智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)探究

焦聚州

天津城建大學控制與機械工程學院，天津　300384

智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)探究

焦聚州

天津城建大學控制與機械工程學院，天津300384

為滿足實際發(fā)展需求，建筑工程建設逐漸實現(xiàn)了智能化與功能化，且有更多新型技術(shù)被應用其中，對整個建筑工程功能系統(tǒng)進行完善。樓宇自控系統(tǒng)在智能建筑中的應用，可以提高各類設備運行穩(wěn)定性與可靠性，減少各類故障的發(fā)生，同時還可以達到節(jié)能降耗的目的，對提高工程建設綜合效率具有重要意義。為充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)功能性，需要掌握其所具有的特點，從技術(shù)角度進行分析優(yōu)化，本文對此進行了簡要分析。

智能建筑；樓宇工程；自控系統(tǒng)

城市建設中智能建筑數(shù)量不斷增多，可以更好的滿足實際生產(chǎn)生活需求。智能建筑功能更豐富，所需設備種類與數(shù)量更多，而為保證各項功能的正常運轉(zhuǎn)，需要投入更多專業(yè)技術(shù)。其中樓宇自控系統(tǒng)的應用，可以提高智能建筑內(nèi)設備運行可靠性，且在維持功能正常運轉(zhuǎn)的同時，降低能源損耗，對提高智能建筑建設綜合效果具有重要意義。

1　樓宇自控系統(tǒng)分析

1.1集散式

集散式是建筑樓宇自控系統(tǒng)比較常用的一種結(jié)構(gòu)形式，具有集中管理、分散控制的特點，通過2層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)形式，控制3個層級設備，通過對現(xiàn)場設備運行狀態(tài)信息進行采集、分析與控制，完成有效控制［1］。其中，設備現(xiàn)場控制器間分為人機交互平臺與控制處理中心2部分，通過控制處理中心來達到離線配置與在線監(jiān)控的目的。此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，在實際應用中具有較高的可靠性，一旦現(xiàn)場設備出現(xiàn)運行故障，可以及時發(fā)現(xiàn)且向管理人員傳遞信息，而其余設備可以繼續(xù)運行且在被控狀態(tài)。

1.2現(xiàn)場總線式

即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，主要包括現(xiàn)場總線、儀器儀表、控制計算機3部分，系統(tǒng)核心為現(xiàn)場總線控制技術(shù)，在實際應用中具有穩(wěn)定性高、成本低以及實時效果好等優(yōu)點。現(xiàn)場總線式結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)逐漸代替了傳統(tǒng)集散式系統(tǒng)，可以提高對現(xiàn)場設備的控制管理效果，且對信號收集、傳輸?shù)确矫孢M行了優(yōu)化［2］。其集合了自動控制技術(shù)、計算機信息技術(shù)與儀器儀表技術(shù)，是智能建筑的重要組成部分，對提高各項功能設備運行穩(wěn)定性具有重要意義。

2　智能建筑樓宇自控系統(tǒng)設計原則

2.1舒適性原則

對智能建筑樓宇自控系統(tǒng)進行設計，本質(zhì)上就是實現(xiàn)對各類設備的有效控制，確保可以維持基礎(chǔ)功能的正常運行，滿足日常生活需求。因此在設計時，需要遵循舒適性原則，自控系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)外溫度自動進行調(diào)控，形成一個科學的控制方案，為人們營造一個健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。

2.2節(jié)能性原則

智能建筑規(guī)模不斷加大，結(jié)構(gòu)設計更為復雜，為維持建筑基礎(chǔ)功能的正常運行，勢必需要更多資源作為支持。基于可持續(xù)發(fā)展理念，對樓宇自控系統(tǒng)進行設計時，需要遵循節(jié)能性原則，在保證基礎(chǔ)功能正常運行的前提下，控制能源的損耗。應根據(jù)基礎(chǔ)功能對建筑進行合理分區(qū)，并對相應的區(qū)域采取相應的設計方案，提高空調(diào)通風系統(tǒng)設計的合理性，保證該區(qū)域可以達到空調(diào)調(diào)節(jié)效果。而沒有使用該系統(tǒng)的區(qū)域則不需要開空調(diào)，可降低空調(diào)運行成本，達到降低損耗目的［3］。另外，還需要針對各區(qū)域功能運行狀態(tài)做好數(shù)據(jù)記錄，分析系統(tǒng)運行效率，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)所有機電設備的統(tǒng)一管理。

2.3系統(tǒng)性原則

智能建筑功能不斷完善，對其樓宇自控系統(tǒng)進行設計分析時，需要基于建筑系統(tǒng)性特點，以維持各項功能正常運行為目的，從技術(shù)角度出發(fā)做好各要點控制。遵循系統(tǒng)性原則，做好各細節(jié)控制，確定自控系統(tǒng)可以對所有設備運行參數(shù)進行采集、整理、分析，通過對不同階段運行數(shù)據(jù)的對比，來確定優(yōu)化措施。例如對水電系統(tǒng)設備維修時間、能源耗費以及運行參數(shù)等進行總結(jié)對比，然后根據(jù)實際需求進行自動調(diào)節(jié)，達到提高系統(tǒng)綜合運行效率的目的。

