建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的建筑節(jié)能分析

文｜ 廈門市宏業(yè)工程建設(shè)技術(shù)有限公司 吳秋萍

實(shí)施建筑節(jié)能是建設(shè)領(lǐng)域貫徹落實(shí)國家節(jié)能減排戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)變行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長方式，提高建筑功能品質(zhì)，緩解資源、環(huán)境矛盾的重要舉措。

1 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和建筑節(jié)能的關(guān)系

建筑能耗包括建造能耗和運(yùn)行能耗兩部分，前者指建筑材料生產(chǎn)和運(yùn)輸用能、房屋建造和維修過程中的用能，后者即建筑物采暖/空調(diào)、照明、給排水系統(tǒng)，以及辦公設(shè)備和電梯等設(shè)備的能耗。

建筑節(jié)能具體指在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用和改造過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高保溫隔熱性能和采暖供熱及空調(diào)制冷、制熱系統(tǒng)的效率，加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生能源，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下減少供熱，空調(diào)制冷、制熱，照明，熱水供應(yīng)的能耗。

業(yè)內(nèi)專家對(duì)建筑全生命周期成本的分析結(jié)果表明，規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工成本僅占總成本的25%，而運(yùn)營使用成本占到75%。因此，建筑運(yùn)行能耗應(yīng)是建筑節(jié)能關(guān)注的重點(diǎn)。

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查，民用建筑運(yùn)行電能消耗情況大致如圖1所示。顯然，在建筑運(yùn)行能耗構(gòu)成中，空調(diào)和照明能耗具有舉足輕重的地位。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是建筑智能化系統(tǒng)的重要組成部分，能夠?qū)ㄖ錈嵩础⑼L(fēng)空調(diào)、給排水、電梯、變配電、照明系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合管理與統(tǒng)一協(xié)調(diào)，通過分布式的直接數(shù)字控制器（DDC）對(duì)建筑內(nèi)的空調(diào)、照明等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集和控制，從而發(fā)揮改善系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)、提高管理水平、節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用、降低管理人員勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行能耗的作用。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)自上世紀(jì)引入我國后，發(fā)展迅速。目前我國的大型公共建筑中約有90%安裝了這類系統(tǒng)，在節(jié)能降耗方面取得了明顯的效果。

圖1 民用建筑運(yùn)行電能消耗情況圖

2 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施

2.1 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)包括冷熱站、空調(diào)機(jī)組、空調(diào)末端。空調(diào)系統(tǒng)能耗是建筑物能耗中最大的一項(xiàng)。BAS能夠使之得到最大可能的降低。

（1）臺(tái)數(shù)控制：BAS能夠根據(jù)實(shí)際供冷量需求，實(shí)時(shí)加減冷水機(jī)組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

（2）變頻控制：對(duì)設(shè)有冷凍水二次泵的系統(tǒng)，BAS可采用變頻技術(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，降低其能耗。

（3）變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）：采用壓力無關(guān)型變風(fēng)量箱構(gòu)成變風(fēng)量系統(tǒng)，基于變風(fēng)量箱（末端）的送風(fēng)量與風(fēng)道壓力無關(guān)的特點(diǎn)，在保證處于“最不利點(diǎn)”處末端的送風(fēng)量足夠的前提下，依據(jù)令各使用中的變風(fēng)量箱風(fēng)閥開度均保持為85%～95%的原則，調(diào)整變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的轉(zhuǎn)速（此即變靜壓自動(dòng)控制），可降低變風(fēng)量空調(diào)機(jī)的風(fēng)機(jī)能耗。

（4）采用節(jié)能設(shè)定值：從節(jié)能角度出發(fā)來確定室內(nèi)溫、濕度的設(shè)定值，通過BAS來保證室內(nèi)溫、濕度維持在設(shè)定值范圍內(nèi)。

國務(wù)院辦公廳《關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行公共建筑空調(diào)溫度控制標(biāo)準(zhǔn)的通知》規(guī)定：夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置不得低于26℃，冬季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置不得高于20℃。據(jù)測(cè)算，夏季空調(diào)室溫設(shè)定值每提高1℃可節(jié)電5%～10%。

