1 引言
随着近年来我国建筑规模的不断扩大，建筑能耗也逐年上升，建筑能耗所占能耗总量已从上世纪70年代末的10%上升到近年的27.8%。而建筑最大的耗能点是采暖和空调，据悉，我国在采暖和空调上的能耗占建筑总能耗的55%，与发达国家相比，我国每平方米建筑采暖能耗约为发达国家的3倍左右。因此，如何有效降低建筑能耗，建设节能型绿色建筑已成为当前的热门话题。
本文从建筑设备监控系统（BA）角度出发，结合某超市的具体案例，就如何利用BA技术实现建筑物内的空调、通风、冷热源、给排水、变配电和照明、电梯和自动扶梯等设备的有效控制，达到系统节能，减少运行费用的目标作具体分析。
2 空调新风系统
2.1目标温度自适应和室内温湿度控制精度
设立空调新风系统主要是为建筑物内的使用人群提供舒适的环境，但在追求舒适的同时也消耗了大量的能源。如何有效地解决这个问题，就需将环境对人的影响作分析。首先来了解一下人体舒适性温度和哪些因素有关。所谓冷、热是人们的一种感觉，它与实际气温不完全是一回事。人体感觉温度除与气温有关外，还与风速和湿度等有关。根据国内外的实验显示，人体舒适温度的上下限为：夏季，人们感到最舒适的气温是19—24℃，冬季是17—22℃。人体总要保持体温恒定，当环境温度超过舒适温度的上限时，人们便感到热，若超过37℃时就感到酷热；相反，当环境温度低于舒适温度下限时，人就感到凉、冷，若低于0℃，就感到严寒。人体感觉舒适的湿度，一般在20%～60%RH。室内相对湿度低于20%，则房间显得干燥，易产生静电，同时人体会感到干燥；如室内相对湿度大于60%，则房间显得过湿，人体就会感到闷，如果这时有风吹来，加快了人体热量的散发，人体马上就感到凉快。所以，风对人冷热的感知也有一定的影响。另据美国国家标准局统计资料表明，如果在夏季将设定值温度下调1℃，将增加9%的能耗，如果在冬季将设定值温度上调1℃，将增加12%的能耗。所以，设置适当的室内目标温度值，既可满足舒适性的要求，又可以达到节能的目的。与此同时，提高室内温度控制精度也可以节省不必要的能耗。
项目实例：某大型超市面积为1万8千平方米左右，区域划分为4个空调功能区（门厅、卖场、园艺中心、办公室）和两个辅助功能区（货仓、设备室）。
2.2采取的节能措施
⑴空调目标温度值的自适应调节
空调机组根据设定目标温度值，通过DDC的PID运算器来调节水阀的开度以调整回风温度值，使回风温度保持在设定温度的一定的范围内。由于超市层高为6米，回风温度和室内人群感受的温度有一定的偏差，所以在设定目标温度值时要考虑到这个偏差。我们根据室外温度、自动调整空调机组设定温度值来达到浮动控制的目的。根据反复试验和设计院要求，确定卖场的空调设定温度以夏季的室外温度为基准。当室外温度分别为28℃以下、28～32℃、32℃以上时对应空调设定温度分别24、25、26℃；冬季以室外温度10℃以上、10℃以下对应20、18℃。
⑵空调目标温度值的分区域梯度设置
空调区域分为4个功能区，东西门厅和东西卖场、一个园艺中心、办公室。根据人流方向，门厅－卖场－园艺中心；门厅－办公室。门厅空调目标温度值比卖场的温度高2度；由于园艺中心的特殊要求设定温度对应于卖场的设定温度高2度。
⑶提高空调目标温度的控制精度
欧美等国对室内温湿度控制精度要求为：温度为±1.5℃，湿度为60±5%的变化范围。本项目按照常规方式进行PID控制，根据BA系统不同的控制对象，应采用不同的控制方式。通常有以下4种：P：适用于干扰变化幅度小，自衡能力强，对象滞后(τ∕T )较小，控制质量要求不高，且系统允许有一定范围余差的场合。PI：工艺要求静态无余差，控制对象容量滞后很小，负荷变化幅度较大，但变化过程又较缓慢的场合。PD：适用于控制对象时间常数T0较大的场合。对于滞后很小，信号有噪声或周期性干扰的系统不能采用微分作用。PID：适用于负荷变化和对象容量滞后都较大、时滞不太大且控制质量要求又较高，被控变量变化缓慢的场合。综上所述，本项目空调系统采用PI控制，根据生产厂商组态软件帮助文件中提供的如下经验数据（表1），并进行现场整定微调。
