設(shè)計樓宇自控系統(tǒng)的必要性

1、設(shè)計樓宇自控系統(tǒng)的必要性針對不同的室內(nèi)外環(huán)境和設(shè)備使用情況，我們的控制策略基于舒適性和節(jié)能的雙重考慮，不僅實現(xiàn)對酒店內(nèi)的各種機電設(shè)備的控制，并依據(jù)它們之間內(nèi)在的聯(lián)系，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的連鎖控制。另外，BAS 系統(tǒng)通過通訊接口從水、電計量系統(tǒng)取得設(shè)備的能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)并進(jìn)行各種分析與處理，進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)控制參數(shù)、 制定維護計劃，使酒店機電設(shè)備在穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)上，最大限度的節(jié)省能源， 降低酒店后期運行和維護成本。通過目前有關(guān)本工程的相關(guān)資料和圖紙并結(jié)合我們在BAS 領(lǐng)域多年的行業(yè)經(jīng)驗，我們對本工程的主要能耗單位進(jìn)行了一個整體的預(yù)測分析：空調(diào)：占總耗能的60% 左右（或更高），至少為 50%照明：占總耗能的

2、23%-55%水泵：占總耗能的13%15左右電梯：占總耗能的8% 左右1。提高室內(nèi)溫濕度控制精度室內(nèi)溫濕度的變化與建筑節(jié)能有著緊密的相關(guān)性。據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局統(tǒng)計資料表明，如果在夏季將設(shè)定值溫度下調(diào)1 ，將增加 9% 的能耗，如果在冬季將設(shè)定值溫度上調(diào) 1 ，將增加 12% 的能耗。因此將室內(nèi)溫濕度控制在設(shè)定值精度范圍內(nèi)是空調(diào)節(jié)能的有效措施。歐美等國對室內(nèi)溫濕度控制精度要求為：溫度為±1.5 ，濕度為± 5% 的變化范圍。如果技術(shù)成熟可以試著依據(jù)熱負(fù)荷補償曲線來設(shè)置浮動的設(shè)定點， 這樣可以更加有效的自動調(diào)整室內(nèi)溫度設(shè)定值，使其在酒店負(fù)荷允許的范圍內(nèi)盡可能的節(jié)省能量。傳統(tǒng)的建筑

3、由于沒有采用建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)，往往造成夏季室溫過冷 （低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值）或冬季室溫過熱（高于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值）現(xiàn)象。這不但對人體的健康和舒適性來講都是不適宜的， 同時也浪費了能源。 采用了建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的智能建筑，不僅可以按照設(shè)定自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度外，還可以根據(jù)室外溫濕度的和季節(jié)變化情況， 改變室內(nèi)溫度的設(shè)定， 使的更加滿足人們的需要，充分發(fā)揮空調(diào)設(shè)備的功能。空調(diào)系統(tǒng)溫度控制精度越高，不但舒適性越好， 同時節(jié)能效果也越明顯。據(jù)實際數(shù)據(jù)計算，節(jié)能效果在15% 以上。2。新風(fēng)量控制太原地處北半球地區(qū)， 屬于典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷

4、干燥，可以在適宜的條件下大量使用新風(fēng)，在不犧牲舒適的前提下達(dá)到節(jié)能的目的。根據(jù)衛(wèi)生要求， 建筑內(nèi)每人都必須保證有一定的新風(fēng)量。但新風(fēng)量取得過多， 將增加新風(fēng)耗能量。在設(shè)計工況（夏季室外溫 26 ，相對溫度 60% ，冬季室溫 22 ，相對濕度 55% ）下，處理一公斤室外新風(fēng)量需冷量6.5kWh ，熱量 12.7kWh ，故在滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求的前提下，減少新風(fēng)量， 有顯著的節(jié)能效果。 實施新風(fēng)量控制的措施有以下幾種方法：根據(jù)室內(nèi)允許二氧化碳（ CO2 ）濃度來確定新風(fēng)量， CO2 允許濃度值一般取0.1% （ 1000ppm ）。采取固定新風(fēng)量的方式是不夠精確的，因為隨著季節(jié)和時間的變化以及空

