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控制难题

为什么智能控制系统不能创造出更智能的建筑呢?答案与系统设计和操作有关。詹姆斯·派珀(James Piper)著,《建筑运营管理》(Building Operating Management)杂志。



建筑温度控制系统,如大多数建筑系统,越来越聪明。今天的系统提供更多能力,以减少运营成本,同时为建筑物的占用者提供更好的环境。虽然今天的一些控制系统提供了极大的增强功能,并且非常成功,但其他人不会缺乏期望 - 在某些情况下,很短。

在这些建筑物中,设施高管迅速责备控制系统本身,无法有效地工作。为了尝试使系统工作,组件断开连接,绕过的控制操作,并在手动操作中放置的系统。最终,对原始控制系统进行了许多变化,维护人员无法弄清楚正在发生的事情。因此,控制系统升级或替换,整个周期开始。

通常情况下,运行中的问题并不在于控制系统本身。相反,它们是系统运行方式的结果。在这些情况下,升级或更换控制系统不是解决方案。需要的是确保系统正确设计、安装、操作和维护的步骤。

享受良好的开端

通常情况下,系统设计是由建筑设计师负责的,而使用该建筑的人很少或根本没有参与。由于没有足够的信息说明在不同空间进行的活动以及居住者的需求,系统设计师倾向于采用千篇一律的方法,反映他们过去完成的系统设计。最成功的控制系统是业主、最终用户和运营商从一开始就参与设计过程的系统。

这种参与应该包括调试。试运行并不是夸大其词的建筑演练。相反,它是一个从项目设计阶段早期开始并延伸到施工完成后的过程。它需要整个项目团队的参与,包括业主、建筑师、工程师、总承包商和控制系统分包商。如果执行得当,调试将降低生命周期成本,同时确保控制系统的质量和性能。

如果没有调试,系统安装和设置中的错误可能无法检测和纠正,通常长达数年。在很多情况下,系统安装错误被误诊为设备或系统操作错误,导致维护人员进行不必要的调整和维修,使问题进一步复杂化和掩盖。

控制系统的调试有许多好处。一方面,它有助于确保系统中的所有传感器正常工作和校准。它还可以识别系统启动时的设备和部件故障。更重要的是,调试确保所有的控制策略都是正确的顺序,并有助于确保安装系统的质量和性能。调试还有助于避免大多数新构建项目必须经历的漫长的调试阶段,以识别系统错误和缺陷。

尽管有这些好处,但调试时间通常是在建筑和装修项目落后于计划或预算后削减的第一个项目之一。原因是简单而简单:建筑控制系统调试是一个昂贵且耗时的过程。在调试中,必须审查和评估所有提出的系统设计。建设更密切地监控,需要额外的时间和整个项目团队的输入。施工完成后,必须测试并验证控制系统内的所有功能。必须启动和监控控制操作。必须检查和校准所有传感器读数。必须测试所有硬件和软件的操作。整个系统必须完全记录和维护人员在其操作和维护中受到适当培训的。

实践表明,调试会使项目的初始成本增加2%到5%,但在调试上花的钱是值得的。

缺乏培训

对操作维护人员进行培训是安装或升级控制系统的基本要求。无论这个系统多么复杂,除非正确地操作和维护,否则它几乎不会带来什么好处。不幸的是,培训经常被完全忽略,或者在安装完成后的最后一刻添加。

将培训活动作为承担的培训活动或仅仅假设在职培训就足够了 - 减少了系统运营商和维护人员,严重降低了尽可能完全使用控制系统的能力。必须包含培训计划作为控制系统安装项目的组件。

培训可以在公司内部进行,也可以在其他地方进行,但必须是正式的项目。系统操作员必须接受如何执行基本系统操作以及基本诊断功能的培训。这些是每天与系统一起工作的一线人员。他们是最直接访问系统运行信息的人,这些信息将告诉他们系统运行是否正常。认识系统问题需要一定程度的情景意识;操作人员不仅要了解正在发生什么,还要了解为什么会发生。而情景意识只能来自建立在坚实训练基础上的经验。

同样,如果系统由内部人员维护,那么这些人员必须接受对控制系统安装特定的培训。他们需要知道系统如何运作,每个组件都为什么以及设备所在,如何执行系统测试以及如何解释这些测试的结果。他们需要知道如何在维护当今的控制系统中操作所需的专业设备。

