智能楼宇 | 万可房间和楼宇自动化技术打造大学A级能源效率建筑

时间： 2023-10-17 来源：WAGO 官网

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比勒费尔德应用科学大学明登校区的新楼宇建筑兼具以下两大特色，成为行业先锋：它不仅融合了前沿的能源及自动化技术，还是跨学科一体化建筑的典范。通过紧密合作，规划方和建筑系统安装方全面达成了质量和成本目标。

建造楼宇并非总是一帆风顺。建筑工地往往涉及许多不同的专业规划师和供应商，他们之间并不能始终顺利完成沟通和协调。

造成这些困难的一个原因是招标规则，整个项目过程中往往会分配很多项建筑服务。因此，有些公司只有在其他公司离开后才能进入现场，这使得不同行业之间的协作变得更加困难。比勒费尔德应用科学大学是该大楼的业主与使用者，他们聘请了物业管理和建筑公司Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW (BLB NRW)，采取了一种新的方法来建造明登校区教学楼。“与以前的方法不同，我们同时与所有规划方见面，就最佳解决方案达成一致，”明登校区院长Oliver Wetter解释道。合作成果丰硕：经过22个月的施工，BLB NRW在1400万欧元预算内如期竣工－对于如此大规模的建筑项目而言是一个不小的成就。

智能规划

该应用科技大学希望打造一座采用先进能源和自动化技术的智能楼宇，而以适度的成本实现卓越的质量绝非易事。明登校区一直注重工程专业，甚至开设了一门“组装合成建筑”(Integrated Construction)硕士课程。

他们召集建筑师、土木工程师和项目经理齐聚一堂，计划摆脱制造商的制约，打造一座功能完备的大楼，为学生掌握楼宇功能规划奠定坚实的基础。因此，BLB NRW设计了一个四层楼的“会议中心”，内含办公室、办公空间、图书馆和自助餐厅。得益于先进的能源系统和智能楼宇技术，该中心还可用一个教学和研究的典范。楼宇自动化系统可自动控制和监控照明、发电、配电、空调和遮阳设施，全面管理不同的楼宇系统，包括从单个设备到整个房间自动化。其理念是让学生通过网络通信接口直接分析能源数据，了解这些智能楼宇自动化系统的运行及编程方法。Wetter解释说：“这使他们可以通过研究，进一步提升建筑的效用。”

A级能源效率建筑

至今，德国很少有这种类型的建筑。目前，德国有两座满足严格的A级能源效率要求的大学建筑，明登校区便是其中之一。根据2014年德国节能条例，这意味着每年每平方米消耗的电力和热量不得超过50千瓦时。相比之下，公共建筑的能源消耗量通常高达两倍，仅可归为C级能源效率建筑。

原因在于，要想达到A级能耗指标，就必须投资实施房间自动化。然而，公共部门的预算需要遵守2012年的标准，不足以满足这种要求。对于明登校区项目，比勒费尔德应用科学大学承担了智能楼宇自动化的费用，共计113,000欧元。Wetter说：“我们成功说服了大学执行委员会，提高教室能效有益于实施研究和教学。”

一个重要的理由是，尽管实施自动化可能需要更高的初期投入，但却可以在整个楼宇生命周期内节约运营成本，最终实现丰厚的投资回报。为了节约能源，这座建筑采用充分绝缘的结构外壳，从计算机实验室的服务器中回收废热，以地热系统能量作为补充。地热系统通过探头从地球获取热量，并将其输送到热泵，提升地热系统提供的热量，为这座建筑供暖。利用热泵运行的可逆性，图书馆、餐厅、门厅、会议区和工作室通过地板供暖系统和辐射天花板制冷，在此过程中提取的能量则回收用于地热探头。

还有一个热泵用于服务器散热/地热系统的组合存储设施，同时用于综合供暖系统。冷凝燃气锅炉可提供热水并缓解峰值负载。两个冷却器用于应对制冷高峰需求。此外，组合制冷系统中还集成了自然制冷功能。所有系统技术均旨在最大限度地降低天然能源消耗。

通过BACnet进行开放式通信

BACnet/IP控制器源自WAGO I/O SYSTEM 750，在设备和房间自动化具有核心作用。新大楼共安装了21个此类系统。7个控制器构成供暖、空调和制冷的典型信息节点，14个单元用于处理各楼层的自动化功能。所有控制单元都连接到ETHERNET网络。

BACnet提供了一种标准化的开源数据通信协议，允许来自不同制造商的设备根据施工规划的详细规范进行数据通信，只要这些设备也支持BACnet标准即可。万可提供用于仪表、控制和自动化技术的控制器，可确保中央系统（如热泵和地热系统）可靠运行，并与通风系统协同工作，始终保持宜人的室温。

万可房间和楼宇自动化

房间自动化技术包括照明、遮阳和室温调节。二氧化碳空气质量控制器还用于学生实验室和教室。自动化程序用于检测并处理来自窗口触点的反馈信号。为了采集房间的所有信号，来自德国米斯特尔高的Hermos AG采用了WAGO I/O SYSTEM，以及用于DALI、KNX和SMI子总线系统的特殊模块。通过KNX房间操作面板，可激活不同的房间功能。

根据系统集成表中的规范，所有设备和房间自动化信息以及所有楼宇系统的其他监控功能，都与BACnet管理服务级别相关联，可以随时监控和调整楼宇自动化。借此，可以记录和分析楼宇的能源数据，修改设定值或占用时间，并将来自所有系统的所有值和状态（如温度、运行信息和故障）可视化，包括预测和定期检查。

WAGO I/O SYSTEM 750：

独立于现场总线

高度灵活

获得国内外多项认证，全球通用

拥有500多个I/O模块

753系列可选接插式连接

训练有素的万可专家在eu.bac认证过程中，仔细检查了明登校区的楼宇技术。审计有助于增强楼宇运营透明度，并向运营方提供有关其楼宇所采用的自动化技术的全面信息。系统化评估有助于在楼宇整个生命周期内持续达到能耗和运营成本目标。为此，eu.bac建筑系统认证制定了新的标准。在以前的认证方案中，几乎不考虑楼宇技术；2013年，eu.bac方案弥补了这一缺陷。

该方法基于相关DIN EN 15232欧洲标准的科学测试数据。审计工作只能根据欧洲楼宇自动化和控制协会规范，由经过培训和认证的知名专家进行。

因此，明登校区项目在许多方面发挥了灯塔的作用。它不仅是一个涉及许多不同楼宇系统的综合建筑项目典范，而且充分展示了通过先进的楼宇自动化和评估方法可永久提高明登新校区大楼的能源效率。“eu.bac system”认证证明该园区大楼的技术和自动化设计具备可持续性和节能功能，可实现最佳舒适度。训练有素的万可专家在eu.bac认证过程中，仔细检查了明登校区的楼宇技术。