某大型購物中心建筑設備監控系統設計案例分享

李春鵬廣東省建筑設計研究院 廣東廣州 510623

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某大型購物中心建筑設備監控系統設計案例分享

李春鵬
廣東省建筑設計研究院 廣東廣州 510623

【摘要】在建筑智能化系統中，建筑設備監控系統（BAS）是最能體現建筑節能的系統，是和建筑環境聯系最密切的系統，同時也是關聯技術最多的系統。要設計一個先進合理，經濟適用的建筑設備監控系統，需要設計人員對設備、工藝、機電系統十分熟悉，也需要設計人員與業主、物業管理公司和其他相關專業工程師做充分的溝通和需求分析。筆者將結合實際工程案例和用戶需求與讀者分享某大型購物中心項目BAS系統設計的心得和體會。

【關鍵詞】建筑智能化；樓宇自控；設備監控

在建筑智能化系統中，建筑設備監控系統（BAS）是最能體現建筑節能的系統，是和建筑環境聯系最密切的系統，同時也是關聯技術最多的系統。要設計一個先進合理，經濟適用的建筑設備監控系統，需要設計人員對設備、工藝、機電系統十分熟悉，也需要設計人員與業主、物業管理公司和其他相關專業工程師做充分的溝通和需求分析。筆者有幸參與了深圳某國內著名品牌購物中心的建筑設備監控系統設計，該工程的BAS系統設計遵循了“面向用戶、以用戶需求為導向”的設計原則，在對空調設備監控策略的設計上有自己的特色。

根據該項目機電系統的設計和業主的需求，建筑設備監控系統的監控內容包含如下9個方面：

1、換熱站系統監控

2、環境監測（溫度、濕度、CO2濃度）檢測

3、天面風井水位監測

4、給水，消防系統分區減壓閥監測

5、商鋪水閥監控

6、通風空調系統監控

7、送排風系統監控

8、給排水系統監控

9、扶梯、電梯系統監控

其中，換熱站系統監控和扶梯、電梯系統監控由區域冷站設計單位和電梯廠家提供配套群控系統，并通過高階接口接入本項目建筑設備管理系統（BMS）。筆者負責其余內容的設計。下面，筆者將結合工程實際和用戶需求，與讀者分享本項目BAS系統設計的一些特別之處。

一、通過優化AHU空調系統監控策略避免商業中庭送風冷熱不均的問題

該購物中心共有五層，地上四層、地下一層，內部通過中庭的大洞將建筑物內的公共空間連成一個整理，中庭的頂部設計了自然采光的玻璃頂棚。空調工程師在進行中庭空調系統的設計時，采用了全空氣系統（AHU）+變風量末端的空調形式。這種空調形式上類似于變風量空調系統（VAV），如果BA監控策略采用VAV空調系統常用的定靜壓或者變靜壓控制——即通過風道壓力來控制送風溫度和冷水閥開度，通過送風溫度控制末端VAV Box閥門開度，將會造成低層中庭中過冷而高層中庭過熱的問題。因為，玻璃頂棚會造成中庭頂部的溫度較高，頂層VAV Box閥門往往是開到最大，而冷氣通過中庭的大洞流向底層，底層的VAV Box閥門因為溫度過低而關閉。末端風閥的開度不均衡導致空調系統高低樓層送風量差別較大，從而造成了中庭送風冷熱不均，頂層過熱、底層過冷。這也是有中庭的購物中心項目常見的空調問題。

通過和空調工程師與物業管理方的深入溝通，對AHU空調系統監控策略提出以下改進措施：

（一）在AHU送風主管上加裝溫度傳感器，空調季節時，AHU冷水閥開度由原來的根據風道壓力控制改為根據送風溫度控制，保證AHU送風溫度穩定在設定溫度。而作為AHU冷水閥開度的控制依據，送風溫度由物業根據運行經驗和氣溫狀況手動設定；

（二）AHU風量控制由原來的根據風道壓力控制風機變頻改為根據中庭頂部回風溫度控制控制風機變頻。

（三）其他監控策略不變。

商場中庭監控原理圖

上述監控測策略對建筑中庭和采光頂棚對室溫的影響提出了務實、創新的監控思路，通過將送風溫度改為手動可調，避免了末端風閥的開度不均衡的問題。實際運行結果證明，該策略能夠有效緩解中庭冷熱不均的問題。

