直播：2014年第15届中国国际建筑智能化峰会（北京站）

摘要： 第十五届中国国际建筑智能化峰会北京站的活动今日在北京国宾酒店举行。本届峰会北京站的主题为“绿色智能建筑技术与应用趋势论坛”，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。

  演讲嘉宾：上海大学自动化系 教授 赵哲身

  演讲主题：控制技术对提高公共建筑能效的贡献

上海大学自动化系 教授 赵哲身

  赵哲身：各位下午好！

  我首先说一下我为什么要立这么个题目，大家知道，我们现在搞既有建筑的节能改造，可以向政府申请补贴，但是在这个具体程序实施过程当中我发现节能补贴的审查小组对我们建筑智能化技术，我主要是指控制技术，对提高建筑节能能效、提高建筑能效的贡献，他们没有清醒的认识，要给你补贴可以，你更换设备。在我看来，根据我对国外的技术和国内技术的掌握，这是一个低层次的节能改造。所以，我今天就跟大家交流这么一个议题，控制技术能够提高我们公共建筑能效多少。

  首先，也许我的话语力还不够权威，我要借用世界100强Honeywell总裁的话，不久前我采访了他们的全球总裁和副总裁，我作了14个提问，其中有一个提问就是我们既有建筑的节能改造涉及到七个专业领域，如果不动建筑材料、不动建筑结构、不动建筑设计、也不动电气、暖通等等，仅仅采用控制技术，您认为可以解决多少？Beth斩钉截铁的告诉我，我们做细的调查，有详实的数据说明，光通过控制技术节能可以达到25%。

  我的看法，根据不同的气候分区和不同的公共建筑类别，甚至节能空间可以达到30%。同样的问题问了副总裁Andres，他的话分两段，第一段是15—20，第二段是20—30。我认为这两位全球大公司总裁的回答都是可信的、科学的。 现在对于什么是建筑能耗有一个狭义和广义之分，现在30%都是指狭义的硬性能耗，广义的能耗还包括建材生产过程的能耗，包括建筑施工的能耗，当然，也包括运行的能耗，首先这一点我们要搞清楚。第二点我向Honeywell总裁提问的时候，实际上涵盖的是所有的专业，我刚才说的控制技术只占其中的一门。 2005年我访问英国的时候，建筑设计如何节能给了我非常深刻的印象，当时有这么一个例子，英国的设计院说我们进行了建筑设计，还进行结构设计，完成以后我们就进行了能耗的仿真，仿真以后发现一年天80天的时间超过28度，认为是不节能的，他们就改变了建筑设计，然后再仿真就变成了50天。

  这个例子给我的震动非常大，就是说在建筑设计阶段的仿真实际上是我们建筑智能化的范畴，还没动工，还没有付诸设计已经达到节能相当高的比例。 为什么这些审批的专家对我们没有充分的认识呢？那是因为我们建筑智能化的体量比较下，跟土建相比我们一个小弟弟，我们不可替代的作用没有得到认识。我认为建筑的能效可以分成三级，一个是建筑一级的能效，一个是建筑用能系统一级的能效，一个是设备一级的能效。 建筑一级的能效，比如说北京、上海共出了六类公共建筑指南，包括办公建筑，包括高级酒店等等，规定的每年每平方建筑面积用能的范围。这个是建筑级的能效。建筑用能系统规定了冷源站的综合能效等等，这些都是系统级的能效，请大家注意的是公共建筑节能设计标准修订版和绿色建筑评估标准，这两个都到我这儿来征求意见，我每个都提了15条。我的看法，这两个标准修订版的水平非常高，绿色建筑评估标准在某些方面远远优于LEED，它的高明之处就在于规定了一系列系统级和设备级的能效。设备级的能效比如说锅炉的能效、水泵的能效等等，我们智能化为什么是不可或缺，不可取代的？设备是高效还是低效的水泵，它的外部性已经确定了。当这个设备布置在管道，和末端连接起来以后，它工作点的区间就规定了。

  我们优化控制可以配合用能系统，将它运行在最优的工作点上，这个是暖通不可取代的。现在在审查补贴的专家，大部分还是暖通的专家，很少有我们智能化的专家。 建筑智能节能关键的环节要有数据的准确，现在30%的数据是不准确的，这个要有清醒的认识。第二，要分析，可以说将近100多家的软件平台都在做。第三是诊断和审计，我因为调查了全国50家节能服务公司，能够做到诊断的两三家，我们姑且不说诊断的水平有多高。优化控制这是最高层次，是第四、第五层次，可以说目前做到的一家也没有，有两家正在储备，昨天前天我都在写优化策略，也写了几十条。 我们现在政府主导的公共建筑能耗监测平台这是一个初级阶段，因为它没有我刚才说的第三个诊断的层次和第四个优化控制的层次，它只是做了一个统计、检测、采集和初步的分析，它本身是不节能的。只有能量管理平台，它必须向BA反馈，和BA相连接，它才能够节能。 智能化节能的最高境界是按需供能，这里面有两个因素，我们建筑业协会智能分会能量管理专家组前两年搞了一个软课题，我是组长，这个软课题里面我提出了一个公式，就是用变量理论来指导公共建筑的节能，有两个大变量，第一个就是气候因素。大家看，这是一个直方图，大家几乎是没看到过在能量管理平台的这种表述。大家可以看到，横坐标是最大的峰值负荷，它在上海地区只占1.4%，可见如果你不是按需供能的话就大大的浪费，因为只有1.4的全年的时间，才会达到峰值负荷。 第二就是人流量的变化。

