摘要：目前，节能减排、绿色环保是我国建筑行业发展的根本要求，对于我国智能建筑暖通空调系统进行优化处理有十分重要的意义。在未来的发展过程中，我们仍然需要对于智能建筑暖通空调系统的优化进行更为深入的研究分析，从而为我国智能建筑的发展开拓更为广阔的空间。
关键词：智能建筑；暖通空调系统；优化策略
引言
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。
1 智能建筑与暖通空调
对于建筑行业来说，智能建筑的广泛应用是绿色发展与建筑行业融合的必然产物，相对于传统的建筑而言，更能满足我国现阶段发展的需求。近年来，我国大力推进可持续发展战略，而可持续发展的关键就在于节能与环保，智能建筑的发展刚好迎合了这一要求。智能建筑最早出现与发达国家的城市建设过程中，随着我国经济水平的不断进步以及科学技术的深入发展，智能建筑这一新型建筑概念也逐渐受到了我国建筑行业的广泛关注，目前我国已经建设施工了部分智能建筑。智能建筑能够在各国中获得广泛的应用，究其根本，就在于此类建筑充分结合了现代技术以及智能化的网络设备，通过运用环保绿色的建筑材料，来实现整体建筑的可持续发展，从而为居民构建更为健康绿色的居住环境。
在智能建筑当中，暖通空调系统是一个必不可少的部分。一般来说，暖通空调系统主要包括通风、采暖以及空气的综合调节三个部分，合理运用暖通空调系统可以为住户们营造更适宜居住的优质环境。总体来看，空调系统不仅可以充分保障建筑物内部温度的适宜性，同时也能充分保障室内通风性，确保室内有新鲜空气流通。
2智能建筑集成系统的计算机控制系统
2.1相关设备
智能建筑暖通空调系统主要设备包括以下几个方面：1）蒸发式冷却空调系统该系统运行过程中，其工作原理是利用热转轮、蒸发冷却器及冷却盘等设备，对温度进行调节，并对室内的空气进行处理，保证空气的质量。2）埋管式辐射墙板架及温度传感器其主要作用是对水流阀进行控制，再次调整室内的温度[1]。3）屋顶通风装置其主要作用是对室外的温度、湿度、风力、降雨量等方面进行控制，并为室内温度、湿度提供有效的参考。4）日光反射板这一装置的主要作用是为照明系统及温度系统提供相关的信号。5）照明系统该系统的主要作用是检测室内阳关反射灯光照明度等信息。6）个人工作环境系统该系统的主要作用是检测室内的温度、湿度及房建的使用情况。
2.2控制系统
在智能建筑中，暖通空调系统的控制系统主要分为以下几个部分：温度控制系统、空气品质控制系统及照明控制系统。其中，温度控制系统及空气品质控制系统的最主要控制内容，是完成对工作环境、空调系统、通风装置及可开启窗户的管理。在该系统的运行过程中，会对空气质量、环境温度、空气湿度及室外风力等方面的数据进行收集，为该系统的调节功能提供有效的数据参考。此外，温度及空气品质控制系统运行过程中的主要装置包括以下部分：气流调节器、制冷/热盘管、水流阀门及空气处理器等。而对于照明控制系统来说，其主要作用是有效控制建筑中的工作灯、环境灯、室内照明设备及光照反射板等。同时，该系统运行过程中，其传感器的主要作用如下：检测室内照明情况、建筑内各房间的使用情况及检测建筑外日光照射情况等。
3智能建筑中暖通空调系统控制优化原则
3.1智能化
在智能建筑的规划建设中，应将智能化原则放在首要位置。而在暖通方面的智能化主要体现在以下几方面：1）高效率：高度集成化的探测、逻辑运算、执行机构等部件统一协调工作，减轻了人工控制的强度，提高了控制的效率；2）控制精确高：通过预判等逻辑，减少了人工控制的误操作，避免了疏忽造成的损失，提高了控制结果的精度，从而形成更满足人体舒适或生产环境需求的温湿度、洁净、压差的空调环境；3）耐久性强：通过智能的控制，减少无效动作，从而减少了构配件的损耗，延长了系统的使用寿命，提高了系统的稳定性；4）能源监控：利用智能化监控设备，有效地对暖通系统的能源消耗情况进行监控，通过监控系统对暖通空调的能耗进行实时监控，进而对暖通空调的能源消耗情况进行实施的管理与控制，进而避免出现能源浪费的情况；5）工况管控：智能化技术还能够有效地对暖通空调运行时间以及运行情况进行管理与控制，利用智能化的管理系统提升暖通空调的节能环保性能，避免暖通空调系统的持续使用而出现能源浪费过度的情况。由于暖通空调的智能化发展能够延长建筑物的使用寿命，为其行业的可持续发展提供积极的推动作用，为我国社会绿色健康发展做出贡献，并提升建筑物用户的使用幸福指数。故而应在对暖通空调系统进行建设的过程中保障其遵循“智能化”原则。
3.2节能化
