dòng)型潛在節(jié)能的應(yīng)用將會(huì)對智能化系統(tǒng)提出更高、更深的技術(shù)要求。例如,美國索托斯公司利用超市出入口的旋轉(zhuǎn)門,將每個(gè)顧客推動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的二、三秒動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,供給整個(gè)超市的照明和空調(diào)。這就要求智能化系統(tǒng)進(jìn)一步深化與供能設(shè)備、發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)集成,保證整個(gè)建筑內(nèi)電力的調(diào)配和平衡。 由此可見,衡量一個(gè)建筑智能化系統(tǒng)的節(jié)能效益應(yīng)該包括二個(gè)方面的內(nèi)容:一方面是節(jié)能設(shè)計(jì)的范圍、門類,是僅僅考慮了直接節(jié)能、還是包含了廣義節(jié)能?是否具備潛在節(jié)能?另一方面是節(jié)能的實(shí)際效率和深度。節(jié)能效益到底有還是沒有、高還是低?這些都是判別建筑智能化系統(tǒng)實(shí)際功效的重要指標(biāo)。 統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,在通常的商用建筑中空調(diào)通風(fēng)占整個(gè)能耗的50-60%,照明占25-35%。我國采用中央空調(diào)的實(shí)踐時(shí)間不長,缺乏成熟經(jīng)驗(yàn)。因此,實(shí)現(xiàn)和提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是當(dāng)前建筑節(jié)能的關(guān)鍵。 節(jié)能肯定會(huì)達(dá)到省錢的結(jié)果。但省錢不等于節(jié)能。例如,目前有一種“冰蓄冷技術(shù)”。它是預(yù)先利用電能把水冷凍成為冰,再用這些預(yù)制的冰進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)時(shí)的降溫。這種方法可以利用供電部門的政策優(yōu)惠降低用電費(fèi)用,但是只緩解了用電高峰的供求沖突。它并不在實(shí)際上節(jié)省電能。相反,由于“冰蓄冷技術(shù)”的熱效率和二次能量轉(zhuǎn)換,其總耗電量大于直接制冷設(shè)備。
二,空調(diào)動(dòng)態(tài)特性與設(shè)計(jì)冗余上海博物館在一九九二年籌建新館時(shí)從博物館“保護(hù)文物、利用文物”的基本功能出發(fā),有意識(shí)采用電腦技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù),建立了一個(gè)智能建筑系統(tǒng)。自1995年12月中旬建成開通至今,已不間斷地運(yùn)行了三年半時(shí)間。智能化系統(tǒng)的重要效益之一,就是在及時(shí)合理地調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)獲得了明顯的綜合節(jié)能效果。從三年半的統(tǒng)計(jì)數(shù)字看,每年水、電、煤氣的實(shí)際支出與計(jì)算數(shù)字相比,節(jié)省的費(fèi)用超過了當(dāng)初建立樓宇自控子系統(tǒng)的投資費(fèi)用。 上海博物館在建筑智能化系統(tǒng)調(diào)試階段也曾經(jīng)發(fā)生過溫濕度失控、能量浪費(fèi)、設(shè)備受損的現(xiàn)象。針對這些問題,上海博物館會(huì)同設(shè)計(jì)單位專門組織了“關(guān)閥與流量”的定量化測試。對不同供能條件、不同運(yùn)行狀態(tài)下最遠(yuǎn)端和最近端的空調(diào)機(jī)的流量數(shù)值和控制效果進(jìn)行“在線尋優(yōu)”。 測試的內(nèi)容包括冷熱水的水泵開啟臺(tái)數(shù)、供水壓力和回水壓力等各種工況數(shù)值;及空調(diào)機(jī)電磁調(diào)節(jié)閥的流量、進(jìn)出水壓力等。實(shí)測數(shù)據(jù)表明,空調(diào)系統(tǒng)是個(gè)具有強(qiáng)烈動(dòng)態(tài)特點(diǎn)的非線性系統(tǒng)。