【峰会演讲】同济大学教授程大章：BA系统的再调试

　　 2014年12月11日，第十五届中国国际建筑智能化峰会广州站的活动在广州东方宾馆举行。本届峰会广州站分为A、B两场，A场主题为“智能建筑技术趋势论坛”，将由著名专家、知名品牌分别围绕现今的智能建筑创新技术与应用作精彩演讲，同时一起展望智能建筑新趋势与发展前景。

　　以下是同济大学教授 程大章先生演讲实录：

　　同济大学教授程大章

　　程大章：非常高兴参加今天的论坛，今天给大家报告的题目是《BA系统的再调试》。

　　无论做布线，做智能系统，都是在做建设行业。建设行业建造了很多楼，三百米、五百米高的楼，体量三十万、四十万等样式的楼。所以建设行为的最终成果就是建筑。建筑在其生命周期里，要消耗地球资源的40%，消耗全球能源总量的40%;建筑从建设一直到拆除，一共形成占地球上垃圾总量的40%。这是非常负面的数据。

　　为了解决这个问题，国家大力推行绿色建筑，最大可能的改变负面情况，从节能、节水、节地、节材等方面使建筑物和自然和谐相处，达到可持续发展。而BA系统是解决建筑生态节能的主要技术手段。看这个非常经典的成本分析：一个公共建筑，它的生命期成本中有15%是其建设费用;在建筑物的六七十年生成期间，其内部的装修、修缮，包括外面的修缮，也有15%的费用。假如有100亿的建设资金，建设费用15亿，内部装修15亿，内部清洁20亿，但是设施更新费要23亿，能源消耗费也要27亿。按这样的比例看，设备更新费比例好高，这是为何?我们来看，比如这个灯，寿命是多少?也就大概六到八年，建筑寿命如果是70年的话，那么建筑物生命期灯要换10次，但是如果灯可以工作20年，以建筑物的60年生命周期来算，灯的设备只需更换三次，所以如果建筑设施能延长使用寿命，建筑节能效果就可以更好。

　　根据工程实践统计，公共建筑在维护结构不变仅对设备系统实行有效监控之后，可降低能耗20%-30%。截至2013年底，中国既有建筑面积已达500亿平方米以上，公共建筑约50%，即250亿平方米，按年单位面积耗电量100度电低估，则每年公共建筑耗电也高达2.5万亿度电。如中国的公共建筑能降低10%的能耗则相当于节约了三个三峡电站的发电量，减少二氧化碳排放19.6亿吨。

　　不仅仅针对能源还有水资源，BA系统系统可以对建筑设备系统和可再生能源进行全面监控和控制，使设备达到最佳运行状况。广东水资源丰富，但北方大部分地方，甚至上海都已经成为缺水性城市。在缺水的情况下怎么实现脏水和污水的充分利用，也可以用到BA系统。

　　现在推行绿色建筑，强调节能，BA系统到底有没有用，必须以数据为依据;到底节能多少，优点在哪，也必须有运营数据。BA系统可以通过实时运行的数据分析建筑物节能环境保护的效能与曲线，从而凸显它的高价值。在这中间，节能、环境保护，是持续的工作目标。大家如果比较清楚建筑物是怎么设计的，建筑在设计的时候都是以最不利的条件下最大负荷时设计它的整个设备的供应，如用电，电力设计必须在最糟糕的天气下整个满负荷的情况下能保证供应。现在新建好的办公建筑，入住率要达到80%，没有5年、6年的时间不可能，一般前面两三年，基本上入住率在20%-30%。政府办公楼，国家发改委、国务院按照国家的标准办公，正部级干部、正省级干部只有50平米工作面积。所以不能说政府办公房不够用，而是有多。住宅小区建成两三年后，基本上有20%-30%的入住率，但也有一些地方被称为“鬼城”，三五年没有人住。房子没人住，但设备系统都在工作，所以建筑物的供应就会发生变化，天气不好或者天气好等情况，负荷都会发生变化，设备也会老化，需要通过设备系统、建筑运行的数据检测，让数据可视化，然后评估、进行数据分析，分析问题，提出问题的改善方案。然后使用了改善还是要看效果。所以在建筑的整个生命周期，这是一个永恒的循环。

　　有一个案例：前几年，上海对300多个商务办公楼，167个商场进行能耗的统计，统计出来发现，商务办公楼，每平方米一年只耗40几度电，最大360度电，平均下来，最少最多都比较极端。这个数据提供了分析的基础，同类型的建筑能耗差异很大，如果排除服务质量后，节能的空间也很大。现在讲绿色建筑，无论按照什么标准建设，最后主要的评价还是单位面积的能耗，应当在平均值以下。但实际上很多建筑的能耗值往往超出这个数据，大型的公共建筑，一些公共建筑的运行情况并不合理。对于既有建筑，依靠包括智能化监控的主动节能技术，可以取得显著的节能效果。