在现阶段的智能建筑暖通空调系统的建设控制过程中，不仅具有智能化的控制原则，而且还将节能化建设的原则作为其系统控制优化的原则。该种原则的实施过程中主要体现在以下几个方面：1）现阶段我国智能建筑体的建设过程中，暖通空调系统可以依照外部环境对自身的输出情况进行科学的调节，避免持续的能源浪费现象出现。同时，更高效的精准控制，能减少调节中的震荡，同时具有节能效果。2）在现阶段的暖通空调系统设计中，采用可再生能源为其提供能源消耗。可再生能源的应用将在极大程度上促进我国能源的保护，如三联供系统的智能切换、市电波峰波谷切换、太阳能等新能源和市政能源切换等。
4 智能建筑暖通空调系统的优化策略分析
智能建筑之所以受到人们的青睐，最主要的原因就在于其内部所运行的系统为自动化系统，自动化系统之间的相互配合形成了一个整体，可以有效地实现信息的互通共享，并进行总体的综合性管理，具有明确的实用性，除此之外，自动化系统还可以实现对于智能建筑内部不同位置以及不同结构部分的实时监测管理。但想要充分发挥智能建筑暖通空调系统的切实作用，就必须立足于实际的情况，寻求有效的优化方案。对比智能建筑的优化设计与常规设计，我们可以从以下几个方面进行系统的优化。1）发现系统结构和参数中可以进行匹配的内容，通过各部分之间的有机配合，程度上发挥系统的整体作用，提高系统运行的效率，减少系统运行的费用支出。2）可以针对不同的系统及其运行特点，制定起相应的定量化状态模拟，通过减少不必要的控制步骤，提高系统整体运行的稳定性和实用性，最大程度上避免系统运行故障问题的出现，优化系统的响应输出。除此之外，我们应当了解，通过采取相应的优化控制方案来实现节能的效果，属于主动节能，此类节能方式不同于传统的被动节能模式。
5智能建筑暖通空调系统控制方法
5.1传统控制方法中的缺陷
在传统的暖通空调系统控制过程中，均使用PI、PID等传统的控制系统算法进行具体的暖通空调控制与管理。由于只考虑了某些工况下的变量，缺少对全局的考虑和管控，控制好冬夏季模式切换等问题，调节时存在较大的震荡和波动，在一定程度上降低了暖通空调控制的及时性、科学性以及便捷性，导致在传统暖通空调使用过程中人工管理的成本较高，且具有控制对象延迟以及负荷较大的现状。
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5.2智能化的零负荷控制方法
零负荷控制法是指以智能化技术作为建设基础，利用智能技术从人体热量的智能判断进行着手，进而智能地对人体温度数据进行分析，对室内环境中的温度与湿度进行智能调控的控制方法。其具体的运行原理为对人体与微环境之间的关系进行试验，对人体在微环境中损失的热量进行判断，进而针对热量损失的数值来进行具体的微环境调节，促进零负荷控制法的智能化。该种智能化的控制方式能够提升人民群众在建筑物中的舒适度，对浪费能源进行有效控制。同时，该种方法的智能化体现在降低人体自身对体温结构进行调节时的负荷，通过该种控制方法的使用，人体的温度调节负荷可以达到零。该种智能化在极大程度上促进人体舒适感官的提升，并且还可以在极大程度上对空调系统的不必要消耗进行控制。
5.3节能化的计算机虚拟模型控制方法
由于在智能建筑的建设研究过程中发现其还具有节能的特征。故而本文在对暖通空调系统控制方法进行研究与优化的过程中，选择具有节能功能的计算机虚拟模型控制方法进行研究与分析。该种方法的运行原理主要为利用计算机系统对建筑物的节能情况进行模拟与测试，利用传感器对数值进行检查，利用控制行为系统对最优的建筑物设计方案进行确定。经过研究与分析得出该种模型控制方法其节能化特征主要展现在以下几方面：1）该种方式在实际使用过程中不仅对建筑物内部的影响因素进行考虑，而且还对建筑物外部的天气、环境等外部环境影响进行考虑，进而对暖通空调的使用模式进行调节，保障暖通空调的使用处于节能的状态中，以避免不必要的能源浪费，促进暖通空调系统与自然环境和谐相处；2）该种控制方法还将对各个影响因素以及环境条件进行考虑，进而建立起现代化的计算机虚拟模型。
6智能建筑中BA系统的优化策略分析
6.1暖通空调系统控制策略的优化
通常情况下，暖通空调系统中的空气处理机普遍采用的是PID控制模式，想要充分发挥空气处理机的实质作用，就需要选择能够与实际运行需求相契合的PID运行参数。简单来说，当PID参数相对较高时，暖通空调对于建筑物室内温度的波动情况会产生特性曲线反应，此时，暖通空调系统达到设定温度无需较长的过渡时间。反之，当PID参数相对较低时，暖通空调系统想要达到设定的温度则需要经过较长时间的过度。值得注意的是，通过调高PID系数来缩短过渡时间的做法是完全不正确的，当PID系数过高时，空气处理机的控制系统将失去控制，此时，可能导致电动调节阀出现严重的波动情况。通过调整PID系数可以有效解决在大部分场合下空调控制，但对于空间较大的场所来说，仅仅依靠调高PID系数来说短系统的响应时间是远远不够的，在此类情况下，则需要采取双级控制的方法。简单来说就是在暖通空调系统当中的送风道以及室内安装相应的温度传感器，室内温度的设定与调整由控制器来实现。在具体开展工程设计的过程中，通过BA系统我们可以采取多种方式来实现对于空调的节能控制，在具体进行工程的实际设计时，可以依据具体的需求来灵活调整，从而最大程度上发挥其实质性作用。