智能化系統(tǒng)要真正實(shí)現(xiàn)空調(diào)控制、達(dá)到節(jié)能的目標(biāo),流量控制是關(guān)鍵。 首先,整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在著極其復(fù)雜的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。在智能化系統(tǒng)下,當(dāng)一臺(tái)空調(diào)的調(diào)節(jié)閥有開度變動(dòng)時(shí),會(huì)影響到同層面供回水系統(tǒng)的流量和壓差。這些流量和壓差的變化及隨之產(chǎn)生的重新調(diào)節(jié),立即引起整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)流量的紊亂變化。因此,采用了智能化系統(tǒng)以后,空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行處于絕對的動(dòng)態(tài)調(diào)整狀態(tài)。靜態(tài)計(jì)算的方法已經(jīng)完全不適宜了。 其次是空調(diào)運(yùn)行中能量交換的動(dòng)態(tài)性。在巡回采樣周期為一分鐘的運(yùn)行趨勢圖上就可以清楚地看到,運(yùn)行過程中自控系統(tǒng)按照回風(fēng)、新風(fēng)的溫濕度與設(shè)定參數(shù)的差值,不停頓地改變著各臺(tái)空調(diào)機(jī)電磁調(diào)節(jié)閥的開啟度。最終形成了冷熱水管總流量值處于不停的變化之中。 調(diào)試實(shí)測數(shù)據(jù)還表明,流量同閥門的開啟狀態(tài)密切相關(guān),與壓差之間不存在正比關(guān)系。當(dāng)壓差增加50%的時(shí)候,同一水管位置的流量有時(shí)候會(huì)增加200%以上,有時(shí)候卻幾乎沒有變化。在接近的壓差下實(shí)際流量值既可以大幾倍,也可能小幾倍!因此,空調(diào)設(shè)計(jì)中考慮空調(diào)系統(tǒng)供回水的壓差作用完全是為了克服建筑水柱高度所產(chǎn)生的水壓、維持最小流量值的需要。此時(shí)必須注意到建筑高度所造成的水壓既作用于供水管,又同時(shí)作用于回水管。如果用靜態(tài)的“恒定壓差”來強(qiáng)制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行是極不合理的。 上海博物館調(diào)試實(shí)測數(shù)據(jù)中,空調(diào)系統(tǒng)在“恒定壓差”運(yùn)行中實(shí)際流量曾經(jīng)超過設(shè)計(jì)額定值200%!可見,原空調(diào)設(shè)計(jì)存在著相當(dāng)大的設(shè)計(jì)冗余。冗余當(dāng)然不利于節(jié)約能源。 建筑空調(diào)設(shè)計(jì)的冗余現(xiàn)象是極其普遍的??照{(diào)設(shè)計(jì)中的冗余大致出于二個(gè)原因:一種是靜態(tài)設(shè)計(jì)帶來的合理冗余。設(shè)計(jì)師按照當(dāng)?shù)貧庀筚Y料的極端氣溫條件來確定各臺(tái)空調(diào)的負(fù)荷峰值,然后再根據(jù)全部峰值之和來確定最大需求值和供能設(shè)備。顯然,在實(shí)際運(yùn)行中肯定不會(huì)始終處于極端氣象條件下。這就產(chǎn)生了設(shè)計(jì)的冗余。另外,運(yùn)行過程中各空間的最大負(fù)荷并不是產(chǎn)生在同一時(shí)間段,在時(shí)間上有一定的參差,這又形成了供能的冗余。這二種設(shè)計(jì)冗余應(yīng)該說是不可避免的,或者說是合理的設(shè)計(jì)冗余。 還有另一種人為的冗余則是完全不合理的。由于至今對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和認(rèn)識(shí)缺乏足夠的實(shí)踐,雖然早就在1986年就頒布有《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》,但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中大多沿用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),只考慮“冬天熱得上去,夏天冷得下來”。