智慧建筑BA系統對暖通空調能耗的調控實效分析

一、前言

傳統暖通空調系統運行模式較為粗獷，缺乏精準的調控機制，難以依據實際需求靈活調節，致使能源浪費現象屢見不鮮。本研究將通過翔實的數據采集、深度的數據分析，全面評估BA系統的綜合效益，為建筑節能改造與可持續發展提供有力支撐。

二、建筑暖通空調概況

（一）建筑基本信息

位于。建筑功能分區明確，1～3層為商業區，涵蓋各類零售店鋪、餐廳等；4～6層為辦公區，進駐多家企業；7～10層為休閑區，設有電影院、健身房等娛樂休閑場所。該建筑的使用人群廣泛，包括購物者、辦公人員以及休閑娛樂人員，商業區營業時間為 10：00～22：00 ，辦公區為工作日 9：00～18：00 ，休閑區營業時間則根據不同業態有所差異，整體使用時間跨度大且存在負荷高峰、低谷時段。

（二）暖通空調系統構成

該綜合性商業建筑的暖通空調系統由冷熱源、空調水系統和風系統構成。冷熱源部分，夏季采用離心式冷水機組制取冷凍水，通過壓縮機壓縮制冷劑，使其在蒸發器中蒸發吸熱，從而冷卻循環水得到冷凍水。冬季則利用燃氣鍋爐，通過燃燒燃氣加熱水來供暖。空調水系統依靠水泵驅動，使冷凍水或熱水在管道中循環，將冷熱量輸送到各個區域的末端設備。

（三）能耗現狀分析

針對該綜合性商業建筑，收集改造前一年的暖通空調能耗數據。經分析，夏季暖通空調能耗約占全年總能耗的55% ，冬季占 30% ，過渡季節占 15% 。在不同功能區域中，商業區因人員密集大、營業時間長達12小時且各類店鋪設備發熱量大，能耗占比達 45% ；辦公區在工作日能耗集中，占比為 30% ；休閑區能耗占 25% ，并隨營業時間和活動人數發生波動。進一步探究發現，每日 12～14 時和 18～20 時為用電高峰時段，冷熱源設備持續高負荷運行，導致能耗較其他時段高出 30%

三、智慧建筑BA系統改造措施

（一）硬件設備升級

在智慧建筑BA系統硬件設備升級中，為實現對暖通空調設備的全面監測，精心挑選合適的傳感器。溫度傳感器選用精度達 ±0.5^qC 的產品，安裝在各個功能區域的關鍵位置，能準確感知室內外溫度變化。濕度傳感器則采用測量誤差在 ±3%RH 以內的類型，均勻分布于不同空間，實時監測空氣濕度。同時，選用具備強大運算能力的高性能DDC控制器，快速處理傳感器采集的數據，并根據預設邏輯發出控制指令。網絡設備方面，對網絡架構進行升級，采用萬兆以太網技術，將網絡帶寬提升至原來的10倍，保證數據傳輸的高效與穩定。通過合理布局交換機和路由器，優化網絡拓撲結構，減少數據傳輸延遲，確保傳感器數據和控制指令能及時、準確地在系統各部分之間傳遞，實現對暖通空調設備的精準控制[2。

（二）軟件系統優化

構建BA系統軟件平臺，其能夠對暖通空調系統的運行狀態進行全方位實時監控，從冷熱源設備的運行參數到各個區域的溫濕度情況，均能在監控界面直觀呈現。數據分析功能可深人挖掘能耗數據、設備運行時長等信息，為優化運行策略提供依據。遠程控制功能讓管理人員能通過網絡對設備進行啟停、調整參數等操作。在系統配置環節，需依據建筑暖通空調系統的拓撲架構與設備布局，運用專業的映射算法對軟件中的設備節點進行精準的一對一映射與關聯。參數設置時，參考焓濕圖等專業工具，結合不同季節的氣象參數以及功能區域的負荷特性，科學設定溫濕度閾值與設備運行模式切換的觸發條件。例如，為營業高峰的商業區設置更高的制冷量輸出，以契合系統運行需求。

