绿色节能智能建筑举例

2．6　绿色节能智能建筑举例

下面以2010上海世博会中国馆为例，介绍其智能化弱电系统的节能对策。系统要求如下：

①以绿色节能理念指导建筑智能化设计。

②对各种类型的冷热源及空调设备根据不同的运行工况采取不同的节能控制技术，BAS与能源管理系统有机整合；将常规能源与光伏太阳能再生能源整合，进行能耗分析，提出能耗管理和控制模式。

③构建以满足展览展示功能需求为目的，共享各类信息和硬件资源为手段的智能化集成管理系统。确保场馆安全运行，为运营管理服务。以绿色节能、降低运行成本为目标，将13个子系统在统一的平台进行按需整合，体现中国馆是具有地标性的绿色智能建筑。

1）总体控制

对各种类型的冷热源、空调、照明设备，根据不同需求和运行工况采取不同的节能控制。

（1）BAS设计总体构架

根据中国馆弱电系统总体设计，BAS主要功能如下：

①对冷热源系统、泛光照明系统、电梯设备、太阳能光伏系统、中水处理系统以通讯接口方式实时监测其各种运行工况。

②对空调/新风系统、送/排风系统、给排水系统、公共照明系统和风管盘管的联网控制系统根据各自的功能需求及其运行工况进行监控，达到节能的目标。

③BAS系统网络结构采用建筑智能网的连接方式，如图2．61所示。

图2．61　BAS系统网络结构图

DDC之间的连接通过PDS与计算机网络构架融合在一起，这样便于DDC扩展和系统升级、改造（TCP/IP平台），以期实现遥控遥测。

（2）各子系统的主要监控、联动功能及节能设计

①冷源系统

由3台2　813kW基载离心式冷水机组和3台双况离心式冷水机组等其他设备组成冰蓄冷系统，作为本馆的冷源系统。

BAS以通讯接口方式监测其在5种不同运行模式下的各类传感器的运行参数、各设备运行状况和故障报警。

A．根据该工程的使用需求和负荷情况采取5种运行模式，以达到最佳节能目标：

·双况主机制冰＋基载主机供冷模式

·双况主机制冰兼供冷模式

·主机单独供冷模式

·融冰单独供冷模式

·主机与蓄冰装置联合供冷模式

B．建立负荷预测模型实现优化控制。

②热源系统

采用2台3　000kW溴化锂机组，BAS以通讯方式对机组及其该系统主要设备、水泵、膨胀缶的运行状态和主要参数进行监测。

③空调机、新风机、送排风机

A．根据不同区域（办公区、展示区、机电设备机房、公共区、地下室等）的使用功能和要求，确定温度设定值和起停时间。

B．根据不同区域的CO₂、CO监测数值，该区域人数（来源于视频分析系统实时人流量）和人员拥挤度进行整合分析，来调节新风量和换气次数，以达到舒适和节能的效果。

C．根据外界环境温、湿度等数据来调整和设定末端空调设备的设定温度。

D．世博会后，地区馆可以根据今后展览展示运行管理系统来确定该区域内空调及相应设备的启停时间和温度控制。

④风机盘管的联网控制

A．对馆内830台风机盘管实现联网集中监控，因此由中央控制室根据不同需求集中监控，以达到节能目的。

B．根据不同区域的功能和需求来调整设定温度、启停的控制模式。

C．在某些区域可以进行分时段启动和温度设定的运行模式。

2）太阳能光伏系统

中国馆太阳能光伏系统由两部分组成。

（1）位于地区馆屋面与具有中国元素的“新九洲清宴”（取意于圆明园四十景之终景“九洲清宴”）。它是集中国元素园林设计、环保、新科技为一体的艺术、文化、新科技、环保绿色、光伏与建筑的结晶，尤以彩色太阳能光伏板的设计为中国馆现代化园林增彩添姿。

中国馆的太阳能光伏板是目前国际上最高效率的彩色太阳能光伏板，其太阳能电池转换效率与一般太阳能光伏板相当。它以色彩、文字、图案有机组成，与本馆建筑和“新九洲清宴”的景观、绿化非常和谐，互相衬托与协调，是融艺术和科技为一体的作品。

太阳能光伏板敷设在地区馆长廊，兼作雨棚，充分利用建筑空间，面积为2　950m²，光伏面积2　170m²，系统的发电量为240kW。

该系统采用与市电并网，但不向电网输送绿色电能的运行方式，主要用于地下车库的照明和风机的低压电源。

（2）位于国家馆顶层屋顶，代替了原屋面的装饰材料，光伏面积为28　800m²，总装机容量为302kWp，年发电量为284万度。

该系统采用与市区10kV供电系统并网，并向电网输送绿色电能的运行方式，从电网收费中回收成本。

BAS将这两部分太阳能光伏系统的实时数据传送给能源管理系统，进行实时监测、能耗统计、分析与评估。

3）能源管理系统

中国馆的能源管理系统与BAS系统相整合，对馆内中央空调冷热源供配电、给排水、管道天然气等常规能源和再生太阳能源进行分区、分项的能耗计量，实时监测、计量、能耗分析、能耗管理、优化控制、能耗分类评价等功能。

（1）能源管理系统的构架

能源管理硬件系统由数据采集层、传输层、数据数据层组成，先向世博园区二级能源管理平台传输，然后由二级平台传输到整个世博园区的一级能源管理平台。

①冷热源计量

A．国家馆、地区馆和办公区域供回水管上实时计测能耗。

B．空调机和新风机的供水管上装设流量计和温度计（共150个）采集能耗数据。

C．830台风机盘管采用联网型一体式计时限温控制方式采集能耗数据，以降低工程成本。

②电能计量

采用区域和末端用电设备相结合的计量方式来统计馆内的用电量，馆内共有329个计测点。

A．在冷水机/空调/新风机、电梯、公共照明、泛光照明、各类泵等供电回路，装设智能电表或电力监控系统的通讯接口，计量该用电设备的电能。

B．对于风机盘、展厅电源照明、办公照明等，采用按区域计量方式装设多参数远程电度表进行计量。

③给排水能耗计量

A．对空调系统补给水、消防补水、厨房及餐厅用水等，在区域内各进水口装设远程流量计，作为计量监测点。

B．对楼层生活用水等也采用同样方式，按楼层作为计量监测点。

④管道液化气监测计量

主要对燃气溴化锂机组和部分楼层厨房等用气点装设5个一次远传式气表进行计量监测。

（2）能源管理系统的主要功能

①数据的采集功能

通过数据的采集模块按采样周期实时用数据采集设备进行正确有效的采集，以确保数据的正确性、实时性。

②能耗的统计分析功能

A．按能源管理要求对各类采集的数据实现分区、分项的归类、计算、存贮。

B．查看建筑物总能耗，分区、分项的日、月、年的各类能耗数据。

C．以各种图表形式反映分区、分项的能耗数据，如单项能耗占建筑能耗的比例，为各类能耗的合理性和能耗分析提供数据。

③能耗的评估与预测

A．再生能源的评估；

B．常规能源节能评估；

C．能耗预测与分析。