在計(jì)算出來的能量負(fù)荷上不僅沒有乘以小于1的“同時(shí)使用系數(shù)”,反而乘上了幾倍僅憑估計(jì)的“保險(xiǎn)系數(shù)”。此外,節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對運(yùn)行管理部門還沒有足夠的約束力。結(jié)果造成了設(shè)計(jì)時(shí)加大保險(xiǎn)系數(shù),運(yùn)行時(shí)不考慮能耗的多少,這種不合理的冗余自然造成了空調(diào)能源的極大浪費(fèi)。 因此,在空調(diào)節(jié)能方面除了諸如提高制冷機(jī)效率、回收排風(fēng)中的能量、杜絕管道泄漏、采用保溫材料等等措施以外,更需要依靠智能化系統(tǒng)來彌補(bǔ)合理冗余與不合理冗余帶來的不足,徹底解決“大馬拉小車”問題。這里一定要明確,智能化系統(tǒng)對動(dòng)態(tài)非線性空調(diào)系統(tǒng)的控制,必須以流量作為空調(diào)供回水系統(tǒng)的基本控制對象。確立流量控制是空調(diào)精確化運(yùn)行核心的思想。智能化系統(tǒng)通過對空調(diào)系統(tǒng)從源頭到末端的全供回水系統(tǒng)的隨動(dòng)控制,及時(shí)調(diào)整總供水流量,才能保證現(xiàn)場溫濕度的調(diào)控要求,才能實(shí)現(xiàn)精確化運(yùn)行,才能收到節(jié)能的成效。
三,空調(diào)的閥門“零 開度眾所周知,在空調(diào)運(yùn)行控制中閥門開度是主要的調(diào)節(jié)內(nèi)容。特別是閥門的“零”開度控制是保證控制精度、取得廣義節(jié)能的關(guān)鍵。閥門的“零”開度既與閥門的選型相關(guān),也與運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。 無論什么原因造成閥門泄漏時(shí),不僅會(huì)影響到控制精度,也標(biāo)志著運(yùn)行中能量的白白浪費(fèi)。因此建筑智能化系統(tǒng)切實(shí)保證閥門的“零”開度運(yùn)行是不可忽視的基本要求。在調(diào)試時(shí)絕對不能夠僅僅停留在測量智能化系統(tǒng)是否給出了關(guān)閥電信號。 分析閥門的機(jī)械結(jié)構(gòu),通常的球閥由于受力面是一個(gè)球面,水流方向與閥桿運(yùn)動(dòng)方向之間存在著一個(gè)小于90°的球面角。因此無論閥門處于怎樣的開度上,閥桿始終會(huì)受到一個(gè)水流的向上分力。當(dāng)水流量超過一定值,水流產(chǎn)生的向上分力等于或者大于閥桿調(diào)節(jié)執(zhí)行器的向下壓力時(shí),必然會(huì)使閥桿上浮而發(fā)生泄漏。這就是通常認(rèn)為球閥允許不超過3%的泄漏量的原因。如果盲目地加大執(zhí)行器壓力,強(qiáng)制不發(fā)生泄漏,那么強(qiáng)大的水流壓力將引起對空調(diào)表冷器等設(shè)備和管路的損傷。 蝶閥是用轉(zhuǎn)動(dòng)截止面的方式來調(diào)節(jié)水流的。閥桿的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)方向與水流方向始終一致。在接近關(guān)閥時(shí),蝶閥截止面與水流方向也接近垂直。因此蝶閥的“零”開度容易得到保證。只要在閥體強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)通常不會(huì)有泄漏。 保證閥門的“零”開度主要在于解決水流量的超負(fù)荷??梢詮娜齻€(gè)方面考慮措施:一是更換閥門的類型,如前所述,把球閥調(diào)換成為蝶閥。但是,蝶閥的開啟-流量曲線不適宜用在末端空調(diào)器水管上。而且,如果實(shí)際水流量極大,那么蝶閥的關(guān)閉不僅掩蓋了空調(diào)器超負(fù)荷運(yùn)行的反常現(xiàn)象,而且會(huì)加劇設(shè)備的損壞??梢姡@種辦法并不可取。第二種方法是在每臺(tái)空調(diào)的進(jìn)回水管之間增加旁通管路,采用三通閥來代替二通閥。用分流的辦法保證空調(diào)表冷器的水流量不超限。這種方式可以保證控制精度,也保護(hù)了設(shè)備。但是末端的旁通回路不僅增加了管路設(shè)備和工程量,而且增加了能耗。最合理的辦法是通過智能化系統(tǒng)的全面設(shè)計(jì),對空調(diào)系統(tǒng)供水的每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行自動(dòng)控制,按照空調(diào)運(yùn)行的需求隨動(dòng)地控制水流流量,既確保所需要的水流量,又不產(chǎn)生超限。從根本上杜絕了泄漏。這個(gè)方法充分保證了控制要求,也可以收到最大的節(jié)能效果,更有利于設(shè)備的正常運(yùn)行。對于大多數(shù)的智能建筑只要略微增加少量的監(jiān)控點(diǎn)和設(shè)備,上述方案也是很容易實(shí)現(xiàn)的。
