2014年12月11日，第十五屆中國國際建筑智能化峰會廣州站的活動在廣州東方賓館舉行。本屆峰會廣州站分為A、B兩場，A場主題為“智能建筑技術趨勢論壇”，將由著名專家、知名品牌分別圍繞現(xiàn)今的智能建筑創(chuàng)新技術與應用作精彩演講，同時一起展望智能建筑新趨勢與發(fā)展前景。
以下是同濟大學教授 程大章先生演講實錄：
同濟大學教授程大章
程大章：非常高興參加今天的論壇，今天給大家報告的題目是《BA系統(tǒng)的再調(diào)試》。
無論做布線，做智能系統(tǒng)，都是在做建設行業(yè)。建設行業(yè)建造了很多樓，三百米、五百米高的樓，體量三十萬、四十萬等樣式的樓。所以建設行為的最終成果就是建筑。建筑在其生命周期里，要消耗地球資源的40%，消耗全球能源總量的40%;建筑從建設一直到拆除，一共形成占地球上垃圾總量的40%。這是非常負面的數(shù)據(jù)。
為了解決這個問題，國家大力推行綠色建筑，最大可能的改變負面情況，從節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材等方面使建筑物和自然和諧相處，達到可持續(xù)發(fā)展。而BA系統(tǒng)是解決建筑生態(tài)節(jié)能的主要技術手段。看這個非常經(jīng)典的成本分析：一個公共建筑，它的生命期成本中有15%是其建設費用;在建筑物的六七十年生成期間，其內(nèi)部的裝修、修繕，包括外面的修繕，也有15%的費用。假如有100億的建設資金，建設費用15億，內(nèi)部裝修15億，內(nèi)部清潔20億，但是設施更新費要23億，能源消耗費也要27億。按這樣的比例看，設備更新費比例好高，這是為何?我們來看，比如這個燈，壽命是多少?也就大概六到八年，建筑壽命如果是70年的話，那么建筑物生命期燈要換10次，但是如果燈可以工作20年，以建筑物的60年生命周期來算，燈的設備只需更換三次，所以如果建筑設施能延長使用壽命，建筑節(jié)能效果就可以更好。
根據(jù)工程實踐統(tǒng)計，公共建筑在維護結(jié)構(gòu)不變僅對設備系統(tǒng)實行有效監(jiān)控之后，可降低能耗20%-30%。截至2013年底，中國既有建筑面積已達500億平方米以上，公共建筑約50%，即250億平方米，按年單位面積耗電量100度電低估，則每年公共建筑耗電也高達2.5萬億度電。如中國的公共建筑能降低10%的能耗則相當于節(jié)約了三個三峽電站的發(fā)電量，減少二氧化碳排放19.6億噸。
不僅僅針對能源還有水資源，BA系統(tǒng)系統(tǒng)可以對建筑設備系統(tǒng)和可再生能源進行全面監(jiān)控和控制，使設備達到最佳運行狀況。廣東水資源豐富，但北方大部分地方，甚至上海都已經(jīng)成為缺水性城市。在缺水的情況下怎么實現(xiàn)臟水和污水的充分利用，也可以用到BA系統(tǒng)。
現(xiàn)在推行綠色建筑，強調(diào)節(jié)能，BA系統(tǒng)到底有沒有用，必須以數(shù)據(jù)為依據(jù);到底節(jié)能多少，優(yōu)點在哪，也必須有運營數(shù)據(jù)。BA系統(tǒng)可以通過實時運行的數(shù)據(jù)分析建筑物節(jié)能環(huán)境保護的效能與曲線，從而凸顯它的高價值。在這中間，節(jié)能、環(huán)境保護，是持續(xù)的工作目標。大家如果比較清楚建筑物是怎么設計的，建筑在設計的時候都是以最不利的條件下最大負荷時設計它的整個設備的供應，如用電，電力設計必須在最糟糕的天氣下整個滿負荷的情況下能保證供應。現(xiàn)在新建好的辦公建筑，入住率要達到80%，沒有5年、6年的時間不可能，一般前面兩三年，基本上入住率在20%-30%。政府辦公樓，國家發(fā)改委、國務院按照國家的標準辦公，正部級干部、正省級干部只有50平米工作面積。