案例故事 | 魚與熊掌不可兼得？萬可智能樓宇輕松搞定能效升級與智能控制
發(fā)布時間：2020-01-14作者：萬可電子（天津）有限公司
比勒費爾德技術學院明登校區(qū)的新型建筑成為行業(yè)創(chuàng)舉有以下兩點原因：不僅結合了最新的能源和自動化技術，而且也是跨學科、一體化建筑的典型案例。由于緊密的合作關系，設計師和開發(fā)商在質量和成本上達成明確的目標。
造成這些困難的潛在起因之一是投標規(guī)則，通常一個項目的各項施工是逐步布置的，因此一些公司必須在其他團隊離開后才能進場——這使得技術合作變得更加困難。
作為建筑所有人，比勒費爾德應用技術大學與資產(chǎn)管理與建設公司NRW在明登校區(qū)應用技術大樓的建造上探索出一條新路。“與之前的安排相反，我們同時會晤了所有的規(guī)劃者來創(chuàng)建共同的基礎以尋求合適的解決方案，”明登校區(qū)院長Oliver Wetter解釋道。
合作取得了成功：在歷時22個月的建設后，BLBNRW如期完成新大樓的建造，成本控制在1400萬歐元預算以內。對于此等規(guī)模的建設項目而言，這并非易事。
明智的計劃
在兼顧質量和成本的前提下維持預算不是一件簡單的事情：應用技術大學的智能建筑需要配備復雜的能源和自動化技術。明登校區(qū)擁有一個建筑領域的傳統(tǒng)重點學科，即“一體化建設”研究生專業(yè)。
該專業(yè)將建筑師、土木工程師以及項目經(jīng)理匯聚到一起為學生在樓宇建造規(guī)劃知識上打造良好基礎。因此，BLB NRW設計了一棟四層的帶有辦公室、工作區(qū)域、圖書館、咖啡廳的會議中心，同時基于其現(xiàn)代能源系統(tǒng)和智能建造技術也可提供研究和教學功能。
利用樓宇自動化技術，單個系統(tǒng)到完整房間自動控制的照明、能源生成和輸配、空氣調節(jié)和遮陽都可進行自動控制和監(jiān)測。
學生可以通過網(wǎng)絡中的通信接口直接對能源數(shù)據(jù)進行評估，這樣他們可以了解到這些智能建筑自動化系統(tǒng)是如何運作以及編程的?！斑@可以使他們通過調查研究進一步發(fā)掘建筑的用處，”Wetter解釋道。
德國這種類型的建筑不是很多。明登校區(qū)目前只是能夠滿足該國能效A級高要求的兩所大學建筑中的其中之一。根據(jù)2014年節(jié)能條例，這意味著每年每平米的電力和熱能的消耗不超過50千瓦時。
與此形成對比的是：公共建筑物的消耗通常大約為這個數(shù)字的兩倍——只能達到能效C級。原因如下：為使消耗值達到A級要求對室內自動化的投資是十分必要的。
然而，公共部分的預算自2012年能效級別開始劃分時就已不再充足。應用技術大學的校區(qū)工程在智能建筑自動化上花費的成本總共為113,000歐元。“我們可以說服校長更高的能效等級將有助于研究和教學，”Wetter說道。
討論：在煥然一新的校園圖書館中，來自明登院區(qū)的學院院長Oliver Wetter、BLB建筑師Nina Jesusek、比勒費爾德應用技術大學建筑管理部的Stefan Fleth以及萬可專家J?rg Gruner對項目的執(zhí)行情況進行復查
毫無疑問：樓宇自動化可能最初的成本高一些，但是在建筑使用期限內運行成本的節(jié)省遠超其自身成本。為了節(jié)約更多能源，建筑物采用了良好的隔熱外墻，從機房的服務器回收廢熱，并從地熱系統(tǒng)中補充能量。探測儀將地表熱能轉換到加熱泵中來以此增加地熱溫度從而為樓宇提供熱能。
