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中图分类号:tU201 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)03-0170-01
目前,我国主要靠BAS系统,即建筑设备管理系统来实现智能建筑的能源管理。BAS系统通过保持对电力、空调及照明等电能设备的随时监控来检查这些设备是否具备良好的运行状态,同时运用编排好的程序(如预设的季节、时段、温湿度经验值等)对设备的各项功能进行控制并加以优化,从而实现电能的节约。
1 独立能源管理系统
统计表明,我国至少80%的智能建筑内的BAS系统只用于两方面,即监控设备运行状态以及自动控制,很少甚至不应用于能源管理及计量方面,因此,BAS系统运行过程中,电能浪费情况极为严重。现阶段,电能、气、水、油等是建筑能源的主要构成成分,其中,电能仍旧是能耗最大的部分。因此,在智能建筑中构建独立能耗计量系统,能够实现各类建筑能耗的监测、分项计量以及能耗数据信息共享,建筑设备管理系统在分析处理所接收到的能耗数据之后,就能选择出最佳的优化方案,从而维持系统的节能高效,实现“绿色智能建筑”。
2 智能建筑中独立能源系统的设计方案
2.1 能耗计量子系统
能耗计量系统的构成部分从上到下,依次为感知层、传输层、应用层。首先,感知层主要由电表、气表、水表、流量计等计量仪表构成,这些仪表同传输层有个接口,能够实现数字的直接输出及传输,为数据库采集各类能耗的监测数据并传输至最上层的管理平台,实现建筑能源各个管理系统之间信息的有效流通。其次,在传输层中应用集成网络和通讯管理机技术来实现各个设备层与管理平台中所有装置之间的通讯。随着通信技术及电子技术的快速发展,在传输处理数据时可供选择的传输模式越来越多,而在独立能源计量与管理系统中,需要通讯层通过两级的传输模式来转发管理平台发出的控制命令以及从底层采集来的能耗数据。第一级是完成能耗数据由感知层至数据采集器的传输;第二级是完成数据由数据采集器至能源管理综合平台的传输。最后,应用层由数据采集软件、能耗信息软件、节能监测管理软件及SQL Server 数据库组成,其中数据采集软件能够对感知层的数据进行实时的读取,并将其存入数据库。节能监测管理软件主要是对各项能耗数据进行查询、统计及分析等操作。SQL Server数据库则发挥其存储功能。应用层的主要功能就是解包并分析上传来的数据,通过采取相关操作来完成设备运行状态的控制,优化建筑能源的配置,实现能源的节约。
2.2 BMS系统与能耗计量系统的结合设计
能耗计量系统虽然能够统计建筑内能源设备具体的能耗情况,然而在控制和管理能耗设备方面,却缺乏有效的手段。BMS系统虽具有控制智能建筑中各个管理子系统的功能,但是由于其高度的自动化,缺乏实际的评估数据,不能明确的判断出产生最优能源配置的具体行为和操作。因此,通过集成两种系统,可以实现计量功能与设备管理功能的结合与互补,对智能建筑节能目标的实现具有极强的实践意义。
3 电能分项计量子系统实例分析
为了使智能建筑中电能消耗的分项计量产生更好地效果,需对电能分项计量回路进行合理的设置。一般来讲,不同建筑内配备了不同形式及较多数量的配电系统支路,而对每个设备的能耗进行计量比较困难,因此,需要在单独计量的外供电回路、制冷机组主供电回路、变压器低压侧出现回路、特殊区的供电回路、照明插座主回路以及电梯回路以及其它应该单独计量的用电回路[2]等主要的配电支路中配置单独的计量表。
一般来讲,新建筑中通常依靠改变建筑内的配电线路的方式来获取分项的能耗信息,这种方式最直接,同时也是最好的一种方式,但是也只能在新建的建筑中适用。为了实现已建建筑内能耗的分项计量,可以在下级支路中安装计量表,但是采用这种办法通常会产生一种极端,对建筑内所有的用电设备进行分类,然后把计量表内相应的能耗数据相加,这样一来,会产生过高的系统投资成本,包括计量设备成本、数据采集成本以及结点连接成本。此外,根据实际情况而言,很多建筑的现场条件根本不能提供计量表合适的安装位置。还要一种不太提倡的分项计量方式是对每个支路的能耗进行直接的计量,再根据每个支路相应负载的特点对数据进行拆分,最后各个负载上的用电量得到合理的分摊。然而,无论是哪种计量方式都是建立在充分获取配电系统信息的基础之上的。
实践表明,在智能建筑中无论采取哪种方式,只要结合实际情况进行灵活的应用,就能够在投资适当的前提下,获取可靠具体的分析能耗信息。能耗大、功率大、数量少的设备适宜采取直接计量方式,确保获取较为可靠的数据,而功率小、数量多、分布广的设备适宜采取间接计量方式,即先对支路的总电耗进行计量,然后对其进行拆分计算来获取分项能耗。
4 结语
通过构建智能建筑中独立能源管理系统,能够实现对建筑内能源更加精细的管理及能耗的动态监测,提升设备运行及管理效率,促进资源环境与社会经济的协调发展,增强智能建筑可持续发展的能力。
参考文献
[1]顾小军.智能建筑能源管理系统[J].江苏建筑,2010(2):48-50.
