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从需求面选择技术 打造最适绿化建筑架构(二)

2016-03-03 14:56:08来源:互联网

[摘要] 节能是智慧建筑系统的重要设计考量之一,目前技术面多已成熟,不过建筑应用多有一定的客制化需求,在技术选择前,可参考类似的成功案例,建造出适合的系统架构。

  自动化设备 能源管理最佳帮手

  自动化系统是BEMS架构中的基本配备,其中DDC-HVAC为控制器主流,传统DDC控制器多走封闭式网路架构,必需花费大量时间整合系统,随着工业乙太网路成熟发展,在许多控制器上都能看到工业乙太网路踪影,控制器导入工业乙太网路功能已相当成熟,由于乙太网路具备开放、单价较低、连网速度快及节点佈建容易等优势,故成为DDC控制器的通讯新宠儿。

  目前市面上的建筑自动化系统,除了支援传统通讯标準Modbus、BACnet外,也都已纳入乙太网路标準,方便让管理者透过网路远端监控设备运作状况,及登录图控软体(或人机介面),检阅各类能源统计报表,包括能耗使用状况、耗能分析、及二氧化碳排放量等,从中规划节能省电的方法,例如:将尖峰时间非必要的耗电设备挪至离峰或半尖峰时间再启动。

  除了工业乙太网路外,新一代DDC控制器的另一个特色是已先预设简单PID控制逻辑,并提供离线模拟及线上除错功能,有效简化BA系统导入工作。

  从大楼往内延伸至室内空间来看,住家或企业办公室该如何做好能源管理?目前的作法主要是利用物联网架构打造居家能源监控系统,现在建筑领域所用的物联网通讯标準,以ZigBee为主,经由ZigBee感测设备(如:数位电表、环境感知设备等)将讯号传输至嵌入式系统,也就是主机端,匯总呈现居家环境品质与能源使用状况,甚至可进一步结合烟雾侦测器,发挥节能与安全防护的双重效益,Zigbee之所以能成为建筑领域的主流通讯标準,重点在于低功耗与多节点的拓朴特色,由于建筑物内的感测点多,不可能一一佈线维持电力,因此感测器的电力来源必须为电池,而为避免频繁更换电池的繁琐维护工作,低耗电便成为感测网路通讯设计时的重点考量,Zigbee的低耗电与多节点特色,完全符合智慧建筑所需,因此成为该领域的主流标準。

  不过即便DDC控制器与Zigbee已是智慧建筑的主流标準,但并非唯一,建筑与其他非消费性领域应用一样,都有一定的客製化设计,客製化设计对技术与标準的需求并非效能,而是「最适性」,在「最适性」考量下,所有的技术都可被纳入设计,因此智慧建筑的技术选择考量,是从最后的系统功能设计反推回去。

  从系统面反推的思维作法,与现在的消费性IT产品作法不同,这类作法需要仔细釐清本身特色,方能知道需求何在,不过目前建筑的智慧节能设计仍处起步阶段,IT与建筑两方产业的经验都有限,系统自我评估并不容易,因此这类刚起步的应用,多是参考其他业者的成功案例,再微调其模式套用至自己身上。

  不过在营利思考下,一般企业通常不愿意分享其成功案例,因此为带动产业,多由政府机关领头,在公营或有官股之处,以政府之力先行打造成功案例,一来可起示範作用,二来也可带动需求,吸引业界厂商投入,在绿建筑方面,台湾最知名的案例莫过于台北101大楼。

  101大楼 成功示范绿建筑标准

  台北101大楼在2011年获得LEED认证,成为全球最高的绿建筑,同时也是目前与美国五角大厦并列世界唯二的万坪面积白金绿建筑,101大楼的节能系统,主要是由西门子、美商EcoTech Internation,以及李肇勋国际室内设计公司共同合作。

  101大楼透过自动技术,将能源效益最佳化,在系统完成前后,其用电、用水及垃圾量差距高达10%,与一般建筑相较,101大楼的能源效益高出30%,每年大约可节省70万美元的能源成本,参与此案的西门子指出,建筑物佔40%的全球能源耗用量及21%温室气体排放量,因此能源及成本的节约,具有永续性的潜力,绿建筑的业主或经营者,不仅能大幅降低对环境的衝击,更可在建筑物的生命週期中有效地节约成本。

  101大楼的能源控管核心系统为西门子的「能源监测与控制系统(EMCS)」,此系统针对大楼内空调设备操作与控制相关规画,将能源运用最佳化;此外并透过冰水系统的计算与操作程序的变动,更大幅提高冷却系统的效率,至于空气品质改善部份,101大楼在11个机械层中,设置了二氧化碳感测器空调箱,当二氧化碳浓度过高时,会自动吸入户外新鲜空气;此外在湿度方面,101大楼则在每个楼层都增设两组湿度感测器,并调节空调冰水量以降低湿度,提高使用者舒适度,另外,台北101也全面进行垃圾减量分类,超过60%的资源回收,促成全大楼一週约仅产生4吨垃圾的成果,全面导入绿建筑技术后,101大楼每年节省了1,400万度电,约新台币3,600万元,无论是对于101大楼或是整个建筑业而言,申请LEED认证都有重大意义,业界人士也多认为,101对市场的绿化建筑概念影响相当大,对台湾的相关产业而言,是非常成功的示范。

 

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[责任编辑:黄文凤]

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