關于虹橋機場2號航站樓的樓宇自控系統節能辦法的研究

黃煜宇（上海機場建設指揮部，上海　200333）

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關于虹橋機場2號航站樓的樓宇自控系統節能辦法的研究

黃煜宇
（上海機場建設指揮部，上海200333）

摘要：本文通過樓宇自控系統和航班信息系統的系統集成，合理控制候機樓內的暖通、照明設備，將最大程度地降低候機樓能源浪費，達到節能目的。

關鍵詞：BAS樓宇自控系統；AIS航班信息系統；暖通；照明；節能

一、背景介紹

隨著我國《公共建筑節能設計標準》的實施，政府已把合理利用能源、提高能源利用率、節約能源提高到一個相當的高度，整個社會也在倡導節約型社會。樓宇自控系統作為機場運行管理系統的一個重要組成部分，其對機場運行管理及節能的作用在浦東機場已得到充分證明。

二、節能研究方向

虹橋T2航站樓因其大空間、頻繁的航班起落架次和龐大的旅客吞吐量得特點，節能措施的優劣直接影響到機場得運行和成本控制。因此對航站樓內節能措施的研究和實施其意義尤為重要。一般來說，機場運作的核心系統是機場航班信息系統，而航站樓內設備設施運行管理的核心系統是樓宇自控系統簡稱BA系統。通過樓宇自控系統和航班信息系統的系統集成、對空調系統、照明系統等等子系統進行合理控制，將節能策略應用到設備控制的各個環節，并制定一系列有效的節能措施，以實現節能目標。

三、節能目標

節能的目標是按照《公共建筑節能設計標準》要求及思想進行設計，并結合機場自身的運行特點，在保證相同的室內環境的參數條件下，與未采取節能措施相比，全年暖通和照明的總能耗顯著減少20%～40%。

樓宇自控系統設計的主要目標就是實現機場機電設備的集中管理和節能管理。主要體現在設備運行的高效管理，綠色建筑的控制方法及人性化服務等幾個方面。

節能管理涉及：集成管理系統、照明控制、空調機組、VRV機組、通風系統控制、其他相關系統的集成。其中暖通系統和照明尤為重要。

四、虹橋機場樓宇自控系統管理平臺簡介

節能最基本的手段是通過各系統的統一管理，高效使用。因此要求系統具備強大的集成能力方能將各子系統集中到同一平臺，實現集中管理。

虹橋機場樓宇自控系統采用JOHNSON CONTROL的MESA系統，MESA系統在控制層和通信層具有非常好的開放性。機場BAS系統架構可分為控制層、通訊層和管理層：

圖1

1.控制層

在控制層通過LONwork、Modbus、BACnet等標準的開放技術將各種不同的機電系統集成，使之相互協調聯動。

2.通信層

在通信層利用IT技術和成熟的地解決方案通過標準數據庫、OPC、WEB接口將不同的信息系統集成。

3.管理層

在管理層，管理平臺具有B/S（服務器、瀏覽器）架構，針對機場大量的設備實現統一的設備運行監控管理，提高工作效率、綜合管理水平、設備維護水平以及節約能源降低運行成本的最終目的。

五、虹橋機場樓宇自控系統節能手段

暖通和照明作為候機樓內主要的能源消耗，其節能潛力巨大，因此我們分別就暖通和照明，以樓宇自控系統為控制手段，通過時間程序、航班聯動達到節能。

1.暖通系統節能辦法

夏季室內溫度低1℃或冬季高1℃，其空調能耗將增加約8%左右，對于機場如此大的空間，這個比例會更高。我們通過對空調機組的時間程序、航班信息聯動控制達到節約能耗的目的。

（1）時間程序控制

機場建筑的相關功能一般都有著比較固定的時間安排（除登機、到達區域），制定時間控制程序時，首先應細分各機組的服務區域，以確保在運營的區域能得到良好的保障而能量不浪費在不運營的區域。

空調機組及相關排風機、送風機由相關時間程序控制定時的關閉和啟動。各機組和風機、水泵可與不同的時間程序相關聯，設備運行的時間需要和實際的需求相關聯，這樣大大減少了不必要的能源消耗。

