對于建筑而言,其主要是為人服務的,綠色建筑的發(fā)展更應體現(xiàn)“以人為本”的新時代特征。在“雙碳”大背景下,如何在降低設備系統(tǒng)能耗的同時保證健康舒適的室內環(huán)境逐漸成為暖通行業(yè)關注的一個焦點。不同的商用建筑空間,也會有各自特殊的空間價值需求。
“舒適空間的邊界”,指的是營造舒適環(huán)境時所考慮的對象范圍,以及所解決的該對象的舒適性需求。傳統(tǒng)中央空調的舒適空間邊界往往只局限于“建筑的角度”,實現(xiàn)的是建筑內統(tǒng)一的一個溫濕度范圍控制。然而對于建筑的使用主體“人”,由于不同個體的生理和心理狀況各不相同,其對室內環(huán)境的需求也是千差萬別,傳統(tǒng)中央空調并不能兼顧所有人的熱舒適需求。
美的樓宇科技從傳統(tǒng)局限于“建筑的角度”向“人的角度”重新審視空間價值,定義樓宇舒適空間新邊界。
什么是舒適的熱環(huán)境?
關于熱舒適性的研究具有復雜且多學科交叉的特點。
早在20 世紀70 年代,F(xiàn)anger教授綜合人體熱舒適的4個物理變量(氣溫、風速、平均輻射溫度、相對濕度)和2個人為變量(衣服熱阻、人體代謝率),提出了能夠預測熱舒適的PMV模型。模型中提出的指數(shù)表示大多數(shù)人對熱環(huán)境的平均投票值,有七個等級的感覺,即冷(-3)、涼(-2)、微涼(-1)、中性(0)、微暖(1)、暖(2)和熱(3)。
PMV模型
除了PMV模型外,雙節(jié)點模型和多節(jié)點模型也得到了廣泛的應用。對于雙節(jié)點模型,它將人體簡化為具有皮膚和核心的兩層結構,它可由一個同心圓柱體表示。多節(jié)點模型將人體抽象為多個部分,每個部分分為皮膚、脂肪、肌肉、骨骼等層。每個部分的每一層都被認為是一個具有熱生理參數(shù)的傳熱節(jié)點,并由能量和質量守恒方程控制。
雙節(jié)點模型
舒適的辦公環(huán)境和工作生產(chǎn)力
在經(jīng)濟學中,生產(chǎn)力是指一個雇員相同時間下所能夠創(chuàng)造的價值。根據(jù)一項關于辦公室環(huán)境的調查,64.8%的受訪者表示,辦公環(huán)境的好壞會影響他們的工作表現(xiàn),同時有71.4%的受訪者表示,辦公環(huán)境的好壞會影響他們的工作積極性。
在室內空氣質量層面,海外的另一項相關調查表示,80%以上的管理人員和辦公人員都會在意室內空氣質量,并有40%以上的人每天都在關注相關指標。人長期呆在高CO?濃度的環(huán)境下,問題解決能力和判斷能力都會出現(xiàn)明顯下降。創(chuàng)立WELL健康建筑標準的IWBI機構有相關報告表示,辦公室在偏熱環(huán)境與偏冷環(huán)境下,員工工作效率會分別下降15%和14%。
室內CO?濃度對人體的影響
舒適空間邊界的探索
目前大多數(shù)的熱舒適模型,都沒有真正打破個性化熱需求的邊界,更多的只是代表同一環(huán)境下大多數(shù)人的熱感覺。
美的樓宇科技先行研究中心協(xié)同同濟大學周翔教授、羅茂輝助理教授熱舒適團隊,共同探索真實辦公環(huán)境下的個性差異化熱需求。在熱生理模型的基礎上,考慮包括性別/年齡等的個體差異因素,結合數(shù)據(jù)分析技術,研究開發(fā)精確到人的個性化熱舒適預測算法。
人體熱狀態(tài)預測模型
先行研究中心在和同濟大學的合作中,對位于美的全球創(chuàng)新中心真實的辦公室環(huán)境進行相關研究,分析室內熱舒適環(huán)境和員工生產(chǎn)力之間的關系,著力搭建一套有理論和實驗數(shù)據(jù)支持的舒適度與工效關聯(lián)算法。
美的舒適空間新邊界
數(shù)字孿生辦公空間管理系統(tǒng)