所以不能說政府辦公房不夠用，而是有多。住宅小區(qū)建成兩三年后，基本上有20%-30%的入住率，但也有一些地方被稱為“鬼城”，三五年沒有人住。房子沒人住，但設備系統(tǒng)都在工作，所以建筑物的供應就會發(fā)生變化，天氣不好或者天氣好等情況，負荷都會發(fā)生變化，設備也會老化，需要通過設備系統(tǒng)、建筑運行的數(shù)據(jù)檢測，讓數(shù)據(jù)可視化，然后評估、進行數(shù)據(jù)分析，分析問題，提出問題的改善方案。然后使用了改善還是要看效果。所以在建筑的整個生命周期，這是一個永恒的循環(huán)。
有一個案例：前幾年，上海對300多個商務辦公樓，167個商場進行能耗的統(tǒng)計，統(tǒng)計出來發(fā)現(xiàn)，商務辦公樓，每平方米一年只耗40幾度電，最大360度電，平均下來，最少最多都比較極端。這個數(shù)據(jù)提供了分析的基礎，同類型的建筑能耗差異很大，如果排除服務質(zhì)量后，節(jié)能的空間也很大?，F(xiàn)在講綠色建筑，無論按照什么標準建設，最后主要的評價還是單位面積的能耗，應當在平均值以下。但實際上很多建筑的能耗值往往超出這個數(shù)據(jù)，大型的公共建筑，一些公共建筑的運行情況并不合理。對于既有建筑，依靠包括智能化監(jiān)控的主動節(jié)能技術，可以取得顯著的節(jié)能效果。
樓控供應商表示，上了BA系統(tǒng)可以節(jié)省30%?它的基準是什么?其實，建筑造好后，如果沒有控制，讓所有的設備運行，它的能耗是100%，如果采用了BA系統(tǒng)進行有效監(jiān)控，節(jié)省30%能耗，這是全世界都證明了的數(shù)據(jù)，是可靠的，而且有道理的。如果使用了BA系統(tǒng)，但其能耗降低值達不到30%，這是為什么?這也許是不懂使用，設計、調(diào)試不當，最終沒有讓系統(tǒng)實現(xiàn)能耗降低30%的效果。除此之外，如果能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制，精細化管控，在這個基礎上，能耗上還能再下降25%。這也是有依據(jù)的，在很多典型工程上，都已經(jīng)達到了這個數(shù)據(jù)。建筑建好后，設備讓其隨便用，只需BA系統(tǒng)的有效控制和精細管控，它的能耗就能從原來的100%下降到45%。
國內(nèi)有很多地方，像廣東、上海，很多公共建筑的BA系統(tǒng)都沒有正常的工作。BA供應商表示設備在國外用得很好，但是在國內(nèi)就存在各種各樣的問題。后來我去查了英國金融時報待查英國60棟運營商業(yè)建筑的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明50%以上的建筑有控制問題，40%建筑的暖通空調(diào)設備存在問題，超過30%的建筑有空調(diào)傳感器無法正常測量，甚至15%建筑的BA系統(tǒng)專用設備失蹤，80%的既有建筑都存在室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)不良，能耗高。一次建設缺陷、建筑功能變更、設備系統(tǒng)故障或老化、BA系統(tǒng)失常等。這樣的情況下，需要通過調(diào)試證實、記錄新建或者改建的設施功能完全達到業(yè)主的設想需求，是綜合的、系統(tǒng)的進行質(zhì)量控制的過程。
