2011年12月——美國國家儀器(National Instruments,簡稱NI)與上海交通大學(xué)新圖書館合作構(gòu)建了國內(nèi)首個高校圖書館室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測與節(jié)能系統(tǒng),共同打造綠色低碳的校園典范。
“十二五”規(guī)劃將節(jié)能減排作為經(jīng)濟發(fā)展的重要目標(biāo)之一,學(xué)生圖書館作為公共建筑, 其能耗是普通住宅的5-15倍,是建筑節(jié)能監(jiān)管的重點。因此,交大學(xué)生借助NI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,簡稱WSN)產(chǎn)品,自行搭建系統(tǒng),實現(xiàn)了對圖書館三層樓溫度整體三維聯(lián)動顯示模型,并給出空調(diào)溫度調(diào)節(jié)建議,在為學(xué)生們帶來更舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境的同時,實現(xiàn)了綠色節(jié)能減排。
針對圖書館這一類大空間室內(nèi)建筑,通常采用統(tǒng)一調(diào)控的方式對空調(diào)溫度進行設(shè)置,由于日照、季節(jié)變化等原因,室內(nèi)空間存在溫度分布不均勻的現(xiàn)象,既不利于構(gòu)建舒適的學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境,也導(dǎo)致嚴重的能源浪費現(xiàn)象。此次,交通大學(xué)圖書館基于最新的物聯(lián)網(wǎng)的概念,針對圖書館當(dāng)前空調(diào)控制系統(tǒng)的不足,通過搭建無線采集與分析系統(tǒng)對新圖書館閱覽室的環(huán)境參數(shù)進行采集并進行三維建模分析,實現(xiàn)了對于室內(nèi)大空間內(nèi)溫度、濕度和空氣質(zhì)量的監(jiān)測。同時借助于分析結(jié)果,對于空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)策略進行優(yōu)化,以在確保室內(nèi)舒適度的前提下,降低由于不合理的空調(diào)控制策略而造成的高能耗,以實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。NI提供的WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以通過無線的方式傳遞采集數(shù)據(jù)而無需架設(shè)信號傳輸線,因此在系統(tǒng)安裝時大大降低了施工難度,在無需閉館,確保館內(nèi)學(xué)生閱覽不受影響的前提下,完成了整個監(jiān)測系統(tǒng)的搭建及施工。
此外,為了便于學(xué)生實時查詢室內(nèi)溫度狀態(tài),圖書館還著力構(gòu)建了基于Internet的數(shù)據(jù)采集與訪問機制,通過NI系統(tǒng)聯(lián)盟商上海聚星儀器有限公司提供的RIO-Mesh數(shù)據(jù)庫,用戶不僅可以在圖書館內(nèi)的大型顯示屏上了解當(dāng)時室溫分布狀況,還可以借助全球Internet網(wǎng)絡(luò)在圖書館甚至交通大學(xué)以外的任何地點接入本系統(tǒng),查詢圖書館的當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)。目前,該系統(tǒng)在B區(qū)閱覽室內(nèi)已穩(wěn)定運行了半年以上,圖書館方面還準備將環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)擴展到整個圖書館大樓的其他閱覽室中。
此項目成果已經(jīng)申報《大型公共建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)》專利。未來可推廣應(yīng)用至大型空間(商場、車站等)的空調(diào)系統(tǒng)智能調(diào)控,對于能耗的降低具有重要實際意義。此外,整個項目完全由交通大學(xué)學(xué)生科技創(chuàng)新小組搭建和實施。學(xué)生們通過此項目將課本的理論知識轉(zhuǎn)換為實踐操作,培養(yǎng)了實踐動手能力。這也體現(xiàn)了 NI 一直以來在高校中倡導(dǎo)的“Do Engineering(動手實踐做工程)”的理念。
目前,世界各地的工程師和科學(xué)家都在使用NI圖形化系統(tǒng)設(shè)計平臺,對全球生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮積極影響。無論是開發(fā)更具節(jié)能效益的系統(tǒng),還是加強環(huán)境監(jiān)控或凈化系統(tǒng),當(dāng)前許多緊迫問題都被NI平臺迎刃而解。
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