关键词:主观能动性;实验技术人员;激励约束机制
Establish incentive and restraint machanism to improve the subjective initiative activeness of experimental technician team
Yang Meizhu1, Zhou Hebing2
1. Guangzhou Medical University, Guangzhou, 510600, China;
2.South China Normal University, Guangzhou, 510631, China
Abstract: Based on the problems of the weak subjective initiative activeness of experimental technician team in colleges and universities, and analyzed the reason. In view of the psychological need of the experimental technician team, the adaptable and pointed incentive and restraint machanism were proposed to improve the work subjective initiative activeness of experimental technician team and the experiment teaching quality.
Key words: subjective initiative activeness; experimental technician team; incentive and restraint machanism
实验室是高等学校教学、科研和人才培养的重要基地,建立一支结构合理、爱岗敬业、业务精湛,掌握先进科学技术,具有创新活力的实验技术队伍,是进一步深化实验教学改革和提高实验教学质量的重要保证[1-3]。近年来,本科教学质量监控体系一直是我国高等教育管理研究的热点之一,人们对其进行了系统的理论研究,但关注本科教学尤其是实验教学激励约束机制的研究较少,本文从提高实验技术人员的主观能动性方面构建激励约束机制,以期提高实验教学质量。
1 实验技术人员在主观能动性方面存在的主要问题
1.1 得不到应有的尊重,职业思想不稳定
长期以来,我国教育“重理论,轻实践;重知识传授,轻能力培养”。在高校内部,对实验技术队伍存在偏见,许多高校把专任教师、科研人员和管理人员视为人才队伍建设的主流,而把实验技术人员定位为教学科研辅助队伍,得不到足够的重视,他们的劳动得不到应有的尊重,因而产生自卑心理[3]。不少高校“重物、轻人”的思想仍然比较严重,在实验室建设和仪器设备购置方面出手阔绰,而在相关队伍的建设和培训等方面却舍不得投入。此外,由于种种原因,学校为解决人事问题,常常将学历低、能力弱、重点引进人才的家属等闲杂人员安排在实验室工作,造成部分实验技术人员达不到专业要求,严重影响了人们对实验技术队伍在教学科研工作中重要作用和地位的正确认识。由于这些不利因素的影响,高校部分实验技术人员人心不稳,有的人浮于事,而工作出色、业务精湛的技术骨干常常通过其他途径跳出实验室技术系列,高层次、高学历人员又不愿从事此项工作,部分实验技术人员对工作心生怨言,导致实验技术队伍存在思想不稳定,工作积极性不高等问题。
1.2 发展前景暗淡,缺乏工作动力
不少高校将实验技术队伍定位于教辅人员,在职称评聘方面,尤其是在当前高校实行新的人事管理制度的大环境下,实验技术人员在职称评定、评优评先方面明显不具竞争力,名额少、比例低。在学习培训、进修深造、发展提高方面机会少、空间小,造成知识陈旧,无法紧跟实验室管理和实验技术手段快速更新的新形势,在面对跨学科专业、深层次、高难度的教学科研任务时,往往显得力不从心,使他们感觉职业发展前景渺茫。此外,实验技术人员工作条件相对较差、待遇相对较低。这些因素都极大地挫伤了他们的工作积极性,动力严重不足。
1.3 考评体系不合理,缺乏工作激情
实验技术人员的工作技术性高、专业性强,同时担负着实验室建设与管理、实验教学与科研工作保障、实验仪器设备维修维护、实验技术手段更新等任务,但现有的考评制度缺乏科学依据,考核标准过于宽泛,针对性不强,操作性弱,难以做到奖惩分明[4],工作出色的人员得不到相应的回报,而专业技能差、不思进取的人也能蒙混过关。有些学校的考核过于强调科研,出现导向性偏差,使得实验技术人员只注重写论文、争获奖名次,对本职工作敷衍应付。这种缺乏科学规范的考核起不到鼓励先进、鞭策后进的作用,导致实验技术人员安于现状,缺乏工作激情和积极进取的精神。
2 构建提高实验技术人员工作主观能动性的激励约束机制
实验室管理和实验教学工作是一种抽象的劳动[5],对工作的投入程度完全依赖于实验技术人员的责任心,它要求全体教职员工要有认真、负责的品质。当前高校实验技术人员意志消沉,工作动力不足,激情不够,工作马虎应付。基于当前高校实验技术人员主观能动性亟待提高的问题,结合实际,通过分析实验技术人员关心的具体问题,构建以激励为主、约束为辅,两者有机结合的激励约束机制,从内因上激发实验技术人员的工作热情。
2.1 完善业绩分配机制
高校都有一套工作业绩分配方案,但普遍向科研和教学倾斜,造成“重科研教学、轻实验教辅”的现象越来越严重,甚至存在同一高校同一学院内实验技术人员的平均薪酬远远低于科研和教学教师平均薪酬的现象,这使教辅人员感觉被学校轻视,在学校的建设发展中处于无足轻重的地位,极大地挫伤了教辅人员的积极性和热情。针对经济杠杆向科研教学倾斜而导致实验技术人员工作投入不够、工作热情不高这一现象,学校需通盘考虑教学科研系列队伍和教辅系列队伍薪酬之间的比例关系,不能过分厚此薄彼,要适当提高全校教辅系列人员的薪酬,使实验技术人员的工作能在业绩分配时得到应有的重视。
