某大型購(gòu)物中心建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例分享

李春鵬

【摘要】在建筑智能化系統(tǒng)中，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是最能體現(xiàn)建筑節(jié)能的系統(tǒng)，是和建筑環(huán)境聯(lián)系最密切的系統(tǒng)，同時(shí)也是關(guān)聯(lián)技術(shù)最多的系統(tǒng)。要設(shè)計(jì)一個(gè)先進(jìn)合理，經(jīng)濟(jì)適用的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)備、工藝、機(jī)電系統(tǒng)十分熟悉，也需要設(shè)計(jì)人員與業(yè)主、物業(yè)管理公司和其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程師做充分的溝通和需求分析。筆者將結(jié)合實(shí)際工程案例和用戶(hù)需求與讀者分享某大型購(gòu)物中心項(xiàng)目BAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的心得和體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】建筑智能化；樓宇自控；設(shè)備監(jiān)控

在建筑智能化系統(tǒng)中，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是最能體現(xiàn)建筑節(jié)能的系統(tǒng)，是和建筑環(huán)境聯(lián)系最密切的系統(tǒng)，同時(shí)也是關(guān)聯(lián)技術(shù)最多的系統(tǒng)。要設(shè)計(jì)一個(gè)先進(jìn)合理，經(jīng)濟(jì)適用的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)備、工藝、機(jī)電系統(tǒng)十分熟悉，也需要設(shè)計(jì)人員與業(yè)主、物業(yè)管理公司和其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程師做充分的溝通和需求分析。筆者有幸參與了深圳某國(guó)內(nèi)著名品牌購(gòu)物中心的建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該工程的BAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循了“面向用戶(hù)、以用戶(hù)需求為導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)原則，在對(duì)空調(diào)設(shè)備監(jiān)控策略的設(shè)計(jì)上有自己的特色。

根據(jù)該項(xiàng)目機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和業(yè)主的需求，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容包含如下9個(gè)方面：

1、換熱站系統(tǒng)監(jiān)控

2、環(huán)境監(jiān)測(cè)（溫度、濕度、CO2濃度）檢測(cè)

3、天面風(fēng)井水位監(jiān)測(cè)

4、給水，消防系統(tǒng)分區(qū)減壓閥監(jiān)測(cè)

5、商鋪水閥監(jiān)控

6、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控

7、送排風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控

8、給排水系統(tǒng)監(jiān)控

9、扶梯、電梯系統(tǒng)監(jiān)控

其中，換熱站系統(tǒng)監(jiān)控和扶梯、電梯系統(tǒng)監(jiān)控由區(qū)域冷站設(shè)計(jì)單位和電梯廠(chǎng)家提供配套群控系統(tǒng)，并通過(guò)高階接口接入本項(xiàng)目建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（BMS）。筆者負(fù)責(zé)其余內(nèi)容的設(shè)計(jì)。下面，筆者將結(jié)合工程實(shí)際和用戶(hù)需求，與讀者分享本項(xiàng)目BAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些特別之處。

一、通過(guò)優(yōu)化AHU空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控策略避免商業(yè)中庭送風(fēng)冷熱不均的問(wèn)題

該購(gòu)物中心共有五層，地上四層、地下一層，內(nèi)部通過(guò)中庭的大洞將建筑物內(nèi)的公共空間連成一個(gè)整理，中庭的頂部設(shè)計(jì)了自然采光的玻璃頂棚。空調(diào)工程師在進(jìn)行中庭空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，采用了全空氣系統(tǒng)（AHU）+變風(fēng)量末端的空調(diào)形式。這種空調(diào)形式上類(lèi)似于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（VAV），如果BA監(jiān)控策略采用VAV空調(diào)系統(tǒng)常用的定靜壓或者變靜壓控制——即通過(guò)風(fēng)道壓力來(lái)控制送風(fēng)溫度和冷水閥開(kāi)度，通過(guò)送風(fēng)溫度控制末端VAV Box閥門(mén)開(kāi)度，將會(huì)造成低層中庭中過(guò)冷而高層中庭過(guò)熱的問(wèn)題。因?yàn)?，玻璃頂棚?huì)造成中庭頂部的溫度較高，頂層VAV Box閥門(mén)往往是開(kāi)到最大，而冷氣通過(guò)中庭的大洞流向底層，底層的VAV Box閥門(mén)因?yàn)闇囟冗^(guò)低而關(guān)閉。末端風(fēng)閥的開(kāi)度不均衡導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)高低樓層送風(fēng)量差別較大，從而造成了中庭送風(fēng)冷熱不均，頂層過(guò)熱、底層過(guò)冷。這也是有中庭的購(gòu)物中心項(xiàng)目常見(jiàn)的空調(diào)問(wèn)題。