（三）系統集成與聯動

BA系統與暖通空調各子系統基于標準化的BACnet通信協議完成系統集成，搭建起統一的數據交互架構，達成各子系統數據的無阻塞共享。冷熱源系統與空調水系統集成時，冷熱源依據空調水系統回水的溫度、流量等參數，借助自適應控制算法，智能調節制冷或制熱功率，確保水溫穩定在設定的運行工況范圍內。冷熱源系統與風系統集成過程中，依據風系統對新風溫濕度的精確需求，冷熱源系統運用焓差控制技術，供應適配的處理介質。當室外氣候條件滿足焓值要求時，風系統通過變風量調節技術增大新風引人量，冷熱源系統則基于負荷預測模型降低運行負荷，實現協同節能。這種集成聯動優化了系統的運行邏輯，顯著提升了整體運行效率，在節能的同時增強了室內環境的舒適度。

四、智慧建筑BA系統對暖通空調能耗調控優化策略

（一）基于室內環境參數的控制

針對智慧建筑BA系統，需依據室內溫濕度、 CO₂ 濃度等環境參數，構建精細化的風機盤管與新風機組調控策略。運用模糊控制算法設定溫度上下限，當室內溫度突破上限，風機盤管迅速啟動制冷模式。隨著溫度向設定下限逼近，PID控制調節制冷功率，直至溫度觸及下限停止制冷。濕度控制方面，當濕度高于設定閾值，開啟除濕功能，達到正常范圍后自動關閉。新風機組則依據 CO₂ 的濃度監測數據調節新風量，當濃度超標，利用變風量技術加大新風引入，恢復正常后，維持最小新風量運行，以保障室內空氣質量和舒適度。依據季節特性，智慧建筑BA系統會對風機盤管與新風機組的運行參數靈活調適。夏季，基于室內熱舒適度及節能考量，提高溫度設定下限，以此削減制冷能耗。冬季，適度下調溫度設定上限。借助智能邏輯控制，精準調控設備啟停與運行模式，在確保室內環境舒適的同時，實現暖通空調系統能耗的有效降低[。

（二）季節適應性調控策略

夏季，鑒于室外高溫高濕的氣候狀況，BA系統運用智能算法對制冷系統運行參數進行優化。通過提升冷水機組蒸發溫度、降低冷凝溫度，在滿足室內制冷需求的同時，依據制冷循環原理降低壓縮機能耗，提升制冷效率。并且，借助負荷預測技術動態調節冷凍水流量，實現冷量精準分配，有效避免冷量浪費。冬季，室外氣溫較低，BA系統基于人體熱舒適模型，科學降低供暖溫度設定值。針對人員密集和活動頻繁區域，借助紅外感應、人員密度監測等技術，實時提升供暖溫度，其他時段則調低溫度。同時，依據室外空氣質量數據和室內 CO₂ 濃度傳感器監測結果，運用變風量控制技術精準調節新風量，平衡空氣質量與熱量損耗。過渡季節，BA系統利用溫濕度傳感器采集的室外溫度和氣候數據，控制新風閥和排風閥開度，增大自然通風量，減少機械通風及制冷制熱設備的能耗，實現節能運行。

（三）設備運行時間與負荷優化

依托BA系統強大的數據處理與分析功能，深度剖析建筑使用時間及人員活動規律，以此為基礎對暖通空調設備啟停時間進行優化。以辦公區域為典型，根據工作日的考勤時間設定，借助時間序列預測模型，在人員到崗前精準啟動設備進行預冷或預熱，在人員離崗后通過自動化控制及時關停設備，杜絕無人時段的能耗浪費。BA系統憑借其實時監測功能，精準捕捉室內負荷的動態變化。借助負荷預測算法，依據實際負荷需求，運用變頻調速技術對冷水機組、風機等設備的運行頻率和功率進行智能調控。當室內負荷較低時，降低設備運行頻率，削減能耗。負荷上升時，逐步提升頻率，確保制冷或制熱需求得到滿足，實現精準負荷匹配，在保障室內舒適度的同時降低整體能耗。