2.2 设立有针对性的实验教学改革项目
近年来,为了提高教学质量,教育部和各省市教育行政部门实施了本科教学质量与改革工程,各高校也开展了校级本科教学改革项目,由于覆盖面和受益面较窄,实验技术人员参与教改项目较少。与此同时,实验室管理模式创新和实验技术手段更新却需要实验技术人员积极参与,实验教学改革更离不开他们的奉献,实验技术人员评职称也需要教改项目,因此,学校应鼓励广大实验技术人员针对实验室管理和实验技术方法与手段存在的问题,大力开展研究,汇聚智慧,为提高实验教学质量添砖加瓦。学校可在教改项目中增设实验教材类、实验教学方法类、实验室管理类、实验信息技术类、大学生实践能力培养类、实验教学示范中心建设类、实验项目开发类、实验成绩评定类等诸多子项目,大幅度提高立项项目数量,扩大项目的覆盖面和受益面,一方面让实验技术人员感受到学校对他们的重视,提高他们自身主人翁的认同感,另外一方面为他们积极参与实验教学提供更多的机会,吸引他们投入实验教学改革,同时增加他们在工作方面的成就感和自豪感,进一步激发他们的积极性,借此提高人们对实验技术人员在学校发展中重要作用的认识,同时,实验技术人员也通过积极参加课题研究,不断取得研究成果并且加以运用,提升他们在学校工作中积极和正面的形象。
2.3 设立专项实验系列成果奖
为发挥实验技术队伍在学校教学科研方面的重要作用,充分肯定他们为学校教学科研所做的贡献,应设立实验系列成果奖励,一方面,表彰长期坚持在实验室工作,并且在实验室管理和建设、实验技术方式和手段更新以及实验教学质量和水平提高方面做出突出贡献的实验技术人员,另外一方面,鼓励广大实验技术人员潜心本职工作。专项实验系列成果奖的设立方法可参考教学成果奖的设立方式,但时间可调整为两年评选一次,同时设立每两年评审一次的优秀实验教学论文奖,两者隔年交替举办,保证每年均有实验系列类成果奖励,提高获奖率和获奖金额,以此激励广大实验技术人员潜心本职工作。
2.4 采取措施拓宽职业发展渠道
由于种种原因,当前很多高校实验技术人员一入职就身份固化,无论多努力,都是教辅系列人员。由于学校对他们的职业发展关注甚少,他们普遍感觉职业发展受限,时常产生没有奔头和找不到出路的悲观想法,久而久之就会把这种消极态度带到工作中,影响工作成效。对此,高校领导不能无动于衷,应当有所作为。首先,需要在人事制度方面打破常规,为实验技术人员铺设一条充满希望的出路,如每隔一定时间允许一定比例的优秀实验技术人员转岗,出台优秀实验技术人员转岗方案和实施办法,成立考核工作小组,对申请转岗的技术人员予以全面、客观、公正的考核,达到要求者可转到教学岗或科研岗。其次,在学历教育、进修、出国留学等方面也要给他们留出一定指标,以奖励先进。再次,针对实验系列人员最高职称为副高的情况,尝试设立“正高级实验师”的技术职称,并出台相关评聘方法,以激励实验技术人员不断超越,在实验技术这条战线上同样做出成绩。
2.5 开展“评先推优、树立教师典型”等活动
当前,高校“重科研教学、轻实验教辅”的现象愈演愈烈,很多长期潜心实验室管理和实验技术手段更新的实验系列人员颇有失落感,他们内心非常渴望被认同和肯定。为鼓励他们积极投身本职工作,也对长期扎根在实验室工作的人员予以肯定,弘扬他们敬业爱岗、孜孜不倦的精神,很有必要开展一系列的评先推优活动,提升他们的精气神儿,让业务过硬、技术扎实、工作效果好、受学生喜爱的实验技术人员得到应有的尊重,也增加他们热爱本职工作的信心和动力。评先推优可结合各校自身情况,开展形式多样、内涵丰富、客观公平、公信力强、得到广大实验技术人员认可的评选活动,并且要具有可持续发展性,力争打造品牌,营造良好的环境和氛围。评先推优活动可从实验室管理、实验室建设、实验室安全、实验项目开发、实验手段和技术更新等方面开展,充分考虑实验技术人员工作的各个方面,如设立实验室管理先进个人、实验技术能手、实验室安全建设标兵、实践教学优秀指导教师和默默耕耘奖等,逐步建立和完善评选机制。
2.6 建立适度的约束机制
激励机制所起的作用毕竟有限,只有配合科学合理的约束机制,才能从根本上提高实验技术人员的主观能动性。约束机制与激励机制形成良好的呼应,如天平的两端,起到很好的平衡作用,甚至可以发挥协同效应。
约束机制具有以下特性:一是具有广泛性,对所有实验技术人员的约束,主要体现在工作量和职称评审方面。如明文规定不同技术职称的实验技术人员每学年应当完成多少工作量,其教学工作量可以用工作任务、教学业绩等换算,但要有合适的比例限制,工作任务包括实验室建设、实验室管理、实验准备、实验指导等,教学业绩主要指科研以及教学、教改成果,如与本职工作相关的研究论文、指导学生课外科研活动获奖情况、实验教材编写、教学成果奖等。在职称评审时,实行一票否决制,达不到基本工作量要求者,一律不予评审。二是特殊性,针对特殊群体的约束,主要是对新参加工作的实验技术人员的约束。当前,各高校新入职实验技术人员较多,他们工作能力不强,工作经验尤为欠缺,实验室管理和实验教学规律把握不透,应建立岗前培训机制,培训内容涉及实验准备、设备维护、实验技术手段、实验室安全建设、实验室管理以及学生实验指导等各个环节,只有当好“学徒”方能上岗。
以上举措旨在提升实验技术人员的工作主观能动性,激励和鞭策他们专心本职工作,在自身工作岗位上做出应有的贡献,助推学校教学科研事业的蓬勃发展,在学校的发展中展现自身的价值。
3 结束语
实验技术队伍在学校的师资队伍建设中应当占有一席之地,而且随着我国高校越来越重视学生实践创新能力的培养,实验技术人员在其中所起的作用将愈加凸显,只有以人为本,从内因上掌握关键和核心,通过激励措施和约束机制的杠杆予以平衡协调,才能稳定实验系列队伍的人心,才有可能切实提高实验系列人员工作的主观能动性,否则高校培养创新型人才的目标将沦为空谈。
参考文献
[1] 蔡康荣,揭新明.高校实验技术队伍建设面临的主要问题与对策[J].实验室研究与探索,2012,31(8):420-422.
