楊 鵬 黃官偉

摘要：目前樓宇耗能高，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。為了提高樓宇智能化并節(jié)省能源，EIB系統(tǒng)在世界各地特別是在歐洲得到了廣泛的應(yīng)用。對EIB系統(tǒng)在智能樓宇中的節(jié)能應(yīng)用做了探討，主要分析了如何在現(xiàn)代樓宇中應(yīng)用EIB系統(tǒng)及其所能達(dá)到的節(jié)能效果，并以實(shí)例加以說明。

關(guān)鍵詞：智能樓宇；EIB節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU855文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198(2009)24-0282-02

1EIB系統(tǒng)簡介

EIB(European Installation Bus)即歐洲安裝總線，是一種分布式的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其技術(shù)發(fā)源于歐洲的一個(gè)現(xiàn)場總線協(xié)議，主要用于對建筑物內(nèi)的各種電氣設(shè)備的控制，其結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大，安裝方便。它不需要總控制臺(tái)，每個(gè)總線設(shè)備都有自己的微處理器和存儲(chǔ)器，可以獨(dú)立地與EIB總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備的控制。

通過EIB系統(tǒng)的不同驅(qū)動(dòng)模塊可以控制各種用電設(shè)備，如照明設(shè)備、電動(dòng)窗簾、空調(diào)等。其控制方式多樣，可以實(shí)現(xiàn)就地控制、移動(dòng)控制、定時(shí)控制、集中控制等，在方便人們使用的同時(shí)能夠最大限度的提高管理效率。在某一區(qū)域內(nèi)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對照明、窗簾、空調(diào)等的組合控制。

2EIB系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用分析

2.1EIB系統(tǒng)對用電設(shè)備的控制

(1)樓宇建筑內(nèi)中央空調(diào)的節(jié)能控制。

對于現(xiàn)代樓宇內(nèi)的耗能大戶中央空調(diào)來說，系統(tǒng)的能耗一般主要由三部分構(gòu)成，即空調(diào)冷熱源、空調(diào)機(jī)組及末端設(shè)備、水或空氣輸送系統(tǒng)。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50％左右，水或空氣輸送系統(tǒng)能耗占總能耗的30％左右，風(fēng)機(jī)盤管等末端設(shè)備能耗約占總能耗的20％左右。在實(shí)際運(yùn)行中，中央空調(diào)處于最大設(shè)計(jì)負(fù)荷下工作，很難做到隨實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷的變化做到合理的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，這樣中央空調(diào)的運(yùn)行效率會(huì)比較低，而且浪費(fèi)電能。在采用EIB系統(tǒng)后，EIB系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模塊可以直接控制中央空調(diào)的末端設(shè)備——風(fēng)機(jī)盤管，不僅可以做到開關(guān)控制，而且可以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和水閥的流量，進(jìn)而來對室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于室內(nèi)溫度的控制，除了定時(shí)、集中等控制方式外，EIB系統(tǒng)專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板，其溫控面板可以指示當(dāng)前室內(nèi)的溫度，并可以通過驅(qū)動(dòng)模塊來控制風(fēng)機(jī)盤管，進(jìn)而使用者可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，這樣避免了風(fēng)機(jī)盤管始終在同一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的缺陷，不僅符合人們的實(shí)際需要而且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗，冷熱源的消耗和三速風(fēng)機(jī)的能耗，這兩種能耗的降低將使整個(gè)中央空調(diào)的能耗降低。

(2)樓宇建筑內(nèi)照明系統(tǒng)的節(jié)能控制。

與中央空調(diào)相比，照明系統(tǒng)的能耗由于相對較低而常常被人們忽視，而實(shí)際上在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間段內(nèi)，照明系統(tǒng)節(jié)約能源的潛力是相當(dāng)可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內(nèi)照明和公共區(qū)域照明兩大部分。

首先，對于室內(nèi)照明來說，傳統(tǒng)的強(qiáng)電系統(tǒng)只提供簡單的開關(guān)兩種控制狀態(tài)，而且所謂的“人在燈亮，人走燈滅”的節(jié)能方式也只能寄期望于人們良好的節(jié)能意識(shí)。而EIB系統(tǒng)則可以提供一種移動(dòng)感應(yīng)控制加調(diào)光的解決方案。當(dāng)感應(yīng)器感應(yīng)到室內(nèi)有人存在時(shí)，可以控制照明設(shè)備的開啟；相反，當(dāng)沒有人在室內(nèi)時(shí)，感應(yīng)器將會(huì)延遲關(guān)閉室內(nèi)的照明設(shè)備。這樣可以非常智能化的做到人在燈亮、人走燈滅。另外還可以運(yùn)用設(shè)定EIB系統(tǒng)光照感應(yīng)器的照度值的辦法，來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的恒照度控制，即系統(tǒng)可以根據(jù)光照的角度和強(qiáng)度，來自動(dòng)調(diào)節(jié)百葉窗簾柵格的角度，最大限度的利用自然光，并同時(shí)對室內(nèi)進(jìn)行調(diào)光控制，既保證了室內(nèi)對照度的需求又很好的利用了自然資源，達(dá)到了節(jié)能的目的。

