建筑环境与智能化设备在暖通空调中的应用

汪健

摘要：伴随着我国建筑方面的不断发展，人类对生活环境的改造，现代建筑在人居舒适方面已经有了很大的进步，从过去的非智能建筑到智能建筑，从过去的非生态建筑到生态建筑、绿色建筑。暖通空调的供热制冷随气候与人居舒适度而自动调节.在既已满足建筑的基本功能的前提下，暖通空调已经开始考虑到建筑环境问题。在建筑发展的过程中，环境问题是一项值得人们高度关注的问题。

关键词：建筑环境；智能化设备；能源消耗

前言

近年来，随着社会的发展和城市化进程的不断加快，现代建筑日新月异，已不再是过去的平房或低楼层、格局死板的建筑，出现了大量新型建筑体系，对内部的设备也提出了更多和更高要求。因此，迫切需要能适应现代建筑发展的高级工程技术人才。目前，在我们居住的城市，绝大部分地区都可以享受到良好的水电暖服务。这些设备和条件为日常生活提供了很大方便，使我们能在一个舒适的环境中度过美好的时光。

1建筑环境与暖通空调能耗概述

我国传统的建筑业对于环境的破坏与污染非常大，传统的建筑业与环境的关系是纯粹的予取予夺，是自然反过来适应建筑，这样做的恶果必然是人类激怒自然，自然以灾难对人类还以颜色。建筑与生态之间的正确关系，应该是建筑较少扰动生态，建筑与生态融为一体。这种做法虽然看似较为困难，但是，实际上却是可行的。尤其是在暖通空调领域中有许多方法可以将建筑与生态之间的关系形成协调的自然关系。二者之间互相联系，互相促进。进行深层研究，我们发现暖通空调的最大能耗就是供热与制冷，而这两点的决定因素就是暖通空调系统中由用户产生的冷热负荷参数，这两项参数决定了空调的运行工况与系统配置。内部用户的需求是一种内部负荷，而外部环境的影响则构成了暖通空调的外界负荷。所以针对暖通空调的节能降耗必须从这两方面人手加以解决。在实际施工过程中我们发现建筑物的朝向位置，以及建筑过程中的围护、门的材料、窗的密封状况大小以及形状等都会对暖通空调的负荷产生极其重要的影响，而绿色建筑正是在这些方面下足了功夫。

围护结构包括外围结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋

面、外墙和窗户；内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中，围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的。由此可见改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。

规划设计时建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境；有利于节能，充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素。节能规划设计就是分析成气候的决定因素、辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。

2建筑环境与暖通空调能耗的节能

在室内环境方面的改善对于人居尤为重要，宜居的环境是建筑与暖通空调必须首先加以保证的最重要的关键点，因为环境品质的高低直接决定了人居的体验。室内环境品质包括声、光、热等诸多环境物理因素以及室内空气品质中的诸多物理、化学因素。绿色建筑的室内环境应与地球生物圈的生态环境协调、融合。“以人为本”的室内环境首先要满足人的生物特性，即节能和环保并不是以影响居住者的健康和降低居住者的工作效率为代价。因此，绿色建筑是资源和能源的有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安全的建筑。在实际的工程设计中，人们已经能够从制冷方式和空调方式出发采取许多降低能耗和提高能源利用效率的措施。

空调系统对于环境的影响很大，一部分原因是与监测以及维护的缺乏有关，在我国目前的物业管理队伍之中还很难找到较为专业的精通暖通空调的管理人员，因此，对于暖通空调的一些较为专业的维护工作无法按照预理顺利完成。同时，暖通空调的降耗节能与建筑物的环境的友好却是工作过程中所不可或缺的一个过程。