[2] 孟昭霞.高校实验技术队伍建设机制研究[J].实验技术与管理,2013,30(6):186-188.
[3] 汪静,胡玉才,迟建卫.中央与地方共建特色物理实验室的研究与实践[J].大学物理实验,2011,24(1):113-115.
一、领衔智能建筑技术
在西塔智能化设计中,耿望阳突破了常规楼层智能化设计的思路,在其基础上增加了建筑的安全、通讯等问题的考虑。当然最重要的是在国际上首次使用了能源管理系统,这是超高层建筑智能化和普通建筑的区别。因为建筑节能是永恒的追求,超高层建筑的外墙结构不是普通的砖混建筑形式,而是采用玻璃幕墙的形式,因此,保温效果不如传统的普通建筑好。所以,超高层建筑不能单纯从围护结构上讲节能,从智能化的角度看,还要考虑怎样从管理的手段上实现节能。而所谓的能源管理系统,就是对设备能耗数据进行后期管理和服务,对数据进行分析,掌握建筑设备的运行状态。如果建筑设备的运行不正常,就要分析其原因,然后根据这些原因,找出解决的办法。可以说,耿望阳设计的能源管理系统不仅仅是数据收集,还拥有判断、评估这样的能耗智能识别的功能。超高层建筑是一个国家综合实力的体现,但是楼层越高,管理起来就越麻烦,如机房的设置、管理人员的配备等;另一方面就是功能区的划分,楼层增高后,建筑的功能或业态就不再是单一的。如西塔划分了办公、商业、套间式公寓、酒店等功能区;由于业态不同、功能不同,管理模式也不同。针对这些问题,耿望阳创新性地给出了自己的完美答案。管理方面,耿望阳首先做的是分类管理,他将所有的楼层分为酒店、写字楼、套间式公寓、裙楼和地下室等4个管理区域,相对应地设计了3个管理中心,分别管理酒店、公寓、办公(含裙楼、地下室)区域,同时为了在发生火警、恐怖事件或其他突发事件时,做好人员的疏散和诱导等工作,耿望阳还设置一个中央控制中心(办公)和两个分控中心机房(酒店、公寓)和应急指挥中心;通讯方面,耿望阳将统一通讯的概念和无线城市的概念引入到智能系统设计中,实现建筑物里的客人在不同时间、不同区域的语音、数据和视频通讯的统一协调问题;节能方面,以往的智能系统设计中,水、电、气、热量是分别计量的,综合计量并没有成熟的系统来做支持,对此,耿望阳创新性地增加了能源管理系统,对能耗实现分类分项计量和统计。另外,在西塔智能系统设计中,耿望阳还结合其他专业的特点进行考虑,例如,根据不同的暖通系统形式设计不同的计量方法,分别采用电量计量和能量计量。在不同区域的智能化系统分开设置后,需要实现数据共享和报警联动时,则重点考虑了数据传输的互通性、可靠性和安全性。除了超高层智能建筑外,建筑群智能建筑方面耿望阳的造诣也比较深厚,地铁广州二号线就是其中最经典的。地铁广州二号线属于建筑群,其智能化设计和一般建筑是有很大区别的,首先它需要远程监控,而且其开放性和可靠性相对比一般的建筑要求都要高,针对这个特点,耿望阳在建筑智能化要求的基础上又加入了工业智能化技术;其次是集成和通讯方面,必须保证不中断,而如何来保障一旦出现故障时的备份,就需要集成商具备一定的开发能力,对硬件和软件新的开发达到一定的需求;最后是节能方面,耿望阳在地铁广州二号线全国首次采用集中供冷的技术方式,当然这也从无形之中满足了地铁无需在每个地方都要建站的低成本要求。在博览建筑方面,典型的建筑为上海世博会中国馆。中国馆包含了国家馆和地区馆两部分,该建筑的功能在国内没有同类建筑可以参照。其特点是以城市发展中的中华智慧为主题,可用16个字表达中国馆的主题内涵“自强不息、厚德载物、和而不同、师法自然”。展览内容包含了国宝《清明上河图》和城市发展的科学技术,涵盖了中国城市发展的当代、过去和未来,日接待游客量突破了6万人次。因此,智能化专业设计贯彻安全至上、以人为本、节能环保、运行高效、技术领先的设计理念,将人员、展品安全以及防灾、减灾放在首位,设计了建筑设备集成管理等六类20多个子系统,达到了整合系统资源、优化系统结构、重塑系统功能、引入领先技术的目标,使设计理念得到了充分展现。首先,采用智能化集成技术,实现资源共享、报警联动和集中管理的功能,有效提高了设备运行效率、降低了运营管理成本。其次,智能化机房的设计引入了“集约化”设计的理念,以有效地降低机房的占用面积、提高机房的使用效率,降低机房能耗和运营成本、提高管理效率为宗旨,融合了多种使用功能。包括了消防、安全、智能化、计算机网络和应急指挥中心等控制、管理、指挥功能的建设。再者,通过能耗分类分区的计量统计和能源利用效率的实时监测,建立科学的能源管理和能耗评估体系,及时掌握能耗水平,实现能源使用合理、杜绝能源浪费。同时,建立可靠的安全预警机制和技术防范体系,运用全局安保的理念,采用智能的人流统计、虚拟周界、物体跟随和行为分析技术,实现对周界、出入口和重要区域的安全监控管理。系统高度集成的视频安全监控、全局安保、智能卡出入管理和入侵报警等系统功能确保中国馆区域内外的安全监控。并引入极早期预警的安全理念,采用智能型火灾自动报警控制器和联动控制装置,根据不同区域(高大空间、人流集中)的特点配合采用不同的探测报警手段,配合大空间智能型主动喷水灭火系统,采用普通烟、温感,结合极早期空气采样预警系统和自动扫描消防报警系统,实现智能型的火灾自动报警功能。语音、数据和信息通讯系统采用了新一代呼叫中心技术,允许客户以各种联络方式请求呼叫中心,并且呼叫中心能够像管理电话一样管理这些联络方式,实现统一协同办公。
