3.建筑BAS控制方案的優(yōu)化

3.1 智能建筑能量控制與管理系統(tǒng)的優(yōu)化

智能建筑樓宇自控系統(tǒng)將建筑內(nèi)所有設(shè)備集成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享，進(jìn)行綜合管理，其作用和效益是巨大的，要實(shí)現(xiàn)這些作用和效益，就必須實(shí)施優(yōu)化，建筑智能化工程的最優(yōu)化設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，有以下特點(diǎn)：①可以從系統(tǒng)的各種可能結(jié)構(gòu)和參數(shù)中找到最佳匹配，使整體效能最佳，從而提高系統(tǒng)的效率，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用；②可以對系統(tǒng)及其過程進(jìn)行定量化的狀態(tài)模擬，減少控制環(huán)節(jié)，提高可靠性與穩(wěn)定性，發(fā)生故障概率降到最低可能限度，系統(tǒng)響應(yīng)輸出最優(yōu)化；③它有不變條件下的優(yōu)化控制及優(yōu)化控制條件的兩種型式，通過優(yōu)化控制方案達(dá)到節(jié)能目的的是一種“主動節(jié)能”，它有別于墻體結(jié)構(gòu)、門窗的形式和設(shè)置的改造的“被動節(jié)能”。
         3.2基于節(jié)能策略的智能建筑BA系統(tǒng)優(yōu)化方法(主要針對空調(diào)系統(tǒng))

3.2.1 節(jié)能策略的優(yōu)化

PID控制。空氣處理機(jī)的DDC通常采用PID控制，選擇合適的PID參數(shù)對空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。PID系數(shù)高，空調(diào)對室內(nèi)溫度波動的反應(yīng)特性曲線陡，達(dá)到設(shè)定溫度的過渡過程較短；相反PID系數(shù)低，達(dá)到設(shè)定溫度的過渡過程較長。但并不是PID系數(shù)越高越好，否則易引起DDC控制系統(tǒng)失穩(wěn)，表現(xiàn)為室內(nèi)溫度的振蕩和水側(cè)的電動調(diào)節(jié)閥周期性的來回運(yùn)動無法在固定開度上運(yùn)行。
         PID的影響對于影劇院等大熱慣性空調(diào)場合，靠高的PID系數(shù)來提高空調(diào)機(jī)組對負(fù)荷變化的響應(yīng)速度是不足以解決問題的。這時(shí)可以采用雙級控制，即分別在空調(diào)的送風(fēng)道和室內(nèi)安裝溫度傳感器，室內(nèi)的溫度設(shè)定由主DDC控制器完成，水閥的驅(qū)動由副DDC根據(jù)風(fēng)道溫度傳感器和主DDC的指令完成，由于風(fēng)道溫度變化速度快于房間溫度的變化，這一控制方式加速了系統(tǒng)對溫度波動的響應(yīng)。
         必須注意的是，為防止水閥被人為關(guān)死或水系統(tǒng)供水不足等異常情況對控制系統(tǒng)產(chǎn)生影響，副DDC通常只需采用比例控制算法(P)，不可加入積分分量(I)。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，BA系統(tǒng)對空調(diào)的節(jié)能控制有多種手段可以采用，例如室內(nèi)外焓值比較法、二氧化碳等污染物濃度檢測法確定新風(fēng)量，基于日程表的定時(shí)操作等。工程設(shè)計(jì)中可以視需要靈活運(yùn)用，以達(dá)到最優(yōu)的效果。例如辦公、商場等場合，夏秋季在清晨時(shí)通過程序啟動空氣處理機(jī)(或新風(fēng)機(jī))，利用室外涼爽空氣對室內(nèi)全面換氣預(yù)冷，既節(jié)約新風(fēng)能耗又提高了室內(nèi)空氣質(zhì)量。
         3.2.2控制權(quán)的優(yōu)化

通常BA遵從的是中央控制站集中管理的原則，有時(shí)也有其不便的一面。在某些場合(如會議室)將空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)定功能放置在現(xiàn)場可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來實(shí)現(xiàn)。
        列如HoneywellT7780A數(shù)字顯示墻掛式Lon分站，可以在液晶面板上顯示房間的溫度，通過4個(gè)按鈕完成設(shè)定房間溫度，風(fēng)機(jī)速度、啟動／停止風(fēng)機(jī)等功能，并能通過LonTalk總線驅(qū)動空調(diào)箱的DDC控制器執(zhí)行相應(yīng)的動作。這類功能接近VRV控制面板的設(shè)定器給房間的使用者帶來極大的便利和舒適性，必要時(shí)應(yīng)積極采用。
          3.2.3直接數(shù)字控制器(DDC)的優(yōu)化

