智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)的應用

摘? 要：我國國民經濟和科學技術的快速發(fā)展，對智能建筑的發(fā)展起到了很大的推動作用。作為智能建筑的重要組成部分，樓宇自動化系統(tǒng)的廣泛應用不僅可以提高智能建筑的綜合性能，而且還能提高其后期使用效果，因此對我國智能建筑的發(fā)展具有重要意義。基于此，本文分析了智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)的應用，以期為相關應用提供參考。

關鍵詞：智能建筑;樓宇自控系統(tǒng);應用

中圖分類號：TU855? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）11-0000-00

0 引言

智能建筑是以傳統(tǒng)建筑為依托，綜合應用各種智能化信息技術，同時能夠為人們提供安全、舒適的生活環(huán)境的一類新型建筑。我國自上世紀九十年代末引入智能建筑以來，其在我國一直在穩(wěn)步發(fā)展;近年來，隨著我國信息化建設力度的不斷加大，智能建筑也進入了快速發(fā)展期。當前隨著新的技術和和產品的不斷涌現(xiàn)，新的規(guī)范和標準的制定，這為智能建筑的發(fā)展奠定了基礎。做為現(xiàn)代智能建筑中不可或缺的一部分，樓宇自控系統(tǒng)建設的重要性也越來越凸顯出來。

1 樓宇自控系統(tǒng)概述

樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑體系中的重要組成部分，其在綜合運用自動控制技術、計算機技術、通信技術等的基礎上，實現(xiàn)對建筑內的機電設備的集中管理和有效控制，從而在確保各機電設備正常使用基礎上，減少建筑在使用過程中的能源消耗、減少維護以及運營成本，為建筑使用者提供了一個高效、舒適以及經濟的生活環(huán)境。

2 樓宇自控系統(tǒng)的基本構成及功能

樓宇自控系統(tǒng)通常包括供配電、暖通空調、給排水、照明、電梯等子系統(tǒng)，現(xiàn)場設備主要通過現(xiàn)場控制器或通信接口兩種方式與中央監(jiān)控平臺進行通信，實現(xiàn)信號和指令的上傳下達。目前，國內樓宇自控系統(tǒng)主要有集散式和現(xiàn)場總線式兩種結構形式，集散式結構形式可以實現(xiàn)對子系統(tǒng)的集中管理、分散控制，是目前使用最多的一種結構形式。

我國智能建筑中所采用的樓宇控制系統(tǒng)一般是由監(jiān)控管理設備、現(xiàn)場控制器以及傳感器與執(zhí)行設備三部分構成。其中現(xiàn)場控制器能夠實現(xiàn)對所有傳感器以及對應設備運行信號的接收以及初步處理，通過設定相關程序與閾值，保障程序控制下的各個設備能夠處于良好運行狀態(tài)，該系統(tǒng)還可以通過跟中央處理器的雙向通信，協(xié)同進行建筑內各設備的管理工作。傳感器能夠就建筑內部的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集工作，具體包含有建筑物內部的溫度、濕度以及照度情況等，隨后將這些采集到的信號傳遞給中央處理器。執(zhí)行設備在結合了中央處理器發(fā)送過來的具體信號指令后，再對建筑內部各設備發(fā)出對應控制指令，從而實現(xiàn)對各種設備的有效控制[1]。

3 樓宇自控系統(tǒng)在項目中的應用

3.1 項目背景

本項目位于上海某旅游度假區(qū)南大門，使用功能定位為辦公商業(yè)綜合樓。大樓總建筑面積94847m2，地上10層，地下3層。大樓以管理辦公為主，此外還包含綜合辦公、展覽會議中心、配套商業(yè)等綜合性功能;提供涵蓋從周邊居民、辦公人群、商務人群到園區(qū)游客的全方位服務。

對于像本項目這樣涵蓋多種業(yè)態(tài)的綜合性大樓，對樓宇自控系統(tǒng)的要求較高，系統(tǒng)除了要求安全、可靠、節(jié)能，還要根據(jù)不同功能區(qū)域的實際需求進行具體分析，制定合適的控制方案。比如對空調系統(tǒng)的控制，在滿足相關規(guī)范、標準要求的基礎上，還要根據(jù)每個區(qū)域的不同使用功能，分析該區(qū)域每天的人流分布及人員活動情況，制定不同的控制策略，既要保證環(huán)境的舒適，又要降低能耗。因此，在設計之初，對大樓不同區(qū)域的使用功能進行深入分析并形成一套經濟可行的控制策略。

3.2 設計概要

3.2.1 網絡架構

本項目樓宇自控系統(tǒng)由BAS服務器/工作站、網絡控制器、現(xiàn)場控制器以及傳感器、執(zhí)行器等設備構成。系統(tǒng)采用集散式分布控制網絡結構，采用管理層和控制層兩層網絡結構，可以有效覆蓋建筑內各設備的自動化控制及管理。管理層設備通過Ethernet以太網通信協(xié)議進行實時通信，以實現(xiàn)網絡管理、數(shù)據(jù)的收集與匯總、報警管理以及指令下達等功能。控制層中的現(xiàn)場控制器通過BACNET MS/TP協(xié)議進行通信，傳送中央工作站下達的指令，向中央工作站反饋建筑物內各種設備的實時信息;當現(xiàn)場控制器出現(xiàn)故障時可以自動脫開網絡，不影響網絡上其它設備的正常運行;同時，當上層網絡出現(xiàn)故障時，現(xiàn)場控制器可以繼續(xù)按預定的程序工作，從而保證系統(tǒng)的正常使用。