二、创新建筑智能化理念
如今,智能建筑的概念虽然已经被人们接受,但由于智能建筑兴起的时间比较短,其观念还没有深入人心。例如空调控制方面,现今人们对节能的意识不强,最明显的例子就是夏天上班时,为了让室内温度尽快达到舒适的环境温度,会将温度调到很低,希望会很快冷下来。调完后,很少有人会去重新设定温度,一直都维持在那个温度,甚至加多衣服也在所不惜。智能化系统对室内温度的控制策略是通过对冷源的群控,以及对空调设备末端的控制策略适当配置来实现。例如:对温度的控制,华南地区每个智能系统集成商在工程中一般都采用了空调节能控制,但是节能的效果好不好却是有天壤之别。因为,在运行过程中发现的问题能不能得到及时和妥善的处理是关键,那是要靠集成商来完成的。不过,由于需要为这种服务支付一定的费用,在国内,人们不太认可这种服务的价值,从而使得用户方与集成商之间的结合找不到平衡点。当然这也是有原因的,主要是人们不能直接感受到智能建筑带来的好处。智能楼宇管理师是劳动和社会保障部2005年正式向社会的第五批新职业,但是目前大家都认为这个行业工薪不高,岗位留不住人,人员流动性强,使用方也没有体会到智能楼宇管理师的重要性,导致许多智能化大楼的物业中心都缺少这方面的人员。正因为没有这样的专业智能楼宇管理,才导致今天出现许多智能楼宇运行水平不高的局面,智能功能形同虚设。为了研究建筑智能化技术,耿望阳申请搭建了广州市智能建筑研究中心这么一个平台,希望通过地方上的力量,把智能建筑行业规范起来。拿节能来说,中心有专门这方面的研究,节能措施比较侧重于监测手段,可以对一栋建筑进行评估,看是否可以在节能状态下正常运行,如果不行,又需要通过什么方法来改进、改进的效果是否明显等等。在超高层建筑中首次应用的“能源管理系统”就是在智能建筑研究中心诞生的,作为一个新生事物,行业还没有相关的标准。尽管国家在节能设计标准里有对应的概念和要求,但是那个主要侧重在建筑的围护结构上要选用什么样的节能产品、节能材料,真正涉及到管理方面则是一片空白。对于建筑节能,各地都有相关的提法,比如暖通、建筑、电力,它们都有各自的节能措施。但这些措施的最终效果如何,却很难知道,只有通过数据的采集、分析才能知道节能的效果。而能源管理系统则能为我们提供比较权威的数据,尽管还处于摸索阶段,但至少是一个比较好的趋势,现在要做的就是向业主传递这种信息。因为超高层建筑目前大多采用玻璃幕墙,因此,就目前的技术而言,在围护结构上和非玻璃幕墙建筑相比实现节能并不容易,但建立起能源管理系统以后能在管理上实现节能。有研究机构证明,通过管理可以实现8%的节能。在耿望阳的带领下,他的设计团队在设计理念和技术储备上都有一定的前瞻性,因此对行业的发展看得比较远,考虑的技术在两三年后会在工程项目上得到应用。耿望阳认为:“智能化做得好与不好,首先取决于发展商的投资理念以及设计单位的设计能力。如果设计单位没有这个专业,完全委托给工程商或产品供应商去做,由于工程商或产品供应商的趋利性,其功能的完整性、建设的经济性、系统的实用性,以及整体技术含量就被弱化了。设计也是一种生产力,可以通过这种劳动去解决以上的一系列的问题。特别是,可以通过对设计的投资去解决建设的投资需要解决的问题。”通过20年的技术吸收和消化,我国智能化设计的水平比国外进步得快,而耿望阳能在这强手如林的智能化建筑领域脱颖而出,凭借的不仅仅是技术方面的领先,更重要的是他的理念,他时刻更新着人们对智能建筑的认知、对建筑节能的认知。先认识再发展,这是亘古不变的道理。
作者:孟珍
关键词:节能技术;能源管理;智能建筑;节能集成。
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
节能管理控制系统,是利用物联网和云计算技术将建筑内所有智能化节能系统一管理起来,在智能大厦智能化系统集成的基础上,通过“物联网”网络,将建筑内的所有智能化耗能系统,由管理平台实时自动进行数据统计、分析、自动比对能源消耗定额和能耗控制指标,反馈至IP物联网闭环控制系统,调节和控制智能化节能系统达到节能和舒适的运行状态,实现智能大厦节能目的。
一、节能管理控制平台实现节能检测和节能控制功能。