有時，我們需要對既有建筑BA系統(tǒng)再調(diào)試。再調(diào)試，就是在建筑物已經(jīng)投運后，根據(jù)建筑物實際的實用功能和設備負荷，對設備系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行精確調(diào)整，以保證室內(nèi)空間舒適要求下實現(xiàn)節(jié)能運行。因此，要做再調(diào)試的工作，有一定的前提，第一建筑物使用功能基本上穩(wěn)定，客廳就是客廳，報告廳就是報告廳，建筑物已經(jīng)使用大概一年以上。BA系統(tǒng)如果壞了，再調(diào)試就要更換BA系統(tǒng)。建筑里面有一年以上運行數(shù)據(jù)的積累，可能設備的運用已被住戶和管理方抱怨不已，其能耗遠高于當?shù)赝愋徒ㄖＴ谶@時候，因為它有節(jié)能改造的空間，我們可以進行再調(diào)試。再調(diào)試就只是調(diào)一調(diào)嗎?并不是。往往參與再調(diào)試的人員當初是做BA系統(tǒng)的，這時候熟悉了建筑的設計資料、建筑功能區(qū)、設備系統(tǒng)原理和布局、變更情況、竣工情況、控制工藝等，了解了建筑物運行情況，功能、誤解管理、設備系統(tǒng)的維護等。他們根據(jù)運行數(shù)據(jù)分析，找出可能導致異常情況的原因，并進行現(xiàn)場檢查，驗證造成異常情況的原因。排除建筑錯誤、安裝質(zhì)量問題和設備故障(相關方執(zhí)行)，重新確定控制方法和控制策略，制定調(diào)試方案，并實施。所以分析運行數(shù)據(jù)，驗證控制方法和控制策略是再調(diào)試的有效手段。這里需要建筑的設計指標，了解建筑物執(zhí)行情況、運行情況，現(xiàn)場檢查等等。
BEMS功能的實現(xiàn)，需要樓宇自動化系統(tǒng)BAS，建筑管理系統(tǒng)BMS，建筑能源管理系統(tǒng)BEMS。BEMS建筑能源管理系統(tǒng)以能源管理和節(jié)能決策為目標，實時采集與能耗相關數(shù)據(jù)與信息，通過分析、控制、管理等手段，優(yōu)化使用能源和消除能源浪費，提高使用率。
最早的BA系統(tǒng)是一款設備監(jiān)控，把管理也納入進去，有設備管理，07年住建部推出關于政府機關辦公建筑與大型公共建筑，能耗風向監(jiān)測系統(tǒng)的技術導則，推出來后，能耗監(jiān)測開始形成。很多地方把它作為強制性要求。但是僅僅是能耗的監(jiān)測實際上還不夠，既然有控制方法，了解了整個設備的布局，有能耗數(shù)據(jù)了，就還必須對建筑能耗需求進行考慮，對能耗有基準，節(jié)能有一個量化服務，節(jié)能改造有一個量化管理，分析整個策略都是整個系統(tǒng)中，這樣才可以使建筑節(jié)能做得更好。所以BA系統(tǒng)有各種各樣的結(jié)構(gòu)，其中最主要的是：使系統(tǒng)能效最大化，使需求最小化。BEMS的目標是：以全面準確的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)監(jiān)測，進行精確優(yōu)化的運行控制，然后進行全局合理的管理調(diào)度，同時要有一個友好便捷交互界面。這些功能實現(xiàn)后，就能達到設備的最優(yōu)運行，能量的最低消耗，管理的最高率，成本的有效控制。價值不僅僅是能源消耗的價值，還有很多的環(huán)境價值，如果是公共建筑節(jié)能，系統(tǒng)可以減少能耗，同時減少十幾萬噸二氧化碳的排放。
所以BA系統(tǒng)是942A的工作基礎，BA系統(tǒng)的正常運行可以有效實現(xiàn)建筑設備運行狀態(tài)的監(jiān)控，提高建筑物的能效和服務質(zhì)量?？茖W組BA系統(tǒng)的調(diào)試，能夠節(jié)省建筑設備能耗的20%-40%。在中國大力推行節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展的方向下，BA系統(tǒng)的態(tài)勢將形成一個新興的行業(yè)。