主流BA系統(tǒng)供貨商都能提供大、中、小不同處理能力的DDC，冷凍機(jī)房、熱力站監(jiān)控點(diǎn)是密集場合應(yīng)優(yōu)先采用大型控制器，以減少故障率和控制器間的通訊。這種控制器的典型特征是有強(qiáng)大的處理器(如摩托羅拉的68302)和1MB以上的RAM，尤其是能夠和I／O擴(kuò)展模塊連接達(dá)到輸入輸出功能的擴(kuò)展。
         列如SIEMENSMBC可以掛接40個(gè)I／O模塊，TrendIQ251控制器允許有8x16點(diǎn)的接口擴(kuò)展能力。對空氣處理機(jī)、新風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)一般采用中型或小型的控制器即可。近年來，可編程邏輯控制器件(PLC)進(jìn)步很快，其應(yīng)用不再局限于工業(yè)場合，在空調(diào)通風(fēng)的現(xiàn)場設(shè)備控制工程中不應(yīng)將其排斥在外。
          3.2.4關(guān)于BACnet和LonWorks的支持

BACnet和LonWorks的提出是為了在不同層面解決控制系統(tǒng)的互聯(lián)互操作問題。LonWorks采用現(xiàn)場總線控制技術(shù)(FCS)，突破了以往的集散型控制技術(shù)(DCS)，它的提出是BA技術(shù)的一次飛躍，是今后BAS發(fā)展的技術(shù)趨勢。但目前受到各種條件限制LonWorks技術(shù)優(yōu)勢還不能完全發(fā)揮出來，工程實(shí)現(xiàn)并不完善。若自控系統(tǒng)規(guī)模不是很龐大，最好不用全面采用LonWorks技術(shù)。如果仔細(xì)分析目前主流的BA產(chǎn)品，會發(fā)現(xiàn)其實(shí)它們在不同程度上部分采用或部分支持現(xiàn)場總線技術(shù)，這種取長補(bǔ)短的混合模式在當(dāng)前是切合工程實(shí)際的，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的平穩(wěn)過渡。
          BACnet由美國ASHRAE制定并頒布，是現(xiàn)行美國國家標(biāo)準(zhǔn)及歐共體預(yù)備標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用BACnet協(xié)議，可以使空調(diào)冷熱源主機(jī)自帶的控制器直接進(jìn)入BAS控制網(wǎng)絡(luò)。但實(shí)施中應(yīng)注意空調(diào)主機(jī)和BA供貨商對BACnet的支持程度和技術(shù)協(xié)調(diào)，目前非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通訊格式仍大量存在于主機(jī)設(shè)備中。總之，在設(shè)計(jì)BA系統(tǒng)的過程中切不可一味追求技術(shù)的先進(jìn)性。
          3.2.5控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在滿足擴(kuò)展性和靈活性的前提下，控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡化、清晰，無論基于RS485總線或基于LonTalk總線的控制網(wǎng)絡(luò)都是如此。分支、分級多的網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜、可靠性低。LonTalk總線在理論上可以組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，這種布線設(shè)計(jì)的隨意性如果運(yùn)用不當(dāng)，在工程實(shí)踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的，并可能增加系統(tǒng)的投資。小型工程盡可能運(yùn)用基于RS485總線的控制網(wǎng)絡(luò)，采用“手拉手”的布線方式，大型工程可以考慮樓層網(wǎng)絡(luò)分級。
          3.2.6BAS監(jiān)控中心

BAS監(jiān)控中心監(jiān)控整個(gè)空調(diào)、通風(fēng)、動力系統(tǒng)，一般與消防控制、安保監(jiān)控等合用一室。由于該機(jī)房通常遠(yuǎn)離冷凍機(jī)房、鍋爐房，在這里遠(yuǎn)程操作這些關(guān)鍵設(shè)備是不合適的。推薦的做法是在凍機(jī)房和鍋爐房現(xiàn)場控制室另設(shè)置一臺監(jiān)控分站，由該分站負(fù)責(zé)冷凍機(jī)、鍋爐監(jiān)控功能，并且該分站功能受權(quán)局限為冷熱源設(shè)備。
         4.結(jié)束語

智能建筑節(jié)能是一門新興科學(xué)，與原有專業(yè)分工不同，它包含建筑、施工、采暖、通風(fēng)、空調(diào)、電器、家電，建材、熱工、能源、環(huán)境、檢測、計(jì)算機(jī)軟件等許多專業(yè)內(nèi)容，是許多專業(yè)學(xué)科邊緣交叉并結(jié)合形成的。對智能建筑的分析和評價(jià)應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能的原則，確立智能建筑能量管理與控制系統(tǒng)優(yōu)化的基本出發(fā)點(diǎn)、優(yōu)化原則及技術(shù)措施對于智能建筑節(jié)能實(shí)現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
         BAS系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能建筑節(jié)能的有效途徑之一。智能建筑BAS控制方案的優(yōu)化是整個(gè)智能建筑節(jié)能優(yōu)化方案實(shí)施的具體體現(xiàn)，它包含了建筑物內(nèi)部主要耗能單元的節(jié)能優(yōu)化。通過對BA控制系統(tǒng)(主要是暖通空調(diào)系統(tǒng))的傳感器、執(zhí)行器、控制器、網(wǎng)絡(luò)等若干環(huán)節(jié)的探討，力圖使BA系統(tǒng)更好地服務(wù)于受控的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，最大限度地節(jié)約能源。