3　智能建筑樓宇自控系統(tǒng)技術(shù)要點

3.1定風量空調(diào)機組

對定風量空調(diào)機組進行設計時，需要基于實際需求，做好每個基礎(chǔ)功能細節(jié)的分析，確保可以滿足實際生產(chǎn)生活需求。第一，溫度控制。監(jiān)測機組回風溫度，并與設定溫度進行對比，實現(xiàn)水閥PID調(diào)節(jié)。一般夏季溫度可設定在24℃～26℃，冬季溫度設定在20℃～22℃即可［4］；第二，濕度控制。可以根據(jù)室內(nèi)濕度傳感器測量值，自動控制加濕閥開關(guān)進行調(diào)整，確定送風濕度能夠達到預定設計值；第三，CO2含量控制。有系統(tǒng)探測器來實時監(jiān)控CO2濃度，然后通過比例積分調(diào)節(jié)新風閥/回風閥的開度，將CO2含量控制在允許范圍內(nèi)，可以滿足正常需求，營造一個健康舒適的環(huán)境；第四，過濾網(wǎng)報警。檢測空氣過濾器兩側(cè)壓力變化，當壓差超限后系統(tǒng)發(fā)出警報，提醒管理人員對空氣過濾器進行清洗或者換新；第五，機組定時控制。對于智能建筑工程來說，需要根據(jù)日常應用實際情況，結(jié)合事先安排的工作與節(jié)假日時間表，設定機組自動啟停時間，既可以滿足功能需求，又可以降低運行損耗。

3.2送排風系統(tǒng)

對送排風系統(tǒng)部分進行設計，需要從自動控制、CO2濃度控制以及保護要求3個方面來進行，保證系統(tǒng)可以正常運行。同樣需要與智能建筑管理部門取得聯(lián)系，獲得作息時間安排表，合理確定機組啟停與維修時間。通過送排風機組的運轉(zhuǎn)，將建筑內(nèi)CO2含量控制在合理狀態(tài)下，尤其是對于地下室區(qū)域，需要根據(jù)專業(yè)標準，重點做好送排風機啟停管理［5］。其中，風機為整個送排風系統(tǒng)運行的關(guān)鍵設備，需要重點研究其保護要求，確定其一旦出現(xiàn)運行故障，可以及時進行報警并自動停機，避免故障影響范圍增大，為管理措施的實施爭取時間。

3.3給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)為智能建筑工程重要組成部分，樓宇自動控系統(tǒng)對于此部分的設計，需要保證可良好進行液位監(jiān)測、設備運行監(jiān)控以及故障處理等。第一，液位監(jiān)測。對生活水箱、消防水箱進行實時監(jiān)控，確定水箱高、低、超高、超低液位狀態(tài)信息，一旦液位超限，系統(tǒng)能夠及時報警，提醒管理人員采取相應措施處理；第二，變頻裝置監(jiān)控。對系統(tǒng)內(nèi)設置的變頻裝置進行實時監(jiān)控，如果存在運行異常情況，可以通過屏幕來顯示停水泵運行狀態(tài)，其通過聲光形式進行報警，提醒管理人員及時檢修，并根據(jù)實際運行狀態(tài)進行管理；第三，水泵運行監(jiān)控。監(jiān)控排污系統(tǒng)集水坑超高液位，以及設備運行狀態(tài)，在發(fā)現(xiàn)運行故障隱患時及時采取措施進行優(yōu)化。

3.4公共照明系統(tǒng)

針對公共照明系統(tǒng)進行設計時，可以從2個方面來進行，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與可靠性。一方面，照明控制。根據(jù)提前設定的時間程序表進行啟停控制，并對于特殊情況，用戶可以根據(jù)實際需求另外設置手動啟停程序，在故障發(fā)生后能夠及時采取措施處理，保證系統(tǒng)運行安全性；另一方面，系統(tǒng)維護。智能建筑照明系統(tǒng)比較復雜，且設計施工時與其他專業(yè)產(chǎn)生大量的交叉作業(yè)。為保證系統(tǒng)正常運行，在設計時需要重點做好維護管理研究，采用開關(guān)與手自動結(jié)合方式控制，且要自動記錄各路照明子系統(tǒng)累積運行時間，便于后期系統(tǒng)的有效維護。

4　結(jié)論

對智能建筑樓宇自控系統(tǒng)進行設計，需要結(jié)合智能建筑特點，從實際情況出發(fā)，遵循專業(yè)設計原則，針對不同子項功能系統(tǒng)進行研究，做好各個細節(jié)管理，既能保證系統(tǒng)正常運行，又可以降低運行能耗，從根本上來提高系統(tǒng)綜合運行效果。

［1］李斌.智能綠色建筑中樓宇自控系統(tǒng)的設計探討［J］.山西建筑，2014（30）：14-15.

［2］劉兵，賈淑紅.智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能模式研究［J］.科技信息，2011（17）：24-25.

［3］王富明.淺析智能建筑樓宇自控系統(tǒng)再認識及發(fā)展趨勢［J］.電腦知識與技術(shù)，2011（34）：8956-8957.

［4］徐永強.淺談智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)設計［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)，2015（Z2）：142.

［5］錢彭表.試析智能建筑的智能化系統(tǒng)樓宇自控方案［J］.科技風，2012（17）：163.

TP39

A

1674-6708（2016）166-0156-01

焦聚州，天津城建大學控制與機械工程學院，研究方向為建筑電氣與智能化。