樓宇自控系統集成技術原理及其發展趨勢研究

　　隨著經濟的不斷發展，各類高層建筑如雨后春筍般聳立起來，而信息時代的來臨和發展，則使建筑內的智能化程度不斷應用普及。幾乎一切的高層建筑，都一定量的投資建設了樓宇管理的智能化系統，比如一些酒店、政府辦公處、公司，無論建筑的規模大小、資金多少，但其中的樓宇自動化控制系統是必不可缺的，這是實現建筑智能化的基本，其目的是對建筑里面的能源使用和用電設備等進行智能化的控制管理，為用戶創造安全、節能、舒適的生活環境。樓宇自控系統是對建筑中的水電供給系統、暖通空調、電梯、照明、消防、安防等很多設備進行科學有序的管理。自動監控系統還利用計算機監控對大樓內的所有設備全面監視，為樓內的用戶提供安全良好的環境，采用各個點分散監控，再進行系統的集中管理手段，隨著計算機技術的日趨成熟。計算機控制、計算機管理逐漸代替人工控制和管理，也方便了物業的管理人員的工作，一定限度的提高了工作效率，降低了能源消耗，延長設備的服役壽命，也極大地節約了物業管理的成本。
　　1　什么是樓宇自控及其系統集成
　　一棟現代化的大樓，在沒有安裝樓宇自控系統時，使用其中的很多設備往往會存在各種問題，如控制各種設施、管理各層用戶，甚至在維修及計算能量消耗方面都很不方便。樓宇自控系統就是將大樓內的一切硬件設施(包括還有消防、保安等)的使用運行狀況、能源損耗程度、大樓內的安全工作進行系統的監管和控制。樓宇自動化系統也被稱為實現建筑內設備自動化系統，它是智能化建筑所必須的構成系統，其目標是對大樓里的安全設施、資源設備、交通等進行監控管理，排除不必要的隱患，給用戶最優的居住環境。而所謂的“系統集成”則是指把那些獨立樓宇中的自控系統，即分屬于整個自控系統中的各個子系統的功能綜合起來。進行科學的優化和分配處理，以達到更良好的管理效果，組成更優的管理系統。從而更好地全方位滿足用戶的需求，真正體現智能化建筑的內涵。功能良好的集成系統能最大限度的發揮建筑內各種設備的性能。樓宇自控系統集成技術包含了兩個方面的內容：一是對各設備和子系統的分散控制技術，二是現場總線技術。總之系統集成技術就是將計算機、圖像處理，通信、監控等科學技術綜合起來，對建筑中的設備及各子系統分別監控，這樣來集中的管理工作，也充分體現了建筑智能化的特點。
　　2　樓宇自控系統的組成
　　樓宇自控系統一般包括建筑中的水電供應、暖通空調、電梯、照明、消防與安全防范等子系統。依照國家行業標準規定，樓宇自控系統還可以分為安全消防系統及設備的管理運行和監控系統。這兩個子系統是分屬于整個自控系統的，應缺一不可，才能使整個系統更完善。如果講安全消防系統單獨設置，和整個系統分離，應該提前在自控系統中心建立必需的通訊聯系，做好災情防范，以便出現緊急事故時，能夠及時找出應急補救措施，減少損失。
　　3　樓宇自控系統集成技術的原理
　　樓宇自控系統是運用計算機集中控制系統，且立足于現代控制理論。它的特征是對設備分散監測控制再集中統一進行管理，利用分布在每個地點的微型計算機對設備進行控制管理以及檢測，避免了以往單一的儀表檢測，實現了功能多元化。在中央控制室安裝的是綜合功能很強的計算機管理，包括基本的軟件操作、復制打印外，還有強大的通訊功能、清晰顯示等，能夠進行一系列的操作、監控、管理任務，使各項設備運行狀態更佳，也利于物業人員的統一管理工作。
　　4　樓宇自控技術呈現出多元化發展趨勢
　　近幾年來，未來的樓宇被人們預測到將會出現各式各樣的智能設備。樓宇內控制中心的閥門、傳感器等都是智能化的，大樓的基本設施可以把所有的控制數據、信息都連接起來，形成一個統一的整體網絡。現在隨著科技的發展，節能和低碳成為世界發展的潮流，這也是我國經濟發展的基本需求，更是樓宇自控事業發展的一個必然趨勢。節能環保是實現可持續發展的關鍵，樓宇自控應該遵循節約化、生態化、綠色化等原則，符合可持續發展的基本要求。由于科學技術的發展、設計理念的進步，不同建筑設備使用功能的變化，將來，樓宇自控會向功能多元化、規范化、拓展性大、開放性強等方向發展。
　　4.1功能多樣化尋求開放與可擴展性
　　樓宇自控系統應用的范圍很大，例如住宅樓、公共建筑、開放性場館等各種類型的建筑都有。但大多建筑在使用過程中，內部的水電供應、電梯、通風等設施的控制系統都很簡單，均利用主從型的控制結構，基本要求都能達到，如安全性和穩定性上相對很好，對供應商的要求也不高。