（2）航班信息系統集成的聯動控制

由于航班運的特點，候機廳與到達廳（登記、到達）可能處于不同的運行工況：夜間空置狀態；較長時間的臨時空置狀態；客流正常狀態；客流激增狀態等。且運行時間相對不固定，因此不能單單依靠時間程序來控制。

通過BAS（樓宇自控系統）與AIS（航班信息管理系統）的集成，樓宇自控系統獲取航班信息，通過航班到達或出發的時間來控制對應區域的機電設備，該方式較傳統的時間程序控制更靈活，更高效。

但要真正地實現航班的聯動，需要大量的分析和測試。如果僅僅是在BAS 與AIS間建立一個集成平臺，而忽略機場的特殊性，在程序編寫方面沒有考慮機場的實際情況如航班的特新、旅客的走向、機組的性能、空調風系統、候機樓冷熱源、候機樓內需要的制冷制熱量等特性，往往航班聯動到實際應用時都不能達到預期的目標。

提到用樓宇自控系統節能降耗時，往往會想到用停止設備的運行就可以節能，這種說法其實并不完全對。作為機場應該在滿足國家或地方標準的前提下，將不需要的能源停止后仍能滿足環境標準是停止已運行設備。但什么時候停止？做法的不同得到的結果的大不一樣。設備的頻繁啟動還會影響到設備的使用壽命，機場是一個大的空間，如果將空調機組停下來節能降耗，那么在下個航班到來時再將機組打開升溫或降溫，這將耗費大部分的熱源和冷源。同時設備的頻繁啟停導致：①設備維修成本增加。②能源負載增加，頻繁在滿負載下運行，同樣增加能耗和影響機組壽命。所以采用停設備運行的方式在實際運行中并不完全可行。

通過上述研究，我們希望可以通過航班信息提供的航班時間、值機柜臺、登機口、機位、行李提取區域等信息，結合機場旅客的走向、空調機組的工作區域、冷熱交換站提供的機組能源區域等條件。在有旅客經過的區域采用樓宇自控系統自動修正溫度設定值，提高該區域的舒適度，在沒有旅客的區域相應調低溫度標準，使旅客始終處于一個良好舒適的候機環境，同時減少不必要的能源損耗。同時系統自動判斷上一個航班與次航班的時間差，當航班密度不大時，表示候機樓內旅客不多，負載小，系統就會根據這一條件自動提示操作員關閉部分空調機組。根據出發旅客流程將航站樓劃分為134個空調控制區域，到達流程分為65個空調控制區域，根據航班動態自動開啟相關航班旅客活動區的空調，關閉長時間旅客不使用的區域的空調，區域劃分及聯動示意圖如圖1所示。

2.航站樓照明的節能辦法

2.1照度控制

航站樓的照明回路中有近10%的照明是基本照明負荷設置，以防止突發事件造成公共場所由于無光源而發生混亂狀況。另外30%的照明是利用光照度傳感器控制，這部分照明回路可以自動根據自然光的強度控制照明啟停。目前光照度傳感器設置為550±80LUX，這樣現場照明能自動分辨白天和夜晚，以及陰雨天，當光照度不足（低于550LUX）時，隨時補充照明。

2.2航班聯動控制

為了更好地進行節能工作，對于剩下的60%的照明，我們可以在光照度控制的基礎上增加航班聯動控制。

具體的控制方法：白天（光照度大于630LUX）航班聯動關閉，晚上（關照度小于470LUX）打開航班聯動，并關閉光感控制，其航班聯動控制方式與相同位置上的空調機組航班聯動綁定同步實施。

結語

通過實施樓宇自控系統的航班聯動控制，有效結合航班信息與資源分配信息，依據航班進出港狀態和實際人流情景調整相關數據，實時調控能效，可以使樓宇自控系統脫離了人工設置時間表的工作模式，真正實現了全自動控制，能量的自動調節，并且達到節能降耗的目的。不僅可以為虹橋機場帶來巨大的經濟效益，同時也提升機場的管理水平。

參考文獻

［1］邵民杰，閔加，毛亮.浦東機場二期航站樓樓宇自控系統節能研究［C］.上海空港，2006.

中圖分類號：TE08

文獻標識碼：A