（5）新風(fēng)量控制：在過渡季節(jié)采用焓值控制系統(tǒng)，使用最大新風(fēng)量以節(jié)約能源。

（6）熱交換控制：夏季，由于新風(fēng)溫度較高而排風(fēng)溫度較低，可利用兩者的風(fēng)道熱交換降低新風(fēng)溫度，以節(jié)約能源。

2.2 照明系統(tǒng)節(jié)能

照明系統(tǒng)包括室內(nèi)照明、走道和應(yīng)急照明、室外景觀照明等。照明系統(tǒng)的能耗在大型建筑中往往僅次于空調(diào)系統(tǒng)。

BAS可以對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行靈活的自動(dòng)控制和管理，在保證照度的同時(shí)盡可能地使照明系統(tǒng)更節(jié)能。例如，BAS可以根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間表自動(dòng)定時(shí)開閉燈光；可以充分利用光照度傳感器感知現(xiàn)場(chǎng)的光亮度，并據(jù)此自動(dòng)調(diào)整區(qū)域內(nèi)開閉的照明回路數(shù)量；可以根據(jù)節(jié)假日分級(jí)管理，變換預(yù)設(shè)的場(chǎng)景亮燈模式；還可與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，結(jié)合梯控，根據(jù)人員進(jìn)出情況控制照明等。

引入BAS進(jìn)行照明控制后，通常可使用電量減少30%以上。

3 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在建筑節(jié)能工作中存在的問題及解決建議

根據(jù)建設(shè)部、財(cái)政部《關(guān)于加強(qiáng)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)施意見》，廈門市被定為全國23個(gè)建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)試點(diǎn)城市之一，從2007年11月起全面開展涵蓋建筑能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能效公示及能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等內(nèi)容的建筑節(jié)能監(jiān)管體系的建設(shè)。廈門市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的節(jié)能目標(biāo)，是截至“十二五”期末，總能耗下降20%。廈建節(jié)〔2011〕 24號(hào)文件規(guī)定，自2012年1月1日起，新建大型公共建筑建成后必須經(jīng)建筑能效專項(xiàng)測(cè)評(píng)，凡達(dá)不到工程建設(shè)節(jié)能強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的，不得辦理竣工驗(yàn)收備案手續(xù)。顯然，不管從建筑運(yùn)營自身需要的層面還是從政府管理層面來看，建筑節(jié)能都勢(shì)在必行。

筆者建議，從以下幾方面改善BAS的建筑節(jié)能效果。

（1）相關(guān)部門應(yīng)重視BAS的作用，在設(shè)計(jì)、施工圖審查、監(jiān)理、檢測(cè)、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)把好關(guān)，推動(dòng)系統(tǒng)建設(shè)水平的提高。

（2）建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)專業(yè)設(shè)計(jì)、調(diào)試人員應(yīng)及時(shí)學(xué)習(xí)理解政府建筑節(jié)能相關(guān)規(guī)范、要求和行業(yè)技術(shù)發(fā)展，以節(jié)能的理念實(shí)施最佳的控制。

（3）應(yīng)由專門的機(jī)構(gòu)和人員對(duì)已竣工驗(yàn)收、投入使用的BAS進(jìn)行管理操作。BAS涉及暖通、電氣、給排水等多個(gè)專業(yè)，其管理人員不但需要精通自控專業(yè)知識(shí)，還需要了解暖通空調(diào)、給排水、變配電等方面的系統(tǒng)知識(shí)。只知其然而不知其所以然的操作人員只能按照操作手冊(cè)對(duì)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的監(jiān)控。在綠色建筑評(píng)價(jià)及建筑能效測(cè)評(píng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運(yùn)行管理情況是重要的評(píng)價(jià)對(duì)象之一。建筑運(yùn)營管理應(yīng)注重專業(yè)人才的培養(yǎng)，在建筑設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)中采用先進(jìn)、科學(xué)的方法與手段實(shí)施專業(yè)的管理，才能使BAS在建筑節(jié)能中發(fā)揮最大的作用。