　　楼控供应商表示，上了BA系统可以节省30%?它的基准是什么?其实，建筑造好后，如果没有控制，让所有的设备运行，它的能耗是100%，如果采用了BA系统进行有效监控，节省30%能耗，这是全世界都证明了的数据，是可靠的，而且有道理的。如果使用了BA系统，但其能耗降低值达不到30%，这是为什么?这也许是不懂使用，设计、调试不当，最终没有让系统实现能耗降低30%的效果。除此之外，如果能够实现有效控制，精细化管控，在这个基础上，能耗上还能再下降25%。这也是有依据的，在很多典型工程上，都已经达到了这个数据。建筑建好后，设备让其随便用，只需BA系统的有效控制和精细管控，它的能耗就能从原来的100%下降到45%。

　　国内有很多地方，像广东、上海，很多公共建筑的BA系统都没有正常的工作。BA供应商表示设备在国外用得很好，但是在国内就存在各种各样的问题。后来我去查了英国金融时报待查英国60栋运营商业建筑的统计数据，数据表明50%以上的建筑有控制问题，40%建筑的暖通空调设备存在问题，超过30%的建筑有空调传感器无法正常测量，甚至15%建筑的BA系统专用设备失踪，80%的既有建筑都存在室内环境品质不良，能耗高。一次建设缺陷、建筑功能变更、设备系统故障或老化、BA系统失常等。这样的情况下，需要通过调试证实、记录新建或者改建的设施功能完全达到业主的设想需求，是综合的、系统的进行质量控制的过程。  

　　有时，我们需要对既有建筑BA系统再调试。再调试，就是在建筑物已经投运后，根据建筑物实际的实用功能和设备负荷，对设备系统的运行状态进行精确调整，以保证室内空间舒适要求下实现节能运行。因此，要做再调试的工作，有一定的前提，第一建筑物使用功能基本上稳定，客厅就是客厅，报告厅就是报告厅，建筑物已经使用大概一年以上。BA系统如果坏了，再调试就要更换BA系统。建筑里面有一年以上运行数据的积累，可能设备的运用已被住户和管理方抱怨不已，其能耗远高于当地同类型建筑。在这时候，因为它有节能改造的空间，我们可以进行再调试。再调试就只是调一调吗?并不是。往往参与再调试的人员当初是做BA系统的，这时候熟悉了建筑的设计资料、建筑功能区、设备系统原理和布局、变更情况、竣工情况、控制工艺等，了解了建筑物运行情况，功能、误解管理、设备系统的维护等。他们根据运行数据分析，找出可能导致异常情况的原因，并进行现场检查，验证造成异常情况的原因。排除建筑错误、安装质量问题和设备故障(相关方执行)，重新确定控制方法和控制策略，制定调试方案，并实施。所以分析运行数据，验证控制方法和控制策略是再调试的有效手段。这里需要建筑的设计指标，了解建筑物执行情况、运行情况，现场检查等等。

　　BEMS功能的实现，需要楼宇自动化系统BAS，建筑管理系统BMS，建筑能源管理系统BEMS。BEMS建筑能源管理系统以能源管理和节能决策为目标，实时采集与能耗相关数据与信息，通过分析、控制、管理等手段，优化使用能源和消除能源浪费，提高使用率。

　　最早的BA系统是一款设备监控，把管理也纳入进去，有设备管理，07年住建部推出关于政府机关办公建筑与大型公共建筑，能耗风向监测系统的技术导则，推出来后，能耗监测开始形成。很多地方把它作为强制性要求。但是仅仅是能耗的监测实际上还不够，既然有控制方法，了解了整个设备的布局，有能耗数据了，就还必须对建筑能耗需求进行考虑，对能耗有基准，节能有一个量化服务，节能改造有一个量化管理，分析整个策略都是整个系统中，这样才可以使建筑节能做得更好。所以BA系统有各种各样的结构，其中最主要的是：使系统能效最大化，使需求最小化。BEMS的目标是：以全面准确的运行状态和数据监测，进行精确优化的运行控制，然后进行全局合理的管理调度，同时要有一个友好便捷交互界面。这些功能实现后，就能达到设备的最优运行，能量的最低消耗，管理的最高率，成本的有效控制。价值不仅仅是能源消耗的价值，还有很多的环境价值，如果是公共建筑节能，系统可以减少能耗，同时减少十几万吨二氧化碳的排放。

　　所以BA系统是942A的工作基础，BA系统的正常运行可以有效实现建筑设备运行状态的监控，提高建筑物的能效和服务质量。科学组BA系统的调试，能够节省建筑设备能耗的20%-40%。在中国大力推行节能减排的可持续发展的方向下，BA系统的态势将形成一个新兴的行业。