四,控制模式與設(shè)定值上面強(qiáng)調(diào)了空調(diào)節(jié)能中空調(diào)設(shè)計(jì)與智能化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)關(guān)系。那么智能化系統(tǒng)本身是否也存在控制的優(yōu)劣呢?智能化系統(tǒng)的控制模式與節(jié)能之間有沒有關(guān)系呢?答案是肯定的。智能化系統(tǒng)的控制模式,控制參量和控制函數(shù)的選擇,與空調(diào)節(jié)能同樣有著密切的關(guān)系。/P> 按照系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)的不同,可以將智能化系統(tǒng)的控制模式劃分成為三種類型:第一種是自動(dòng)鎖定系統(tǒng)。例如按照設(shè)定的溫濕度值作為調(diào)節(jié)參數(shù)。使之保持恒定不變或者不超過指定的偏差。通常將它稱為“定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。一般的空調(diào)都采用這種調(diào)節(jié)方式。第二種稱為程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)。即以時(shí)間為調(diào)節(jié)參數(shù),按照事先給定的時(shí)間函數(shù)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。照明的定時(shí)啟停就是典型的實(shí)例。也稱為“定時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。第三種則是隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。按照設(shè)定的室內(nèi)溫濕度值與室外自然氣溫之間的差值進(jìn)行調(diào)節(jié)就是標(biāo)準(zhǔn)的隨動(dòng)調(diào)節(jié)。它是以一個(gè)確定的差值作為調(diào)節(jié)參數(shù)。 在一些人的印象中,空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制精度越高,消耗的能量會(huì)越大。另一種相反的意見,則根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局提出的“夏季設(shè)定溫度值下調(diào)1°C將增加9%能耗,冬季將設(shè)定值上調(diào)1°C將增加12%能耗”的報(bào)告,認(rèn)為“空調(diào)溫濕度控制精度越高,節(jié)能效果越明顯”。這二種看法都把設(shè)定值與控制精度二個(gè)不同的概念混為一談了。更混淆了它們與調(diào)節(jié)參數(shù)的關(guān)系。 設(shè)定值,指的是系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)的性能目標(biāo)值。而控制精度則是標(biāo)志著實(shí)際溫濕度與設(shè)定值之間的動(dòng)態(tài)偏差的大小。如果系統(tǒng)不能夠運(yùn)行在設(shè)定值的允許偏差范圍,說明整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)處于失控狀態(tài)。如果設(shè)定值設(shè)置不當(dāng),則無法保證建筑的使用功能。因此,設(shè)定值的確定是空調(diào)設(shè)計(jì)的合理性問題,是直接節(jié)能問題。設(shè)定值完全應(yīng)該由建筑物的功能需求來確定。 從能耗的角度看,空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)定值對于不同的空調(diào)運(yùn)行模式有著完全不同的意義。 