數(shù)字孿生(Digital Twin)的概念最早由密歇根大學的Michael Grieves博士于2002年提出(最初的名稱為“Conceptual Ideal for PLM”)?!皵?shù)字孿生”簡單地講,是指在信息化平臺中建造一個與現(xiàn)實世界中物體、場景等方方面面完全一致的“數(shù)字克隆體”,通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、VR、AR、人工智能等技術的支持,把數(shù)字克隆體與現(xiàn)實實體一一對映、連接、交互,最終達到通過虛擬世界,認知、分析、管理和操控現(xiàn)實的目的。
基于iBUILIDING美的樓宇數(shù)字化平臺,搭建的數(shù)字孿生辦公空間管理系統(tǒng),相比傳統(tǒng)的數(shù)字化管理方式,可以實現(xiàn)物理世界和現(xiàn)實世界之間的全面感知、精準映射、智能推演。將數(shù)字孿生技術與舒適性技術結合,實現(xiàn)了室內環(huán)境可視化管理全新體驗、全周期閉環(huán)管理、仿真預警和優(yōu)化。
數(shù)字孿生辦公空間管理系統(tǒng)
空間環(huán)境品質檢測,通過收集設備傳感器與額外布置的空間傳感器的信息,結合氣流仿真數(shù)值模擬技術,在虛擬端實時地可視化展示室內空氣質量分布狀態(tài),包括溫度、濕度、二氧化碳濃度、PM2.5濃度以及氣流組織分布。
舒適性/工作疲勞度模擬反饋,結合開發(fā)的個性化熱舒適與工效關聯(lián)算法,還可以實現(xiàn)室內熱舒適環(huán)境和員工疲勞度的精確預測,通過可視化顯示的方式反饋到每個員工,有助于協(xié)助管理層提升團隊的滿意度與工作積極性。
在室人員檢測和防疫模式,實時監(jiān)控辦公室內人員密度和CO?濃度狀態(tài),在超過警戒條件時自動增強新風換氣狀態(tài),開啟MDV8多聯(lián)機的殺菌模塊。尤其是在新冠疫情依舊盛行的如今,更好地關懷員工身心健康,同時保證企業(yè)不受疫情干擾可以正常經(jīng)營,是每個經(jīng)營管理者最關心的事情。
無界MDV舒適氣流技術
空間數(shù)字孿生平臺搭載的美的MDV8系列多聯(lián)機,擁有多項先進舒適氣流技術,為空間舒適性營造提供各種可能。
MDV8系列多聯(lián)機
360°環(huán)形出風,傳統(tǒng)的四面出風,只有在四個導風葉片處有送風,正對著邊角的區(qū)域吹不到風。而MDV8不間斷的設計,送風面積擴大20%,帶來更均勻、更舒適的氣流。
360°環(huán)形出風——舒適氣流無死角
獨立擺風,單獨控制四個導風百葉和調整不同模式,給用戶帶來可控制的風。結合個性化熱舒適預測算法,更好地滿足室內不同人各種各樣的熱需求。
傳統(tǒng)產(chǎn)品,所有送風方向必須一致,無法獨立控制導風條
4個導風方向可單獨調節(jié)
人體感應智慧風,通過搭配智能紅外人感,實現(xiàn)智能的擺風角度調節(jié),以及輪換擺風,實現(xiàn)空間溫度均勻性和不直吹個體之間的均衡。
風避人
感應不到個體溫差,相同的出風
感應到個體溫差,吹出不同角度的風
設計階段助力實現(xiàn)舒適空間新邊界
作為設備廠商,如果在方案設計階段沒有與建筑做較好匹配的話,其整個運行階段的能效和舒適性能將大打折扣。例如,由于前期設計階段選型過大會導致部分負荷率較低,限制系統(tǒng)能效;建筑設計對美觀的追求使室外機的安裝空間受到限制,導致整體散熱不佳影響室內空間的制冷/制熱效果;室內空氣調節(jié)末端安裝位置設計不合理,導致室內溫度和風速的不均勻,影響用戶的舒適性等?;诖?,美的樓宇科技通過將建筑能耗仿真技術與設備本身的性能仿真技術進行耦合,構建了“美智解”暖通方案設計平臺,在面向用戶提案設計的階段,降低設備系統(tǒng)能耗的同時保證健康舒適的室內環(huán)境。
數(shù)智化暖通方案設計平臺
把復雜留給美的,讓用戶更簡單。
美的樓宇科技致力于用智慧賦能建筑,為城市創(chuàng)造更多可持續(xù)的價值。同時,我們也持續(xù)在室內空氣品質,舒適氣流營造等相關技術上不斷打磨精煉。我們會用零碳與舒適相協(xié)調的整體解決方案,與各行業(yè)伙伴共創(chuàng)綠色健康舒適的建筑環(huán)境。