5、氣的污染情況，室外空氣中CO2 濃度是變化的，同時室內(nèi)人員的變化自然對新鮮空氣的需求也發(fā)生變化，所以最為合理的方式是根據(jù)室內(nèi)或回風(fēng)中的 CO2 濃度，自動調(diào)節(jié)新風(fēng)量，以保證室內(nèi)空氣的新鮮度，控制功能較完善的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)可以滿足這些控制要求。根據(jù)酒店內(nèi)人員的變動規(guī)律，采用統(tǒng)計學(xué)的方法，建立新風(fēng)風(fēng)閥控制模型，以相應(yīng)的時間而確定運行程序進(jìn)行過程控制新風(fēng)風(fēng)閥，以達(dá)到對新風(fēng)風(fēng)量的控制。使用新風(fēng)和回風(fēng)比來調(diào)整、 影響被控溫度并不是調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的主要依據(jù)，調(diào)節(jié)溫度主要由表冷閥完成， 如果風(fēng)閥的調(diào)節(jié)也基于溫度，那么在控制上， 兩個設(shè)備同時受一個參數(shù)的影響并且都同時努力使參數(shù)趨于穩(wěn)定，結(jié)果就是系統(tǒng)產(chǎn)生自激，

6、不會或很難達(dá)到穩(wěn)定， 所以可以放大新風(fēng)調(diào)節(jié)溫度的死區(qū)值，使風(fēng)閥為粗調(diào)， 水閥為精調(diào)?？照{(diào)系統(tǒng)中的新風(fēng)占送風(fēng)量的百分比不應(yīng)低于10% 。不論每人占房間體人采用。 30m3/h. 積多少，新風(fēng)量按大于等于為了防止外界環(huán)境空氣滲入房間，保持房間潔凈度，保持房間正壓在510Pa即可滿足要求， 但是如果風(fēng)壓過大將會影響系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，所以建議在潔凈度要求較高的房間安裝壓力傳感器（主要測靜壓）。3。機電設(shè)備最佳啟停控制對于酒店內(nèi)那些在夜里不需要開空調(diào)的區(qū)域或房間，為了保證工作開始時環(huán)境的舒適，就需要提前對其進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱。 另外，室內(nèi)溫度是慣性很大的被控對象，提前關(guān)閉空調(diào)也可以保證室內(nèi)溫度在一定的時間內(nèi)

7、變化不大，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)通過對空調(diào)設(shè)備的最佳啟停時間的計算和控制，可以在保證環(huán)境舒適的前提下，縮短不必要的空調(diào)啟停寬容時間，達(dá)到節(jié)能的目的； 同時在預(yù)冷或預(yù)熱時， 關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)閥，不僅可以減少設(shè)備容量， 而且可以減少獲取新風(fēng)而帶來冷卻或加熱的能量消耗。對于小功率的風(fēng)機或者帶軟啟動的風(fēng)機可以考慮風(fēng)機間歇式的控制方法，如果使用得當(dāng)，一般每一個小時風(fēng)機只運行4050分鐘，節(jié)能效果比較明顯?？照{(diào)設(shè)備采用節(jié)能運行算法后，運行時間更趨合理。數(shù)據(jù)記錄表明，每臺空調(diào)機一天 24 小時中實際供能工作的累計時間僅僅2 小時左右。酒店中照明的能源消耗要占整個能源消耗的很大部分，其中公共照明最容易產(chǎn)生能源浪費，對這

8、些照明設(shè)備實行定時開關(guān)控制，甚至按照作息時間和室外光線進(jìn)行預(yù)程調(diào)光控制和窗際調(diào)光控制，可以極大降低能源消耗。充分利用峰谷電價的政策，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)制定出合理的冰蓄冷控制策略，并在用電高峰時， 選擇卸除酒店內(nèi)某些相對不重要的機電設(shè)備減少高峰負(fù)荷，或投入應(yīng)急發(fā)電機以及釋放存儲的冷量等措施，實現(xiàn)避峰運行，降低運行費用。4?？照{(diào)水系統(tǒng)平衡與變流量管理空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制算法是智能建筑節(jié)能的核心，通過科學(xué)合理的節(jié)能控制算法，不但可以達(dá)到溫度環(huán)境的自動控制，同時可以得到相當(dāng)可觀的節(jié)能效果?？照{(diào)系統(tǒng)的熱交換本質(zhì)是一定流量的水通過表冷器與風(fēng)機驅(qū)動的送風(fēng)氣流進(jìn)行能量交換，因此能量交換的效率不但與風(fēng)速和表冷器溫

