大型商场楼宇自控系统的管理和节能功能

　　摘要：本文结合九江新天地项目, 阐述了由于楼宇自控系统具有节能、降低管理费、延长设备使用寿命的功能, 故在楼宇自控系统在大型商场项目中是非常有必要的。楼宇自控系统的核心技术在于:它能将建筑物内各弱电子系统集成在一个平台上, 从而实现监控空调系统、送排风系统、排污系统、楼宇灯控系统等子系统的信息。对于能耗和故障做到实时监控报警, 业主在任意时间都可以清楚大楼内被监控设备的运行状况, 实时做出反馈, 它既是一种高效可靠的管理手段, 更是节能的工具。

　　关键词：楼宇智能; 节能; 管理;

　　收稿日期：2019-5-8

　　Received： 2019-5-8

　　1 楼宇自控系统简介

　　智能建筑自动化控制系统 (BAS) 俗称楼控系统, 5A建筑中列为首位 (楼宇自动化———BA;办公自动化——OA;消防自动化——FA;通信自动化——CA;管理自动化———MA) 。

　　BAS主要对建筑物内机电设备进行管理, 是基于现代分布控制理论而设计的集散控制系统, 通过网络系统将分布在各监控现场的机电设备进行实时监控。

　　楼控系统 (BAS) 主要对以下设备进行监测和控制:

　　冷热源系统、空调新风系统、给排水系统、送排风系统、照明系统、供配电系统和电梯设备监测等。

　　楼宇自控系统的功能主要有以下几点:

　　(1) 通过中央监控站对设备进行全面的管理。

　　(2) 通过中央监控站设置相应的控制程序, 如设备的启停等, 提高工作效率。

　　(3) 有效的能源管理, 降低设备的能源消耗。

　　(4) 通过对设备的检测, 可以提高对设备进行有效的维护管理。

　　(5) 根据设备的运行时间, 合理分配设备的运行, 延长设备的寿命。

　　(6) 实现特殊场合的设备控制。

　　2 项目概况

　　九江新天地是一个约30万m2的大型综合体项目, 该项目集商业、公寓、娱乐、住宅为一体。作为智能化工程的施工单位, 我们充分考虑了系统的长期效应和系统功能扩展的需求, 具有前瞻性和可扩充性、尽量节省工程投资并兼顾各子系统功能的完善性, 使智能化系统更能配合本项目的建设, 充分体现现代智能化科技给人类生活带来的现实关爱和以人为本、人与自然和谐统一的设计思想。根据建筑、结构、暖通架构、水、电图纸以及结合具体的项目特征, 除了一般常规的弱电系统, 我们也推荐了楼宇自控系统。

　　3 楼宇自控系统对设备的管理功能

　　(1) 通过中央监控站设置相应的控制程序, 如设备的启停等, 提高工作效率。

　　(2) 有效的能源管理, 降低设备的能源消耗。

　　(3) 通过对设备的检测, 可以提高对设备进行有效的维护管理。

　　(4) 根据设备的运行时间, 合理分配设备的运行, 延长设备的寿命。

　　(5) 实现特殊场合的设备控制。系统采用BACnet通讯协议, 方便与消防系统、保安监控等系统联网。

　　4 楼宇自控系统的节能

　　4.1 现状分析

　　我们需要根据机电、暖通、给排水的图纸, 深化出符合该项目特点的楼宇自控方案。首先我们要了解该项目能耗主要集中在哪些系统。经分析空调占比是最高的, 约占总耗能的55%;然后是照明, 约占总耗能的30%, 然后是水泵, 约占总耗能的10%;最后是电梯, 占总耗能的5%。

　　4.2 通过楼宇自控系统降低能耗的解决方案

　　在新天地项目中, 控制策略主要是要考虑到舒适性和节能, 对整个商场内的各种机电设备进行控制, 读取各种传感器的数据, 对比参考数据, 进行数据分析, 做出最优的策略。在九江新天地项目的楼宇控制上, 我们主要是通过以下几点来做到节能的:

　　4.2.1 室内温湿度的控制

　　我们在每个楼层的每个区域都安装了温湿度传感器, 精度要求的变化范围为:温度为±0.5℃, 湿度为±3%。数据采集模块将数据传输到数据处理平台, 当温湿度和设定值有偏差时, 实时调整水阀的开度, 以调整现场的温湿度。使其尽可能的节能。

　　在不做楼宇自控的商场里面, 容易出现夏天室内温度过低, 冬天室内温度过高的情况, 不仅不舒适而且浪费了能源。在新天地的项目中是这样算出最优室内所需温度的:室内需要安装室内温湿度传感器, 室外温湿度传感器, 读取数据后, 将室内数据和室外数据进行对比, 自动计算出最舒适的温度, 节约能源。

　　4.2.2 新风量的控制

　　建筑内必须保证一定的新风量。但是新风量与能耗是紧密联系的, 如果春夏秋冬是采用同样的新风量, 那么夏天室外温度那么高, 新风会带进来大量的热量, 会增加空调的能耗;冬天也是相同的道理, 新风进来的同时, 会带进来大量的冷量, 同时相应的也会增加空调的能耗。适当的降低新风量的同时还必须满足室内卫生要求, 这样在减少空调的能耗同时也能达到节能的效果。那么, 多少新风量是够的呢?

