對暖通空調與自控在設計與運行中協(xié)調的幾點思考

王 成

(南京大學建筑規(guī)劃設計研究院有限公司，江蘇 南京 210093)

0 引言

人的一生有80%以上的時間在室內度過，暖通空調系統(tǒng)是維持室內合理的溫度、濕度、潔凈度等人體舒適性指標不可或缺的系統(tǒng)。另一方面，對于當前的智能建筑而言，有統(tǒng)計顯示，暖通空調系統(tǒng)能耗占總樓宇總能耗可達60%，其自控系統(tǒng)的監(jiān)控點一般會占到總監(jiān)控點的50%以上。由此可知，暖通空調的自控系統(tǒng)對于智能建筑而言具有十分重要的地位。

另一方面，作為智能建筑重要組成部分的暖通空調自控系統(tǒng)，存在著智能化水平低、“只監(jiān)不控”等現(xiàn)象，究其原因是多方面，其中，暖通空調與自控專業(yè)協(xié)調不利是其中一個重要原因。本文從設計和運行兩個方面對該問題進行探討，提出存在的問題以及解決策略。

1 設計階段

1.1 暖通專業(yè)缺乏對自控的深度理解

目前，我國現(xiàn)有設計院暖通專業(yè)設計師自控專業(yè)方面的知識相對匱乏，這和我國高校目前高校階段暖通專業(yè)的教育是分不開的。我國暖通空調專業(yè)的本科名稱經(jīng)歷了從“供熱通風空調工程”到“供熱、供燃氣、通風與空調工程”，再到“建筑環(huán)境與設備工程”以至于今天的名稱為“建筑環(huán)境與能源應用工程”，簡稱“建環(huán)”。在名稱改為“建環(huán)”的教學體系，即“98體系”之前，暖通專業(yè)是不講授與自動控制有關的內容的。在“98體系”中，增加了一門必修課“自動控制原理”，開始在暖通中講授與自控有關的知識。但在實際教學中，各個高校的教學人員基本為自控專業(yè)出身的，學生學到的自控的知識只是自控控制原理本身，與自身暖通專業(yè)缺乏深度的契合與貫通。很多設計師本科畢業(yè)就參加工作，到了設計第一線，在高校期間對自控專業(yè)學習的先天不足必然會影響到從事專業(yè)設計時對自控專業(yè)缺乏深度的理解。事實上，近年來，自控專業(yè)也經(jīng)歷了比較大的發(fā)展，從原有的模擬信號到現(xiàn)在的直接數(shù)字信號(DDC)，到網(wǎng)絡技術等等，都需要自控方面專業(yè)知識的更新與跟進。暖通專業(yè)對這一專業(yè)領域知識的相對匱乏使得兩個專業(yè)之間不能順利溝通與配合。

1.2 自控專業(yè)缺乏暖通空調相關知識

因為對于自控專業(yè)人員而言，本科階段不學習和“熱工”“流體”“建筑環(huán)境”等相關課程，因此他們對暖通空調基礎知識掌握不夠，對暖通空調系統(tǒng)缺少系統(tǒng)、整體的概念。另一方面，近年來暖通空調系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)多樣性和變化快的特點，比如從水機到多聯(lián)機，從空氣源熱泵到地源熱泵，末端從風機盤管到輻射供冷暖等等，這些系統(tǒng)對暖通專業(yè)人員適應、學習起來尚有一定難度，對自控專業(yè)來說，要想深刻理解并做好配合難度是可想而知的。

1.3 設計院體系不利于溝通

眾所周知，隨著設計院的全面改制，現(xiàn)有設計院或者設計公司大多以產值來對設計人員進行考核。設計師在平時工作中有時要面對多個項目的繪圖任務，往往加班加點，疲于應付。這就從客觀上造成設計師平時拿不出太多的時間來進行跨專業(yè)的學習，從而帶來專業(yè)間的溝通和協(xié)調不暢。

1.4 新技術的發(fā)展沒有彌合暖通和自控的距離

新的設計技術的發(fā)展，比如BIM技術，對于促進建筑、結構和設備(包括暖通專業(yè))走向一體化設計，提高設計效率起到了推進作用。但是，暖通和自控專業(yè)之間更多的是內容的溝通，比如針對什么樣的暖通系統(tǒng)，在何處設置傳感器、執(zhí)行器，采取什么樣的控制策略合適等等，這是BIM技術目前無法達到的。

2 運行階段

2.1 系統(tǒng)調試

暖通空調系統(tǒng)調試涉及專業(yè)較多，需要機電安裝單位、自控以及智能化施工單位和設備商比如機組、閥、泵等設備生產廠家通力配合，最后由總承包監(jiān)督各專業(yè)分包的調試內容。在這個過程中，有時涉及工期問題造成前期工作的工期壓縮，以至于暖通專業(yè)沒有充分的時間來與自控專業(yè)溝通。此外，人員的經(jīng)驗也會對調試帶來影響。有些施工單位的調試方案往往不夠細致，可操作性不強，加上檢測工具以及檢測方法不恰當?shù)葐栴}，在系統(tǒng)調試階段帶來的調試質量會受到不利影響。