其次，對于公共區(qū)域來說，EIB系統(tǒng)的移動(dòng)感應(yīng)器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛(wèi)生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例，技術(shù)人員經(jīng)過測試后，運(yùn)用EIB系統(tǒng)后的衛(wèi)生間大約可以節(jié)能80％。另外還可以對這些區(qū)域內(nèi)進(jìn)行定時(shí)控制和集中控制，如果運(yùn)用傳統(tǒng)的強(qiáng)電系統(tǒng)，管理控制中心的管理人員很難掌控公共區(qū)域內(nèi)照明系統(tǒng)狀態(tài)，而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監(jiān)控每一個(gè)回路的狀態(tài)，并且可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定區(qū)域內(nèi)燈具的開關(guān)狀態(tài)，這樣不僅提高了管理效率，而且還極大地節(jié)省了能源。

(3)樓宇內(nèi)對窗簾的節(jié)能控制。

現(xiàn)代智能樓宇對透明玻璃的運(yùn)用越來越多，自然而然的就需要布置大量的窗簾。在歐美等國家建筑師們會(huì)大量運(yùn)用百葉窗簾。運(yùn)用EIB系統(tǒng)后，可以通過光線感應(yīng)器來感應(yīng)室外的光照強(qiáng)度和角度進(jìn)而自動(dòng)控制百葉窗簾柵格的角度，最大限度的利用自然光照，同時(shí)避免陽光直射，降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)的消耗，在滿足室內(nèi)照度的同時(shí)能夠節(jié)約能源。

2.2EIB系統(tǒng)節(jié)能控制方式

EIB系統(tǒng)的控制方式非常靈活，有就地面板控制、紅外遙控控制、移動(dòng)感應(yīng)控制、定時(shí)控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節(jié)能來說是非常有益處的。

(1)移動(dòng)感應(yīng)控制。

如前文所提到的那樣，移動(dòng)感應(yīng)控制主要是控制公共區(qū)域內(nèi)以及室內(nèi)的燈光，即能夠?qū)崿F(xiàn)有人的時(shí)候自動(dòng)開燈、沒人的時(shí)候延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的功能，從而達(dá)到最大程度的節(jié)能效果。另外某些移動(dòng)感應(yīng)器帶有恒照度控制功能，還可以根據(jù)環(huán)境的照度來決定是否需要開燈。這樣，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要來控制樓宇內(nèi)的照明設(shè)備，避免不必要照明浪費(fèi)。

(2)定時(shí)控制。

在現(xiàn)代智能樓宇中，人們會(huì)對不同用電設(shè)備進(jìn)行綜合運(yùn)用，來達(dá)到一定的模式效果。EIB系統(tǒng)可以通過定時(shí)來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一些特定模式的啟動(dòng)或停止，或者對公共走道、泛光照明等進(jìn)行時(shí)間控制?？梢愿鶕?jù)節(jié)假日、特定日期等不同時(shí)段設(shè)定不同的時(shí)間表進(jìn)行統(tǒng)一控制。

(3)集中控制。

對于現(xiàn)代智能樓宇等大型建筑來說，最有效的管理控制方法就是通過計(jì)算機(jī)的集中控制軟件來管理所有的用電設(shè)備。通過EIB系統(tǒng)的中控軟件，用戶可以在計(jì)算機(jī)屏幕上對所有區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，并隨時(shí)可以進(jìn)行調(diào)控，既方便又可以有效地提高設(shè)備的管理效率。通過計(jì)算機(jī)，用戶還可以觀察每個(gè)電氣回路的累計(jì)開關(guān)次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，為設(shè)備維護(hù)和檢修提供方便。

目前許多樓宇自動(dòng)化(Building Automation，BA)系統(tǒng)廣泛用于現(xiàn)代樓宇的管理控制當(dāng)中，但是由于造價(jià)等原因BA系統(tǒng)很難做到對末端設(shè)備進(jìn)行控制，即不會(huì)對每一個(gè)區(qū)域的每一路燈光、每一路風(fēng)機(jī)盤管等做控制。而EIB系統(tǒng)則正好彌補(bǔ)了BA系統(tǒng)的這個(gè)缺陷，所以很多情況下都會(huì)將BA系統(tǒng)與EIB系統(tǒng)結(jié)合使用，通過一個(gè)軟件系統(tǒng)將這兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合。

2.3收益分析

在樓宇建筑施工階段，EIB系統(tǒng)的安裝費(fèi)用要高于傳統(tǒng)強(qiáng)電系統(tǒng)，但是隨著時(shí)間的推移，費(fèi)用便會(huì)大大低于后者。因?yàn)闃怯畹目偝杀静粌H包括初始階段的投資成本，還包括使用過程中的運(yùn)營費(fèi)用。一般來說，初始階段的投資成本