通過(guò)和空調(diào)工程師與物業(yè)管理方的深入溝通，對(duì)AHU空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控策略提出以下改進(jìn)措施：

（一）在AHU送風(fēng)主管上加裝溫度傳感器，空調(diào)季節(jié)時(shí)，AHU冷水閥開(kāi)度由原來(lái)的根據(jù)風(fēng)道壓力控制改為根據(jù)送風(fēng)溫度控制，保證AHU送風(fēng)溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度。而作為AHU冷水閥開(kāi)度的控制依據(jù)，送風(fēng)溫度由物業(yè)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和氣溫狀況手動(dòng)設(shè)定；

（二）AHU風(fēng)量控制由原來(lái)的根據(jù)風(fēng)道壓力控制風(fēng)機(jī)變頻改為根據(jù)中庭頂部回風(fēng)溫度控制控制風(fēng)機(jī)變頻。

（三）其他監(jiān)控策略不變。

商場(chǎng)中庭監(jiān)控原理圖

上述監(jiān)控測(cè)策略對(duì)建筑中庭和采光頂棚對(duì)室溫的影響提出了務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的監(jiān)控思路，通過(guò)將送風(fēng)溫度改為手動(dòng)可調(diào)，避免了末端風(fēng)閥的開(kāi)度不均衡的問(wèn)題。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果證明，該策略能夠有效緩解中庭冷熱不均的問(wèn)題。

二、結(jié)合物業(yè)管理模式優(yōu)化BA系統(tǒng)設(shè)計(jì)

BAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了要考慮對(duì)常規(guī)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控，還應(yīng)該考慮通過(guò)BAS系統(tǒng)幫助物業(yè)管理公司解決一些在日常管理工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

該購(gòu)物中心物業(yè)管理公司向我們提出了以下四個(gè)問(wèn)題：

（一）購(gòu)物中心營(yíng)業(yè)時(shí)間結(jié)束后，首層臨街商鋪和地下一層的超市還要繼續(xù)營(yíng)業(yè)一段時(shí)間，所以空調(diào)系統(tǒng)不能完全關(guān)閉，冷凍水泵還要繼續(xù)運(yùn)行。如果能關(guān)閉商場(chǎng)已經(jīng)停止?fàn)I業(yè)區(qū)域的空調(diào)冷凍水管，就能減少這部分冷凍水循環(huán)所需要的動(dòng)能，從而節(jié)約冷凍水泵耗電量。

（二）購(gòu)物中心天面有大量風(fēng)井送排風(fēng)口，這些風(fēng)口考慮到美觀往往被要求不能突出天面設(shè)置風(fēng)口，所以建筑一般采用下沉風(fēng)井側(cè)面開(kāi)百葉的做法，并在下沉風(fēng)井內(nèi)考慮排水措施。如何能有效預(yù)防雨水通過(guò)天面風(fēng)井進(jìn)入建筑屋內(nèi)？

（三）商場(chǎng)結(jié)束營(yíng)業(yè)后，有的商鋪往往忘記關(guān)閉風(fēng)機(jī)盤(pán)管，從而造成用電浪費(fèi)。

（四）商場(chǎng)大賣(mài)場(chǎng)空調(diào)一般由賣(mài)場(chǎng)租戶(hù)自己建設(shè)，空調(diào)形式一般為AHU。租戶(hù)AHU與建筑其他區(qū)域共用新風(fēng)豎井。如何防止租戶(hù)出于減少AHU耗電量考慮，故意浪費(fèi)新風(fēng)？

