淺談樓宇智能化整體設計的樓宇自動化設計

文／王松宏 北京特斯聯教育科技有限公司 北京 102100

唐 越 銘基電子技術（北京）有限公司 北京 102100

引言：

隨著大數據、人工智能等技術的逐漸成熟，其應用在更多的領域中，對建筑行業也帶來了新的改變，智能建筑也逐漸出現。樓宇自動化設計是智能建筑中最為重要的一部分，隨著技術的不斷更新和完善，給人們也帶來了很大的便利。在樓宇自動化設計的過程中，其中包含了很多部分，比如是中央空調、消防、電梯、照明等。這些功能讓人們的生活更加方便，給予人們更加舒適的生活環境[1]。

1.樓宇自動化的發展

在經濟發展的過程中，很多國家的第三產業的占比逐漸加重，人們在工作的過程中也更加注重舒適性和高效性，智能化建筑成為人們生活和工作的必要選項。其可以極大程度滿足人們想要獲得高效舒適的生活條件。在我國智能建筑第一次出現是在1989年，位于北京的發展大廈，其使用了自動化系統、通信網絡系統、辦公自動化系統,該大廈可以認為是我國智能化建筑的雛形。

在進入二十一世界之后，高新信息技術逐漸發展，對于建筑結構和系統也提出了更高的要求。系統控制的方式也從之前的集中控制，到現在具有高處理能力的現場控制器所取代，其可以實現集散控制，有更強的應變處理能力，采用更多的參數實現控制目的。智能化市場的發展規模如下圖1所示：

圖1 智能化建筑的發展模式

2.智能化建設及樓宇自動化設計的特點

2.1 科技感十足

智能化建筑主要是和現代信息技術和科技進行結合，在建筑內部無論是很設施設備和還是系統軟件都非常具有科技感。在辦公大樓中，人們的上班走進大門，不需要使用手動推拉，只需要有人經過，大門會自動感應，實現自動開關。為了可以對進出門的人進行控制，可以對進出門的人使用人臉識別技術，或者是使用專門的刷卡機制。在這樣的情況下，也可以對安保系統進行升級。可以看出，在實現智能化之后，不論是居民樓還是辦公樓都出現的了科技感[2]。

2.2 安全性更高

隨著人們的生活品質逐漸變好，更加注重生活隱私，對于公司而言也更加注重公司的利益，對于公司所涉及到的機密問題也更加注重安全。因此，在智能化建筑中對安全性能的要求更高，并且隨著高樓大廈逐漸崛起，安全性也越來越高。在建筑中使用高科技，智能建筑以及樓宇自動化的安全設施更加周密，指紋鎖和密碼鎖的使用更加廣泛，為人們的生產和生活提供了更多的保證。

2.3 舒適性更高

智能化建筑的出現是為了讓人們可以有更好的體驗感，在生活和工作的過程中都可以有更好的舒適性。空調的使用可以讓人們冬暖夏涼，照明可以讓人們不論工作到多晚，都可以保證工作效率。智能化建設可以說是讓人們的生活更加便捷，并且各種電器設備的使用可以保證操作更加方便，并且售后服務也做的比較好。隨著智能化、自動化系統的升級迭代，物業辦公、居家生活等方面的效率越來越高，提高了人力、物力、時間、能耗、資源等各方面的使用效率，從而真正做到物盡其用，人盡其能[3]。

3.智能化設計在樓宇自動化中的應用

3.1 能源管理

能源管理設計的場景會更多，在樓宇中，能源管理主要是為了可以減少對能源的使用，盡可能做到節能，控制整體能耗，在樓宇自動化設計中，對能源管理有3個功能，分別是閉環控制、全面能源管理、設備管理。

首先是對于能源的閉環控制，在使用的過程中，用戶可以對其所需要使用的照明、空調等系統在運行中涉及的指標進行設定，之后通過傳感器對其進行信號檢測和采集，將其數據上傳到系統后臺，但這樣對數據進行監測和比對，對其運行中出現的差值進行更改。在設計的時候會對其偏差范圍進行控制，比如在使用空調對室內環境溫度進行控制的過程中，其溫度的控制在24℃±2℃范圍內，需要對其環境溫度進行實時監測，讓其溫度控制在22℃和26℃之間。當其溫度過高或過低，都會自動進行調整，為了可以對自動化系統進行控制，可以通過對空調機組的使用數量和運行負荷進行溫度的調節[4]。

其次是針對能源管理功能，在進行管理的過程中，需要使用自動化系統，通過通訊接口層，可以實現總系統和各個子系統之間的聯系，實時對數據進行收集和監控，并且可以直接在總系統界面對其進行操作，當數據出現比較大的出入，系統會發出警報，之后生成報告，比如在使用照明系統，出現耗能較大的現象，或者是已經超過了額定電壓，系統會在電子地圖上出現特殊顏色的標記符號，系統會根據其出現的問題，直接下達指令對其指標進行分解。

最后是對設備管理進行控制，在自動化系統使用的過程中，會出現很多能源設備，這些設備也需要時刻進行監督，以防止使用的過程中出現意外，可以在無人干預的情況下，自動化系統對發電機組、開關等設備的運行狀態進行監控，這樣總控制系統可以對全部的設備進行集中管理和調度，比如根據發電機組運行監測數據來計算能源消耗量、提供能源管理決策依據、必要時發送故障報警信號[5]。

