比勒費爾德應用科學大學明登校區的新樓宇建筑兼具以下兩大特色,成為行業先鋒:它不僅融合了前沿的能源及自動化技術,還是跨學科一體化建筑的典范。通過緊密合作,規劃方和建筑系統安裝方全面達成了質量和成本目標。
建造樓宇并非總是一帆風順。建筑工地往往涉及許多不同的專業規劃師和供應商,他們之間并不能始終順利完成溝通和協調。
造成這些困難的一個原因是招標規則,整個項目過程中往往會分配很多項建筑服務。因此,有些公司只有在其他公司離開后才能進入現場,這使得不同行業之間的協作變得更加困難。比勒費爾德應用科學大學是該大樓的業主與使用者,他們聘請了物業管理和建筑公司Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW (BLB NRW),采取了一種新的方法來建造明登校區教學樓?!芭c以前的方法不同,我們同時與所有規劃方見面,就最佳解決方案達成一致,”明登校區院長Oliver Wetter解釋道。合作成果豐碩:經過22個月的施工,BLB NRW在1400萬歐元預算內如期竣工-對于如此大規模的建筑項目而言是一個不小的成就。
智能規劃
該應用科技大學希望打造一座采用先進能源和自動化技術的智能樓宇,而以適度的成本實現卓越的質量絕非易事。明登校區一直注重工程專業,甚至開設了一門“組裝合成建筑”(Integrated Construction)碩士課程。
他們召集建筑師、土木工程師和項目經理齊聚一堂,計劃擺脫制造商的制約,打造一座功能完備的大樓,為學生掌握樓宇功能規劃奠定堅實的基礎。因此,BLB NRW 設計了一個四層樓的“會議中心”,內含辦公室、辦公空間、圖書館和自助餐廳。得益于先進的能源系統和智能樓宇技術,該中心還可用一個教學和研究的典范。樓宇自動化系統可自動控制和監控照明、發電、配電、空調和遮陽設施,全面管理不同的樓宇系統,包括從單個設備到整個房間自動化。其理念是讓學生通過網絡通信接口直接分析能源數據,了解這些智能樓宇自動化系統的運行及編程方法。Wetter解釋說:“這使他們可以通過研究,進一步提升建筑的效用?!?/p>
A級能源效率建筑
至今,德國很少有這種類型的建筑。目前,德國有兩座滿足嚴格的A級能源效率要求的大學建筑,明登校區便是其中之一。根據2014年德國節能條例,這意味著每年每平方米消耗的電力和熱量不得超過50千瓦時。相比之下,公共建筑的能源消耗量通常高達兩倍,僅可歸為C級能源效率建筑。
原因在于,要想達到A級能耗指標,就必須投資實施房間自動化。然而,公共部門的預算需要遵守2012年的標準,不足以滿足這種要求。對于明登校區項目,比勒費爾德應用科學大學承擔了智能樓宇自動化的費用,共計113,000歐元。Wetter說:“我們成功說服了大學執行委員會,提高教室能效有益于實施研究和教學?!?br>
一個重要的理由是,盡管實施自動化可能需要更高的初期投入,但卻可以在整個樓宇生命周期內節約運營成本,最終實現豐厚的投資回報。為了節約能源,這座建筑采用充分絕緣的結構外殼,從計算機實驗室的服務器中回收廢熱,以地熱系統能量作為補充。地熱系統通過探頭從地球獲取熱量,并將其輸送到熱泵,提升地熱系統提供的熱量,為這座建筑供暖。利用熱泵運行的可逆性,圖書館、餐廳、門廳、會議區和工作室通過地板供暖系統和輻射天花板制冷,在此過程中提取的能量則回收用于地熱探頭。
還有一個熱泵用于服務器散熱/地熱系統的組合存儲設施,同時用于綜合供暖系統。冷凝燃氣鍋爐可提供熱水并緩解峰值負載。兩個冷卻器用于應對制冷高峰需求。此外,組合制冷系統中還集成了自然制冷功能。所有系統技術均旨在最大限度地降低天然能源消耗。
通過BACnet進行開放式通信
BACnet/IP控制器源自WAGO I/O SYSTEM 750,在設備和房間自動化具有核心作用。新大樓共安裝了21個此類系統。7個控制器構成供暖、空調和制冷的典型信息節點,14個單元用于處理各樓層的自動化功能。所有控制單元都連接到ETHERNET網絡。
BACnet提供了一種標準化的開源數據通信協議,允許來自不同制造商的設備根據施工規劃的詳細規范進行數據通信,只要這些設備也支持BACnet標準即可。萬可提供用于儀表、控制和自動化技術的控制器,可確保中央系統(如熱泵和地熱系統)可靠運行,并與通風系統協同工作,始終保持宜人的室溫。
萬可房間和樓宇自動化
房間自動化技術包括照明、遮陽和室溫調節。二氧化碳空氣質量控制器還用于學生實驗室和教室。自動化程序用于檢測并處理來自窗口觸點的反饋信號。為了采集房間的所有信號,來自德國米斯特爾高的Hermos AG采用了 WAGO I/O SYSTEM ,以及用于DALI、KNX和SMI子總線系統的特殊模塊。通過KNX房間操作面板,可激活不同的房間功能。
根據系統集成表中的規范,所有設備和房間自動化信息以及所有樓宇系統的其他監控功能,都與BACnet管理服務級別相關聯,可以隨時監控和調整樓宇自動化。借此,可以記錄和分析樓宇的能源數據,修改設定值或占用時間,并將來自所有系統的所有值和狀態(如溫度、運行信息和故障)可視化,包括預測和定期檢查。
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