第十二届中国国际建筑智能化峰会上海站专家演讲——赵哲身

　　素有“中国智能建筑行业第一会”之称的中国国际建筑智能化峰会再度抵达上海。2011年11月23日，在上海光大会展中心酒店揭开序幕的本届峰会，以“智能建筑新篇章”为主题，在“十二五”开元之年探讨中国智能建筑发展的新形势、新契机。

　　住建部建筑智能化技术专家委员会主任委员张文才出席峰会并致辞。温伯银、赵哲身、陆伟良、鲍世隆、张公忠等业内知名专家分别在会上作报告或发言;罗森伯格、松下、德特威勒、颢科、合宝、罗格朗、邦奇等知名厂商先后演讲。

　　【赵哲身】：各位智能建筑的同仁，很高兴有机会和大家在一起进行交流。我今天的发言的内容就是想交流这样一个问题——建筑的节能技术到底有哪一些，到底我们应该采用什么样的应用的方式。

　　前两年我参加了一个绿色建筑专题馆，它是杭州钱江开发区的国家循环经济示范园区，由中国节能公司投资，上海大学是承担的楼控系统的设计和优化。这个建筑是有特点的，它有一个对角，目的是减少夏天太阳的辐射，冬天比较多的吸收眼光。左面这个图是它的剖面，从这个剖面图我们可以看出它被动通风的技术，它的风是从地下室进来，通过专用的风道到房间，然后这里是烟囱，起一个拔风的作用。这个建筑实际上是采用了一系列的低碳技术。第一个技术就是我刚才说的被通风的技术，就是充分的利用自然的通风。地下资有六个进风口，配有电动双层窗50个，屋顶层有拔风的烟囱14个，配置电动双层窗60个，整个建筑通道有17个，进入房间用了大量的自然风。第二个是用了有源通风系统。我重点讲一下无动力通风系统。进行了仿真设计，仿真的依据就是杭州地区的寒湿度，仿真的结果，大家看下面这个图。左边是风度右边是温度图，大家可以看到最低风速基本上大于0.2米，可以说是在舒适的范围之内。这个温度大家可以看到左边的温度，也可以看到温度不太高的时候，可以起到舒适的作用。被动通风的原理实际上是两个，第一个是风压，虽然在地下室，风道有风进来，第二个是热压，由于不同的温度，就是地下室和烟囱处有不同的温差，到底有一定的压力。我刚才说的是无动力，这样的一个结构不能用联网，整个风就不能动，所以要用电子除尘器。

现场图片：上海大学赵哲身指明建筑低碳方向

　　说实在的。这个题目是07年开始，08年09年开始实施，对于我来说，无动力通风能不能可行，能不能降温我是没有把握的。为了获得比较可靠的数据，我们在室外设置了一个标准的小气象站，可能得到温度湿度风向风速太阳辐射和紫外线的大气参数。系统我们一分钟一个记录，每天一千多个数据，每天半夜自动的发到我的邮箱里面去，所以我在上海可以知道这个无动力系统有效还是没有效。在过度期间，我看到这个数据，我就放心了，为什么呢?这个就是我刚才说的数据，都是正式的。从这个数据我们可以看到十几个风灶，我们布置了二十个传感器，目的是为了仿真验证对不对，因为仿真我们是仿真过的，容易产生比较大的误差。关键是看这两幅图，这两幅图我当时是在上海，我还在医院里面，我建立了对无动力通风可行性的信心。左边大家可以看到，外界气温接近30度的时候，风道温度要相差六到七度，右边这个图黄线是三楼办公室的平均分布。大家知道，一般到了28度以上，人会觉得很不舒适。在办公室就要用空调了。

　　如果我们在接近30度的时候，我还能在30度达到基本舒适，那么这就说明，我们可以通过被动通风来延长有源空调的使用。到底我们怎么来延长，怎么来科学的延长有源空调的使用呢，我们在杭州节能样板楼的基础上，我建立了一个被动通风的模型，这个是真正的数据模型，出来一点都不差的，根据我十年来建模的经验，最重要的数据一个都不能漏。漏掉一个模型就不行了。但是也不能多，参数很多，也会带来不必要的麻烦。所以我们进行了相关输入与输出的相关性的研究，这里右面这一幅图，它是室外温度和办公室温度的相关性。大家可以看到，在0.8到0.9，基本上是在0.9。它是负的强相关。这里面我的工作还是非常有效的。为什么呢?本来太阳辐射我也建立了相关性的研究，但是发现只有0.3，所以我在建模的时候，就把太阳的辐射去掉了。左边这个图是模型和实体的数据，大家看到吻合性是比较高的，百分之八十几，根据我的经验70%以上就可以了。