1、基础信息管理:为建筑物管理人员提供详实的能源使用情况信息。包括建筑整体、各用能单位、用能设备、用能类型、节能改造情况等,通过科学的台帐管理,提升节能工作效率。
2、能耗数据统计:对能耗数据进行多维度统计,包括分类、分项、能源耗用量、能源耗用费用统计等,选择日报、月报、年报等作为统计时段,生成用户需要的统计报表,及时、准确掌握本企业耗能情况,提高管理透明度。
3、能耗数据分析:对能耗统计数据进行多维度的对比分析,包括:建筑能耗数据的分类、分项、年、月、日的对比、分析,从而清晰展示能耗的变化趋势和规律,研判能源管理的不足,为节能运行提供决策支持。
4、能耗动态监测:提供能耗数据的预警监控功能。通过设置能耗总量或单量的预警值,当能耗值超过此值时,系统会自动发出预警信息,而且把预警信息通过邮件、短信等多种形式发送给管理者,以便及时了解能耗超标动态,调整用能状况。
5、能耗系统集成:在同一平台下集成和兼容目前所有主流节能产品和节能系统,包括:楼宇自控、智能照明、景观照明、变配电、视频监控、入侵报警、LED大屏、门禁、停车场、电梯、消防、地源热泵、太阳能、给排水、中水等耗能系统进行管理和控制。
6、远程指挥调度:平台基于云架构技术,方便专家和技术人员提供远程指导,通过网络视频和音频远程指挥调度,快速解决节能问题,有效降低人力成本。
7、能源调动功能: 对不同能源供应类型,根据用能状况,进行节能经济分析,合理使用提高能效,降低消耗提高效益,包括:地源热泵、蓄冷系统、制冷系统、市政供热、市政供水、太阳能系统、中水系统等供能系统的调度控制策略。
8、用户权限管理:用户配置、用户登录、认证、管理等各种管理功能;对角色的分级、分节能设备、分节能功能、分节能系统、报警接收处理等权限的管理,同一用户角色可设置不同控制权限;查询所有用户的权限、状态、操作的历史记录;用户的多点登录;组织结构等管理功能。
9、节能预案管理:提供节能预案解析、状态监控、规则管理等功能,通过图形化的直观编辑界面对各类用能设备、节能系统及用能事件报警进行逻辑化的编程,实现应急情况下的自动执行预案规则,直接交互式的用户界面,便于确认异常用能报警的实际状况,及时干预和阻止异常浪费能源事件。
10、运行日志管理:包括系统运行日志、操作日志和告警日志。针对各种告警信息提供统计报表,基于报表,提供基于告警类型和告警时间等的查询功能。
节能管理控制平台功能原理:
二、智能大厦IP化节能集成
智能大厦的节能系统集成化是区别其它传统的建筑弱电系统的一个最重要标志,也是当今智能建筑所追求的最重要的目标和评判节能智能化的最高标准,智能大厦节能集成化的技术核心是建立在节能系统集成、节能设备集成、节能功能集成、网络集成和软件界面集成的多种技术集成基础之上的一门新型高科技技术。智能大厦的节能智能化实质就是节能IP化集成,就是节能信息资源和节能目标的全局一体化的综合管理,通过节能系统集成实现能源综合管理,提高节能质量和能源管理的效率, 使物业管理透明化合理化,降低智能大厦总体运行费用。这项技术难度相对高而初始投入相对少,因而成为人们追求节能智能化的重要技术措施。
节能管理平台通过对智能化节能系统的集成,/ w& f2 _: Q$ L. u; a8 l实现直接对每个智能化节能系统内部进行操作以及数据采集,包括以下数据的采集、检测和控制:冷热源系统、空调与通风系统、综合安防系统、照明控制系统、变配电系统、给排水系统、中水系统、雨水回收系统、太阳能系统、电梯系统及其它节能子系统之间互联互通互控的信息处理。信息内容包括了节能系统的运行状态、故障报警、温度、湿度、流量、压力、液位、电流、电压、用电量、用水量等现场参数及变化量。
对于空调、通风节能系统,通过6 p8 {) H( F1 F: h4 e7 _' y监测系统内各监测点的温度、湿度、压力、流量等参数,监测手/自动转换状态,确认机组是否处于节能管理系统控制之下,系统用能设备出现异常状况时,系统产生报警提示信息。3 M* y- b% c" |& N3 n' _" k. ]0 {8 t+&^&E3 D& {1 a3 e通过编程设定空调机组的启停时段,以达到节能的目的。根据能耗数据统计,分布于建筑内的耗能设备,仅HVAC(供热、通风、 空调)系统的能源消耗,占到了建筑总能源消耗的50%以上,通过节能管理控制系统,可使 HVAC系统节能率达30%以上。
