建筑设备监控系统的建筑节能分析

文｜ 厦门市宏业工程建设技术有限公司 吴秋萍

实施建筑节能是建设领域贯彻落实国家节能减排战略，转变行业经济增长方式，提高建筑功能品质，缓解资源、环境矛盾的重要举措。

1 建筑设备监控系统和建筑节能的关系

建筑能耗包括建造能耗和运行能耗两部分，前者指建筑材料生产和运输用能、房屋建造和维修过程中的用能，后者即建筑物采暖/空调、照明、给排水系统，以及办公设备和电梯等设备的能耗。

建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、建造、使用和改造过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热及空调制冷、制热系统的效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下减少供热，空调制冷、制热，照明，热水供应的能耗。

业内专家对建筑全生命周期成本的分析结果表明，规划、设计、施工成本仅占总成本的25%，而运营使用成本占到75%。因此，建筑运行能耗应是建筑节能关注的重点。

据相关机构调查，民用建筑运行电能消耗情况大致如图1所示。显然，在建筑运行能耗构成中，空调和照明能耗具有举足轻重的地位。

建筑设备监控系统（BAS）是建筑智能化系统的重要组成部分，能够对建筑冷热源、通风空调、给排水、电梯、变配电、照明系统等进行实时监控、综合管理与统一协调，通过分布式的直接数字控制器（DDC）对建筑内的空调、照明等机电设备进行信号采集和控制，从而发挥改善系统运行品质、提高管理水平、节约运行管理费用、降低管理人员劳动强度、降低运行能耗的作用。

建筑设备监控系统自上世纪引入我国后，发展迅速。目前我国的大型公共建筑中约有90%安装了这类系统，在节能降耗方面取得了明显的效果。

图1 民用建筑运行电能消耗情况图

2 建筑设备监控系统的节能技术措施

2.1 空调系统节能

空调系统包括冷热站、空调机组、空调末端。空调系统能耗是建筑物能耗中最大的一项。BAS能够使之得到最大可能的降低。

（1）台数控制：BAS能够根据实际供冷量需求，实时加减冷水机组运行的台数，从而实现节能。

（2）变频控制：对设有冷冻水二次泵的系统，BAS可采用变频技术，实时调节水泵的转速，降低其能耗。

（3）变风量系统（VAV）：采用压力无关型变风量箱构成变风量系统，基于变风量箱（末端）的送风量与风道压力无关的特点，在保证处于“最不利点”处末端的送风量足够的前提下，依据令各使用中的变风量箱风阀开度均保持为85%～95%的原则，调整变风量空调机组的转速（此即变静压自动控制），可降低变风量空调机的风机能耗。

（4）采用节能设定值：从节能角度出发来确定室内温、湿度的设定值，通过BAS来保证室内温、湿度维持在设定值范围内。

国务院办公厅《关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》规定：夏季室内空调温度设置不得低于26℃，冬季室内空调温度设置不得高于20℃。据测算，夏季空调室温设定值每提高1℃可节电5%～10%。

（5）新风量控制：在过渡季节采用焓值控制系统，使用最大新风量以节约能源。

（6）热交换控制：夏季，由于新风温度较高而排风温度较低，可利用两者的风道热交换降低新风温度，以节约能源。

2.2 照明系统节能

照明系统包括室内照明、走道和应急照明、室外景观照明等。照明系统的能耗在大型建筑中往往仅次于空调系统。

BAS可以对照明系统进行灵活的自动控制和管理，在保证照度的同时尽可能地使照明系统更节能。例如，BAS可以根据预设的时间表自动定时开闭灯光；可以充分利用光照度传感器感知现场的光亮度，并据此自动调整区域内开闭的照明回路数量；可以根据节假日分级管理，变换预设的场景亮灯模式；还可与门禁系统联动，结合梯控，根据人员进出情况控制照明等。

引入BAS进行照明控制后，通常可使用电量减少30%以上。

3 建筑设备监控系统在建筑节能工作中存在的问题及解决建议

根据建设部、财政部《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》，厦门市被定为全国23个建筑节能监管体系建设试点城市之一，从2007年11月起全面开展涵盖建筑能耗统计、能源审计、能效公示及能耗动态监测等内容的建筑节能监管体系的建设。厦门市国家机关办公建筑和大型公共建筑的节能目标，是截至“十二五”期末，总能耗下降20%。厦建节〔2011〕 24号文件规定，自2012年1月1日起，新建大型公共建筑建成后必须经建筑能效专项测评，凡达不到工程建设节能强制性标准的，不得办理竣工验收备案手续。显然，不管从建筑运营自身需要的层面还是从政府管理层面来看，建筑节能都势在必行。

笔者建议，从以下几方面改善BAS的建筑节能效果。

（1）相关部门应重视BAS的作用，在设计、施工图审查、监理、检测、验收等各个环节把好关，推动系统建设水平的提高。

（2）建筑设备监控系统专业设计、调试人员应及时学习理解政府建筑节能相关规范、要求和行业技术发展，以节能的理念实施最佳的控制。

（3）应由专门的机构和人员对已竣工验收、投入使用的BAS进行管理操作。BAS涉及暖通、电气、给排水等多个专业，其管理人员不但需要精通自控专业知识，还需要了解暖通空调、给排水、变配电等方面的系统知识。只知其然而不知其所以然的操作人员只能按照操作手册对设备进行简单的监控。在绿色建筑评价及建筑能效测评的相关标准中，建筑设备监控系统运行数据及系统运行管理情况是重要的评价对象之一。建筑运营管理应注重专业人才的培养，在建筑设备的运行与维护中采用先进、科学的方法与手段实施专业的管理，才能使BAS在建筑节能中发挥最大的作用。