智能建筑中暖通空调和照明系统控制策略论文

[解析电气自动化控制在智能建筑中的应用]摘要：智能建筑定义为以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效...+阅读

1、概述

美国卡内基-梅隆大学建筑系建筑物性能测试中心（Center for Performance and Diagnostics，Department of Architecture，Carnegie Mellon University）所筹建的智能工作区间（Intelligent Workplace，简称IW）是一个受美国国家科学基金委员会支持，由国际财团ABSIC（Advanced Building Systems Integration Consortium）投资兴建的。ABSIC由学校、公司以及政府部门共同组建。美国政府部门包括国防部、能源部、环境保护署、服务总局和国家科学基金委员会，公司中有AMP Incorporated，Johnson Controls，Siemens Energy and Automation Inc， Siemens AG等着名的大公司，学校即为卡内基-梅隆大学建筑系的建筑物性能测试中心。

IW是美国第一所有关建筑物性能测试的重点实验室，集研究、发展和商业应用于一身。实验中心的目的是提高建筑物内部的工作环境质量和节约能源。对建筑物的各项性能指标进行测试和模拟，以期提高建筑物内办公人员（以办公室为实验对象）对环境7个方面的要求：新鲜空气，适宜的温度，适当的光线，既有室外的景致又要有相对的隔离，独立和安静的工作空间，具有多媒体功能的计算机网络系统以及电源系统，符合人体工程学的家具与环境。

根据估算，仅在节约能源方面采用了一系列新技术以后，可使建筑物的节能达到75%（以美国现在使用能源的普遍情况为标准）。所以，卡内基-梅隆大学（CMU）建筑系在参照了日本、德国、法国、英国和北美的各项研究成果后，重新设计而建成的这个新型研究中心必将会推动建筑界以及智能建筑学科的发展。

智能建筑中HVAC和照明系统的计算机控制系统，是智能建筑的重要组成部分。

此系统的工作性能，直接关系到提高工作环境的舒适度而提高工作人员的工作效率，也是关系到节约能源和环境保护的重要手段。计算机控制系统根据工作区间的内部条件和外部条件，适时或按计划自动控制室内温度、湿度、工作区间的亮度等。计算机控制系统是体现智能诸因素中最重要的因素之一。一个在建筑中使用的设备被称为有智能或是一个智能单元，或一座建筑物被称为智能建筑，计算机控制系统的应用是必要条件。

所以，计算机控制系统的应用与控制策略是评价智能建筑的重要的因素之一。

本文以美国卡内基-梅隆大学建筑物性能测试中心的智能工作区间的HVAC和照明系统的控制系统为例，说明智能建筑控制系统结构和控制策略。

2、智能建筑集成系统中的计算机控制系统

2.1主要设备

2.1.1蒸发式冷却空调系统此系统的3阶段供冷启动顺序为：热转轮启动，蒸发冷却器启动，备用冷却盘管启动；其两阶段供热启动顺序为：热转轮运行进行热回收，利用热水盘管加热处理空气。

此空调系统主要任务是保证室内空气的清新，提供室内的基本温度保证。

2.1.2埋管式辐射墙板墙架上和空气中的温度传感器提供水流阀门的控制信号。它是在室内基本温度点基础上，对温度进行再调整的设备。

2.1.3屋顶通风装置室外温度、湿度、风力、降雨量，室内温度、湿度，提供此开关控制信号。它是室内温度、湿度调整的辅助设备，也是节约能源的重要手段。其动力是日光反射板上的太阳能电池。

2.1.4日光反射板阳光和温度都是照明系统和温度系统的信号源，光线反射板受控于这两个系统。既能遮光，也能将室外光线反射到室内。

2.1.5照明系统由房间使用状况检测、日光、阳光反射、室内光照度等检测信号，用开关、遥控器或计算机程序控制此系统。

2.1.6个人工作环境系统在个人工作环境系统中，温度、湿度、房间使用状况检测、空气流速、空气品质等数据均为控制因素。

每人工作环境系统的温度、湿度的期望值，房间使用状况检测数据，由系统中的传感器或由人工给定，由通讯系统传送给上一级（网络工作级）和系统工作站，由网络工作级和系统工作站的计算机控制系统控制此个人工作环境系统的系统参数。