2.2 系統(tǒng)運行管理

系統(tǒng)的運行管理除正常使用和操作使得設備和系統(tǒng)能達到使用要求之外，還應達到最優(yōu)化控制，即達到該系統(tǒng)效率最高，節(jié)能效果最好。要達到這一點，需要有專業(yè)的、高水平的運行管理人員。目前我國的機電管理歸于物業(yè)管理，管理人員水平參差不齊，往往在實際操作過程中達不到設計時的理想效果。另一方面，要對系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)進行記錄，暖通人員要做的事情很多，到現(xiàn)場長時間的收集資料不太可行。有的工程配備了計算機方面的管理人員，但是因為對暖通本身理解不足，也無法真正做到最優(yōu)的管理和運行。目前，很多的項目沒有形成數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集分析的完整流程，系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)也沒有發(fā)揮其應有的指導作用。

3 解決的策略

3.1 暖通專業(yè)應進一步明確自己的專業(yè)職責

暖通空調設計師首先要明確自己的專業(yè)職責。具體來說包括以下幾個方面：首先，對自己專業(yè)學習應進一步加深，比如對空調系統(tǒng)設計時不應停留在“冬夏兩季”的概念，應該用全年的運行思路來指導設計，這樣對于自控系統(tǒng)才有可能在全年動態(tài)的前提下發(fā)揮最優(yōu)的效果，從而達到最佳節(jié)能效果。其次，暖通專業(yè)應該在工作中補充相關自控方面的知識，雖然不用去全面掌握自控系統(tǒng)，但要對每一種自控系統(tǒng)、自控原理、監(jiān)測部件種類的優(yōu)劣等做到心中有數(shù)，這樣才有可能在與自控專業(yè)溝通時達成效果。

3.2 自控專業(yè)的職責

在與暖通專業(yè)溝通之前，自控專業(yè)人員應該明白自己的職責。為了達到溝通協(xié)調的目的，自控專業(yè)人員要學習相應的空調系統(tǒng)基礎知識。當暖通設計師給出各類系統(tǒng)、設備的邏輯關系時能做到準確把握，這樣才能根據(jù)暖通專業(yè)提出的控制方案和技術要求來完成控制程序的編寫以及設置控制信號等，并將其設計出一套完整的暖通空調自控系統(tǒng)。同時，自控專業(yè)人員要科學看待目前已有的模糊控制、自適應系統(tǒng)等先進技術，不能把其當作放之四海而皆準的控制方法。當此類理論如果應用于暖通系統(tǒng)，是否有足夠的數(shù)據(jù)和運行成功案例的支撐，如何確認這些方法具體適用于哪些系統(tǒng)，這些問題是自控專業(yè)應該思考并解決的。

3.3 加強專業(yè)溝通

在現(xiàn)有的設計分工中，往往將自控系統(tǒng)完全交給系統(tǒng)承包商，這樣做的結果往往帶來不確定性。其中原因在于承包商技術的優(yōu)劣、技術水平的高低以及責任心等高低不齊，對自控系統(tǒng)本身設計、施工、運行都有影響，作為主體設計方的設計院反而不容易在整體上進行把控。因此，筆者建議主體的自控系統(tǒng)設計應該由設計院內部暖通設計師和自控專業(yè)設計師在設計院內部共同完成，包括自控系統(tǒng)設備的接線圖、施工圖以及調試等。

集中監(jiān)控系統(tǒng)的功能與建筑暖通空調系統(tǒng)的整體運行管理要求是相關的。本專業(yè)人員參與集中監(jiān)控系統(tǒng)的選擇工作，有利于將本專業(yè)的運行要求融入集中監(jiān)控系統(tǒng)中，為集中監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、調試和運行打下一個良好的基礎。

4 結語

空調自控系統(tǒng)是智能建筑集成系統(tǒng)的重要組成部分，空調自控設備是智能建筑物中重要的自控設備，暖通空調自控系統(tǒng)的好壞對建筑人居環(huán)境和節(jié)能減排影響顯著。現(xiàn)有的空調自控系統(tǒng)需要暖通和自控兩個專業(yè)通力合作才能取得良好的效果，暖通專業(yè)應該補充相關自控知識，自控專業(yè)應該更加清楚服務對象。而對于設計院，應該進一步優(yōu)化考核和設計人員的搭配。只有暖通和自控兩個專業(yè)通暢地在設計和運行階段配合，才能整體提高我國暖通空調自控系統(tǒng)的水平，從而為節(jié)能減排做出良好的貢獻。