今天，世界的有识之士们已经开始就建筑环境与暖通空调对于生态环境的影响问题进行了广泛的研究。联合国的环境开发署已经多次向全球通报环境的问题的严重性，我们全人类共同的地球每一个人都有义务对其加以爱护，减少暖通空调的能耗，保护建筑环境，促进人类与自然、与环境的和谐发展人类的未来才能够得以生存与发展。纵观世界经济的发展，在工业革命之后的短短百年，人类已经创造出了以往全部历史都未能创造出来的巨大的物质文明，但是在这强大的物质文明的背后，是自然与生态的无声哭泣，这种无声的哭泣只有给人类带来巨大的灾难的瞬间，人类才能暂时的警醒，当灾难过去，人类就又开始了我行我素的下一轮对生态与环境的破坏。对比某些历史资料片，我们可以清晰看到百年前的自然是野性的自然，而现在的自然则是完全被人类破坏了的自然。也许会有人有疑问，为什么要针对建筑与暖通大谈生态与环境问题，这个疑问在看了全球能耗比例就会释然，在全球的能耗比例之中，人类消耗于建筑之中的能耗是全部能耗的百分之五十，在这百分之五十之中，暖通空调所占的比重已经高达百分之三十至百分之五十，由此可见，研究建筑环境的能耗问题，研究暖通空调的能耗问题对于节能减排至关重要。

3智能化设备在暖通空调系统中的应用

空调系统的智能控制就是运用节能中的应用计算出智能控制器并配合其他的一些仪器对空调系统的设备和运行参数进行有效的控制，从而达到运行节能的目的。目前应用于空调系统的智能控制技术主要是模糊控制和神经网络控制技术。这两种控制已经应用于许多领域，这些模糊控制在中央空调中的应用提供了理论基础和时间经验。

最近几年，有人已经研究了相对较先进的智能化管理设备。主要是通过实时监控各个设备的运行情况，收集设备运行数据，通过中央处理器对收集到的数据进行分析处理，快速判断出各设备的当前的运行状况。HVAC系统是一个具有关联性的系统，在众多的运行数据中，只要有一个运行数据不正常，则会牵连其他数据变化，以小到大，影响整个系统。

即便HVAC系统相对复杂，但层次分明，由众多子系统组成。所以一旦发生故障，它总是属于某个层次的，这个层次的某几个参数就会变化。从而根据提出的诊断模型，对各个参数进行分析，做出正确的诊断。不同的研究对象要选择不同的参数。

针对制冷系统。空调系统的内在参数直接反映系統的性能，所以这些内在参数经常被先做特征参数。但有些故障只靠内在特征参数是不能及时准确的分辨出来的。故可以利用内在间接特征参数与实验，理论分析相结合确定变化范围。除此之外，还可以利用外在参数进行故障研究。也就是通过对各种设备的电机的用电情况进行系统检测，通过各种外在参数与用电情况的关系来检测故障。

针对供暖系统。HVAC系统主要是研究制冷系统的故障，对供热系统的故障研究相对较少。HVAC系统主要是从两个方面检测供暖系统的故障的：一个是预处理器，一个是分类器。各种方法和各种特征参数是针对不同的研究对象而言的，要因材施教，不能一概而论。这样才能正确的判断故障原因从而快速解决故障。

通过以上简要的分析，知道了要解决特征参数，然后故障需要找到不同的空调系统的将这些参数汇总，构建一个数据库，方便通过故障参数数据与正常状态的数据相对照，进而判断系统的运行情况是否正常。

数据库建立好了后需要训练和改进，实时更新。因此需要编制软件，将各个模块联系起来，实现人机对话。最后利用专业知识来训练。在系统设计好投入使用之前必须先进行实验系统运行，在实验过程中找到不足之处，加以改进，从而满足实际需要。

4结语

综上所诉，不论是建筑环境还是设备都对暖通空调系统有着很大的影响。通过上文可以看出：虽然设备的智能化在暖通空调中的应用还有不足之处，有很多问题需要进一步的探究与讨论，但是智能设备的应用还是产生很大的效果。另外，建筑生态环境的观念在我国建筑设计特别是暖通空调系统设计中的地位还不突出，因此，需大力宣传建筑生态环境理念及指导观念，这是暖通空调系统发展的必然趋势。