關(guān)于虹橋機(jī)場(chǎng)2號(hào)航站樓的樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能辦法的研究

黃煜宇（上海機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部，上海　200333）

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關(guān)于虹橋機(jī)場(chǎng)2號(hào)航站樓的樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能辦法的研究

黃煜宇
（上海機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部，上海200333）

摘要：本文通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)和航班信息系統(tǒng)的系統(tǒng)集成，合理控制候機(jī)樓內(nèi)的暖通、照明設(shè)備，將最大程度地降低候機(jī)樓能源浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能目的。

關(guān)鍵詞：BAS樓宇自控系統(tǒng)；AIS航班信息系統(tǒng)；暖通；照明；節(jié)能

一、背景介紹

隨著我國(guó)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，政府已把合理利用能源、提高能源利用率、節(jié)約能源提高到一個(gè)相當(dāng)?shù)母叨?，整個(gè)社會(huì)也在倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)。樓宇自控系統(tǒng)作為機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行管理及節(jié)能的作用在浦東機(jī)場(chǎng)已得到充分證明。

二、節(jié)能研究方向

虹橋T2航站樓因其大空間、頻繁的航班起落架次和龐大的旅客吞吐量得特點(diǎn)，節(jié)能措施的優(yōu)劣直接影響到機(jī)場(chǎng)得運(yùn)行和成本控制。因此對(duì)航站樓內(nèi)節(jié)能措施的研究和實(shí)施其意義尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)場(chǎng)運(yùn)作的核心系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)航班信息系統(tǒng)，而航站樓內(nèi)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行管理的核心系統(tǒng)是樓宇自控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)BA系統(tǒng)。通過(guò)樓宇自控系統(tǒng)和航班信息系統(tǒng)的系統(tǒng)集成、對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等等子系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，將節(jié)能策略應(yīng)用到設(shè)備控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，并制定一系列有效的節(jié)能措施，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

三、節(jié)能目標(biāo)

節(jié)能的目標(biāo)是按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求及思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合機(jī)場(chǎng)自身的運(yùn)行特點(diǎn)，在保證相同的室內(nèi)環(huán)境的參數(shù)條件下，與未采取節(jié)能措施相比，全年暖通和照明的總能耗顯著減少20%～40%。

樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備的集中管理和節(jié)能管理。主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行的高效管理，綠色建筑的控制方法及人性化服務(wù)等幾個(gè)方面。

節(jié)能管理涉及：集成管理系統(tǒng)、照明控制、空調(diào)機(jī)組、VRV機(jī)組、通風(fēng)系統(tǒng)控制、其他相關(guān)系統(tǒng)的集成。其中暖通系統(tǒng)和照明尤為重要。

四、虹橋機(jī)場(chǎng)樓宇自控系統(tǒng)管理平臺(tái)簡(jiǎn)介

節(jié)能最基本的手段是通過(guò)各系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，高效使用。因此要求系統(tǒng)具備強(qiáng)大的集成能力方能將各子系統(tǒng)集中到同一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集中管理。

虹橋機(jī)場(chǎng)樓宇自控系統(tǒng)采用JOHNSON CONTROL的MESA系統(tǒng)，MESA系統(tǒng)在控制層和通信層具有非常好的開(kāi)放性。機(jī)場(chǎng)BAS系統(tǒng)架構(gòu)可分為控制層、通訊層和管理層：

圖1

1.控制層

在控制層通過(guò)LONwork、Modbus、BACnet等標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放技術(shù)將各種不同的機(jī)電系統(tǒng)集成，使之相互協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。

2.通信層

在通信層利用IT技術(shù)和成熟的地解決方案通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)、OPC、WEB接口將不同的信息系統(tǒng)集成。

3.管理層

在管理層，管理平臺(tái)具有B/S（服務(wù)器、瀏覽器）架構(gòu)，針對(duì)機(jī)場(chǎng)大量的設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控管理，提高工作效率、綜合管理水平、設(shè)備維護(hù)水平以及節(jié)約能源降低運(yùn)行成本的最終目的。