3.2.2 控制策略

本項目的樓宇自控系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)對大樓內的冷熱源系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、送排風機系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及其他機電設備的集中監(jiān)視、管理和最佳節(jié)能控制，具體控制策略如下[2，3]：

（1）冷熱源系統(tǒng)控制策略：通過對溫度、壓力等的監(jiān)測，對板式換熱器、冷/熱水循環(huán)泵等相關設備進行連鎖順序控制;使設備盡可能高效運行，相同型號設備運行時間盡可能保持相同的運行壽命，滿足用戶對低負荷運行的需求。（2）空調系統(tǒng)控制策略：餐廳人流分布比較規(guī)律，熱負荷也呈規(guī)律性變化，樓宇自控系統(tǒng)可以根據(jù)負荷曲線對控制狀態(tài)進行提前調整，以保證環(huán)境溫度的舒適;二層以上大樓辦公區(qū)域，人員活動差異性很大，樓宇自控系統(tǒng)可以分樓層分區(qū)域對空調設備進行獨立控制，以減少能源的無謂損耗。對大開間辦公室、展覽展示廳等送風回路存在干擾的區(qū)域，采用溫度串級控制，其中以回風回路為主，送風回路為輔，最大限度的克服送風回路的干擾，從而改善調節(jié)品質。（3）新風系統(tǒng)控制策略：商場商鋪、大空間辦公室等處，采用新風需求控制。根據(jù)風管CO2濃度檢測值，調節(jié)新風閥的開度，增加或減少新風量，使CO2濃度始終保持在衛(wèi)生標準規(guī)定的限值內。（4）送排風系統(tǒng)控制策略：在地下車庫安裝CO濃度傳感器，實時監(jiān)測地下車庫CO濃度。當CO濃度超過設計設定值時，開啟相應區(qū)域的排風機組，而平時排風機組可不開啟，從而達到節(jié)能的控制效果。（5）給排水系統(tǒng)控制策略：對給排水系統(tǒng)的運行情況進行實時監(jiān)控，在生活水箱、集水井等設施內安裝液位傳感器，在發(fā)生低水位或超水位報警時，及時啟動水泵進行補水或排水，一旦發(fā)現(xiàn)水泵出現(xiàn)運行故障，及時進行主備水泵的切換處理，保障整個給排水系統(tǒng)的整體可靠運行。

3.3 實施效果

經過對系統(tǒng)建成后的運行情況進行分析，該系統(tǒng)控制策略得當，達到了預期的監(jiān)控效果，配合人性化的軟件操作界面，可以實現(xiàn)既定的建設目標。此外，該系統(tǒng)設計了一套圖形化軟件操作界面，可以實時、動態(tài)的顯示現(xiàn)場設備的運行情況及報警信息，也可以進行參數(shù)設置、控制方式切換、強制啟停等操作。系統(tǒng)可以自動記錄各種受控設備的運行參數(shù)、運行狀態(tài)及報警信號等相關數(shù)據(jù)，并可隨時調閱。系統(tǒng)建成后，可以通過現(xiàn)場總線進行拓展，增加現(xiàn)場控制器和相關設備，不影響其它設備的正常運行。系統(tǒng)采用了開放性、可擴充性、標準化的通信協(xié)議，既可以向上集成到IBMS系統(tǒng)，也可以通過通信接口向下對其它子系統(tǒng)進行集成，形成一個一體化的管理平臺，方便對建筑內設備的統(tǒng)一管理。

4 結語

綜上所述，樓宇自控系統(tǒng)是智能建筑中比較復雜的一個系統(tǒng)，是多種技術結合的產物，樓宇自控系統(tǒng)的建設，能夠實現(xiàn)建筑物功能的完善與優(yōu)化，為人們生活工作提供更加人性化的服務。近年來，樓宇自控系統(tǒng)的應用逐漸走向成熟，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到不斷提高，但隨著科學技術的快速發(fā)展，樓宇自控系統(tǒng)在新技術的應用方面仍有所落后，因此我們應加強樓宇自控系統(tǒng)新產品、新技術的研發(fā)力度，不斷提升樓宇自控系統(tǒng)的應用水平，確保我國智能建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 張建濤，張繼慶.建筑智能化中樓宇自控系統(tǒng)的應用研究[J].山西建筑，2020（9）：193-194.

[2] 趙慧，李昊明.智能綠色建筑中樓宇自控系統(tǒng)的設計[J].工程技術研究，2020（13）：210-211.

[3] 錢昱.樓宇自控系統(tǒng)集成技術及發(fā)展方向[J].智能建筑與智慧城市，2020（8）：34-35.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：陳向陽（1976—），男，山東青島人，本科，工程師，研究方向：建筑智能化。