Delta樓控系統在鄭州中原萬達廣場節能中的應用

杜 娟(加拿大Delta控制有限責任公司， 北京 100027)

1 項目概述

鄭州中原萬達廣場坐落于鄭州市中原路與秦嶺路交匯處，是萬達集團在鄭州市投巨資建設的第一個城市綜合體項目，也將是鄭州典型的城市綜合體建筑，是由SOHO、公寓、購物中心、精品商業街等組成的一個集居住、辦公、購物、娛樂等多功能于一體的高效能綜合體。項目規劃總占地92 679.26m2，建筑面積76萬m2，其建成后將成為鄭州繼國際會展中心、裕達國貿、廣播電視發射塔后的又一最新地標。

在該項目中，萬達集團特別注重建筑的“節能、舒適、綠色和智能化”程度，并在項目設計過程中引入“綠色建筑“理念，即各個環節都按照”綠色建筑“標準執行，尤其是在給排水、電氣暖通等方面尤為突出。目前，鄭州中原萬達廣場已通過國家”綠色建筑“標準。

2 設計需求

作為鄭州市形象綜合體，其樓控系統存在機電設備復雜、位置分散、負荷大、節能需求高等特性。建筑能耗主要來自于機電設備，降低能耗的關鍵是運行管理，BAS就是實現節能管理的有效手段，在強調BAS建設的同時，萬達集團結合企業運營管理的需要，在整合弱電系統的基礎上，提出“一鍵式”集中管理的控制模式。

一鍵式”集中控制即通過智能化控制系統使全國各地萬達廣場的設施設備實現標準化運作，依據不同地區氣候特點設置運行策略并自動控制，對廣場內所有機電設備進行動態監測，獲取并分析運行數據，對各種預警情況進行快速處理，使日常運行管理簡單清晰、綠色節能。

3 系統結構

該項目采用的是加拿大Delta控制公司提供的ORCA樓宇自控系統。ORCA樓宇自控自上而下均采用BACnet協議，具有優異的開放性，可實現樓宇設備間的無縫整合，是國際最先進的樓宇自控系統之一。ORCA系統結構是一種分級式結構，其適應性非常強，無論是大型的綜合性網絡還是小型獨立系統，都可以保證系統通訊的簡便、靈活、高效。系統結構分為3級，即系統級、應用級和現場擴展級。系統結構圖如圖1所示。

圖1 ORCA樓宇自控系統

4 系統監控內容

在該項目中，ORCA系統主要針對中央冷源系統、空調通風系統、給排水系統、電梯系統、變配電系統和發電機等進行綜合監控和節能控制。中央冷源系統的監控通過網關，與冷水機組進行通訊，讀取冷機內部數據，并根據客戶的要求實現對冷水機組的能源管理和輪值運作，達到節能的目的。空調通風系統的監控對象包括空調機組、新風機組、排風機、送風機等設備。給排水系統對集水坑，排污泵等設備進行監測。電梯、變配電、發電機等第三方設備通過網關將其內部監測數據傳至ORCA系統操作站，用戶可以根據需求對需要的數據進行顯示，記錄，分析并生成報表。

4.1 冷凍站

中原萬達廣場大商業冷凍站有冷水機組4臺，冷凍水循環泵6臺，冷卻水循環泵5臺，冷卻塔4臺；百貨冷凍站有冷水機組2臺，冷凍水循環泵3臺，冷卻水循環泵3臺，冷卻塔2臺。

監測點位包括：冷水機組啟停，累計運行時間；冷水機組運行狀態，故障報警；冷卻水泵和冷凍水泵運行狀態,故障報警;冷卻塔風機運行狀態、故障報警及手/自動狀態；冷水機組回水流量；冷凍水供，回水溫度；冷凍水供回水壓力檢測；冷卻水供回水溫度。

冷水機組控制：根據冷溫水供水總管溫度、回水總管溫度和回水總管的流量，計算出大樓的平均負荷，確定機組及水泵的啟停組合及運行臺數自動減載、加載，實現優化運行，以適應冷機負荷的變化、達到最佳節能的目的。冷水機組啟停，按時間表和程序自動控制冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、管路上的電動蝶閥、冷卻塔風機的啟停和電氣聯鎖。機組啟動時，先開冷卻塔蝶閥、啟動冷卻塔風機，再開冷卻水蝶閥、啟動冷卻水泵，再開冷凍水蝶閥、啟動冷凍水泵，根據冷卻水流信號和冷凍水流信號啟動冷水機組；當停機命令發出時，首先停止冷水機組運行，接著關冷卻塔風機，再關冷卻水泵和冷凍水泵。根據冷卻水供回水溫度控制冷卻塔風機的啟停及啟停的臺數，以實現節能控制。根據總供回壓差調節壓差旁通閥的開度，維持系統的壓力平衡。

用戶可根據自己的需求，在系統軟件上對特定的溫度、濕度、壓力等信息點做歷史記錄趨勢分析，對報警信息集中處理。

4.2 暖通空調

中原萬達廣場暖通設備的主體是空調機組和新風機組。針對現代的大型商業活動區和百貨商場，平面建筑空間較大，維護結構的傳熱及輻射負荷相對較小；照明設備較多且發熱值高；人員密度高等特點。樓宇自控系統對暖通空調設備采取自動節能控制，使能源消耗大大降低，進而可節約大量的資金。

1)空調機組

空調機組監測點位：機組運行狀態(DI)、故障報警(DI)、風機手/自動狀態(DI)、風機壓差狀態(DI)、回風溫度檢測(AI)、送分溫度檢測(AI)、回風CO2濃度檢測(AI)、過濾器堵塞狀態(DI)、防凍報警狀態(DI)。