平均只占樓宇總消耗的25％，而使用過程中的營運(yùn)費(fèi)用卻占75％。

3EIB系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)用實(shí)例

(1)單獨(dú)用電設(shè)備控制應(yīng)用實(shí)例。

這里我們以對酒店中央空調(diào)的控制為例。經(jīng)重慶、上海、廣州等地區(qū)的實(shí)踐證明，室內(nèi)溫度夏季升高I'C或冬季低1℃，整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗將減少6％～8％左右。針對酒店建筑的EIB系統(tǒng)可以設(shè)定在人外出后的節(jié)能模式，即設(shè)定溫度降低或升高4℃，還可以設(shè)定在客人入睡后的夜間模式，設(shè)定溫度降低或升高2℃，而這些溫度的設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。根據(jù)上海地區(qū)五星級(jí)酒店中央空調(diào)能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)告，紅塔酒店能耗最少，其中央空調(diào)的年費(fèi)用為756萬人民幣，客房數(shù)量為300間，如果所有房間均采用EIB系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行智能控制，以每天平均有8小時(shí)處于節(jié)能模式、8小時(shí)處于夜間模式計(jì)算，則全年中央空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)約的費(fèi)用為：

7560000X 8／24×6％×4+7560000×8／24×6％×2=900000元

(2)控制方式應(yīng)用實(shí)例。

這里我們以定時(shí)控制的應(yīng)用為例。以ABB i—bus EIB系統(tǒng)在西安騾馬市商業(yè)廣場的應(yīng)用做說明。騾馬市北區(qū)1—6層有各種照明設(shè)備容量4580kw(應(yīng)急照明211kW)，按每天營業(yè)時(shí)間12小時(shí)計(jì)算(9:00—21:00)，安裝前后電費(fèi)支出對比如下：

①未安裝系統(tǒng)前全年電費(fèi)計(jì)算：

每天消耗電能：(4580—211)X12=52428kW·h

全年消耗電能：52428X365—19136220 kW·h

按商業(yè)用電1元／kw·h計(jì)算全年電費(fèi)：19136220×1=19136220元。

②在安裝ABB的i—bus EIB系統(tǒng)后的全年電費(fèi)計(jì)算：

按每天營業(yè)12小時(shí)，早晨開業(yè)前保安巡視15分鐘開啟總量5％的燈具；營業(yè)員開業(yè)準(zhǔn)備15分鐘，開啟總量30％的燈具，非節(jié)假日上午11:00前開啟總量80％的燈具，晚間歇業(yè)清場、清潔商場、清點(diǎn)貨物30分鐘，開啟總量80％的燈具，其余營業(yè)時(shí)間全亮。

每天節(jié)能：(4580—211)×12一(4580—211)×(O，25×5％t0，25×30％+1.5×80％+0.5×80％+9.5×100％)=3549.8kW·h

全年節(jié)約電能消耗：3549.8×365=1295677.O元

(3)EIB系統(tǒng)整體應(yīng)用實(shí)例。

一般情況下，在一個(gè)建筑項(xiàng)目中，EIB系統(tǒng)不只控制一種用電設(shè)備或者只采用一種控制方式，而是會(huì)運(yùn)用多種控制方式綜合控制多種設(shè)備。西班牙韋斯卡省的氣象大樓就是一個(gè)很好的應(yīng)用范例，EIB系統(tǒng)不僅控制了大樓內(nèi)所有的燈光、制冷制暖設(shè)備，并且運(yùn)用了多種控制方式，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測試節(jié)能40％。按照韋斯卡省氣象大樓的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，以北京某24層商業(yè)樓宇為例，來粗略計(jì)算一下大樓運(yùn)營費(fèi)用：

3413平米的一層，按照辦公室最低4001ux的照明標(biāo)準(zhǔn)，每平米耗電15w左右的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，那么每層每小時(shí)耗電：

3413×15=51195w

每天按照8小時(shí)工作時(shí)間，每年工作250天計(jì)算那么照明總耗費(fèi)：

51.195X8X250=102390kW·h

如果按照北京地區(qū)非居民照明電價(jià)0.62元／kw·h計(jì)算，則此辦公樓每年僅照明一項(xiàng)花費(fèi)就為：102390×24×0.62=1523563元。

照明能耗占此項(xiàng)建筑總能耗的30％，則全年支付電費(fèi)：1523563／30％=5078543元

則按照40％的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，每年可以節(jié)約費(fèi)用：507854×40％=2031417元

4結(jié)論與展望

EIB系統(tǒng)通過對用電設(shè)備的合理控制，并運(yùn)用高效的控制方式，對智能樓宇進(jìn)行綜合管理，為人們提供了一種新型高效的用電管理手段，能夠創(chuàng)造良好的節(jié)能效果。除了節(jié)能外，EIB系統(tǒng)還能創(chuàng)造高效的管理效率，而且通過智能化管理，還可以為人們營造良好的辦公、家居或者娛樂氛圍和舒適的室內(nèi)環(huán)境，操作使用都極其方便。另外，EIB系統(tǒng)組態(tài)靈活，能夠在修改、擴(kuò)容等方面給用戶帶來更大的收益。相信將來EIB智能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，能夠使人們的生活變得更加豐富多彩，并為社會(huì)創(chuàng)造更大的效益。