智能辦公樓是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)和建筑技術(shù)相結(jié)合，通過樓宇自控系統(tǒng)，向人們提供安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。樓宇自控系統(tǒng)能改善建筑設(shè)備的性能，通過充分發(fā)揮被控設(shè)備的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)能源優(yōu)化調(diào)度，降低運(yùn)營成本，是建筑智能化中最具深度和潛力的節(jié)能技術(shù)。
利用樓宇自控系統(tǒng)這一中樞“大腦”，開展既有建筑的節(jié)能減排工作，是物業(yè)公司管理水平和競爭力的重要體現(xiàn)。本文結(jié)合機(jī)關(guān)辦公樓的物業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)及節(jié)能控制案例，具體分析樓宇自控系統(tǒng)在物業(yè)管理工作中存在的問題及如何提高日常設(shè)備的管理水平，發(fā)揮其節(jié)能潛力。
樓宇自控系統(tǒng)在物業(yè)管理上面臨的問題
當(dāng)前，樓宇自動化系統(tǒng)作為大樓設(shè)備運(yùn)行中樞“大腦”的功能往往未充分發(fā)揮出來，樓宇自動化系統(tǒng)往往處在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備簡單的啟、?？刂萍皩?shí)時監(jiān)測的基本功能階段，未達(dá)到優(yōu)化樓內(nèi)各設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的效果，從而制約了節(jié)能潛力的挖掘。
對于既有智能建筑的節(jié)能而言，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃，選擇合理的技術(shù)路線是實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵所在。所謂節(jié)能，大致可以分為兩個方面。一是針對樓內(nèi)用戶的使用需求，實(shí)現(xiàn)能源供需平衡，避免能源浪費(fèi)。二是通過設(shè)備或材料更新，替代舊有的高耗能設(shè)備及保溫材料。
目前，很多單位在節(jié)能工作的認(rèn)識上仍存在局限性，認(rèn)為節(jié)能就是進(jìn)行設(shè)備更新，即更換更加節(jié)能的燈具、引入更加節(jié)能的保溫材料。誠然，通過此類方式能夠快速實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，但與添購新設(shè)備、材料所需的巨額投入相比，投資回報(bào)率較長，有的甚至在10年以上。
而通過調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)能源供需平衡，需要投入的費(fèi)用相對較少，但需要在深入了解樓內(nèi)各項(xiàng)能源需求的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的操控，提高公共區(qū)域的舒適度，為業(yè)主提供舒適的工作、生活環(huán)境，這就需要通過現(xiàn)有樓宇自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
冷源分配不均的現(xiàn)象及原因分析
空調(diào)系統(tǒng)在樓宇建筑中能耗占比最大，約為40%～60%，因此對空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制顯得尤為重要。空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時通常以按天氣最熱最冷、負(fù)荷最大時的條件計(jì)算，并且預(yù)留10%～20%設(shè)計(jì)余量。鑒于建筑物實(shí)際運(yùn)行中絕大部分時間不會在滿負(fù)荷工作下，空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際存在較大的運(yùn)行裕量。
因此，通過樓宇自控系統(tǒng)對空調(diào)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能控制，可以大幅降低能源消耗，提高設(shè)備使用效率，帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。下面結(jié)合對辦公樓的節(jié)能控制實(shí)例，介紹如何通過樓宇自控系統(tǒng)運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)辦公樓整體冷源合理調(diào)配。
案例背景：某辦公樓于1997年建成，共有A、B、C、D四座單體建筑，系統(tǒng)冷源均由A座地下的一個冷凍站提供。其中，D座建筑為食堂、會議用途，地下兩層、地上三層，總建筑面積約為1萬平方米。除地上三層為會議廳外，地下二層至地上二層均為餐廳、食堂。會議廳最多可容納800人，是進(jìn)行大型會議、演出的重要場所。從空調(diào)系統(tǒng)來看，會議廳處于D座建筑冷源供給的最末端。隨著氣溫逐年升高，設(shè)備日趨老化，會議廳內(nèi)出現(xiàn)了制冷效率出現(xiàn)明顯不足的現(xiàn)象，尤其在夏季室外溫度較高時，無法及時保證將會場內(nèi)的溫度控制在舒適范圍內(nèi)。
為解決上述問題，主要有兩種方案可供選擇。
一種為慣常方案，即增加冷源運(yùn)行設(shè)備（冷凍機(jī)、冷凍水泵等）。此方式雖然可以滿足會議廳的冷源需求，但卻容易出現(xiàn)因其他空調(diào)機(jī)組冷源需求供給過量，導(dǎo)致冷水機(jī)組總體供回水溫差低，冷源效率不佳的狀況，且大幅增加了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用及日后維護(hù)、檢修的工作量；