赛车时钟

当构建系统中出现问题时,维护人员面临着尽快恢复系统并运行的压力。操作中断。大楼的居住者感到不舒服,还在抱怨。因此,维护人员推动改善情况也就不足为奇了。但改善事物并不总是解决问题的同一件事。通常情况下,即使问题还没有被完全诊断出来,解决方案还是被实施了。

例如,当建筑使用者抱怨某一特定区域的空气流量不足时,通常的解决办法是重置风门。同样,在降温季节,室外空气阻尼器也经常关闭以降低湿度水平。虽然这些解决方案可能会改善那些抱怨的人的状况,但它们是可能产生自身问题的快速解决方案。重置一个阻尼器可能没有什么效果,但随着越来越多的阻尼器被重置,整个建筑的空气平衡可能被破坏,导致广泛的空气流动问题。同样,关闭室外空气阻尼器将降低湿度水平,但也将减少进入建筑的室外空气量,可能导致室内空气质量问题。

维护被忽视

建筑控制系统需要维护,常规和预防性。这些系统很复杂,从未打算安装和遗忘,但许多设施的员工就是这样做的。在发生问题之前忽略系统。当发生问题时,缺乏维护将有助于掩盖真正问题的原因,往往导致维护人员实施修复的不存在问题。这些修复又用于进一步掩盖真正的问题。

为使系统保持良好的运行状态,维护人员必须定期进行维护工作。每年至少对系统中的所有控制点进行一次验证,验证过程与调试的最后阶段类似。所有模拟输入和输出设备都应该进行测试和重新校准,以纠正传感器读数的漂移和执行器的磨损。所有数字输入和输出设备应进行测试,以验证正确的操作和反馈。

系统维护中的另一个重要元素是更新文档。今天的建筑处于助焊状态。占领者不断被移动。在建筑物中执行的功能定期更改。不断添加新设备和活动。这些变化需要对建筑的HVAC系统进行持续变化,以满足乘员的新需求。

重要的是,维护人员更新建筑文件,以反映这些变化,特别是当他们涉及建筑的控制系统。除非文档是最新的,否则在将来很难诊断系统问题。

不仅仅是维修人员需要记录大楼的变化。维修人员也必须能够获得准确的竣工图纸。每次对建筑进行修改或增加时,建筑师或承包商必须更新这些信息。

地盘之争

当涉及到运营一个设施时,有许多责任分工。例如,组织内的一个单位可能负责设施的长期规划。另设单位可管理建筑及大型改造工程。操作经常与维护分离。甚至维护也可以细分为几组,例如一组用于控制系统本身的维护,另一组用于建造冷却器和制冷设备,还有一组用于建造暖通空调系统。

虽然这些责任划分旨在利用专业化的好处,并允许特定的组关注特定的任务,但它们无意中将设施的管理划分为离散的组,每个组有不同的目标和议程。其结果可能是各单元之间的一系列地盘之争,这会降低建筑系统的组织效率和能力。

考虑仅在维护和施工单位之间可能存在的冲突。建设单位的主要目标之一是确保建设和改造项目在预算内按时完成。因此,他们愿意在系统设计、选择和安装方面做出妥协,这可能导致长期的维护需求。

同样,维护单元的主要目标之一是降低长期维护成本和需求。为了实现这一点,他们将游说在系统中安装他们认为更适合他们需求的特定组件,而不管最初的成本。

当维修部门的不同部门被叫去纠正问题时,这些冲突会对建筑控制系统的运行造成特别严重的损害。制冷机机械师可能会将空调问题归咎于暖通空调系统的空气流量不足。暖通空调系统的机械师可能会将同样的问题归咎于冷水机组系统,理由是冷水流量不足。控制系统机械师可能会责怪其他人,包括建筑设计师,说系统只是在做它们被设计的事情。

如果企业高管想要充分利用当今复杂的控制系统,他们必须停止这些地盘之争。当出现问题时,维护单位必须共同努力诊断和纠正问题。施工人员必须在设计和施工阶段与操作和维护人员一起工作,以确保两个单位的目标都得到满足。如果没有这种合作,无论这栋建筑及其系统多么智能,它在真正重要的人——这栋建筑的居住者——眼中可能显得相当愚蠢。

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©2001贸易出版社出版公司。作者James Piper, PE, PhD,咨询师和作家,在设备领域有超过25年的经验。这个特性礼貌建设运营管理,一个Greenbiz新闻联盟。

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