二、結合物業管理模式優化BA系統設計

BAS系統設計除了要考慮對常規機電設備的監控，還應該考慮通過BAS系統幫助物業管理公司解決一些在日常管理工作中遇到的實際問題。

該購物中心物業管理公司向我們提出了以下四個問題：

（一）購物中心營業時間結束后，首層臨街商鋪和地下一層的超市還要繼續營業一段時間，所以空調系統不能完全關閉，冷凍水泵還要繼續運行。如果能關閉商場已經停止營業區域的空調冷凍水管，就能減少這部分冷凍水循環所需要的動能，從而節約冷凍水泵耗電量。

（二）購物中心天面有大量風井送排風口，這些風口考慮到美觀往往被要求不能突出天面設置風口，所以建筑一般采用下沉風井側面開百葉的做法，并在下沉風井內考慮排水措施。如何能有效預防雨水通過天面風井進入建筑屋內？

（三）商場結束營業后，有的商鋪往往忘記關閉風機盤管，從而造成用電浪費。

（四）商場大賣場空調一般由賣場租戶自己建設，空調形式一般為AHU。租戶AHU與建筑其他區域共用新風豎井。如何防止租戶出于減少AHU耗電量考慮，故意浪費新風？

針對物業管理公司提出的問題，對本項目BAS設計提出以下優化措施：

（一）通過與空調工程師深入配合，將商場首層臨街商鋪和地下一層商鋪的支干管獨立設置。由原設計分區域接入豎向水管改為支干管水平走管。這樣一來，商場首層臨街商鋪區域和地下一層商鋪區域冷凍水支干管和商場其他區域的冷凍水支干管相對獨立，在商場其他區域的冷凍水支干管上裝設電動水閥并由BAS按照商場營業時間自動控制開閉，就能滿足物業管理公司提出的管理要求，可以節約冷凍水泵用電。

（二）在天面下沉風井內裝設液位開關，當積水達到報警水位（低于潛污泵溢流水位）時報警，提醒物業管理人員注意，并采取相關措施。

（三）設計與電氣工程師協商，優化入戶電箱配電結線設計，在戶內風機盤管配電回路加裝接觸器，BAS通過該接觸器通斷并監視該回路工作狀態。同事，與空調工程師溝通，風機盤管水閥采用斷電自動關閉的電動二通閥。這樣一來，物業對商場租戶空調便有了控制權，當營業時間結束后，物業可以考慮切斷所有商鋪的風機盤管配電。

（四）由于大賣場租戶AHU和建筑其他區域共用新風豎井。而其他區域由于采用風機盤管+新風的空調形式。在空調季，這部分新風已經經過一次空氣處理。有的大賣場租戶故意將AHU新風閥全開，以減少AHU空氣處理耗電量。這樣做對整個新風豎井而言，卻增加了空氣處理耗電量，而這部分電費往往是通過公攤電費包在物業管理費中。大賣場租戶的行為無疑增加了物業的運營成本。設計在與暖通工程師充分溝通后，建議他們在大賣場租戶的新風豎井接口處裝設電動多葉調節閥。在空調季，電動多葉調節閥保證合理開度，即保證大賣場新風量滿足設計要求，又防止租戶自己將AHU新風閥全開；在過渡季節，電動多葉調節閥全開，租戶AHU可以盡量使用未經空氣處理的室外空氣，從而節約建筑物空調耗能。

從上述的實際案例可以看出，對空調通風系統、工藝的了解和熟悉對BAS系統設計是非常重要的。閥門、傳感器設置在合適的位置并通過合理的監控策略可以起到節約能源、提高管理效率的作用；相反，如果設置在錯誤的位置，不但達不到預期的效果，反而會影響機電系統正常運行。

三、結束語

通過和業主方、物業管理方、各專業工程師的深入溝通，了解各方需求和設計要求，本著“面向用戶、以用戶需求為導向”的設計原則，真正將用戶需求落實在設計之中，而不是照搬標準圖冊，是設計好一個復雜項目BAS系統的必由之路。也只有這樣做，才能更好地發揮BAS系統節能、高效、降低運行費用和改善環境的設置初衷。