9、度對熱效率的影響有關(guān)，同時更與冷熱供水流量與熱效率相關(guān)。通常在沒有采用對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有效的空調(diào)供水系統(tǒng)平衡與變流量管理時， 常規(guī)的做法是以恒定供回水壓力差的方式來設(shè)定空調(diào)控制算法， 結(jié)果溫濕度控制精度很差， 能量浪費也是極其明顯的。這是由于在恒定的供回水壓力差的下，自平衡能力很差， 流量值與實際熱交換的需要量想差甚遠(yuǎn)，往往因而造成溫濕度失控，能量浪費和設(shè)備受損。通過對空調(diào)系統(tǒng)最遠(yuǎn)端和最近端（相對于空調(diào)系統(tǒng)供回水分、集水器而言） 的空調(diào)機在不同供能狀態(tài)和不同運行狀態(tài)下的流量和控制效果的測量參數(shù)的分析可知空調(diào)系統(tǒng)具有明顯的動態(tài)特點， 運行狀態(tài)中建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)按照熱交換的實際需要動態(tài)地調(diào)節(jié)著各臺

10、空調(diào)機的調(diào)節(jié)閥，控制流量進(jìn)行相應(yīng)變化， 因此總的供回水流量值也始終處于不斷變化的中，為了響應(yīng)這種變化， 供回水壓力差必須隨的有所調(diào)整以求得新的平衡。 應(yīng)通過實驗數(shù)據(jù)建立變流量控制數(shù)學(xué)模型（算法），將空調(diào)供回水系統(tǒng)由開環(huán)系統(tǒng)變?yōu)殚]環(huán)系統(tǒng)。實測數(shù)據(jù)表明，當(dāng)空氣處理機流量達(dá)到額定流量工況時，調(diào)節(jié)閥兩端壓力僅為0.66kg/cm2-1kg/cm2。為了流量控制，通常的做法是通過供回水旁通閥的調(diào)節(jié)來平衡供回水壓差。 但是僅僅依賴于旁通閥的壓差調(diào)節(jié)來控制流量有時作用并不明顯，也會增加不必要的能源消耗。根據(jù)空氣處理機實際運行臺數(shù)和運行流量工況動態(tài)調(diào)整供水泵投入運行的臺數(shù)，并輔助旁通閥的微調(diào)來達(dá)到變流量控制的

11、方式，可以避免泄漏，提高控制精度，并減少不必要的流量損失和動力冗余，從而帶來明顯的節(jié)能效果。 據(jù)實際數(shù)據(jù)計算，節(jié)能效果在25% 以上。如果能夠?qū)⒐┗厮髁縿討B(tài)參數(shù)作為反饋量，調(diào)整冷水機組的運行工況，節(jié)能效果將更為明顯。5?？朔ㄔO(shè)計帶來的設(shè)備容量冗余北京地區(qū)氣候多樣、 天氣復(fù)雜，而且易受北方冷空氣影響，所以采用預(yù)測算法將會非常有用。在實際控制中可以采用夜間掃風(fēng)、間歇性控制等等先進(jìn)的策略在不增加投資的基礎(chǔ)上可以達(dá)到良好的節(jié)能效果。目前我國絕大多數(shù)暖通系統(tǒng)， 為了保證能在最不利的環(huán)境情況下正常運行，在設(shè)計時往往采用靜態(tài)方法計算負(fù)荷，而且還乘以較大的安全系數(shù)，以至于在設(shè)備（如制冷機組、冷凍水泵、冷

12、卻水泵、風(fēng)機等）選型方面往往偏大。暖通系統(tǒng)是一個典型的動態(tài)系統(tǒng)， 一年的中的負(fù)荷絕不是均勻分布的，即使是一天的中的負(fù)荷也是隨時間而變化的。不恰當(dāng)?shù)娜哂鄬斐赡茉吹睦速M，而這種冗余是很難用人工監(jiān)控的方式加以克服。如果嚴(yán)格根據(jù)國家 民用建筑采暖通風(fēng)設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定，以累年日平均氣溫穩(wěn)定通過5 的起止日之間的日期為采暖期的話，那么北方地區(qū)的采暖期應(yīng)該是每年的10 月中下旬直到次年的4 月中上旬，有將近半年的久。 由于智能建筑科學(xué)地運用建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的節(jié)能控制模式和算法，動態(tài)調(diào)整設(shè)備運行， 有效地克服由于暖通設(shè)計帶來的設(shè)備容量和動力冗余而造成的能源浪費。據(jù)統(tǒng)計，在供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中，用48 小時的