由于加熱泵運行的可逆性，圖書館、咖啡廳、休息室、會議室和車間可通過地下加熱系統(tǒng)及輻射采暖頂棚控制板進行制冷——并且此處提取的能源可重新生成地熱探測場。第二個加熱泵連接到服務器制冷/地熱系統(tǒng)的存儲裝置，也用于聯(lián)合加熱系統(tǒng)。氣體冷凝鍋爐可提供熱水以及用于極限負載。此外，聯(lián)合制冷系統(tǒng)中還應用了自然冷卻技術。
整個系統(tǒng)的技術設計是為將初始能源消耗降到最低。通過BACnet進行開放式通用WAGO-I/O-SYSTEM 750的BACnet/IP控制器在工廠和房間自動化方面扮演重要角色。
新建筑中總共安裝了21套此類系統(tǒng)。七個控制器構成傳統(tǒng)的信息節(jié)點用于供暖、空氣調節(jié)和制冷，14個裝置用于實現(xiàn)不同樓層的自動化功能。所有的控制裝置通過以太網(wǎng)連接到一起。同時，BACnet提供了一套標準的、開源數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
不同制造商的設備可根據(jù)詳盡的建設規(guī)劃進行數(shù)據(jù)通信(假定這些設備同樣支持BACnet標準)。作為測量、控制以及調節(jié)系統(tǒng)的控制器，萬可技術確保加熱泵或地熱等中央系統(tǒng)功能準確無誤，與通風系統(tǒng)一道，始終提供需求溫度。
萬可BACnet/IP控制器
房間自動化包含照明、遮陽和室溫調控。實際上實驗室和會議室也使用二氧化碳氣體質量控制器。檢測并通過自動程序處理來自窗戶觸點的反饋信號。
為了檢測所有的室內信號，位于Mistelgau的HermosAG公司應用了WAGO-I/O-SYSTEM的模塊化結構以及DALI、KNX和SMI子總線系統(tǒng)的特殊控制器。房間的不同功能通過KNX房間操作設備實現(xiàn)激活。
根據(jù)系統(tǒng)一體化表單中的說明，所有設備和房間自動化信息，以及所有樓宇系統(tǒng)的監(jiān)測功能都連接到BACnet管理服務設備中以便隨時進行監(jiān)測和調節(jié)，從而實現(xiàn)對樓宇能源數(shù)據(jù)的記錄和分析，并對設定值和占據(jù)時間進行更改，所有數(shù)值和狀態(tài)，例如溫度、操作信息以及系統(tǒng)錯誤都可通過延時功能以預測或回顧的形式進行可視化。
作為eu.bac認證過程的一部分，經(jīng)驗豐富的萬可專家對明登院區(qū)的建筑技術進行嚴格審核。通過審核可營造一個透明的環(huán)境并將全面的樓宇自動化技術信息提供給運營人員。系統(tǒng)評估有助于獲得整個生命周期的目標節(jié)能成本和運行成本。為此，eu.bac樓宇系統(tǒng)認證設立了新的標準。
在之前的認證程序中，樓宇技術被嚴重忽視：然而在2013年eu.bac認證彌補了這方面的空白。這一程序以合乎科學的測試數(shù)據(jù)和相關DIN EN 15232歐洲標準為基礎。審核必須由經(jīng)過eu.bac(歐洲建筑自動化控制協(xié)會)標準培訓和認證的專業(yè)人員進行。
明登項目在很多方面開創(chuàng)了先河。它不僅是跨學科、一體化建筑的典范，也解釋了借助現(xiàn)代化的樓宇自動化和評估方法如何將能效持續(xù)提升。
“eu.bac系統(tǒng)”認證說明校區(qū)建筑的技術和自動化所實現(xiàn)的最佳舒適度是持續(xù)且節(jié)能的。作為eu.bac認證過程的一部分，經(jīng)驗豐富的萬可專家對明登院區(qū)的建筑技術進行了嚴密仔細的檢視。
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