关键词：绿色建筑 LEED-NC HVAC&R DEP Energy-Star
美国的第一个绿色建筑委员会LEED-NC (Leadership in Environmental Efficiency Design - New Construction) (领先在环境效率上的设计--新建工程)在西维吉尼亚(WV)认证的绿色建筑是州环境保护局(state Department of Environmental Protection)总部。 被全国性接受的LEED-NC绿色建筑认证的基准是为高性能绿色建筑的设计、建造和运行。 LEED是基于对整体建筑的持续力，并且认可在建筑的设计和建造上运用创新的理念和领先的技术以减少对环境影响的一个系统。
图 1 – 西维吉尼亚环境保护总部
要获得LEED-NC绿色建筑认证项目必须符合包括绿地保留，防止本地侵蚀，室内环境质量措施，整体建筑能量性能准则，在新风、暖通空调、制冷设备（HVAC&R）对氟氯碳（CFCs）的减少使用，及对垃圾填埋、污废水处理的冲击减到最小的基本要求。 如果建筑项目符合LEED-NC要求的门槛，便会使用LEED的一套评估系统，得出对建筑项目的评分。
西维吉尼亚(WV)，亚司艾自控（ASI Controls）的代理商，Rigney数字系统公司在早期就被邀请参与这个项目为新的建筑指定，设计和配置完整的新风、暖通空调（HVAC）控制系统。 因为HVAC系统性能表现的评估比重多达LEED总比分的三分之一，一套高效率运行的集成HVAC控制系统是对获得绿色建筑认证的关键之一。 要获得绿色建筑认证只是简单地安装高效率设备是不够的。在西维吉尼亚DEP大楼里使用新的集成技术、建筑方法和控制战略，依不同季节提供季节性的新风、暖通空调控制，在降低能耗的同时确保使用者的最大舒适度。在LEED-NC评估系统上对设计、配置、安装和操作这些新技术和子系统的要求下增加了对项目的复杂性和挑战性。
西维吉尼亚DEP大楼在建造之初便设定了获得绿色建筑认证的目标，在有限预算的限制条件之内满足LEED规定值而获得绿色建筑认证是对建造团队一个严峻的挑战。 在建筑建造之前就与先进设施设计(Advanced Facility Design)公司的工程顾问Nadeem Khan P.E.，对机械设备规格的制定有了很好的开始。 凭借亚司艾（ASI Controls）楼宇自控系统ASIC/2可配置型控制器强有力的执行复杂演算能力和网络上高效运行的终端设备控制器，Rigney数字系统公司的保罗Rigney从费用、维护和管理的观点上帮助指定了获得LEED很高评分的HVAC控制系统。
图 2–2台ASIC/2可配置控制器分别操作2台定制的超大屋顶空调系统
在Mammoth，Inc.公司定制的超过400吨的屋顶空调系统，由二个在Mammoth，Inc.公司的工厂被预先装配在二套定制的屋顶空调装置上的ASIC-2/7040控制器执行控制。 另外的ASIC-2/8040用于控制锅炉和调整热水泵浦。 六个另外的ASIC/2-8040控制器被部署在控制照明设备，照明设备控制每个楼层分为2个区域，连锁到使用日程表，和现场作延时控制的延时按钮。另外基于空气质量的要求，根据二氧化碳的监视，对新风进行控制。
在制冷系统内，控制系统操作三台螺纹压缩机，并监测蒸发冷凝器。通过改变冷凝器风机的频率进行液压控制，以维持水箱的设定点温度。蒸发制冷，即应用水蒸汽的潜热而不是干制冷的显热，是最基本的、比干制冷更有效的过程，较高的转换频率能够缩小整个尺寸，降低风机和增加获取湿制冷能源效率的设备。
图3 – 蒸发冷凝器原理（资料来自Mammoth公司）
获得蒸发制冷的预期效果是湿球温度与干球温度不同的一个因素。在大多数情况下，与功能相当的干制冷系统相比，蒸发制冷系统可节省能源20~40%，降低20~50%的高峰需求。并在从低湿度环境向适宜湿度环境过渡时，维持相同的送风温度。同时，与干制冷相比，蒸发制冷通常提出较低的维修需求和更持久的系统性能。在普通的高湿度区域，湿球温度与干球温度的区别是狭义的，即湿制冷而非干制冷降低了预期能源，达到节能目的。
图 4 –ASIC/2 控制器管理锅炉和热水泵
每一台新风机组的双新风和回风扇有72,300 CFM容量，4 " 水柱。 十三个ASIC-2/8040控制器用于设施处理终端控制器子网络。总共520 个ASIC-1/8055控制器伴随WS-031壁挂式传感器，控制各自独立的变风量空调箱（VAV Box）。