13、日平均氣溫預(yù)報來確定鍋爐房的供水、回水溫度，比憑經(jīng)驗供暖，在確保室溫不低于18 的情況下，可節(jié)省大約3 的能源。只是采納了氣溫預(yù)報就可以節(jié)省3 5的能源，如果大樓的供熱部分能夠自動檢測室外溫度和采集室內(nèi)溫度，并且以其為供熱負(fù)荷的重要依據(jù)，那么僅此一項在供暖季節(jié)省的能量不低于5 。6。春季過渡模式、秋季過渡模式的劃分春季過渡模式的判斷標(biāo)準(zhǔn)是兩條，其一是本地區(qū)的歷史室外計算（干球）溫度記錄。其二是室外日平均氣溫是否達(dá)到10C 。滿足兩個條件時系統(tǒng)進(jìn)入春季過渡季節(jié)模式，此時系統(tǒng)將根據(jù)時間表自動調(diào)節(jié)空調(diào)機組新風(fēng)量的大小，以保證室內(nèi)的舒適度。當(dāng)室外最高溫度超過26C 時，系統(tǒng)將采取秋季過渡季節(jié)的控制模式

14、，采用夜間吹掃的辦法，充分利用室外涼爽的空氣凈化房間并且把房間的余熱帶走。吹掃時間可以跟據(jù)氣候的變化進(jìn)行調(diào)整，夜間掃風(fēng)系統(tǒng)主要依據(jù)熱負(fù)荷曲線，而不是主要使用時間程序。秋季過渡季節(jié)模式的判斷標(biāo)準(zhǔn)其一為本地區(qū)的歷史室外（干球）溫度記錄，其二是室外日平均氣溫是否達(dá)到8C 。滿足兩個條件時系統(tǒng)進(jìn)入秋季過渡季節(jié)模式，此時系統(tǒng)將根據(jù)運行的熱濕負(fù)荷曲線以及時間表自動調(diào)節(jié)空調(diào)機組新風(fēng)量的大小。但是如果室外最高溫度低于15C 時，系統(tǒng)將采取春季過渡季節(jié)的控制模式，取消夜間吹掃的辦法。春秋過渡季可以也由樓控管理人員來確定，當(dāng)運行人員認(rèn)為現(xiàn)在季節(jié)已經(jīng)不需要供冷、供熱，并且已經(jīng)停止運行冷凍站、換熱站，在此狀態(tài)下物業(yè)管

15、理人員可以判定現(xiàn)在為過渡季。過渡季會盡量采用新風(fēng)，當(dāng)溫度出現(xiàn)反復(fù)時，由于系統(tǒng)沒有制冷、制熱的能力，所以只保持最小新風(fēng)量的供給。能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用7。采用等效溫度和區(qū)域控制法人體對于溫度的反映比較敏感，但對于相對濕度的反映則要遲鈍很多，相對濕度在 35 65% 之間人體的反映比較遲鈍，但是超越65 以后或低于 35 ，人體對濕度的反映非常激烈， 北京地區(qū)冬季干燥， 所以需要加濕， 相對濕度在此時將會成為舒適度的主導(dǎo)因子。 所以先進(jìn)的控制策略將在此項目中占有極為重要的地位。否則，相同的投資，同樣的設(shè)備，將會產(chǎn)生截然不同的控制效果。在整個控制過程中， 不單一的采用溫度作為控制指標(biāo)，而是采用舒適度為控

16、制指標(biāo)，即使用等效溫度為控制指標(biāo)（T=25 ，50 ）。除了采用等效溫度作為控制指標(biāo)，還要采用區(qū)域控制的方法， 即人體對外界環(huán)境在一定區(qū)域內(nèi)感覺都是比較舒適的，所以沒有必要將等效溫度控制在一個點，而是將其控制在一定的范圍內(nèi)，這樣可以使系統(tǒng)更加容易穩(wěn)定，能夠非常有效的節(jié)能，僅此一項技術(shù)，年節(jié)能就可以在普通策略的基礎(chǔ)上再節(jié)省10 。8。能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用準(zhǔn)確利用能源管理軟件， 建立能源管理系統(tǒng)， 實現(xiàn)能耗跟蹤、 節(jié)能的遠(yuǎn)程及就地控制。能源管理系統(tǒng)由各種計量儀表和軟件程序組成，安裝于各種基本的空調(diào)設(shè)備（如制冷機組、冷卻水泵、冷凍水泵、風(fēng)機等）上的計量儀表不僅可以在系統(tǒng)運行時采集該設(shè)備的適時運行原始數(shù)據(jù)，還可以協(xié)助中央控制器， 在系統(tǒng)軟件控制下，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行。軟件程序則是能源管理系統(tǒng)的中樞。首先，由各種計量儀表采集的設(shè)備運行原始數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎密浖绦驅(qū)ζ溥M(jìn)行分析整理， 從而建立系統(tǒng)高效低能運行數(shù)據(jù)庫，為