智能建筑中樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)的研究

摘 要：本文在針對智能建筑中的樓宇自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析時，根據(jù)樓宇自動化控制系統(tǒng)在智能建筑中的實際應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)分析和研究。與此同時，對樓宇自動化控制系統(tǒng)的特點進(jìn)行分析，根據(jù)實際情況提出有針對性意見，最大限度保證樓宇自動化控制系統(tǒng)的作用充分發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：智能建筑；樓宇自動化；控制系統(tǒng)

一、樓宇自動化系統(tǒng)的組成、基本功能和原理

（1）樓宇自動化系統(tǒng)的組成

①消防系統(tǒng)。消防系統(tǒng)是一座建筑在出現(xiàn)緊急情況時扮演著重要作用的角色，同時消防系統(tǒng)對智能建筑中樓宇自動化控制意義重大。消防系統(tǒng)主要分為消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和消防系統(tǒng)，出現(xiàn)危急情況時會自動轉(zhuǎn)換為消防模式，并向空調(diào)系統(tǒng)與電梯系統(tǒng)等重要系統(tǒng)發(fā)送信號，并自動向相關(guān)部門報警，建筑物內(nèi)部機(jī)電設(shè)備也會根據(jù)信號切換進(jìn)入消防模式，以避免不必要的損失。

②變配電系統(tǒng)。樓宇自動化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)主要保證建筑物的供電以及用電安全，以確保該建筑物能實現(xiàn)正常的用電運(yùn)行。由于在短時間內(nèi)供電系統(tǒng)通過的電流量具有很大的不確定性，電流的不穩(wěn)定則會導(dǎo)致出現(xiàn)電力事故等問題，影響建筑物內(nèi)設(shè)備正常工作。因此，需要通過計算機(jī)系統(tǒng)對樓宇電力系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，進(jìn)而保證變配電系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)電力問題，并對事故地點、原因進(jìn)行分析。而就變配電系統(tǒng)的工作而言，首先需要監(jiān)測建筑物內(nèi)各個電力開關(guān)設(shè)備，例如電梯、電燈、空調(diào)等，并通過控制配電柜運(yùn)行狀態(tài)來監(jiān)管建筑物內(nèi)部的電力供應(yīng)和使用情況。再者，變配電系統(tǒng)還要監(jiān)管發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以避免在電力不足的情況下出現(xiàn)發(fā)電機(jī)損壞等問題，此外也要注意變壓器與電纜的溫度。

③照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)是智能建筑中最為基礎(chǔ)，也是最不可缺的一項，智能建筑的節(jié)能減排主要表現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行中，可見照明系統(tǒng)的重要性。智能建筑中的樓宇自動化主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度和運(yùn)行力度在一定程度上代表建筑物的自動化和智能化程度，而智能建筑中的照明自動化系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)自動開啟、關(guān)閉電燈開關(guān)，也大大的節(jié)省了電能，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，照明系統(tǒng)通過分組控制照明回路能有效預(yù)防電力事故的發(fā)生，當(dāng)某個電路負(fù)荷過多時照明系統(tǒng)就會自動切斷，以避免出現(xiàn)無人熄燈，造成電力浪費(fèi)等問題，在很大程度上節(jié)約了電能。再者，照明系統(tǒng)對電燈的控制也可通過在計算機(jī)中預(yù)先設(shè)定時間，或是在門鎖中安裝相關(guān)的感應(yīng)裝置來完成。