　　在新天地项目中, 实时动态新风量的控制方法是:采用室内允许二氧化碳 (CO2) 浓度来确定新风量, 当二氧化碳 (CO2) 浓度达到一定的数值的时候自动开启新风系统, 当二氧化碳 (CO2) 浓度降低到一定浓度的时候, 关闭新风系统。动态的变化的新风量既满足了新风量的需求又降低了空调能耗。采用室内允许二氧化碳 (CO2) 浓度来控制新风的启停, 平均可以节约10%的空调能耗。

　　4.2.3 机电设备最佳启停时间控制

　　(1) 对于大型商场项目来说, 在保证室内温度在一定的时间内变化不大的前提下可以提前关闭空调, 楼宇自控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制, 在保证环境舒适的前提下, 减少空调开启的时间, 在九江新天地的项目就是采用这样的方法, 平均可以节约每天1h的空调能耗。

　　(2) 大型商场项目中的公共照明也很容易产生浪费, 在九江新天地的项目中, 关于减少公共照明能耗的方法是:按照作息时间和室外光线进行预设程序做调光控制, 当室外光照强度较大, 达到一定数值的时候, 灯光减少为总开灯数量的75%, 当室外光照强度达到一定数值时, 灯光数量减少为原来的50%, 当然, 关灯数量是经过实际检验的, 是在保证商场内部感觉灯光强度足够的情况下。这样平均室内公共照明的消耗也可以降低5%左右。

　　(3) 水泵的节能主要是需要充分利用峰谷电价的政策, 楼宇自控系统控制的排污泵, 在用电高峰时, 系统检测水位没有到达警戒水位, 则不启动排污泵排水, 晚上在用电低峰的时候, 把井里面的水抽到低水位, 降低运行费用。

　　(4) 不同四季空调设备的启停切换:九江新天地该项目是通过检测室外日平均气温是否达到10℃。满足条件时系统进入春季过渡季节模式。春秋过渡季节的时候, 空调停止运转, 水阀关闭, 此时系统将根据温度和二氧化碳 (CO2) 浓度自动调节新风量的大小, 以保证室内的舒适度。当室外连续5d平均气温达到20℃, 最高温度超过28℃时, 系统将进入到夏季, 空调系统启动, 按照原设定的程序执行任务。晚上可以采用夜间吹扫的办法, 充分利用室外凉爽的空气净化商场并带走商场内部的余热。当室外连续5d平均平均气温低于20℃最高温度不超过28℃时, 系统将进入到秋季过渡模式, 根据温度和二氧化碳 (CO2) 浓度自动调节新风量的大小。过渡季为春季和秋季, 主要采用新风, 当温度出现反复时, 保持最小新风量的供给即可。当检测到室外温度连续5日平均温度低于10℃, 过渡到冬季, 冬季来临, 启动锅炉和空调系统, 按照制定好的运行策略运行。

　　5 结束语

　　一幢大楼内电气的消耗率占整个能源消耗的70%～90%, 所以节能首先应从电气方面着手, 降低电能的消耗。在九江新天地项目中, 自从照明系统采用楼宇自控中的智能照明系统后, 用电量减少了15%左右, 经济价值25万元左右。

　　建筑物中能耗最大的一项是空调和冷热源, 自从新天地项目安装了楼宇自控系统监控了空调和冷热源以后, 节省空调和冷热源系统能耗20%, 节省人力成本60%。从九江新天地项目上统计数据来看, 一年可以节省约20%的冷量, 经济价值50万元左右。而且还可以减少运行管理费用, 人力成本也可节约30万元左右。当设备出现故障时, 及时地报警, 能够让管理人员及时知道何时何地出现何种故障, 使事故消除在萌芽状态。

　　在这个信息化高速发展的年代, 人们对于生活的质量的要求和对生活环境的要求越来越高, 我们不仅要做到使我们的环境舒适, 我们还要响应党和国家的号召要做到节能。我们通过楼宇自控系统给人们一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。楼宇自控不仅降低了项目的设备管理费用, 也降低了能耗, 节约了能源, 省了费用。节能是一项基本国策, 也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分, 所以楼宇自控系统在大型商场项目中是必须要有的。

　　参考文献

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　　[4] 梅荣.浅析智能建筑楼宇自控系统再认识及发展趋势.城市建设理论研究:电子版, 2011.