Rigney数字系统也适用于建筑物的灯光控制。RDS应用ASIC/2-8040可配置控制器管理每层的2个灯光区域，灯光时程表与建筑物使用时程表一致。可通过墙壁上温控器按钮实现强制控制。按钮的强制功能可以使建筑物按照严格的时程表运行而不限制建筑物用户提前进入办公室或延迟离开办公室，以及周末加班。Rigney数字系统公司非常赞赏ASI 系统在ASIC/2-7040控制器本身所提供的处理能力。 他们能配置控制器处理复杂实时气流和二氧化碳控制的要求，无需由上位机组或中央装置进行演算。
图5 –气槽中的超声波喷雾器
一个压电陶瓷圆盘以特高频产生水蒸汽蒸气增加到送风系统中，这是使用超音波技术而不是传统能源消耗量大的电或机械热化来作相对湿度的调整。
只有超声波加湿技术可以产生与锅炉一样小的水滴，但是超声波技术与传统蒸汽加湿相比，可以节约90%的能源。超声波加湿还具有对周围环境进行免费制冷（大约1000BTU/磅水蒸汽）、维修率低、控制效果好的特点。应用超声波加湿可以使水处理中的颗粒降低到2.5ppm或全面降低整个系统的成本。
安装ASI WebLink用户界面为授权人员显示楼宇控制系统信息。使用WebLink和以密码保护的登录，可以在互联网上从所有浏览器访问楼宇控制系统。 WebLink使管理人员或操作人员能在本地或远程监测系统状态、电量需求、二氧化碳含量和其他度量，并提供任何趋势数据的动态图控和报表。系统在趋势和报警的集成能力使得对广泛的状态监测成为可能，如果系统要求，还可自动的将报警和事件通知转发到设定的电子邮件、手机或者传呼器。
图6 – WebLink浏览器屏幕示意
西维吉尼亚(WV)环境保护局(state Department of Environmental Protection)总部大楼也被评定为节能之星大楼， Energy Star-rated building。 美国环境保护局“节能之星”（Energy Star）计划基于节能依据颁给在该类建筑中名列前25%内的建筑予节能之星等级（Energy Star rating）。 建筑分类根据特征包括类型、使用年数和功能。
然而通过LEED-NC认证的绿色建筑数量与市场总量相比还只是在少数，并且为一个绿色建筑设计的HVAC系统的性价比远优于DDC刚进入HVAC市场时的常规建筑。在LEED绿色建筑采用的新技术、过程和实践可为其他建筑环境提供HVAC产业在性能、应用措施和适用性上的新标准。 经验和实践将帮助带领新技术、过程和应用进入主流。 ASI控制系统致力于提供先进的硬件和软件为所有类型的数字控制要求提供有效的解决方案。在美国，2005商业建筑税收鼓励全国能源政策行动，采用能源集成管理达到高能源使用效率的建筑所使用的数字控制系统和设备的最终成本。
参考文献
[1]Macleod-Smith, R., 建筑物服务和环境工程, 2006年11月 – “为什么冷却塔须纳入市政”。 (www.bsee.co.uk/news/fullstory.php/aid/3901/Why_cooling_towers_need_joined-up_government.html)
[2] Mammoth Inc. 公司网站。www.mammoth-inc.com/evapcond.html
[3] Price, L., WV-DEP InDepth新闻, 13卷, 第1期, 2005年1月.。(www.wvdep.org/Docs/7783_indepth_01_05.pdf#page=7)
[4] Ragsdale, G.H., Papasvatrou, J., 2004年佛蒙特博览会演讲。(www.efficiencyvermont.com/pages/BBBD2004/docs/Ragsdale_Papstavrou - EvapCondensers.pdf)
[5]Turpin, J., 工程系统, 2003年3月31日, – “超声波加湿非常有效” (www.esmagazine.com/CDA/Archives/d50556b630da8010VgnVCM100000f932a8c0)
[6]美国环境保护局，节能之星评选网站。 www.energystar.gov
[7]美国绿色建筑协会网站。 www.usgbc.org