五、虹橋機(jī)場(chǎng)樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能手段

暖通和照明作為候機(jī)樓內(nèi)主要的能源消耗，其節(jié)能潛力巨大，因此我們分別就暖通和照明，以樓宇自控系統(tǒng)為控制手段，通過(guò)時(shí)間程序、航班聯(lián)動(dòng)達(dá)到節(jié)能。

1.暖通系統(tǒng)節(jié)能辦法

夏季室內(nèi)溫度低1℃或冬季高1℃，其空調(diào)能耗將增加約8%左右，對(duì)于機(jī)場(chǎng)如此大的空間，這個(gè)比例會(huì)更高。我們通過(guò)對(duì)空調(diào)機(jī)組的時(shí)間程序、航班信息聯(lián)動(dòng)控制達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

（1）時(shí)間程序控制

機(jī)場(chǎng)建筑的相關(guān)功能一般都有著比較固定的時(shí)間安排（除登機(jī)、到達(dá)區(qū)域），制定時(shí)間控制程序時(shí)，首先應(yīng)細(xì)分各機(jī)組的服務(wù)區(qū)域，以確保在運(yùn)營(yíng)的區(qū)域能得到良好的保障而能量不浪費(fèi)在不運(yùn)營(yíng)的區(qū)域。

空調(diào)機(jī)組及相關(guān)排風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)由相關(guān)時(shí)間程序控制定時(shí)的關(guān)閉和啟動(dòng)。各機(jī)組和風(fēng)機(jī)、水泵可與不同的時(shí)間程序相關(guān)聯(lián)，設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間需要和實(shí)際的需求相關(guān)聯(lián)，這樣大大減少了不必要的能源消耗。

（2）航班信息系統(tǒng)集成的聯(lián)動(dòng)控制

由于航班運(yùn)的特點(diǎn)，候機(jī)廳與到達(dá)廳（登記、到達(dá)）可能處于不同的運(yùn)行工況：夜間空置狀態(tài)；較長(zhǎng)時(shí)間的臨時(shí)空置狀態(tài)；客流正常狀態(tài)；客流激增狀態(tài)等。且運(yùn)行時(shí)間相對(duì)不固定，因此不能單單依靠時(shí)間程序來(lái)控制。

通過(guò)BAS（樓宇自控系統(tǒng)）與AIS（航班信息管理系統(tǒng)）的集成，樓宇自控系統(tǒng)獲取航班信息，通過(guò)航班到達(dá)或出發(fā)的時(shí)間來(lái)控制對(duì)應(yīng)區(qū)域的機(jī)電設(shè)備，該方式較傳統(tǒng)的時(shí)間程序控制更靈活，更高效。

但要真正地實(shí)現(xiàn)航班的聯(lián)動(dòng)，需要大量的分析和測(cè)試。如果僅僅是在BAS 與AIS間建立一個(gè)集成平臺(tái)，而忽略機(jī)場(chǎng)的特殊性，在程序編寫(xiě)方面沒(méi)有考慮機(jī)場(chǎng)的實(shí)際情況如航班的特新、旅客的走向、機(jī)組的性能、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、候機(jī)樓冷熱源、候機(jī)樓內(nèi)需要的制冷制熱量等特性，往往航班聯(lián)動(dòng)到實(shí)際應(yīng)用時(shí)都不能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

提到用樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能降耗時(shí)，往往會(huì)想到用停止設(shè)備的運(yùn)行就可以節(jié)能，這種說(shuō)法其實(shí)并不完全對(duì)。作為機(jī)場(chǎng)應(yīng)該在滿(mǎn)足國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將不需要的能源停止后仍能滿(mǎn)足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是停止已運(yùn)行設(shè)備。但什么時(shí)候停止？做法的不同得到的結(jié)果的大不一樣。設(shè)備的頻繁啟動(dòng)還會(huì)影響到設(shè)備的使用壽命，機(jī)場(chǎng)是一個(gè)大的空間，如果將空調(diào)機(jī)組停下來(lái)節(jié)能降耗，那么在下個(gè)航班到來(lái)時(shí)再將機(jī)組打開(kāi)升溫或降溫，這將耗費(fèi)大部分的熱源和冷源。同時(shí)設(shè)備的頻繁啟停導(dǎo)致：①設(shè)備維修成本增加。②能源負(fù)載增加，頻繁在滿(mǎn)負(fù)載下運(yùn)行，同樣增加能耗和影響機(jī)組壽命。所以采用停設(shè)備運(yùn)行的方式在實(shí)際運(yùn)行中并不完全可行。