針對(duì)物業(yè)管理公司提出的問(wèn)題，對(duì)本項(xiàng)目BAS設(shè)計(jì)提出以下優(yōu)化措施：

（一）通過(guò)與空調(diào)工程師深入配合，將商場(chǎng)首層臨街商鋪和地下一層商鋪的支干管獨(dú)立設(shè)置。由原設(shè)計(jì)分區(qū)域接入豎向水管改為支干管水平走管。這樣一來(lái)，商場(chǎng)首層臨街商鋪區(qū)域和地下一層商鋪區(qū)域冷凍水支干管和商場(chǎng)其他區(qū)域的冷凍水支干管相對(duì)獨(dú)立，在商場(chǎng)其他區(qū)域的冷凍水支干管上裝設(shè)電動(dòng)水閥并由BAS按照商場(chǎng)營(yíng)業(yè)時(shí)間自動(dòng)控制開(kāi)閉，就能滿(mǎn)足物業(yè)管理公司提出的管理要求，可以節(jié)約冷凍水泵用電。

（二）在天面下沉風(fēng)井內(nèi)裝設(shè)液位開(kāi)關(guān)，當(dāng)積水達(dá)到報(bào)警水位（低于潛污泵溢流水位）時(shí)報(bào)警，提醒物業(yè)管理人員注意，并采取相關(guān)措施。

（三）設(shè)計(jì)與電氣工程師協(xié)商，優(yōu)化入戶(hù)電箱配電結(jié)線(xiàn)設(shè)計(jì)，在戶(hù)內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管配電回路加裝接觸器，BAS通過(guò)該接觸器通斷并監(jiān)視該回路工作狀態(tài)。同事，與空調(diào)工程師溝通，風(fēng)機(jī)盤(pán)管水閥采用斷電自動(dòng)關(guān)閉的電動(dòng)二通閥。這樣一來(lái)，物業(yè)對(duì)商場(chǎng)租戶(hù)空調(diào)便有了控制權(quán)，當(dāng)營(yíng)業(yè)時(shí)間結(jié)束后，物業(yè)可以考慮切斷所有商鋪的風(fēng)機(jī)盤(pán)管配電。

（四）由于大賣(mài)場(chǎng)租戶(hù)AHU和建筑其他區(qū)域共用新風(fēng)豎井。而其他區(qū)域由于采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)的空調(diào)形式。在空調(diào)季，這部分新風(fēng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)一次空氣處理。有的大賣(mài)場(chǎng)租戶(hù)故意將AHU新風(fēng)閥全開(kāi)，以減少AHU空氣處理耗電量。這樣做對(duì)整個(gè)新風(fēng)豎井而言，卻增加了空氣處理耗電量，而這部分電費(fèi)往往是通過(guò)公攤電費(fèi)包在物業(yè)管理費(fèi)中。大賣(mài)場(chǎng)租戶(hù)的行為無(wú)疑增加了物業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。設(shè)計(jì)在與暖通工程師充分溝通后，建議他們?cè)诖筚u(mài)場(chǎng)租戶(hù)的新風(fēng)豎井接口處裝設(shè)電動(dòng)多葉調(diào)節(jié)閥。在空調(diào)季，電動(dòng)多葉調(diào)節(jié)閥保證合理開(kāi)度，即保證大賣(mài)場(chǎng)新風(fēng)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，又防止租戶(hù)自己將AHU新風(fēng)閥全開(kāi)；在過(guò)渡季節(jié)，電動(dòng)多葉調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，租戶(hù)AHU可以盡量使用未經(jīng)空氣處理的室外空氣，從而節(jié)約建筑物空調(diào)耗能。

從上述的實(shí)際案例可以看出，對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、工藝的了解和熟悉對(duì)BAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)是非常重要的。閥門(mén)、傳感器設(shè)置在合適的位置并通過(guò)合理的監(jiān)控策略可以起到節(jié)約能源、提高管理效率的作用；相反，如果設(shè)置在錯(cuò)誤的位置，不但達(dá)不到預(yù)期的效果，反而會(huì)影響機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)行。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)和業(yè)主方、物業(yè)管理方、各專(zhuān)業(yè)工程師的深入溝通，了解各方需求和設(shè)計(jì)要求，本著“面向用戶(hù)、以用戶(hù)需求為導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)原則，真正將用戶(hù)需求落實(shí)在設(shè)計(jì)之中，而不是照搬標(biāo)準(zhǔn)圖冊(cè)，是設(shè)計(jì)好一個(gè)復(fù)雜項(xiàng)目BAS系統(tǒng)的必由之路。也只有這樣做，才能更好地發(fā)揮BAS系統(tǒng)節(jié)能、高效、降低運(yùn)行費(fèi)用和改善環(huán)境的設(shè)置初衷。