樓宇自控系統在現代智能建筑中的應用

鄭業景

（廈門泉廈科技有限公司，福建 三明 365100）

0 引言

樓宇自控系統的英文縮寫是BAS，通過對不同傳感控制技術的應用，可以實現有效管控建筑內不同類型設備目的，具有統一協調功能，在現代建筑領域中，樓宇自控系統是建筑的“中樞神經”。隨著人們對生活要求的逐漸提高，建筑的基本屬性趨向多樣化，使得建筑體結構出現重大變化，而引入樓宇自控系統則可降低建筑管理的難度，進而節約整體成本，因此對該系統的應用進行深入研究具有重要的現實意義。

1 樓宇自控系統簡介

概念：樓宇的自控系統主要借助內外數據共享與數據處理，主要針對建筑中電氣設備，從不同方向和角度實施調動及分配操作。此系統可以對各種具有不同功能的系統進行整齊、劃一地調動與分配，它是一個綜合系統。該系統的主要應用面向結構復雜的超高層建筑，負責完成內部子系統的控制、監測與集體調配。2）特點：①注重低功耗性。可根據預期設定自動控制電氣設備的整體工作計劃，顯著降低能源消耗；②提高運行經濟性。在計算機系統科學高效的管理命令下，無需多余人員參與，可降低人員誤操作概率，降低管理人員整體規模；③科學管控設備，樓宇自控系統繼承了設備檢測模塊可通過線上信息測定模塊狀態，遭遇問題時系統可自動發出警報，為設備維修維護提供充足時間[1]。

2 各子系統功能介紹

2.1 空調控制系統

空調機組系統狀態監測：通過數據反饋判斷轉換狀態，降低人為監測的高誤報率；自動調整風機啟動；依據內置熱繼電器的相關測量數據進行狀態判斷；過濾網狀態信息監測；送風機內外壓差監測，并通過系統內置的分析模塊判斷故障類型；新風機管道溫度監測，通過程式化的溫度控制機制減緩內部管道出現低溫開裂的概率；回、送風溫濕度監測；通過內置傳感器測量目標點位的溫度濕度差值，進而測算并確定送風溫濕度實際情況；借助水盤管中內置的回水側自動控制閥可實現對送風溫度的程序化控制；利用程序自動調節空調機加濕閥，也可實現對機組加濕量以及送風濕度的整體調整；通過內部的溫度傳感器模塊測算室內/外空氣焓值；調節新風風閥并通過聯鎖控制整個新風系統，合理調整風閥控制模塊，在春秋兩季主要借助新風焓值，冬夏兩季則在保證滿足新風規劃的前提下，使得室內焓值的基本功效發揮至最大，以此實現節能環保摸底；監控系統的整體運行狀態，制定周期性報表，可依據管理人員需求對歷史數據進行調閱，并同時進行數據的整體備份與處理，為各個部門之間共享數據提供便利[2]。

2.2 冷凍站系統

此系統借助內部區域網絡力量實施單獨管控操作，具體內容是：對冷凍水溫度進行監測；同時對管道內的壓差進行測量；系統通過程序控制旁通閥，從而滿足總控下達壓差指令數據；冷凍水流量監測；各級管道內的冷凍水、冷卻水流轉狀態監測；通過內部數據對冷凍水蝶閥進行控制；結合監測數據對各子系統進行監測，同時結合歷史故障數據進行早期故障預警；內置系統可對冷凍站進行聯合管控[3]。

2.3 熱交換系統

此系統主要是對建筑采暖熱水參數實施自動監控操作。具體是：監控采暖過程中供應熱水溫度信息；監控不同采暖管道供應水流；監測不同采暖管壓力參數；各級采暖管道回水溫度；各級采暖管道的回水壓力；各級采暖管道的回水流量等。熱水溫度調節：商民兩用水路聯動控制，可根據不同單元的水量需求自動調整各級水泵調用，對水泵故障自動投切備用泵。

2.4 給排水監控系統

此系統主要內容是：廢水排放的所有子系統監測，自動給水設備、生活用水、消防用水及市政用水監測。系統通過后臺自動化程序對上述各級系統進行監測控制。具體檢測的項目如下：各類蓄水設備的水位報警；對公用、民用給水設施的用水情況進行監測，同時生成各類詳細統計數據；對建筑內的公用、民用蓄水設備的日常流量進行監測；對各個蓄水設備的整體運行狀態進行監測；結合設備的歷史運行數據制定對應的故障預警報告，借助內置的自動控制單元，在水位異常時，第一時間中斷有問題設備，自動連接備用儀器，以保障正常開展相應工作。

2.5 送、排風機（排除消防送、排風機）

針對送、排風機組運行全過程開展監測工作，同時進行數據研究和分析，并自動調整運行模式。聯合其他子系統的運行數據對送、排風機的工作狀態進行對應調整。

2.6 變、配電監控系統

借助科技力量，此模塊充分利用數據判斷系統，實時動態化監測設備運行過程，同時可以及時發現故障問題，主要監控內容包括：入戶端口的電流情況、電壓相關數據；電路故障問題、管線開關、正常運行的監測調整；對變壓器內外進行監測，并聯動控制內置風機，當溫度超過55℃時風機運行；各級線路開關狀態；備用發電機的故障線路自動接入，以及線路恢復后的自動斷開控制；發電機正常運行狀態的數值監測，發動機組子設備的各項運行數據監測與統計分析[4]。

