1. 项目背景与需求分析
高校校园内的建筑(如BA楼,通常是行政、教学或科研楼)功能复杂,人流密度随时间波动大(上下课、节假日),对建筑的舒适性、节能性、健康性和管理效率提出了极高要求。
管理需求:降低运营成本,实现精细化、自动化管理,减轻后勤人员压力。
节能需求:校园是能耗大户,需有效控制暖通空调、照明等主要能耗系统。
舒适与健康需求:为师生提供安全、舒适、健康的教学科研环境,尤其是室内空气质量直接影响学习效率和健康。
示范与教育需求:作为校园智能化建设的标杆,亦可作为相关专业学生的实践教学案例。
2. 系统总体目标
构建一个以BA系统为控制核心,以空气质量监控系统为感知与优化导向的智能化平台。实现从单一的设备控制,到“感知-分析-控制-优化”的闭环智能管理,打造绿色、健康、高效的智慧楼宇。
3. 系统详细应用
3.1 BA楼宇自控系统 - 建筑的“智能大脑”
BA系统负责对楼宇内的各类机电设备进行集中监视、控制和管理。
暖通空调系统智能控制
日程表控制:根据教学楼的上课、下课、周末及假期时间表,自动启停空调机组、新风机组,避免空转能耗。
温湿度分区控制:对不同功能区(教室、办公室、实验室、大厅)设定不同的温湿度设定值,实现按需供给。
新风量调节:与空气质量系统联动,根据室内CO₂浓度动态调节新风阀开度,在保证空气清新与降低空调负荷(处理新风的能耗)之间找到最佳平衡。
设备连锁控制:风机、水阀、风阀顺序启停,保护设备。
智能照明控制
分区定时控制:公共区域、教室照明按预设时间表自动开关。
光照度感应:靠近窗户的区域,根据室外自然光照度,自动调节或关闭灯光,充分利用自然光。
人员感应:在走廊、卫生间、会议室等区域,安装移动传感器,实现“人来自动开灯,人走自动关灯”。
变配电、给排水监控
监测配电回路的电压、电流、功率因数等参数,进行能耗统计与分析。
监控水泵、水箱、集水坑的状态,实现自动报警和联动。
3.2 空气质量监控系统 - 环境的“健康卫士”
该系统实时监测关键室内空气参数,并作为BA系统的控制依据。
监测参数:
CO₂:反映人员密集程度和通风效果的直接指标。浓度过高会导致学生嗜睡、注意力不集中。
PM2.5/PM10:监测雾霾及粉尘污染,保障呼吸健康。
温湿度:基础舒适度参数。
TVOC:监测由装修、家具等释放的挥发性有机化合物,防范化学污染。
甲醛:重点监测的室内污染物。
系统应用:
场景1:教室上课,CO₂浓度上升超过设定阈值(如800ppm),系统自动通知BA系统增大新风阀开度,引入更多新风。
场景2:室外雾霾严重(PM2.5超标),系统联动BA系统,在引入新风的同时,自动开启或加大空气净化设备的功率,确保送入室内的空气是洁净的。
实时监测与可视化:在楼宇入口大厅或管理后台,通过大屏幕以“红、黄、绿”等形式直观展示各区域空气质量指数,增强师生的获得感。
智能联动通风:
预警与报告:当任何参数超标时,系统向管理人员发送报警信息(短信、App推送)。自动生成空气质量日报、周报,为环境健康管理提供数据支撑。
4. 系统融合与协同优势
本方案的核心价值在于BA系统与空气质量系统的深度集成与联动。
春秋季教室通风 开窗通风,导致室内温湿度失控,空调能耗增加。 系统判断室外空气质量优良,自动切换到“全新风模式”,既保证了通风换气,又通过BA系统维持了室内温度的相对稳定。
冬季大型讲座 人员密集,CO₂浓度飙升,但为保温通常紧闭门窗,室内空气污浊。 空气质量系统检测到CO₂浓度快速升高,联动BA系统,在维持送风温度的前提下,按最小新风比需求智能增加新风量,保障健康与舒适。
重度雾霾天 开窗通风不可行,关窗导致CO₂积累。新风系统无净化功能,引入脏空气。 系统检测到室外高PM2.5,自动关闭旁通新风,并联动新风机组内的净化装置高效运行,在不开窗的前提下,持续提供洁净、富氧的空气。