劉文青

(江蘇省建筑設計研究院有限公司,江蘇 南京 210019)

當前,對于智能建筑而言,有統(tǒng)計顯示,暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗占總樓宇總能耗可達60%,其自控系統(tǒng)的監(jiān)控點一般會占到總監(jiān)控點的50%以上。由此可知,暖通空調(diào)的自控系統(tǒng)對于智能建筑而言具有十分重要的地位。另一方面,目前我國的暖通空調(diào)自控系統(tǒng),與照明、報警、電梯等智能化水平相比較差。雖然有些公共建筑安裝了自控系統(tǒng),但仍普遍存在著智能化水平低,往往只監(jiān)不控,未能發(fā)揮系統(tǒng)的有效作用。究其原因是多方面,其中,暖通空調(diào)與自控專業(yè)配合不力是其中一個重要原因。本文從設計和運行兩個方面對該問題進行探討,提出存在的問題,分析其原因并給出解決策略。

1 系統(tǒng)設計

1.1 暖通空調(diào)自控系統(tǒng)架構(gòu)

暖通空調(diào)自控系統(tǒng)的架構(gòu)組成如圖一所示,系統(tǒng)可以分為軟件和硬件兩個部分,在硬件和軟件的具體組成部分后面標出了各自對應的專業(yè),從圖中可以看出,監(jiān)測元件、執(zhí)行機構(gòu)以及應用軟件部分都需要暖通專業(yè)的參與,而主機、接口、通用設備以及系統(tǒng)軟件需要計算機和自控專業(yè)來完成。

圖1 暖通空調(diào)自控系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 暖通專業(yè)缺少相應自控知識

我國暖通空調(diào)專業(yè)的本科名稱經(jīng)歷了從“供熱通風空調(diào)工程”到“供熱、供燃氣、通風與空調(diào)工程”,再到“建筑環(huán)境與能源應用工程”,簡稱“建環(huán)”。在 “98體系”之前,暖通專業(yè)不開設與自動控制有關的內(nèi)容的課程。在“98體系”中,增加了 “自動控制原理”,“建筑設備自動化”等課程。但在實際教學中,存在如下問題：各個高校的教學人員基本為自控專業(yè)出身的,學生學到的只是自控控制原理本身,與自身暖通專業(yè)缺乏深度的契合與貫通。暖通設計師參加工作在高校期間對自控專業(yè)學習的先天不足會暴露出來,這樣會影響到從事專業(yè)設計對自控專業(yè)的把控。暖通專業(yè)對這一專業(yè)領域知識的相對匱乏使得兩個專業(yè)之間不能順暢溝通。

1.3 自控專業(yè)對暖通空調(diào)專業(yè)知識的缺失

因為自控專業(yè)人員而言,本科階段不學習和“熱工”、“流體”、“建筑環(huán)境”等熱工基礎課程,因此他們對暖通空調(diào)基礎知識掌握不夠,對暖通空調(diào)系統(tǒng)缺少系統(tǒng)、整體的概念。另一方面,近年來暖通空調(diào)系統(tǒng)一直在不斷發(fā)展,比如從冷水機組到氟機,從水源熱泵到地源熱動,末端也經(jīng)歷了多種發(fā)展,比如從普通的風機盤管到座椅送風,再到現(xiàn)在的輻射空調(diào)等。 這些系統(tǒng)對于暖通專業(yè)人員都需要一定的時間來摸索、學習起來尚有一定難度,對自控專業(yè)來說,要想深刻理解并做好配合,其中的難度不小。這就從客觀上導致暖通專業(yè)與自控專業(yè)溝通時帶來了知識和能力上的不對等,從而帶來障礙。

2 系統(tǒng)運行

暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行包括系統(tǒng)調(diào)試和運行管理兩個階段。系統(tǒng)調(diào)試涉及機電安裝單位、自控以及智能化施工單位和設備商,需要機組、閥、泵等設備生產(chǎn)廠家通力配合,最后由總承包監(jiān)督各專業(yè)分包的調(diào)試內(nèi)容。在這個過程中,如果工期問題造成前期工作的工期壓縮,會帶來暖通專業(yè)沒有充分的時間來與自控專業(yè)溝通。此外,機電安裝人員的經(jīng)驗也會對調(diào)試帶來影響。有些施工單位的調(diào)試方案往往不夠細致,可操作性不強,加上檢測工具以及檢測方法不恰當?shù)葐栴},在系統(tǒng)調(diào)試階段帶來的調(diào)試質(zhì)量會大受影響。

