30多年來美國“天然資源保護委員會(NDRC - Natural Resources Defense Council)”一直致力于美國的環境保護。當集團決定在加利福尼亞州Santa Monica設立一個地區辦事處時,他們把建筑與環境的協調性放在首要地位加以考慮。以演員和資源環境保護者Robert Redford命名的該建筑,設計目標是使用先進的技術和材料,并綜合考慮到節能因素,立增把該建筑設計成一個綠色大樓的樣板工程,從而為環境保護樹立起一個典范。
該大樓由NRDC大規模改建并在2003年11月開放使用,它推進了環境保護型建筑設計和施工技術。該大樓收集和過濾雨水、淋浴水和水槽污水,用于灌溉綠化,清洗廁所,所以用水量比同樣大小的標準大樓少60%。最大限度利用自然光,使用高效的室內電氣裝置和用具、專用燈具、可調光電子鎮流器,房間占用狀態傳感器、高效空調器和特佳的絕緣,采用了這些措施和裝置,預計電力消耗可減少54%。大樓屋頂安裝了太陽能電池,可以滿足大樓20%的電力需要。該大樓完全實現了與環境的協調性,美國綠色大樓委員會(USGBC - U.S. Green Building Council)將它評為LEED(Leadership in Energy and Environmental Design, 節能和環保設計先驅)白金級,譽之為國內“最綠色”的大樓。
取得成功的要素
簡單地說該大樓與其環境達到了充分的一致,NRDC更進一步計劃利用該建筑,向參觀者展示,智能建筑系統的非凡性能和實際效率,提供形象化證據使,參觀者耳目一新。NRDC找到了南加利福尼亞州愛迪生電力公司(SCE - Southern California Edison),來設計整個大樓的智能建筑系統以及能源使用模式,并在大樓底層“環保活動中心”設計一個公共展臺,用以展示該系統的能源使用狀況的實際數據。
展臺命名為“綠色大樓展臺(Green Building Exhibit)”,由裝在較大墻壁上的監控器構成,展示大樓的圖象和說明大樓為何是綠色大樓的文字信息。在監控器上有4個面板,分別顯示太陽能的利用情況、水的使用情況、致熱和致冷系統的能耗和照明的能源消耗情況。一個觸摸屏可以讓參觀者瀏覽當前的能源統計數據。“能一目了然地看到大樓的綠色數據流,感覺真是棒極啦,”NRDC環保活動中心同事Evelyne Slavin說,“實實在在看到我們的大樓正以45%的速率節約著能源,這是我們的參觀者意想不到的。”
為了獲得這些信息的輸入,南加利福尼亞州愛迪生公司需要傳感器網絡和智能設備來處理要顯示的數據。公司求助于總部設在加利福尼亞州塔斯廷(Tustin)的ASW工程咨詢公司。公司專門幫助顧客確定和實施有效措施來提高能源利用效率,改進系統運行和降低運行成本。包括ASW在內的SCE團隊為能源監測系統開發高級的設計,包括信息收集點、收集點的類型(也即數字式或模擬式)、面板和儀表配置的設計。
SCE團隊面臨的最大問題是如何處理來自傳感器的數據。LEED認證要求設施符合選項B中規定的長期、連續的性能檢測。選項B即采用美國DOE的國際性能檢測和驗證協議(IPMVP)技術的方法。基于PC的服務器會是傳統的解決方案,但是會增加用于PC、Microsoft操作系統和提供圖形用戶接口所必需的“前端”軟件的數千美元支出。同時,還會有諸如Windows安全升級和服務程序包等進行中的維護問題。這是NRDC不愿負擔的成本支出。為了解決成本和PC固有的維護問題,我們選擇了基于LonWorks的網絡和Echelon i.LON 100因特網服務器作為嵌入的硬件解決方案,ASW高級項目工程師Dennis Rowan說,“結果是一個比PC方案更穩固的解決方案,而且它可能成為所有新建商務大樓的標準,”ASW的負責人和共同創建者之一的David Wylie接著說。
LonWorks是一個低成本、互可操作的控制系統,它讓智能設備能在簡單的網絡上進行對等通信,形成開放式體系結構和經濟安裝,便于編程、定制、操作、服務和擴大。i.LON 100因特網服務器用作Web服務器,從而不再需要單獨的PC服務器。結果是資本投資降低,更為重要的是不再需要維護。
SCE向埃施朗公司授權的LonWorks網絡集成商,加利福尼亞州La Verne的VaCom技術公司提供資金,以便它提供基于LonWorks的監控網和i.LON 100服務器。為了收集電力、煤氣、用水以及太陽能發電、天氣狀況等數據,安裝了22個獨立的傳感器,連接到幾個LonWorks LonPoint數字和模擬輸入模塊上。這些信息饋送到3個i.LON 100,它們能存儲長達5年的歷史數據,其中一個i.LON作為Web服務器,以基于瀏覽器的格式向監控器傳送處理過的信息以便顯示。一個稱為分析節點的單獨的LonWorks設備使用SCE團隊提供的一組方程式處理原始數據,并和同樣大小的“典型的”大樓相比,估算綠色大樓當前的工作狀況。
高效安裝
LonWorks安裝方便、安全可靠的聲譽在本項目中經受了考驗。由于大樓隆重開張的最后一分鐘安排——包括Robert Redford在內的一批名流將蒞臨觀禮,VaCom只獲得了一天的時間來安裝系統。“我們擁有種類如此繁多的傳感器,使用傳統的系統,我確信在閱讀數據上會有某些問題,” VaCom總裁Doug Scott說,“使用了基于LonWorks系統,我們僅在一天內就將系統安裝投產,整個系統都能按設計要求運行。”
綠色大樓展臺也象大樓本身一樣有效地工作。