　　隨著建筑設施越來越完善，人們對樓宇內各個設備的功能要求越來越高，這些要求都要依靠樓宇自控系統中分屬的每個不同的子系統來分別完成。所以，例如安全防范、燈光控制調節、熱能采集等都會歸納到樓宇自控系統中。面對智能化建筑的不斷發展和增多，樓宇自控系統所需要的產品從簡單的傳感器、控制器、變頻器等發展到數據分析軟件、無線通信設備、智能傳感器等等。樓宇自控系統分屬的子系統及很多產品不斷更新換代，顯得更開放了，這樣就對樓字自控系統的擴展性要求更高了。根據很多調查顯示，封閉的管理系統已經越來越適應不了樓宇自控系統的要求了，將來，樓字自控系統將會發展成功能多樣化的形式，同時尋求管理設備和技術的開放與可擴展性。
　　4.2迫切要求控制建筑能耗
　　樓宇自控這項技術自從誕生以后，便一直將節能減耗作為公司所承擔的主要功能之一。但是社會在發展，技術的更新使得以前的樓宇自控系統不能滿足新一代社會的節能要求，系統節能不夠精確，也不可計量，這樣就大大失去了科學性，讓客戶難以信賴。而且，以前的自控系統主要通過改善供電質量、縮短電器運行時間以及應用變頻器等方式針對供電，溫度控制，照明、電梯等方面進行有限的節能，并不能做到全方位的照理和監管。
　　如今，不論是商場建筑、居民建筑，還是其他形式的建筑，都面臨著一個問題。那就是如何能夠降低能耗，最大限度地進行節能。這對于現在的設計者們無疑是一項重大的挑戰。因為設計師們必須要進行基礎上的創新，既要以樓宇自控系統為計劃的藍本，最重要的還要把節能的精確性和可計量性提高到一個更高的水平。而且，我們也要跟隨著現代化的腳步，將最新智能化的設備投入到系統運行過程中，從而為降低能耗提供更加完善、詳實的數據。
　　產品設計的多樣性無疑為公司提供了更多的商機。所以這樣的機會，眾多現代智能化產品的生產公司便都開始轉向節能領域，并改變和調整公司的經營策略。例如三菱電機自動化有限公司便將節能運用得十分巧妙，并提了“可視化節能”的概念。這樣的概念的提出將對建筑運用的各個方面有針對性的監管，不僅改善了設備的性能，還能使能量的消耗動向透明化，這樣更有利于對各個方面提出有效的意見。所以樓宇節能系統的實踐，不能使眾多智能化生產公司抓住了商機，也使得許多建筑設施降底了能量消耗，體現了樓宇自控系統的高度智能性和自動化水平。
　　4.3逐漸規范化，標準化
　　樓宇的自控系統從設計到實施、調試及管理應用方面漸漸走向標準、規范化的道路，呈現出日漸規范的趨勢體系。
　　這幾年，因為國內房地產被炒熱，各地區進行了大規模的樓盤建設，更促進了樓宇自控產品的投入應用。歐美等一些發達國家最新研制的關于樓宇自控方面的技術以及產品售往中國，得到了廣泛的應用。
　　大量的高科技產品流入中國，是我們國內的樓宇自控市場競爭越來越大，但是，這些新型的技術及高科技產品也嚴重阻礙了樓字自控市場的規范化和標準化。例如，隨著信息技術的發展，系統維護技術的升級，其中對系統協議開放的標準上面產生了很大爭議。很多廠商出售給國內的樓宇自控買家的產品，是國際市場上的私有產品，而且份額非常有限甚至制定了相關協議，所以這個自控系統的擴展性有了很大局限，不能和別的商家售出的產品綜合集成在一起，嚴重影響了用戶對設備的使用。另外，在設備節能環保方面，考察的標準不固定，對這一方面的考察就產生了分歧，不能準確驗收。
　　國內的有關法例對樓宇自控系統的設計處理、驗收方面都做了規定，但一般只有指導輔助的作用，對實際工作中的具體操作實施沒有實質性的幫助，比如《智能建筑設計標準》、《智能建筑工程質量驗收規范》等法例。
　　現在，住房建設等有關部門已經將《建筑設備監控系統工程技術規范》列入《2009年工程建設標準規范制訂、修訂計劃》，使現在的樓宇自控系統體系更加規范了，更適應自控技術發展的需要。這些文件會對建筑自控系統的設計、規劃及后期管理方面規定了具體統一的標準，從而讓自控系統的監控、管理運行達到節能、環保、高效的要求。這些法例的制定，同樣使樓宇自控市場逐漸規范化、標準化，也增強了在實際操作中的實用性。
　　5　結語
　　綜上所述，科學技術的發展尤其是IT技術的發展是樓宇自控系統集成技術的發展基礎，科學的認識和分析樓宇自控系統，有利于更高效的監控管理樓宇建筑，也有利于更好的為用戶提供安全、舒適的生活環境服務。由于應用先進的樓宇自控系統集成技術，順應了時代的潮流，設備的選擇更加多樣化，功能得到最大利用和發揮，降低了投資成本。同時在樓宇的設計、施工方面細致計算，進行全面綜合的管理，將樓宇的自控系統作用進一步提高，有利于節能、環保，相信自控系統集成技術未來的發展前景會更廣