6.2暖通空调系统控制权的优化
在暖通控制系统当中，BA系统通常需要遵循中央控制站集中管理的原则。但对于一些特殊的场合来说，此类原则也存在着一定的不适应性。很多时候，有由于在智能建筑内部的部分建筑区域中存在着使用功能差异，这时建筑物内部的温度要求也存在着明显的差异，集中管理的原则与实际使用之间的冲突随之产生。针对这一问题，我们可以通过利用数控参数系统，将此系统安装在现场，随时随地在现场进行调控。举例来说，当需要将通风系统的设定放置于现场当中时，由于暖通控制系统中的直接数字控制器不具备此类功能，为了提高集中管理水平，此时就需要安装手控参数系统。值得注意的是，加设手控系统这一方法也存在着一定的不足，对于数控参数系统来说，它难以提供相应的数字控制功能，还需要加设此类设备来实现整体控制。
6.3暖通空调系统中控制网络的优化
在智能建筑体内，当控制网络的建设满足拓展性及灵活性的情况下，其自身的结构形态应尽量简单、清晰，避免相互缠绕、管理混乱的情况出现，包括RS485总线控制网络及LonTalk总线控制网络。实际上，智能建筑中的控制网络一般比较复杂，分层多、分支多、分级多。换言之，在其控制网络系统的运行过程中，具有管理复杂、稳定性差等方面的特点。同时，在LonTalk总线控制网络体系中，该网络体系能够适用于任何的网络结构。正因如此，在搭建网络结构的过程中，有一定的随意性。但是，若在设计网络结构的过程中过于随意，就可能使设计出的网络结构方案虽然可以有效运行，但在实际的实施过程中，存在不同程度的技术风险，也可能造成维护该系统的成本费用增加。在一些比较小规模的智能建筑中，通常会采用RS485总线控制网络结构，并通过“手拉手”的方式完成布线工作；而在一些建设规模较大的智能建筑中，在设计网络结构时，应充分考虑楼层网络的分级情况，结合各楼层的实际情况进行网络布线设计。
6.4暖通空调系统中直接数字控制器的优化
一般来说，BA系统中不同的直接数字控制器可以提供大中小不同的处理能力。为此，我们在进行直接数字控制器的选择时，也应当有针对性的引入。具体来说，对于一些设备分布较为密集的场合应当尽可能的采用大型的直接数字控制器，从而避免故障问题的出现，确保控制器之间通讯的安全性和便捷性。而对于一些设备分布较为单一的场合来说，采用中小型的直接数字控制器即可。随着我国各项技术水平的发展进步，在暖通空调系统当中的可编程逻辑控制器件也在不断的更新完善，此类器件被广泛应用于各类场合当中，在空调通风设备控制工程当中也应当如此。
6.5暖通空调系统中监控中心的优化
在暖通空调系统，监控中心需要对于整个系统进行监控，为此，监控中心中普遍融合了消防控制及安保控制等常用系统，往往需要将各类设备和功能聚集在一起，在同一机房中实现整体的监控操作。很多时候监控中心所在的机房距离冷冻机房以及锅炉房较远，这就对于监控中心的远程控制操作水平提出了更高的要求，想要充分满足监控的需求，就需要在冷冻机房、锅炉房的控制室当中另设分管监控控制中心，并将冷冻机房和锅炉房的监控内容交由分管控制中心进行监管，但必须明确此分管控制中心的控制内容仅包括冷热源设备监控。
结束语
就现阶段而言，智能建筑节能已然是世界范围内建筑行业发展的潮流所在，同时也是顺应我国社会发展的要求，对于21世纪的中国建筑事业发展而言，是一个极为关键的点。我国倡行可持续发展战略，而其关键则在于环保和节能。建筑节能的主要实现方法是对建筑自身能量效率进行有效提高。由此可见，在进行实际建筑节能标准的制定与具体项目设计时，需要把建筑能量效率的提高作为切入点。这一点在智能建筑中同样适用，智能化大楼建设的原因即是在保证高度舒适性和现代化的要求下，尽可能降低能源消耗，从而有效节省楼房的运营成本。
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论文作者:黄体士
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：智能建筑论文; 暖通论文; 空调系统论文; 系统论文; 过程中论文; 节能论文; 控制系统论文; 《基层建设》2019年第10期论文;