自控系統(tǒng)出了滿足基本的使用功能,還有一個重要任務就是通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)化控制,即達到該系統(tǒng)效率最高,節(jié)能效果最好。要達到這一點,需要有專業(yè)的、高水平的運行管理人員。目前我國的機電管理屬于物業(yè)管理,管理人員水平參差不齊,往往在實際操作過程中達不到設計時的理想效果。另一方面,要對系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)記錄,暖通人員到現(xiàn)場長時間的收集資料不太可行。有的工程配備了計算機方面的管理人員,但是因為該部分人員對暖通本身理解不足,也無法真正做到最優(yōu)的管理和運行。目前,很多的項目沒有形成數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集分析的完整流程,系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)也沒有發(fā)揮其工程指導作用。

3 解決策略

3.1 暖通專業(yè)應從學校階段加強自控專業(yè)的學習

各個暖通專業(yè)高校積極響應革新教學方式,采用多種現(xiàn)代化教學手段開展教學,在暖通學科教學中補充自控部分的內(nèi)容。在師資上最好配備具有暖通系統(tǒng)自控經(jīng)驗的教師,必要時可以聘請行業(yè)導師進校兼課,這樣給學生帶來第一手的內(nèi)容和資料。在教學中利用多媒體、網(wǎng)絡等新技術手段開展教學活動,會達到更好的教學效果。

3.2 暖通專業(yè)的職責

對于空調(diào)設計師而言,要明確自己的專業(yè)職責。 首先,對自己專業(yè)學習應進一步加深,比如對空調(diào)系統(tǒng)設計時不應停留在“冬夏兩季”的概念,應該用全年的運行思路來指導設計,這樣對于自控系統(tǒng)才有可能在全年動態(tài)的前提下發(fā)揮最優(yōu)的效果,從而達到最佳節(jié)能效果。其次,暖通專業(yè)應該在工作中補充相關自控方面的知識,雖然不要求全面掌握自控系統(tǒng),但要對每一種自控系統(tǒng)、自控原理、監(jiān)測部件種類的優(yōu)劣等做到心中有數(shù),這樣才有可能在于自控專業(yè)溝通時取得良好效果。

3.3 自控專業(yè)的職責

自控專業(yè)設計人員要學習相應的空調(diào)系統(tǒng)基礎知識,當暖通設計師給出各類系統(tǒng)、設備的邏輯關系時能做到認識清楚,這樣才能根據(jù)暖通專業(yè)提出的控制方案和技術要求來完成控制程序的編寫,以及設置控制信號等,并將其設計出一套完整的暖通空調(diào)自控系統(tǒng)。同時,自控專業(yè)設計人員要科學看待目前已有的模糊控制、自適應系統(tǒng)等先進技術,不能把其當做放之四海而皆準的控制方法。當此類理論應用于暖通系統(tǒng)時,有沒有內(nèi)在大量數(shù)據(jù)的支撐,如何確認這些參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系等,這些對于自控專業(yè)人員都是要深入思考的。

3.4 調(diào)整設計分工,加強專業(yè)溝通

在現(xiàn)有的設計分工中,往往將自控系統(tǒng)完全交給系統(tǒng)承包商,這樣做的結(jié)果往往帶來不確定性。其中原因在于承包商技術的優(yōu)劣、技術水平的高低以及責任心等高低不齊,對自控系統(tǒng)本身設計、施工、運行都有影響,作為主體設計方的設計院反而不容易在整體上進行把控。因此,筆者建議主體的自控系統(tǒng)設計應該由設計院內(nèi)部暖通設計師和自控專業(yè)設計師在設計院內(nèi)部共同完成,包括自控系統(tǒng)設備的接線圖、施工圖以及調(diào)試等。

集中監(jiān)控系統(tǒng)的功能與建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體運行管理要求是相關的。本專業(yè)人員參與集中監(jiān)控系統(tǒng)的選擇工作,有利于將本專業(yè)的運行要求融入集中監(jiān)控系統(tǒng)中,為集中監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和運行打下一個良好的基礎。

4 結(jié)論

暖通空調(diào)系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)建筑的使用功能,滿足使用者的舒適性環(huán)境要求。作為暖通空調(diào)設計人員,應努力提升自己的專業(yè)水平,同時拓展自控領域相關知識,提高自身設計水平。對于自控專業(yè)而言,在服務暖通專業(yè)時,應更多地學習其系統(tǒng)知識,關注系統(tǒng)的同時關注系統(tǒng)的運行。雙方應在設計以及運行階段更多更好地溝通,只有這樣,我國的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)才能更為合理,技術才能更為提高,才能為我國的人居環(huán)境和節(jié)能減排做出更大的貢獻。