智能建筑能耗的现状

1．2．1　智能建筑能耗的现状

1）智能建筑BAS系统的作用和问题

空调系统的能耗占建筑物平均能耗的60%，冷热源系统的能耗又占空调系统总能耗的55%。优化楼控系统的控制性能，整改楼控系统的现状是提高建筑物能效的关键之一。

（1）楼宇自控系统的作用

①满足建筑物内人员的舒适、安全要求；

②准确检测建筑物和设备的运行参数和状态；

③优化设备的控制性能；

④有足够的能耗分项计量手段；

⑤降低设备的能耗；

⑥降低设备的运行费用；

⑦诊断设备的故障。

（2）目前楼宇自控系统建设存在的问题

①楼控部件不精确及由此而产生的问题

有大约30%的传感器的监测数据不符合IEEE对传感器基本精度的定义。如：基本误差、重复误差、非线性性质。

②某方面的不足而导致某一温度误差

由于部件造成的计算误差，使空调负荷计算误差达到16%以上。空调负荷的计算涉及冷水机组加减机控制策略，如此大的误差不利于冷源系统的节能。造成负荷计算误差大的主要原因为：

A．模数转换AI模块量不可调节，使冬天和夏天的温度采用同一个量程，冷冻水的较低温度和锅炉水的较高温度采用同一量程，A/D转换导致的误差太大。目前所有大公司的AI模块都存在同样的缺点，这个问题唯有制订强制性标准并实行市场准入制度才能解决。

B．所用温度传感器的误差太大。

③安装和整定问题导致空调系统能效大大降低

A．变风量终端安装问题。Box与对接风管不在同一高度，甚至中间有水管抢道。结果Box与风管网络的对接不得不采用软管，使沿程阻力大大增加，增加了风系统的传输能耗。

B．Box出风口软管过长、扭曲过多，有的长2m，最长的长8m。出风口软管过长显然大大增加了沿程阻力，增加了损耗。长度有长有短，也使风口流量不均匀。

C．半导体温度传感器不提供出厂整定数据。

所有公司的半导体温度传感器都在没有整定的情况下使用。同一批传感器在相同的温度下的阻值误差可以达到5%。测试显示每一度误差可能造成能量多损耗10%，因此检测不准确会直接导致能耗控制不准确。

D．水系统没有很好地冲洗，运行的水是红的，导致电磁流量计使用不久就失去了精度。

E．没有做好水力平衡、风力平衡试验。

现在的大楼，由于多数是最低价中标，又为了赶工期，安装公司没有足够的时间和人工做好水力平衡和风力平衡调试。水力不平衡导致高层制冷能力不足，物业管理为了弥补水力不平衡，不得不多开冷冻水泵。高层建筑冷冻水泵每台功率至少在50kW以上，每天工作10小时就将多耗电500kW·h，浪费可想而知。

④设计中不足之处

A．水系统管网中没有足够的水阀以及新风系统没有必要的阀门。

B．没有必要的阀门就没有必要的调试手段。

控制系统完全没有做优化控制的调试。几乎95%的公共建筑的机电设备的控制参数P、I、D没有做调试，导致温度的误差在±2℃左右，阀门开度在0%到70%范围内震荡。震荡的阀门使流体阻力增加，不必要地消耗了能量。

⑤冷源运行效率低

目前，几乎90%以上的公共建筑冷水机组运行效率低，一个重要的特征是供回水温差小，在最炎热的夏天，供回水温差只有3℃，完全没有达到设计的温差5℃。其大大增加了冷水机组的能耗。因为能效比cop值与供回水温差成正比。

2）楼控系统节能效果差异原因

（1）楼控系统与建筑设备的不融合

现在大多数新建公共建筑中都配置了楼控系统，它是建筑节能必不可少的基础平台，可是有些节能效果不理想，甚至有的楼控系统不能开通运行。控制系统与被控对象脱节和分离是由于控制软件未能了解被控对象运行过程的特性、规律，不能根据不断变化的条件和参数，做出正确有效的反应；控制系统对对象的变化不认识、不了解、不反应；除了起停控制、时间程序控制等简单控制外，没有更多的节能措施，因此难以为节能做更大贡献。

（2）系统集成商缺少节能方案的设计能力，缺少各专业间的沟通机制

楼控的对象主要是暖通、空调、照明、给排水、供配电等。特别是暖通、空调是能耗大户，是节能关注的重点。现在国内的楼控产品一般只提供一定的编程环境和基础编程工具，需要工程师根据工程的具体情况进行控制程序的编程。这要求编程者具有以上建筑设备的知识，特别是空调方面的专业知识，同时又掌握网络通信、自动控制等方面的知识，对编程者的知识结构要求十分高。在人才难求的情况下，要么只有集成商自己配置设备工程师（暖通、空调为主），要么与设计院的暖通工程师沟通配合，可是现在这两条都难以做到。

（3）缺少对工程质量的监管

尽管我国已颁布了GB　50339—2003《智能建筑工程质量验收规范》，但该规范一直没有很好地执行，建筑工程质量监管部门也没有把智能化系统的检测纳入强制检测的范围。我国实行业主为主的竣工验收负责制，但大部分业主甚至不知道该规范的存在，没有按规定要求进行认真的验收，使大量的“问题工程”获得通过。

楼控系统目前基本处于方案无审核、施工无监理、质量无检测的自由状态。实施过程中缺少工程质量的约束保障机制，一方面使楼控系统的已有方案得不到实施，设计功能难以实现；另一方面又不能为行业发展创造一个公平、公正的环境，妨碍了楼控系统的技术进步。市场缺乏优胜劣汰机制，使企业不能以技术取胜、以质量取胜，不能为企业的发展树立正确的导向，导致市场良莠不齐，鱼目混杂，已有质量问题日复一日地存在，严重制约了行业的健康发展。

（4）现有楼控产品软硬件体系不适应节能要求

现在国内市场的楼控产品是国外品牌一统天下。这些产品主要是在通信协议、通信模式上进行技术革新发展，由独立私有协议向LonWorks、BACnet、TCP/IP协议发展。但在节能等多方面没有多大变化，主要还是提供PID控制、时间程序控制、运行参数的统计功能等。虽然提供了诸如AHU焓值控制、零能带控制等一些节能程序，但这些程序并不实用，在工程上几乎没有采用过。一些基础性的、实际作用很大的节能方法却没有产品化，如对于AHU的全年多工况运行调节、变风量控制、冷却塔节能控制等常见的节能方法没有相应的配套软件。同时，楼控产品的编程环境还不能支持模糊控制、神经网络控制等智能算法，仅局限于PID控制，不适应暖通空调现代控制技术的发展。这些功能的缺失，增加了软件二次开发的困难程度，给用户的使用造成了很大不便。

3）应对策略

①节能才是硬道理。在节能的总目标下，优化楼宇控制系统。

②开发标准化的节能产品。目前国内已有一些公司开发了标准化的节能产品，如用于冷冻机房集中节能控制的专用系统；AHU的专用控制器；用于风机盘管温度控制和运行时间采集的专用系统；用于灯光控制的专用系统等。

③加强智能化工程质量的监管和节能效果的评价。