（2）樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能。智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)主要是通過相關(guān)技術(shù)來有效控制建筑物內(nèi)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)作，樓宇自動化系統(tǒng)能減少建筑物管理人員，部分原先需要人力完成的工作都可以由機(jī)器來代替，大大的節(jié)約了管理成本。而樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能則有以下幾點：一能對建筑物內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，能較為及時地發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并有效預(yù)防，在出現(xiàn)問題之后能有效地控制機(jī)電設(shè)備的起停，防止事態(tài)嚴(yán)重化。二相較于人工管理更加靈活，當(dāng)外界條件、電力負(fù)載情況發(fā)生變化后，自動化系統(tǒng)能在較短時間內(nèi)調(diào)節(jié)各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以確保設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。三能協(xié)調(diào)控制、管理各種機(jī)電設(shè)備在電力配給等各方面，保證各種機(jī)電設(shè)備有條不紊的運(yùn)行，并在最大程度上發(fā)揮其功能。最后，自動化系統(tǒng)在能源管理方面也大有裨益，它能自動計量建筑物內(nèi)的能源消耗量，并自動選擇較為節(jié)能的方案，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（3）樓宇自動化控制系統(tǒng)的原理。樓宇自動化系統(tǒng)主要采用了集散型計算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)，簡稱為DSC，它是以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的一種控制系統(tǒng)。一般情況下，為了有效的控制機(jī)電設(shè)備，往往需要將微型計算機(jī)控制裝置安裝在機(jī)電設(shè)備上，實現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實時檢測和控制，而分布式控制系統(tǒng)則充分利用了微型計算機(jī)該功能，并克服了計算機(jī)集中控制存在的問題。再者，樓宇自動化控制體系中的中央控制部分安裝了相應(yīng)的管理軟件，進(jìn)而系統(tǒng)地管理相關(guān)聯(lián)的機(jī)電設(shè)備，延長設(shè)備的使用壽命和利用率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，樓宇自動化控制系統(tǒng)中最核心的中央管理計算機(jī)，還有顯示、打印、管理、報警以及優(yōu)化控制等功能，能夠有效的管理相關(guān)的機(jī)電設(shè)備，以確保設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行。

二、智能建筑中樓宇自動化應(yīng)用實例分析

（1）智能建筑樓宇自動化功能概述。某個智能建筑在外觀上呈現(xiàn)出長方體形態(tài)，其地上有32 層，地下2 層，地上1 層～ 3 層為大型商場，4 層、5 層為餐廳，6 層、7 層為游戲廳，8 層為電影院，9 層為健身房，10 層為該智能建筑的營業(yè)大廳，11 層為咖啡廳與飲料店，12 層為會議中心，12 層及12 層以上為計算機(jī)中心和設(shè)備層。通過該智能建筑的分層情況不難看出該建筑是集購物、休閑、餐飲、娛樂、辦公為一體的綜合型辦公大廈，而該辦公大廈具備較為先進(jìn)的樓宇自動化系統(tǒng)、消防安保系統(tǒng)、會議系統(tǒng)以及門禁系統(tǒng)等。

（2）智能建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計。智能建筑在樓宇自動化方面主要采用BAS 系統(tǒng)進(jìn)行，BAS 系統(tǒng)能夠提供較為齊全的硬件設(shè)備，進(jìn)而在一定程度上影響建筑物內(nèi)各個機(jī)電設(shè)備是否能夠協(xié)調(diào)運(yùn)作，在最大程度上降低能耗，實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。智能建筑共32 層，樓層較高，因此需要自動化程度較高的系統(tǒng)進(jìn)行操作，智能建筑樓宇自動化整體框架如圖1 所示。而智能建筑則主要采用了西門子公司S-600 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要有操作戰(zhàn)級、網(wǎng)絡(luò)控制器級和現(xiàn)場控制器級，進(jìn)而聯(lián)結(jié)建筑物內(nèi)部的機(jī)電設(shè)備，形成一個整體。此外，在智能建筑中需要分化管理各個不同的控制系統(tǒng)，并針對不同的功能區(qū)設(shè)計相應(yīng)的自動化系統(tǒng)，進(jìn)而有效控制智能建筑物內(nèi)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

綜上所述，在現(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的背景下，樓宇自動化控制系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。通過實踐可以看出，樓宇自動化控制系統(tǒng)的科學(xué)合理應(yīng)用，不僅能夠為人們的日常生活、建筑物本身的使用性能提供安全性保證，而且還能夠盡可能降低由于各種風(fēng)險因素而導(dǎo)致的損失。

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（作者單位：遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司）