間歇運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)前,建筑空間的溫濕度條件是與自然氣候渾然一體的。因此其能耗的大小主要取決于設(shè)定值。設(shè)定值與自然氣溫的差值越大,能耗就越大。目前,大多數(shù)間歇運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)采用固定溫濕度值作為調(diào)節(jié)參數(shù),或者按事先給定的時(shí)間函數(shù)作為調(diào)節(jié)參數(shù)。這從節(jié)能的角度都不盡合理。對于舒適性要求的空調(diào)系統(tǒng),為了節(jié)約能量,應(yīng)當(dāng)采用隨動(dòng)調(diào)節(jié),將室內(nèi)溫濕度與室外自然氣溫之間的差值作為調(diào)節(jié)參數(shù)。參照人體工程學(xué)的觀點(diǎn),建議選擇5°C的固定偏差值。 全日制恒溫空調(diào)系統(tǒng)就不同了。它一旦運(yùn)行起來后就使整個(gè)建筑空間內(nèi)形成了一個(gè)全年相對穩(wěn)定的小氣候環(huán)境。這時(shí),空調(diào)系統(tǒng)只要提供很少的能量,能夠克服自然氣候的季節(jié)漸變和晝夜?jié)u變影響,就可以繼續(xù)維持小氣候環(huán)境的恒定。因此全日制空調(diào)的能耗取決于已經(jīng)達(dá)到的穩(wěn)態(tài)設(shè)定值與自然氣候干擾之間的差值。大多數(shù)情況下全年中自然氣候吸熱和放熱二種相反的熱交換輪番擾動(dòng),因此,在我館的實(shí)踐中宏觀的全年能耗與設(shè)定值的高低幾乎無關(guān)。 必須指出,無論實(shí)際運(yùn)行中采用那種控制模式,共同的技術(shù)基礎(chǔ)是定值調(diào)節(jié)。只有在確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)定值調(diào)節(jié)功能的前提下,才可以用簡單的改變控制調(diào)節(jié)參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)定時(shí)調(diào)節(jié),或隨動(dòng)調(diào)節(jié)。因此,在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)一定要首先檢驗(yàn)定值調(diào)節(jié)的可靠性。
五,過渡過程與控制優(yōu)化外來的擾動(dòng)使得空調(diào)系統(tǒng)原有的平衡被破壞。智能化系統(tǒng)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,讓系統(tǒng)重新建立新的平衡。在舊平衡轉(zhuǎn)入到新的平衡所經(jīng)歷的過程在自動(dòng)控制系統(tǒng)中稱為“過渡過程”。用曲線來描述過渡過程,不同的控制函數(shù)可以歸納為三種不同的軌跡。一種是振蕩不收斂的過渡過程。被調(diào)節(jié)量始終在設(shè)定值的上下波動(dòng),嚴(yán)格地說是一直處于不穩(wěn)定狀態(tài),達(dá)不到新的平衡穩(wěn)態(tài)。但是,只要該函數(shù)不是發(fā)散型的,而且被調(diào)量的振幅不超過允許的精度范圍,在工藝上也認(rèn)為是受控的。另一種是衰減的振蕩過程,是一條收斂曲線。即經(jīng)過有限的周期變化就趨于穩(wěn)定的新平衡。再就是最為理想的“非周期性”的過渡過程。即被調(diào)節(jié)量能夠無振蕩地趨近設(shè)定值,同時(shí)整個(gè)過渡過程中保持在設(shè)定值的同側(cè)。 對于間歇運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng),在自動(dòng)控制過程中,超調(diào)現(xiàn)象越嚴(yán)重,能源的浪費(fèi)就越大。過渡過程越短,節(jié)能效果自然越好。所謂“控制精度”,實(shí)質(zhì)上就是過渡過程曲線與穩(wěn)態(tài)的誤差。如果穩(wěn)態(tài)誤差范圍大,特別是在設(shè)定穩(wěn)態(tài)值上下振蕩,能耗自然就比較多。因此對于智能化系統(tǒng),節(jié)能效果取決于超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差三項(xiàng)指標(biāo)。