对于* c1 @+ Q+ Z( D2 W+ U4 k8 g0 k' N! `; o3 y# Q8 K) S5 O( i) K Y; j$ i: {2 N% I智能照明节能控制系统,与传统照明控制系统相比,在控制方式、照明方式、管理方式以及节能方面优势明显。首先在控制方式和照明方式上,传统照明控制采用手动开关,只有开和关,而且只能一路一路地开和关,而智能照明控制采用调光模块,通过灯光的调光在不同使用场合产生不同的灯光效果,营造出不同的舒适的视觉氛围,在控制上采用低压二次小信号控制,控制方式多,功能强,范围广,自动化程度高;其次,智能照明节能控制系统,由于使用了节能自动化照明控制,利用智能光照度传感器以及通过IP网络,只需一台上位机就可对整个智能大厦的照明实现合理的能源自动化管理,不仅减少了不必要的耗电开支,同时也降低了业主的运行维护费用;另外,在智能照明控制系统中,由于系统设置电压限制,可以避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击,从而起到保护灯具,延长灯具使用寿命的作用;智能照明节能控制系统,通过协议网关接入智能大厦节能管理控制平台,实现智能大厦的能源综合管理。
对智能大厦中的地下车库区域、大厅、走廊、电梯、公共区域、办公区域、餐厅、多功能厅、会议室、景观亮化等照明系统的电源,根据照明回路分布、运行和控制特点、照明需求等对这些系统电源进行多样化控制,包括:对灯光回路电源进行单独开关、分组开关、分区域开关、总开总关控制;对灯光回路电源供电进行定时控制;对灯光回路电源状态进行监控;利用智能传感器,在有人时开启灯光,无人时延时关闭灯光。据实例统计,实施智能照明节能控制系统,可节约30%以上的电能消耗。
三、智能化节能系统集成解决的其中一个难题是不同厂家不同协议的设备、系统互联,即解决通用协议网关问题。
随着智能大厦节能自动化技术的发展,智能化系统集成要求越来越高,节能系统产品的通信协议、应用程序接口、数据描述等越来越多,由于节能自动化系统通信网络标准和规范尚不统一,各节能系统使用的网络通信协议通常互不兼容,为保证设备与系统之间的互操作性,就必须在同一平台下,既兼容所有公开的TCP/IP、BACnet、LonWorks、Modbus等标准协议,又兼容主流品牌节能控制系统私有协议,建立开放的动态实时数据库,处理不断更新的快速变化的数据及事件,组态简化节能系统中异种协议的转换和系统组网集成,实现节能系统以下技术特性:
(1)实现各智能化节能系统在节能管理平台下的统一集成。将各个分离的节能系统、设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的节能管理平台之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的能源管理。
(2)实现全组态的系统维护和调试特性,使现场设备、通信管理及控制功能实现多进程通讯特性,进而提高节能管理系统的通讯效率。
(3)实现通用协议网关的通讯协议转换功能,解决智能大厦节能系统通讯标准化。
能源管理是智能大厦管理的重要内容,节能新技术是节能降耗的重要手段,节能管理控制系统是依据减量化、再利用、资源化的节能降耗原则,通过智能大厦的节能技术的实施与节能系统管理,实现科学与合理的能源消费,降低耗能设备的能耗和维护成本,降低管理与运营费用,实现最大限度节约能源的目的,正是符合目前政府主管部门正在大力推动智能大厦节能示范项目的建设要求,对于缓解能源紧缺的危机状况有着极其重要的现实意义和可持续发展的长远意义。
参考文献
[1]山东省智能建筑技术专家委员会主编《智能建筑工程技术标准》 2012
关键词 :智能建筑 能源管理 电气节能
引言:所谓智能建筑(Intelligent Building),是以现代计算机技术、通信技术、现代控制技术和建筑技术为依托,通过自动监控对建筑设备和信息资源的管理,来为用户们提供了安全、舒适、便利和有利与身心健康的人性化建筑环境。同时为了适应时代的发展,智能楼宇的未来倾向必须是以楼宇的能源管理为核心,并将所有与用能相关的系统进行综合,协调和控制,统一管理,使建筑内各能耗系统的运行效率有所提高,从而将能源的消耗降至最低。
一 智能建筑的节能现状
近年来,由于我国节能减排工作的不断深入,智能化系统具备的节能特点也相继出现在了北京、上海、广州等一线城市的公共建筑中,并成为建筑节能的主要措施之一。 然而尽管很多建筑采用了先进的楼宇自控技术、系统集成技术等,但由于不少智能化工程存在质量不过关、后期维护保养不到位等问题,智能化系统的利用率并不高,甚而为一种“摆设”,节能效果更是无从谈起。统计数据表明,我国大型智能建筑能耗是美国、日本等发达国家同类型建筑能耗的1.5—2倍。由此可见,我国与发达国家建筑能源利用率的差距还很大,这也引发了人们对智能建筑运用现状的思考。
二 智能建筑的节能措施
⑴智能楼宇的能源管理。对于智能建筑节能而言,采用建筑智能化系统集成平台,实行切实可行的节能策略,可以挖掘建筑节能潜力,达到精细管理的目的,提升建筑节能管理水平。如常见的空调设备节能控制与照明系统节能控制。