五、智慧建筑BA系統對暖通空調能耗的調控實效分析

（一）數據收集與處理

BA系統完成改造并投人運行后，運用高精度的專業能耗監測設備，對暖通空調能耗數據展開為期不少于一年的連續性采集。所采集數據覆蓋四季更迭、工作日與非工作日的不同時段，以及晝夜變化，全方位記錄系統在多樣工況下的能耗情況，為后續精準分析提供完備且可靠的數據支撐。獲取能耗數據后，利用數據清洗算法，對數據進行系統性梳理與統計學分析。依據格拉布斯準則等異常值檢測方法，剔除異常數據，提取有效數據。借助多元線性回歸等建模手段，構建能耗數據模型，對比改造前后不同時段、功能區域的能耗數據，計算差值。運用SPSS等專業統計軟件進行數據校驗，從時間序列、空間分布等維度深入挖掘數據變化趨勢，精準評估BA系統在暖通空調能耗調控方面的實際效能，為后續評估筑牢數據根基。

表1改造前后建筑能耗統計表

（二）能耗降低效果評估

為評估BA系統對暖通空調能耗的降低效果，對改造前后的能耗數據進行對比分析，見表 1 由表1可以看出，從不同季節來看，夏季改造前能耗 2000000kWh ，改造后 150000kWh ，降低了 25% ；冬季改造前180000kWh，改造后 148000kWh ，降低了 17.8% ；過渡季節改造前120000kWh，改造后102000kWh，降低了 15% 。在功能區域方面，辦公區能耗從 180000kWh 降至 140000kWh ，降低了 22.2% ；商業區從 2000000kWh 降至 165000kWh ，降低了 17.5% ；休閑區從120000kWh降至 95000kWh ，降低了 20.8% 。改造前總體全年暖通空調總能耗為 5000000kWh 改造后降至 4000000kWh ，能耗降低了 20% ，整體節能效果良好，但冬季和過渡季節部分區域的節能空間仍需挖掘，可進一步優化設備運行策略和升級老化設備。

（三）經濟效益分析

按當地電價為0.8元/kWh進行計算，改造前全年暖通空調能耗500000kWh，改造后為400000kWh，每年節省電量 1000000kWh ，由此節省的能源費用為100000×0.8=80000 元。由于BA系統對設備運行狀態的精準調控，設備磨損減少，每年設備維護成本降低10000元，BA系統改造后每年帶來的經濟效益共計90000元。BA系統改造總投資為360000元，通過計算投資回收期為360000÷90000=4 年，這一數據為建筑節能改造提供了清晰的經濟依據，表明該改造項目在經濟層面具備可行性和吸引力。

（四）環境效益分析

BA系統對暖通空調能耗的有效調控，在減少碳排放和緩解能源壓力方面意義重大。因能耗降低，發電所需的煤炭、天然氣等能源消耗隨之減少。假設每消耗1kWh電產生 0.8kgCO₂ 排放，BA系統改造后暖通空調每年節省1000000kWh 電量，每年可減少 80000kgCO₂ 排放，對降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖起到積極作用。從能源供應角度看，減少的能耗有助于緩解電力供應緊張局面，降低能源生產過程中對自然資源的開采強度，減少對生態環境的破壞，為環境可持續發展創造有利條件，在能源節約與環境保護之間建立良性循環，推動建筑行業朝著綠色、低碳方向發展。

六、結語

綜上所述，智慧建筑BA系統對暖通空調能耗調控效果顯著，通過硬件升級、軟件優化及系統集成聯動，結合多種調控策略，能夠實現對暖通空調設備的精準控制。數據顯示，改造后暖通空調能耗明顯降低，取得了良好的經濟效益與環境效益。然而，部分區域和環節仍存在節能優化空間。未來BA系統應朝著更智能化、精細化方向發展，進一步融合新興技術，提高對復雜環境和多變需求的適應能力，持續挖掘節能潛力，推動建筑行業的綠色可持續發展。

參考文獻

[1]李兵，趙陽，鐘世權，等.國產航站樓建筑設備監控系統研制及應用[J].自動化儀表，2025.46（01）：99-103.

[2]張玖文.某酒店建筑設備監控系統綠色節能設計分析[J].綠色建造與智能建筑，2024（09）：127-132

[3]王琦.高職建筑設備監控系統工程設計與施工課程思政教學探索[J].天津職業院校聯合學報，2024，26（02）：8-13.

[4]肖遠輝.淺析建筑設備監控系統在公共建筑中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2023（11）：123-125.

[5]趙皓明.基于層次分析法的建筑設備監控系統綜合評價研究[J]智能建筑，2022（10）：22-26.

作者單位：北京城建設計發展集團股份有限公司西安分公司

責任編輯：王穎振鄭凱津