　　拿来这个数学模型是干什么呢?不是写文章，我们要派用处，我们要建立自己的知识产权，派什么用处?我来预测明天的办公室的温度。预测明天三楼办公室的温度。而且是逐室的温度。这一幅图就是模型的温度和实际的温度，误差是0.25，这个里面有很多故事，我先不展开说了。因为搞工程实际上是太困难了。我的研究生要取得数据，我说你必须要看电动除尘刷有没有打开，因为这个窗户开不开，要给我一个反馈信号，他没有买这个窗，所以我说你要看上去看窗户有没有开，得到数据才是真实的。这样是比较困难的。我们上海是26度开空调，应该是27度。如果你26度以上要开空调了，是下午2点，我就没有必要早上六点钟就开了。我就给你下午两点提前两个小时12点才开，这样显而易见我们就能节能。所以我们被动通风的应用是有自己的知识产权的。第二我想讲一下地源热泵的应用，这个为了节约时间，让大家早点吃饭，里我就不讲了。这个是现场布了这么多线，一塌糊涂。我的作用就是对整个地源热泵进行了监控。每一个小方块都代表了热源。我是搞数据监控的，我的误差是0.2度，每个温度是5个点，每个立柱设5个温度传感器。这里面又有很多的故事。因为在我布下去之后，我感觉到，我原来这样的布点是传统的，就是我们国家地源热泵都是这么布的。因为最近的贴着管子，贴着管子最近的也要一点几米，我就问钻井的，可不可能0.5米帮我打一个孔，他说不行，他说打孔偏差也要0.5-1米。然后地源热泵，大家看，这个是随着地源热泵的开启有明显的变化，W3有5.5米，一半是2.75米，再一半就是1.3这个地方，大家看这个一天当中，开与不开是没有反应的，那么没有反应这个数据是不是有效呢?是有效的。

　　我们来看以下的两个图，左边这个图是2010年6月23号的W3的温度。右边是同一天同一个立柱的温度图。大家可以看到土壤的温度下降了0.5度，换句话说，地源热泵的应用，热是不平衡的。为什么呢?在我们华东地区，它夏季和冬季是不一样的。所以地源热泵很难设置，最难的就是它的热平衡。第三我们在这个项目用了大量的辐射吊顶，是作为空调的末端，大家知道空调末端听说过的，但是对于辐射吊顶可能不是很熟悉，它的原理我也不讲了。它新风我们用的是清华大学的溶液调湿新风系统。溶液调湿新风系统，在我们搞之前我也是没有经验的，但是我上网查了一下，最大的问题就是结露，第二个问题，夏季好办，上面冷是可以下传的，暖不好办，不好下来的。我的问题就是要防止结露。我首先一个房间，包括像这样大的房间，哪怕是二十平方的房间，我们靠近中间和靠近外面的，温度差是两到三度，我是不允许房间任何一个地方结露的，所以我内外布置了温湿度，另外我在吊顶上装了露点传感器。根据我的公式来计算，如果要露，节水器有个开关阀门，我就把它关掉。我在分水器装了一个分水阀门，用来调节房间的舒适度。我刚才说了，我研究生在那边，我人在上海遥控。他们就做了一个实验，就是强制打开房门，结果马上老总的办公室就结露了，说明我们的设计是有效的。然后我们重复关键的阐述，因为新风的温度高它会结露的，从这里可以看到，它降温的效果很好，它去湿的效果不太好。

　　第四个是外遮阳系统的控制。我说一下，我们这栋楼能耗是每个平方一年是四十千万，但是70%被清华的这个新风系统用掉了。这个还可以优化。他说你们的管道有泄露等等。这个就是工程的难度了。然后是光感系统，我用了很多厂家的光感系统，很多都是不准的。所以首先要解决这个问题。第二个问题，这个一般是装载吊顶的，我们关心的是办公室的吊顶。应该是什么样的关系。我在这里，我建立了这样一个模型，就是吊顶到桌面的模型。因为我装还是装在吊顶上，不可能现有的产品装在桌面上。然后我发现这个没有标准的，你离窗一米也是装离窗两米也装。我现在找照明公司，就要建立一个标准模型，你离窗到底多远。然后外遮阳用浮点控制，这个控制器要六万块钱一块。我说你的控制器真的这么好吗?我就用一两万块钱，用一个浮点控制器。第三在消防上面必须打开。你不能把窗给封闭了，所以这些东西都通过研究解决了。第三个优点，为什么我说现在的照明系统你说节能多少，我不多谈的。在我们这个项目，把楼层的空调能量融合起来考虑，大家知道夏天如果外遮阳完全关闭的，那么外区肯定要开电灯，你不开照明外区太暗了，内区本来就开照明的。但是夏天的时候你把外遮阳关起来，太阳的辐射大大减少了。所以我在这个项目里面，把外区的功率加起来，我们楼层装了冷量器，我们就来比较哪个消耗大，来决定外遮阳开启的程度。第五个特点就是我们全部按照国家的五项准则来进行能耗剂量。这个楼是样板楼，4600平方米，但是我们控制点有1579个。一共有15个子系统需要集成。所以我现在有个观点，在工程的层面上，有限通讯并不是很可靠的。不是说理论上没有问题的，我们工程技术的水平有问题及因为我刚才说了，每天150万个数据全部发到我邮箱里面，我分析一下要一个礼拜。但是所有的毛病所有的问题我全部一目了然，你通讯可靠不可靠，你在哪个时段出现了问题。

　　最后我总结一下，我们搞节能样板也好，搞新能源技术也好，我们不是购买，把技术堆积在一起。我们需要的是融会贯通，需要的是自主知识产权，否则是没有意义的。我们现在看到国内大量的节能样板楼都是新技术的堆积，没有自主知识产权的。这里面Integration翻译是有问题的，这个不光是集成，更是融合。我去查了一下，它里面更多的是融合的概念。这个项目我仅仅做了一个尝试，不能说非常成熟，但是我想这个尝试是必须的，希望通过这一次机会跟我们同仁交流，大家共同来尝试，共同来发展，谢谢大家。