⑵空调设备的节能控制。作为建筑楼宇中耗能大户,中央空调系统是楼宇自动化系统节能的重点,其监控方案非常重要。由于中央空调系统十分庞大,反应速度较慢、滞后现象较为严重,给机组运行的稳定性增加了很多困难。传统控制技术如积分微分调节法(PID)对工况及环境变化适应性差,控制惯性较大,易造成控制阀门频繁开关,温度波动大,节能效果不理想。而采取非常规的控制策略,如死区方式、变PID控制方式,能有效应对环境微小波动,根据目标参数与设定值偏差大小调整控制作用强弱,减小控制动作次数与幅度,达到节能目的。除了采用智能监控方案,还可根据外部环境实时协调时间排程,达到节能目的。最佳启动:根据人员使用情况及室外温度情况,充分利用大楼储存的能量,自动延迟开启HVAC设备。同时采用自适应算法在周末和节假日选择合适的开启时间。最佳关机:根据人员使用情况,在人员离开之前的最佳时间,关闭HVAC设备,既能使人员离开之前空间维持舒适的水平,又能尽早地关闭设备,减少设备能耗。夜间循环程序:分别设定低温极限和高温极限,根据室内温度决定“供热”或“制冷”命令的发出,实现加热循环控制或冷却循环控制。相关技术还有零能量区域设置、非占用周期程序、夜间空气净化程序、负荷间隙运行等,运用现代计算机控制技术从各个细节方面进行节能控制。
⑶智能照明的节能控制。智能建筑照明控制系统根据时间、环境、场合、人流量的不同,采取不同的“预设值”控制方式,对的光照度进行精确设置和合理管理,不仅节省了能源开支,还延长了灯具的寿命。采用智能控制系统节电效果十分明显,一般可达30%以上。时间表控制模式。不同时间段给予不同工作模式,如根据人员活动规律控制背景照明的定时关闭,并采用智能传感器检测技术,在有人通过时打开相应区域的灯光,从而实现降低电能消耗的目的。按“需”提供照明控制模式。在使用频率低设备区域,如电梯机房、水泵房、地下配电间等场所,灯设为常闭状态,在人员进入时,探测器接通开关,当人员离去,探测器控制延时工作一段时间,自动断开开关。维持光通量控制模式。在建筑中,采用调光控制方式,调节灯具输出,始终维持灯具光通量最小水平,既满足照明要求,又节约电能。引入自然光控制模式。利用光导管将自然光引入室内,能使室内空间更加活泼自然。
三 智能建筑的电气节能
作为建筑节能的重要组成部分,电气节能设计举足轻重。在不降低工作或生活标准,满足建筑使用功能及需求的前提下,通过合理的运行方案等来减少不必要的能源损耗,如合理设计供配电系统与线路。
㈠ 供配电系统的合理设计
根据用电负荷容量及其分布、用电设备特点及负荷等级来设计供配电系统,使系统运行在最佳状态下,将供配电系统损耗减至最低,达到节能的目的。设计应从下面几个方面考虑:
(1)系统尽量的简单可靠。等级相同的电压供电系统的变配电级数不利于多过两级,并尽量减少由变电级数过多而产生的电能损耗。
(2)合理的选择供电电压。在相互同等的情形下,电压越高相对的损耗就会越小。民用建筑的用电设备电压等级差不多为220/380V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为达到节能目的,经方案比较可选择10/6kV的制冷设备。
(3)变电所应靠近负荷中心,低压配电间应靠近电气竖井,合理分布供电网络,使低压供电半径控制在200m以内。供电线路的电压损失满足规范的允许值的情况下,减少线路电压损失,提高供电网络的供电质量及网络运行经济效益。
(4)有效合理的选择变压器容量、台数。变压器的负载率最好在0.7~0.85之间,其接线也相对与能适应负荷的变化,并按经济运行的原则灵活投切变压器,使变压器能在最佳状态下进行运行,从而减少损耗。
(5)合理选择电缆、电线截面。在满足允许载流量、运行电压损失等各项技术指标的前提下,按经济电流密度选择电线截面。
(6)有效合理的提升供配电系统的功率因素。在设备用电的选型及调速控制方案一定的情况下,如若自然功率因素达不到接入电网的要求时,应进行无功功率的补偿,提高功率因素可以减少线路及变压器损耗。
㈡ 配电线路的合理设计
配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流,与阻抗、电流的平方成正比;线路阻抗取决于导体的导电率、长度、截面积。因此,在电气配电线路设计中要抓以上几个因素进行优化设计,是电气线路耗能达到最低,从而达到节能的目的。
⑴优先采用高导电率的导体。在经济条件允许的情况下,选择高导电率材料导体,如相比铝电线(电缆)而言,优先考虑铜电线(电缆)。
(2)尽量让配电线路减少长度。在设计中尽量使其走直线,可相对减少供电线路长度,从而使线路的损耗减少,并且减小线路压降,提高供电质量;各层配电间、配电箱尽量设置在负荷中心,减少线路的长度。
(3)按经济电流选择电线(电缆)截面积。按经济电流选择电线、电缆截面的方法可以尽量减少配电线路中的电能损耗,实现节能,并且随着电缆电压损失的减小,电网电压质量得到改善;电缆发热减少,延长电缆的使用寿命等。