3 樓宇自控系統在現代智能建筑中的應用實踐

3.1 照明系統

現代化建筑的照明系統時節能環保控制的重點對象，由于照明能源多數功耗較高，現代建筑普遍重視對照明系統的使用控制。現階段的智能化建筑中，各類LED燈已普遍接入局域網絡，通過程序控制照明，可節約20%的電能消耗，成本優勢明顯，同時降低照明系統的故障概率，可進一步降低照明成本。近年來，建筑行業受綠色建筑發展理念影響，各類建筑項目與施工普遍融入節能環保理念，最大化降低能源損耗，而引入樓宇自控系統則可根據程序設定提高照明系統的智能化程度。在智能建筑中引入樓宇自控系統后，管理人員可自行通過系統設定樓宇自控系統與照明體系控制模式，可將其與智能建筑中各個傳感器進行串聯控制，從而實現了照明的智能化與個性化設定，并實現獨立控制。為顯著優化建筑照明的控制效果，可引入局部個性化的程序控制方案，例如在不同區域中設定多樣化的照明方案，同時根據實際使用情況自行調整照明方案。另外也可采取手動控制對不同層間的照明方案進行深度微調；如果照明系統由聲音管控，必須在樓宇自控系統中增加聲控分貝參數信息，從而使現代照明系統具有自動化調節功能[5]。

3.2 新風系統控制

樓宇自控系統具備環境信息分析模塊，以及自適應調整功能。當判斷建筑內外部的燴值存在差異時，則結合實際情況調整空調新風系統的能耗方案，借助新風系統控制室內環境。例如建筑外部燴值低于內部燴值時，則根據預定控制方案調整運行模式。就實際而言，樓宇自控系統可自行測量室內外的燴值差異，根據預設方案調整新風控制模式，同時合理調整能耗運行方案，合理使用能源，目前此類方案已在現代智能建筑體獲得廣泛應用。此系統還可測量建筑內部溫度變化情況結合設定方案給出最佳使用建議，從而使得建筑新風系統始終處于能耗與使用的最佳平衡狀態。據數據統計，在引入變風量系統后，加上樓宇自控系統的輔助作用，能夠使4成能源得以節省下來，一旦冷熱負荷出現上升趨勢，空調隨之進行送風量調整，以此實現對智能建筑的降耗增效[6]。

3.3 冷熱源系統

此系統主要由兩部分構成，分別是冷卻板塊、熱量輸出板塊。此系統可對建筑內部的溫度實行實時監控，從而調整冷卻機組運行狀態。樓宇自控系統也具備定時控制功能，通過對冷凍水總管回供水進行監測，對回水流量的實際運行狀態數據進行分析，進而在控制系統幫助和支持下，對機組水泵進行有效管控，使運營模式得以完善。或者以現場控制器為依據，借助運行時間節點實現改良系統目的，進而將前后運行形式構建出來，換言之，就是連通機組之后，各個機組根據需求陸續接入系統中，同理，在運行優化時最先調整運行時間較長的機組[7]。樓宇自控系統可自動收集機組各項關鍵運行數據信息，并對各級管道閥門進行自動控制，維持壓力穩定。樓宇自控系統可對熱量導出模塊進行自動控制，借助冷卻機組的運行數據對熱量導出模塊中的主備泵運行狀況進行調整，并讀取管路水壓、水溫等數據。

3.4 給排水系統

智能建筑的關鍵部分之一就是給排水系統，樓宇自控系統針對給排水系統實施檢測液位、監控設備運行、處理故障操作。首先，檢測液位，重點監控消防水箱及生活水箱的水位，動態化檢測水箱內狀態，若存在超出液位限制的問題，系統實施自動化報警操作，工作人員能夠第一時間采取措施解決；第二，監控變頻裝置，主要針對排水系統的變頻裝置，若有異常情況出現在設備運行中，可以在屏幕上顯示停水泵運行狀態，同時實施聲光報警操作；第三，監控水泵運行，重點監控排污系統中集水坑液位高度，并且動態化監測排水設備運行情況，一旦發現問題，就會以預設的自控系統為根據采取應急措施進行處理[8]。

4 結語

綜上所述，樓宇自控系統是未來建筑領域發展的關鍵，對于優化人們生活環境、提升自動化水平，創建宜居舒適條件十分有利。此系統的應用方向比較多，如給排水、電控、新風等，是現代建筑不可或缺的中央控制系統。在未來建筑發展中，樓宇自控系統必將成為建筑的核心單元，為此相關人員有必要加強對相關經驗教訓的歸納和總結，促進此系統的不斷改進和完善，為建筑智能化發展貢獻更多力量。