3.2 智能門禁系統

隨著自動化和科技的逐漸發展和成熟，智能門禁系統在生活和生產中的使用范圍也逐漸變得更加廣泛，已經成為很多建筑中十分重要的一項設施。對于一些居民樓，門禁系統主要是采用面部識別管理，其主要是針對小區居民和一些外來局面進行劃分，一般小區居民都會留下面部信息，當進出小區時，智能門禁系統會進行面部對比，這樣可以對業主的信息和身份進行確認，這樣會減少外來人員的進入。面部人臉識別系統在智能門禁系統中使用的頻率也在逐漸增加，更多的人選擇該方式，其會更加方便。但是在辦公樓中，使用面部識別的可行性并沒有小區內部那么便利，因為辦公樓中經常會出現一些陌生面孔，并且其人員的離職和入職也會多一些，使用面部識別系統，需要經常對面部信息進行登記，因此，經常會使用電子鎖[6]。

在門禁管理中，為了可以對其功能更加健全，在這個過程中，還需要涉及防盜預警和視頻監控兩個方面。防盜預警主要是在建筑的各個樓層中，設置一定的安防探測器，采集相關的運行數據，比如門禁控制器、電控鎖等。當檢測到人員出入的同時，需要在電子地圖上進行顯示，當顯示綠色的時候，則表示屬于正常，但是當其顯示紅色，則表明屬于非法入侵，需要根據其所鎖定的位置對其范圍進行控制，并且發送警報[7]。在視頻監控方面，樓宇自動化系統聯動控制視頻監控子系統與防盜預警子系統，在系統接收到防盜報警信號后，根據報警安防探測器位置等信息，調整攝像頭的角度朝向，跟蹤拍攝非法入侵人員的視頻圖像資料，起到鎖定入侵人員實時位置、收集非法入侵證據的作用。智能通道閘的圖示如下圖2所示：

圖2 智能通道閘

3.3 通風空調子系統

在進行設計的過程中，子系統需要監控的對象是新風機、空調機組、樓層排風機。

在通風空調子系統中，使用的監控功能主要如下所示：首先是需要設定時間對新風機進行控制，對其排風機的開啟和停止進行控制，并且需要監測其工作狀態，當出現故障之后，及時發出警報。在多雨潮濕季節對空調房間進行低冷量除濕送風，保持室內溫、濕度。實時測量新風機和空調機回風溫度，自動調節冷凍水管上的比例積分二通閥門的開度，實現系統變水量節能運行。檢測濾網前后壓差,報警濾網堵塞情況[8]。

對于通風空調子系統監控點及設備配置如下表1所示：

表1 通風空調子系統監控點及設備配置

3.4 自動化消防系統

任何一個建筑中，消防系統都屬于重點工程，將智能化和自動化在消防系統中進行使用，可以給建筑帶來更多的安全性，在樓宇內實現自動化設計，消防系統所需要具備的功能主要如下所示：其一是火災自動報警功能。當樓宇內發生火災，報警控制器及時啟動消防應急廣播與聲光報警器，第一時間向樓宇住戶發出警報，及時疏散人群；除此之外，其報警功能可以和消防系統之間進行聯動，當出現問題之后，可以直接將火災的位置在第一時間上報給相關部門，這樣可以方便工作人員及時出警，對其現場火災在短時間之內進行控制。其二是聯動滅火系統，除了觸發警報外，借助計算機技術，系統分析空氣質量中易燃物質成分，對火災做出相應的檢測。并且可以對滅火系統進行智能化設計，當出現火災之后，滅火裝置會在第一時間被使用，但是很多人可能對于滅火裝置的使用并不熟練，或者說是并不會使用，當對其實現智能化之后，可以在第一時間讓其發揮最大作用，滿足火災發生時的需求，提高其安全性和自動化水平。其三是可以設置備用電源，當發生火災之后，可以會引起突發停電現象，這樣給消防系統也會帶來一定的問題，在這個過程中可以為了可以防止火災影響電源供應，在突發停電狀態下為消防系統的運行提供電力，將火災隱患扼殺在搖籃里[9]。

3.5 照明系統的智能化設計

在智能建筑設計的過程中，照明系統非常重要，并且其能耗也會更多一些，不同的建筑其能耗可能不同，在整棟樓宇運營的過程中，照明的控制方式非常重要。按照建筑物內部的照明設施使用情況，在進行調查之后，可以發現在大廳、大堂和樓層公共區3 個位置中其每天的耗電量會非常大，因此，需要對其進行監測和管理。在進行管理的過程中，需要根據其實際的使用功能進行劃分，在進行劃分之后，可以使用照明系統控制開關等實現操作和控制，這樣可以降低電能耗。建筑照明系統的電氣自動化也可以根據功能區的實際需要進行自動轉換，以更好地滿足現代建筑功能區的照明需求，從而更好地實現建筑的智能化[10]。

在進行智能化設計的過程中，可以采用環境控制的方式，可以在室內環境中布置光照傳感器，這樣可以對不同的照明亮度、范圍等參數進行設計，將其作為建筑照明控制方案的制定依據，由系統自動調節照明系統運行負荷與照明燈具啟閉數目。在進行照明設置的過程中，遠程控制方式也非常重要，需要時刻保持客戶端和服務器之間的通信網絡狀態，當網絡斷開之后可能會造成服務器的不穩定，導致其無法在第一時間對其照明系統進行控制。通過收集APP、遙控器等方式對其控制內容和方案進行改變。智能燈控系統如上圖3所示：

圖3 智能燈控系統

結語：

隨著智能化逐漸走進人們的生活和生產中，智能化建筑的設計也更加多樣性，其內部系統更多的采用自動化設計，這樣可以節省更多的人力，更加便捷，并且可以給人們帶來更好的體驗感，不論是生活還是生產，都會更加具有舒適感。在技術不斷更新換代的情況下，智能化建筑的自動化設計會越來越先進，希望其可以帶給人們更好的使用體驗。