通过BA系统用户界面操作软件的历史数据趋势曲线图，观测回风温度趋势，回风温度稳定在设定温度±0.5度之间，更改设定温度值，回风温度可以在一定时间内稳定在设定温度内。
检测方法：使用若干台环境温度记录仪放置在门厅、东西卖场、园艺中心中，进行7×24小时环境温度记录，据记录仪的记录数据、各区域在中央空调使用时间段内（具有稳定、合格的冷热源供应）、环境温度在设定温度上某一区域1度之间飘动，也就是说环境温度可以保持在±0.5度之间。
2．3机组的最佳启停时间控制
为保证顾客在卖场开业后良好的购物环境，就需要提前对卖场进行预冷、预热。空调系统是大惯性的运行系统，提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，BA系统对空调机组最佳启、停时间进行计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的运行时间。提前开启和关闭空调机组的时间长短与当时室外温度、空调机组设计容量、空调区域等因素有关，BA系统在实际控制中，根据实际设计工况，本项目按照表2提前进行开启和关闭
2．4新风量控制带来的节能效果
夏季在夜间凌晨2点开启空调机组半个小时，将室外低温新鲜空气与卖场内污浊空气进行置换。早晨开启空调时，将新风阀门设定为最小新风量运行（10％），回风阀门开启100％，排风阀门完全关闭，空调机组进行全循环运行，减少处理新风的能量消耗。
为了充分、合理地回收回风能量和利用新风能量，根据新、回风焓值比较来控制新风量与回风量的比例，最大限度地减少人工能量与热量。
新风负荷一般占空调负荷的相当部分，有时可达30％～50％，因而减少新风负荷就成了有效的节能方法。图1显示了根据新、回风焓差控制新风量的概念图，图中△h=室内空气焓－新风空气焓。
A区：制冷工况，且△h>0,故应采取最小新风量，减少制冷负荷。在此工况下，最小新风量可根据室内CO2浓度调节最小新风量，也可以直接给定最小新风量，保证室内空气的品质。本项目根据超市运行经验，预测顾客的进场人数多少，按照时间段确定最小新风量，见表3。
B区：制冷工况，且△h<0，应采取最大新风量控制，充分利用自然冷源，以减轻制冷负荷。B区与C区的交界线：在此线上新风带入的冷量恰与室内负荷相等，制冷负荷为零，可以停止供应冷源。C区：过渡季节，此时可利用一部分回风与新风相混和，即可达到要求的送风状态。Min OA线是利用最小新风量与回风混和可达到要求的温度，此时过渡季节，要求的温度值范围比较宽泛。D区：空调系统进入采暖工况，采用最小新风量。同样按照时间段确定最小新风量。
2．5风机盘管系统的电源控制
办公室区域采用新风机进行一次新风处理加风机盘管系统进行供冷/热风。风机盘管温控器可以调节风机三速和设定室内温度，控制精度一般为±2度，风机盘管温控器不纳入BA系统的控制，但是很多员工并未养成下班随手关闭温控器的习惯，这时虽然冷热源系统可能已经关闭，不关闭温控器并不耗费冷热源系统的能源，但是开启的风机还是要耗费一定的电能、长期开启不但影响其使用寿命，日积月累耗费的电能也是相当可观的。所以，电气设计时，风机盘管电源进行单独供电，BA系统增加控制办公室区域风机盘管的电源控制，按照上下班时间表进行定时供应/切断风机盘管电源。
2．6优化改进措施
东西卖场各5000平方米，每个卖场由两台大功率空调机组供应冷/热，空调机组启动电流很大，对整个供电系统产生冲击，导致相应供电屏经常保护跳闸。后对每台空调机组增装变频器、进行软启动，减少对供电系统的冲击。在业主资金、安装条件等方面允许状况下可在卖场内设置若干台CO2传感器，实时检测空气品质，代替按照时间段的方式，确定新、回风量比例，但在实际使用过程中需要注意CO2传感器使用寿命较短，每年要重新进行标定，否则作为判据使用的时候将影响到使用效果。
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