优化智能建筑能量控制与管理系统

　　智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，实现信息共享，进行综合管理，其作用和效益是巨大的，要实现这些作用和效益，就必须实施优化。

　　建筑智能化工程的最优化设计与常规设计相比，有以下特点：①可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用；②可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟，减少控制环节，提高可靠性与稳定性，发生故障概率降到最低可能限度，系统响应输出最优化；③它有不变条件下的优化控制及优化控制条件的两种型式，通过优化控制方案达到节能目的的是一种“主动节能”，它有别于墙体结构、门窗的形式和设置的改造的“被动节能”。

　　优化控制策略

　　空气处理机的DDC(直接数字控制器)通常采用PID控制，(在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制)选择合适的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。 PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过渡过程较短；相反PID系数低，达到设定温度的过渡过程较长。但并不是PID系数越高越好，否则易引起DDC控制系统失稳，表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。

　　PID能解决大部分场合的空调控制，但对于影剧院等大热惯性空调场合，靠高的 PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制，即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。

　　必须注意的是，为防止水阀被人为关死或水系统供水不足等异常情况对控制系统产生影响，副DDC通常只需采用比例控制算法(P)，不可加入积分分量(I)。在实际的工程设计中，BA(楼宇自控系统)对空调的节能控制有多种手段可以采用，例如室内外焓值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量，基于日程表的定时操作等。工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。

　　优化控制权

　　通常BA遵从的是中央控制站集中管理的原则，有时也有其不便的一面。在某些场合 (如会议室)将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。

　　DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。例如HoneywellT7780A数字显示墙挂式Lon分站，可以在液晶面板上显示房间的温度，通过4个按钮完成设定房间温度，风机速度、启动／停止风机等功能，并能通过LonTalk总线驱动空调箱的DDC控制器执行相应的动作。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。

　　优化直接数字控制器(DDC)

　　主流BA系统供货商都能提供大、中、小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。这种控制器的典型特征是有强大的处理器和IMB以上的RAM，尤其是能够和I／O扩展模块连接达到输入输出功能的扩展，例如SIEMENSMBC可以挂接40个I／O模块，TrendIQ251控制器允许有8x16点的接口扩展能力。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。

　　近年来，可编程逻辑控制器件(PLC)进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。

　　关于BACnet和LonWorks的支持

　　BACnet和LonWorks的提出是为了在不同层面解决控制系统的互联互操作问题。 LonWorks采用现场总线控制技术(FCS)，突破了以往的集散型控制技术(DCS)，它的提出是 BA技术的一次飞跃，是今后BAS发展的技术趋势。但目前受到各种条件限制LonWorks技术优势还不能完全发挥出来，工程实现并不完善。若自控系统规模不是很庞大，最好不用全面采用LonWorks技术。

　　如果仔细分析目前主流的BA产品，会发现其实它们在不同程度上部分采用或部分支持现场总线技术，这种取长补短的混合模式在当前是切合工程实际的；可以实现技术的平稳过渡。BACnet协议由美国ASHRAE制定并颁布，是现行美国国家标准及欧共体预备标准，运用BACnet协议，可以使空调冷热源主机自带的控制器直接进入BAS(建筑设备自动化系统)控制网络。但实施中应注意空调主机和BA供货商对BACnet的支持程度和技术协调，目前非标准的数据通讯格式仍大量存在于主机设备中。总之，在设计 BA系统的过程中切不可一味追求技术的先进性。

　　BAS监控中心

　　BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。

　　智能建筑节能是一门新兴科学，与原有专业分工不同，它包含建筑、施工、采暖、通风、空调、电器、家电，建材、热工、能源、环境、检测、计算机软件等许多专业内容，是许多专业学科边缘交叉并结合形成的。对智能建筑的分析和评价应坚持节能的原则，确立智能建筑能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义。

　　BAS系统是实现智能建筑节能的有效途径之一。智能建筑BAS控制方案的优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现，它包含了建筑物内部主要耗能单元的节能优化。通过对BA控制系统(主要是暖通空调系统)的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨，力图使BA系统更好地服务于受控的空调通风系统，最大限度地节约能源。

　　(作者：李明海 鲁娟)