另一種方案是優(yōu)化現(xiàn)有單泵冷源供給的分配，通過調(diào)整現(xiàn)有控制程序，在不投入更多運(yùn)行設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行節(jié)能潛力挖掘。為實(shí)現(xiàn)第二種方案，我們首先對D座空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)檢測，從水路（壓力、流量）、風(fēng)路（風(fēng)量）及自控系統(tǒng)（傳感器、執(zhí)行器、控制程序）三個方面進(jìn)行。
從檢測結(jié)果來看，D座冷源供水流量分布不均，在單臺冷凍泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，3層會議廳的冷源供水流量大多被1、2層食堂截取，造成了食堂供回水溫差小、會議廳的供回水溫差大的現(xiàn)象，使得會議廳的溫度控制無法及時保證。
造成此問題的原因，主要有以下3個因素：
（1）空調(diào)機(jī)的控制時程安排不合理
從能源使用需求時間看，食堂、后廚、會議廳使用時間并不完全相同，且食堂用餐高峰與會議時間一般不同。因此，上述三種區(qū)域的空調(diào)機(jī)組應(yīng)按冷源實(shí)際需求進(jìn)行啟?？刂?，但樓宇自動化系統(tǒng)各空調(diào)機(jī)組的初始控制程序的啟動時間均一致，導(dǎo)致各區(qū)域在同一時刻內(nèi)集中使用冷源，造成了冷源供給與實(shí)際需求不對應(yīng)的現(xiàn)象。
（2）未能夠有效利用自然冷源
目前D座各空調(diào)機(jī)的新風(fēng)控制均采用20%新風(fēng)80%回風(fēng)的混風(fēng)控制方式，由于新風(fēng)溫度隨室外時間變化，在夏季時溫度較低且濕度合適的時（特別是早上5點(diǎn)至8點(diǎn)時）應(yīng)多采用自然冷源，而在室外溫度較高時，在滿足室內(nèi)空氣指標(biāo)（即二氧化碳濃度上限的條件下），可以采用閉式循環(huán)（即全回風(fēng)模式）或最小新風(fēng)模式，以節(jié)省冷源需求。
（3）風(fēng)機(jī)頻率未能做有效即時調(diào)整
目前D座空調(diào)機(jī)組雖然配備了變頻器，但未對頻率加以動態(tài)控制。當(dāng)室外溫度較低時，可以加大空調(diào)機(jī)的頻率，高效利用自然冷源。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)供回水溫差較小，冷源利用率較低時，也可采用提高空調(diào)機(jī)頻率的方式，加大單位時間內(nèi)的風(fēng)量，提升熱交換總量，進(jìn)而提高空調(diào)機(jī)供回水溫差，充分利用冷源。
優(yōu)化冷源供給調(diào)度的節(jié)能運(yùn)行方案
針對上述問題，我們采取了優(yōu)化控制方式，以“分時、分段、分溫度”為指導(dǎo)原則，依據(jù)使用情況分配冷源，具體內(nèi)容如下：
針對D座3層會議廳與D座其他食堂區(qū)域冷源時間需求不同的特點(diǎn)，我們通過樓宇自控系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)回水水閥的控制，分不同時間段滿足各自使用需求。在上午，尤其是早9：00至11:00階段，整個系統(tǒng)優(yōu)先食堂后廚的冷源需求，而在中午11:00至1:00時，優(yōu)先保證食堂餐廳內(nèi)的冷源需求。在其他時段，優(yōu)先保證會議廳的供冷需求，當(dāng)出現(xiàn)回水水溫過高，進(jìn)而出現(xiàn)冷源不足時，可提高餐廳的設(shè)定溫度，同時聯(lián)動控制食堂空調(diào)機(jī)組的水閥開度，將冷源優(yōu)先供給會議廳需求。
同時，若會議廳上午需使用，則通過預(yù)冷方案進(jìn)行控制，即在每日早5:00開啟會議廳空調(diào)機(jī)組，使室溫降為較低值。若室外溫度較低，則可全開新風(fēng)閥，并將風(fēng)機(jī)頻率開至最大50Hz，爭取在早7:00前提前將室內(nèi)溫度控制在室內(nèi)21°-22°的范圍。在7:00-8:00后，利用會議廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄冷能力，將室內(nèi)溫度控制在24°-26°范圍內(nèi)，并隨著室外溫度的升高，減小新風(fēng)閥開度，滿足會議召開時的室內(nèi)溫度控制需求。
從實(shí)踐情況來看，通過樓宇自控系統(tǒng)對空調(diào)設(shè)備的啟停時間、風(fēng)機(jī)頻率、新風(fēng)閥開度以及水閥開度等進(jìn)行實(shí)時控制，達(dá)到了優(yōu)化冷源分配方式的效果，在未開啟其他冷凍機(jī)組及冷凍水泵的情況下，實(shí)現(xiàn)了冷源的優(yōu)化供給，避免了因會議廳冷源需求不足而增加冷源系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)量，造成冷源的浪費(fèi)。
在建筑物已經(jīng)投運(yùn)后，根據(jù)建筑物實(shí)際的使用功能和設(shè)備負(fù)荷，對設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確調(diào)整，在保證室內(nèi)空間舒適要求下實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，是一個綜合、系統(tǒng)的質(zhì)量控制過程。物業(yè)管理人員需在充分了解建筑物內(nèi)能源需求特點(diǎn)的同時，熟練掌握對樓宇自控系統(tǒng)及被控設(shè)備的運(yùn)行原理，以辦公樓整體能源調(diào)配為目標(biāo)，最大限度地調(diào)配好現(xiàn)有能源供給，以達(dá)到節(jié)能效果，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益與社會效益的共贏。
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