通過(guò)上述研究，我們希望可以通過(guò)航班信息提供的航班時(shí)間、值機(jī)柜臺(tái)、登機(jī)口、機(jī)位、行李提取區(qū)域等信息，結(jié)合機(jī)場(chǎng)旅客的走向、空調(diào)機(jī)組的工作區(qū)域、冷熱交換站提供的機(jī)組能源區(qū)域等條件。在有旅客經(jīng)過(guò)的區(qū)域采用樓宇自控系統(tǒng)自動(dòng)修正溫度設(shè)定值，提高該區(qū)域的舒適度，在沒(méi)有旅客的區(qū)域相應(yīng)調(diào)低溫度標(biāo)準(zhǔn)，使旅客始終處于一個(gè)良好舒適的候機(jī)環(huán)境，同時(shí)減少不必要的能源損耗。同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)判斷上一個(gè)航班與次航班的時(shí)間差，當(dāng)航班密度不大時(shí)，表示候機(jī)樓內(nèi)旅客不多，負(fù)載小，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)這一條件自動(dòng)提示操作員關(guān)閉部分空調(diào)機(jī)組。根據(jù)出發(fā)旅客流程將航站樓劃分為134個(gè)空調(diào)控制區(qū)域，到達(dá)流程分為65個(gè)空調(diào)控制區(qū)域，根據(jù)航班動(dòng)態(tài)自動(dòng)開(kāi)啟相關(guān)航班旅客活動(dòng)區(qū)的空調(diào)，關(guān)閉長(zhǎng)時(shí)間旅客不使用的區(qū)域的空調(diào)，區(qū)域劃分及聯(lián)動(dòng)示意圖如圖1所示。

2.航站樓照明的節(jié)能辦法

2.1照度控制

航站樓的照明回路中有近10%的照明是基本照明負(fù)荷設(shè)置，以防止突發(fā)事件造成公共場(chǎng)所由于無(wú)光源而發(fā)生混亂狀況。另外30%的照明是利用光照度傳感器控制，這部分照明回路可以自動(dòng)根據(jù)自然光的強(qiáng)度控制照明啟停。目前光照度傳感器設(shè)置為550±80LUX，這樣現(xiàn)場(chǎng)照明能自動(dòng)分辨白天和夜晚，以及陰雨天，當(dāng)光照度不足（低于550LUX）時(shí)，隨時(shí)補(bǔ)充照明。

2.2航班聯(lián)動(dòng)控制

為了更好地進(jìn)行節(jié)能工作，對(duì)于剩下的60%的照明，我們可以在光照度控制的基礎(chǔ)上增加航班聯(lián)動(dòng)控制。

具體的控制方法：白天（光照度大于630LUX）航班聯(lián)動(dòng)關(guān)閉，晚上（關(guān)照度小于470LUX）打開(kāi)航班聯(lián)動(dòng)，并關(guān)閉光感控制，其航班聯(lián)動(dòng)控制方式與相同位置上的空調(diào)機(jī)組航班聯(lián)動(dòng)綁定同步實(shí)施。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)施樓宇自控系統(tǒng)的航班聯(lián)動(dòng)控制，有效結(jié)合航班信息與資源分配信息，依據(jù)航班進(jìn)出港狀態(tài)和實(shí)際人流情景調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)控能效，可以使樓宇自控系統(tǒng)脫離了人工設(shè)置時(shí)間表的工作模式，真正實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，能量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且達(dá)到節(jié)能降耗的目的。不僅可以為虹橋機(jī)場(chǎng)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提升機(jī)場(chǎng)的管理水平。

參考文獻(xiàn)

［1］邵民杰，閔加，毛亮.浦東機(jī)場(chǎng)二期航站樓樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能研究［C］.上?？崭?，2006.

中圖分類(lèi)號(hào)：TE08

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A