真正改進(jìn)控制算法、減少超調(diào)量、提高控制精度,是精確化運(yùn)行的主要途徑。 實(shí)際系統(tǒng)往往是復(fù)雜的。過快的調(diào)整反而會(huì)產(chǎn)生反彈超調(diào)現(xiàn)象。控制精度越高,系統(tǒng)越容易引起振蕩。調(diào)節(jié)時(shí)間過短,也容易引起振蕩。片面地提高控制精度以縮小調(diào)節(jié)范圍、追求最小調(diào)整時(shí)間,有時(shí)候會(huì)適得其反。這就要注意在調(diào)試中利用“多變量系統(tǒng)的最少拍無波紋”技術(shù)。選擇恰當(dāng)?shù)牟蓸又芷诤涂刂坪瘮?shù),使系統(tǒng)輸出響應(yīng)的調(diào)整時(shí)間、波紋、超調(diào)量等指標(biāo)綜合最優(yōu)化,從而經(jīng)過最少拍數(shù)達(dá)到穩(wěn)態(tài),實(shí)現(xiàn)最小調(diào)整時(shí)間。對于舒適性空調(diào)系統(tǒng)這類時(shí)間要求不高的大慣性控制系統(tǒng),建議略微放寬調(diào)節(jié)時(shí)間要求,使其接近單向趨近設(shè)定穩(wěn)態(tài)方式,可以得到較大的節(jié)能效益。但是千萬不要把控制算法設(shè)計(jì)成一拍就達(dá)到設(shè)定值。 在設(shè)計(jì)和調(diào)整控制函數(shù)的時(shí)候,還要注意機(jī)電設(shè)備反向動(dòng)作時(shí)不可避免的“空程”問題。有時(shí)候智能化系統(tǒng)數(shù)值化電信號可以達(dá)到的微小調(diào)整量,到了實(shí)際的機(jī)械裝置上可能化為“零”動(dòng)作!因此,智能化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度不等于閥門等機(jī)械裝置所能夠達(dá)到的調(diào)節(jié)精度。
六,節(jié)能 需要全建筑大系統(tǒng)集成以上的討論其實(shí)都是上海博物館智能化系統(tǒng)安裝、調(diào)試、運(yùn)行中遇到的一些情況和思考。即使在當(dāng)時(shí),有些也實(shí)在是屬于ABC一類的東西。但是,就是這些問題,曾經(jīng)在空調(diào)設(shè)計(jì)和智能化系統(tǒng)的有關(guān)人員中反復(fù)爭論過很長時(shí)間。承蒙許多同行對上海博物館智能化系統(tǒng)的關(guān)切和不時(shí)詢問,現(xiàn)在作這個(gè)簡單的小結(jié),算是回答和解釋。 可能上海博物館的實(shí)踐僅僅是一個(gè)特例,上述具體的技術(shù)內(nèi)容不一定具有普遍意義。不過,有一點(diǎn)可以肯定,智能化系統(tǒng)要產(chǎn)生節(jié)能效益,必須是整個(gè)建筑系統(tǒng)大集合共同努力的綜合效果。智能化系統(tǒng)的技術(shù)水平再高、設(shè)備再先進(jìn),沒有建筑設(shè)計(jì)的配合、沒有與設(shè)備的集成,不僅節(jié)能是空想,連起碼的控制效果也會(huì)達(dá)不到!更需要說明的是,空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果除了與空調(diào)設(shè)計(jì)密切關(guān)聯(lián)外,與建筑物的地理環(huán)境和日照,墻體的材料和厚度,門窗的開敞和對流,人工照明的應(yīng)用情況等諸多建筑設(shè)計(jì)因素都有著不可分割的聯(lián)系。因此,除了重視智能化系統(tǒng)本身的技術(shù)提高、積極推廣智能化系統(tǒng)的應(yīng)用以外,更需要把智能化系統(tǒng)與建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、服務(wù)、管理結(jié)合起來,與建筑內(nèi)的設(shè)備設(shè)施結(jié)合起來,實(shí)行建筑大系統(tǒng)的集成。 把建筑智能化系統(tǒng)的研究和引進(jìn)從弱電學(xué)科領(lǐng)域拉回到建筑本身,真正確立和實(shí)現(xiàn)建筑在智能化系統(tǒng)支持下滿足現(xiàn)代信息化社會(huì)需求的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。這就是我們的體會(huì)和努力方向!
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