空調機組控制方式：采用最佳啟停控制程序對空調機組進行最佳時區啟停控制，保證上班前對被控區域進行預冷(夏季)或預熱(冬季)；通過對測量所得新/回風溫濕度計算確定室內/外空氣焓值,根據室內外新風情況，聯合調節新、回風閥開度，保證全年節能調節，最大限度利用自然冷源；根據CO2濃度監測，對新回風閥開度進行調整，保證室內最佳的空氣質量；根據回風溫度和回風溫度設定值，采用PID調節電動水閥開度，以使室內溫度滿足要求，減少能源浪費；在冬季如果防凍保護報警，此時機組停止運行，風閥關閉，熱水閥完全打開，待報警解除后，機組正常運行。

用戶可根據自己的需求，在系統軟件上對特定的溫度、濕度、壓力等信息點做歷史記錄趨勢分析，對報警信息集中處理。

2)新風機組

新風機組監測點位：機組運行狀態(DI)、故障報警(DI)、風機手/自動狀態(DI)、風機壓差狀態(DI)、送分溫度檢測(AI)、過濾器堵塞狀態(DI)、防凍報警狀態(DI)。

空調機組控制方式：采用最佳啟停控制程序對新風機組進行最佳時區啟停控制，保證上班前對被控區域進行預冷(夏季)或預熱(冬季)；機組在得到啟動信號時，先打開新風閥，再啟動機組；根據送風溫度和送風溫度設定值，采用PID調節電動水閥開度，以使送風溫度滿足設定要求，減少能源浪費；在冬季如果防凍保護報警，此時機組停止運行，風閥關閉，熱水閥完全打開，待報警解除后，機組正常運行；在冬季機組關機的狀態下，水閥也要保持最小開度，防止盤管凍壞。

用戶可根據自己的需求，在系統軟件上對特定的溫度、濕度、壓力等信息點做歷史記錄趨勢分析，對報警信息集中處理。

4.3 通風設備

中原萬達廣場的通風設備主要為送風機、排風機、誘導風機等。由于建筑面積巨大，為保證室內空氣質量除了在有新風機組和空調機組的同時還應有送排風機等通風設備。

1)監測點位：運行狀態(DI)，故障報警(DI)，風機手/自動狀態(DI)；車庫CO濃度(AI)。

2)控制方式：對普通送排風機編制時間表，按照時間表的規定啟停；對地下車庫的送排風機和誘導風機，需要根據CO濃度和CO濃度設定值，啟停送排風機，在保證車庫空氣質量的前提下最大限度地節能。

用戶可根據自己的需求，在系統軟件上對特定的溫度、濕度、壓力等信息點做歷史記錄趨勢分析，對報警信息集中處理。

4.4 給排水

給排水監測點位：水泵工作狀態、故障報警；集水坑、水箱的液位檢測和報警；管網壓力監測。

該項目中對給排水設備并沒有實施控制，只對設備報警和水位進行監測，當水位超限或者設備報警，軟件可以及時彈出報警警示框，提示操作人員可以對報警設備及時處理。

4.5 其他系統

變配電的能源管理、發電機和智能照明等設有獨立的監控系統，節能效果由其獨立的監控系統完成。按要求，BA系統與上述各系統都通過通訊接口的方式讀取系統的相關數據，采取只監不控的方式接入。BA系統對上述各系統的相關數據可進行歷史數據的保留和查詢。

5 “一鍵式”集成

萬達廣場“一鍵式”集中控制的目的，是通過建立集中控制平臺，將暖通空調、給排水、變配電監視、火災報警、視頻監控、防盜報警、門禁管理、電子巡更、公共照明、夜景照明、電梯監視、客流統計、停車管理、信息發布、背景音樂、能耗計量16項智能設備系統的控制管理集成在一個管理界面上，從而實現降低人工成本、保證運行品質、降低運行能耗的目標。

“一鍵式”集中控制軟件與各個機電子系統之間，要求采用標準的通信接口，原則上應采用表1所列出的兩種通信方案之一。

表1 數據庫與機電子系統的通信接口

方案1的物理、鏈路層采用以太網標準，網絡層為IP協議，上層為BACnet。即采用BACnet/IP通信標準。BACnet通訊協議是迄今為止在樓宇自控領域唯一的國際標準(ISO-16484-5)，是實現系統和設備集成的基石。Delta是全球首家采用BACnet協議作為樓控產品通訊協議的樓控廠商，目前，Delta產品自上而下均采用BACnet協議，可兼容不同品牌樓宇設備，可實現同一平臺對樓宇各子系統的綜合監控和集中管理。

6 結束語

隨著經濟發展的突飛猛進，對建筑業發展的要求也越來越嚴格，智能建筑節能上了一個新的臺階，但是節能不是一次性就可以解決的，而是通過記錄總結，不斷挖掘節能潛力，持續漸進的過程。ORCA樓宇自控系統為鄭州中原萬達廣場建筑內的機電設備提供了高效、先進、穩定的自控節能技術，為“一鍵式”集成提供了標準化、全開放的通訊協議，為整體建筑實現節能降耗提供了有力保障。在科技快速發展的未來，相信會有更多更好的節能措施應用在智能化建筑系統中。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T50314-2012智能建筑設計標準[S].北京: 中國計劃出版社, 2012.

[2]齊維貴等.智能建筑設備自動化系統[M].北京:機械工業出版社，2010.

[3]蔡文建等.建筑節能技術與工程基礎[M].北京:機械工業出版社，2008.

[4]陸耀慶等.實用供熱空調設計手冊第二版[M].北京:中國建筑工業出版社，2008.

[5]萬達商業規劃研究院.萬達廣場”一鍵式”集中控制設計標準[S].2012.3.