  我这里非常简单的给出了三种公共建筑，第一是办公楼，办公楼上下班还是有一点规律的，中午吃饭的时候会有一部分人出去，下午外出会多一点，学校的规律是比较粗放的，宾馆是这样的规律，白天几乎是很少有人，就像我们这样的会议厅一样，晚上基本上都待在房间里。所以，人流量对于某些类型的公共建筑是一个非常大的变量，特别是像机场的候机楼、博物馆、商场的瞬时人流量，如果你忽视了变量，为什么现在都做不出模型？因为凡是重要的变量你没有纳入模型的输出，我搞了十年的模型了。 下面，我就来阐述暖通系统，因为暖通系统占的能耗大约60%，我来阐述冷源传输和末端。暖通系统由这三部分组成，冷热源，传输、风机还有空调末端，分别节能大概是什么比例。

  我这个比例都是经得起推敲的，在我自己的实践和我说的50家我们国内的节能服务公司，我现在可以说我们国内的节能服务公司的节能技术远远高于在我们国内外主要企业的节能技术。冷源节能大概是20%—40%，典型的数据是29%。 这里我给出的是一项发明专利，是贵州的，我仔细审查过他们的数据，典型的都是29%点几。第二部分是传输控制节能，做得最好的就是贵州汇通和杭州源牌，目前我们国内做得最好的首先是静态失衡，大家看看这幅图，6度的水由于水力不平衡，上楼以前就变成了8度了，能耗就大大的损失了，平衡以后6度还是6度。 右边这幅图是GA公司的，它非常清晰的说明的如果水力不平衡，启动能耗会大大增加。我就不展开了，他们水力平衡方面的节能至少是10%，我估计还不止。还有一家是浙江的浙大智慧阀门，最近在高铁等项目里用得还是比较多的。 汇通华城还有基于能量预测的风机预期模糊控制技术，刚才是水的，现在是风的。除了水力平衡以外，风机预测以外，还有变频系统，这一点大家都比较熟悉，大概可以达到60%—70%。毫无疑问，这个60%—70%是不是峰值？肯定不是，而是过渡，就是刚才那个图中的大部分时间段。 5.4就是末端，末端包括新风机包括AHU，AHU的节能大家往往是忽略的。我查过一些发明专利，可以到20%—50%，平均至少30%几。末端节能做得比较好的，一个是汇通华城，清华同方也做了很多摸索，汇通华城的专利号我查到了，清华同方的专利号也给出了，我没有查到，我估计是申请号，基于时间通段法的末端的控制是连网的，除了比较粗略的检测能耗以外，因为每个风机管都有一个码，它可以关断水阀和风机，对风机进行变速，也有可观的节能量。 还有一项新技术是独立温湿度的控制与冷源梯级利用，这是杭州源牌在广州珠江城的控制。还有一个是VAV控制，所谓变风量末端控制技术。 第五个是防止冷热抵消问题。

  大家知道，现在高档的宾馆和办公楼，冬天内需要供热，外需要供热，这时候很容易发生冷热抵消。我是我们上海这份杂志的执行主编，我专门开了冷热抵消的专栏，请了世界级和国内的大师，一共三个人，我本人也通过这个机会在学习，这是节能界长期讨论的，怎么不合理的冷热抵消的防止。 第六个就是我们国内只有一家企业，风系统和水系统的平衡，宾馆大部分使用的是水系统，商场是风系统，风系统要节能，水系统要节能，常常会有矛盾。这家企业的发明专利就提出了一个风系统和水系统的平衡问题，我也不展开了。 第七个技术就是Demand Limiter的技术，早在十年前我们评标的时候，这些国外公司都已经带进来了，但是至今为止，没有得到应用。Demand Limiter是节钱不节能，电力局的电价是给定的，你不能超出我给你的峰值负荷，一分钟也不能超出，如果不超出是9毛钱一度电，只要你超出一分钟、五分钟我就是惩罚性的，1块2。为什么至今为止没有得到应用？如果说三年、四年、五年之前是因为不懂，这个三年、五年就是因为电力局的垄断。至今为止，我们上海所有的能耗监测平台读不到高压侧用电，电力局衡量说你是高压侧的峰值，我们能够读到的都是低压侧的。这是一个很大的问题，这是概念，我先提出来。 我们怎么做，我们怎么来防止操作峰值负荷？很简单，我们把账单做一个分析，把我们这栋楼用电的优先级分成五个等级，同时又一个窗口去监测高压侧的用电端，当发现快超过的时候，给10%的预量。然后我就开始拉闸，或者比如说夏天，我提高设定温度。

  这是一个总体的思想，谢谢大家！

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