樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分析

黎放球

（廣東 深圳 518000）

樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分析

黎放球

（廣東 深圳 518000）

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)就是對(duì)各種機(jī)電設(shè)施進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理。通過對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、控制、信息記錄，實(shí)現(xiàn)分散節(jié)能控制和集中科學(xué)管理，為建筑物用戶提供良好的工作環(huán)境、建筑物的管理者提供方便的管理手段，從而減少建筑物的能耗并降低管理成本。文章針對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析。

樓宇自動(dòng)化；設(shè)計(jì)；控制技術(shù)

隨著科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備越來越多，越來越復(fù)雜，對(duì)機(jī)電設(shè)備的控制和管理要求也越來越高。樓宇自控系統(tǒng)在其發(fā)展過程經(jīng)歷了從分散控制到集中控制，再到集散控制，目前正向開放式現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)發(fā)展的幾個(gè)階段。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)主要包含暖通空調(diào)、照明、給排水、電梯、變配電、消防、安全防范、車庫(kù)管理等子系統(tǒng)。從節(jié)能和提供舒適度角度來說，曖通空調(diào)和照明子系統(tǒng)是樓宇自控的核心。對(duì)其它子系統(tǒng)，樓宇自控只對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行與故障狀態(tài)的監(jiān)視和非正常狀態(tài)時(shí)的聯(lián)動(dòng)控制。

1 樓宇自動(dòng)化概念

樓宇自動(dòng)化（BAs）系統(tǒng)是運(yùn)用現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動(dòng)化的綜合管理和控制系統(tǒng)，它將建筑物內(nèi)的所有機(jī)電設(shè)備連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)上，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行綜合的監(jiān)視、控制、管理，以便營(yíng)造一個(gè)安全、舒適、高效、節(jié)能的建筑環(huán)境。如暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備以及給排水設(shè)備等，通過實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化控制，以達(dá)到合理利用設(shè)備，節(jié)省能源、節(jié)省人力，確保設(shè)備安全運(yùn)行之目的。

2 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)

2.1 暖通空調(diào)子系統(tǒng)

2.1.1 設(shè)計(jì)關(guān)鍵

空調(diào)與冷熱源系統(tǒng)是建筑物中能量消耗最大的系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)占整個(gè)建筑耗能量的50%以上，也是創(chuàng)造舒適度的重要保證，所以不論是從節(jié)能還是從舒適度方面來說都要求樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)其做全面綜合的監(jiān)視與控制。

實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)秀的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，首先必須有一個(gè)優(yōu)秀的暖通空調(diào)系統(tǒng)。其次是暖通空調(diào)工程師和自動(dòng)控制工程師的密切配合，參照智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理布置監(jiān)測(cè)、控制點(diǎn)，列出監(jiān)控點(diǎn)位表。

（1）合理配置自控元件。既要保證前端所測(cè)參數(shù)能準(zhǔn)確反映測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際值，又要保證末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確理解控制器發(fā)出的指令。比如，各類電動(dòng)閥門是BA系統(tǒng)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在空調(diào)運(yùn)行控制過程中，閥門的開度是主要調(diào)節(jié)內(nèi)容，因此，保證閥門“零”開度就成了提高空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)控制精度的一個(gè)重要條件。

（2）合理配置前端檢測(cè)元件的數(shù)量。探測(cè)點(diǎn)過少，不能取得精確的前端信號(hào)，探測(cè)點(diǎn)過多，則不但會(huì)造成信號(hào)之間的耦合，而且會(huì)增加系統(tǒng)投資。

（3）正確選擇前端檢測(cè)元件的安裝位置，使其所測(cè)參數(shù)具有高代表性。

（4）合理選用控制器：選擇能直接控制末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制器，以減少系統(tǒng)控制級(jí)數(shù)，提高系統(tǒng)可靠性；選擇內(nèi)含豐富積算控制程序的控制器，以增加控制策略的選擇性。

2.1.2 控制策略

（1）盡可能縮短冷熱源設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，減少運(yùn)行臺(tái)數(shù)和輸出功率，避免無功運(yùn)行。

（2）空氣處理過程中，避免冷熱量相互抵消且最大限度利用回風(fēng)。

（3）采用變風(fēng)量、變水量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵、風(fēng)機(jī)的最佳啟停點(diǎn)和最佳狀態(tài)點(diǎn)控制。

（4）非連續(xù)工作的空調(diào)對(duì)象，事先可設(shè)定若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作，狀態(tài)間可自動(dòng)切換。同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)移動(dòng)探測(cè)器檢測(cè)的信息也可切換這些基本狀態(tài)。

（5）運(yùn)用自適應(yīng)控制與模糊控制原理等高級(jí)控制軟件，自動(dòng)改變室內(nèi)溫濕度設(shè)定值，提高控制精度。

（6）自動(dòng)記錄各種設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)轉(zhuǎn)換運(yùn)行順序，提醒下次保養(yǎng)維修時(shí)間。

（7）監(jiān)視各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動(dòng)狀態(tài)；控制啟停。

2.2 照明子系統(tǒng)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，照明約占商業(yè)建筑總能耗的1/4，所以對(duì)照明系統(tǒng)的優(yōu)化控制也是樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要任務(wù)。

（1）所有區(qū)域的燈光均可進(jìn)行統(tǒng)一的開關(guān)控制；按事先設(shè)定的基本狀態(tài)進(jìn)行切換，在不同時(shí)間提供不同的燈光效果。

（2）根據(jù)移動(dòng)探測(cè)器反饋的信號(hào)，自動(dòng)將無人區(qū)燈關(guān)閉，將有人區(qū)域燈光調(diào)到最合適亮度。

（3）按自然光補(bǔ)充強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)照明亮度，使達(dá)到最佳水平。

（4）會(huì)議室、貴賓室、演講廳等區(qū)域設(shè)置場(chǎng)景功能，可按不同情景改變場(chǎng)景，隨時(shí)和會(huì)議系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，使燈光、音響、攝像同步。

（5）在車庫(kù)，當(dāng)移動(dòng)傳感器被觸發(fā)時(shí)，打開相關(guān)區(qū)域燈光，一定時(shí)間后關(guān)閉。

（6）監(jiān)視各回路的開/關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動(dòng)狀態(tài)。

2.3 其他子系統(tǒng)

樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)給排水、電梯、變配電、消防、安全防范、車庫(kù)管理等子系統(tǒng)只進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)監(jiān)視；在非正常情況下對(duì)各子系統(tǒng)執(zhí)行聯(lián)動(dòng)控制。

3 樓宇自控系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成是將分散的、相互獨(dú)立的各子系統(tǒng)通過物理集成、網(wǎng)絡(luò)集成、應(yīng)用集成為一個(gè)大系統(tǒng)，用相同的環(huán)境、軟件界面進(jìn)行集中監(jiān)視、統(tǒng)一管理。

（1）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，各子系統(tǒng)必須具備良好的開放性，能和外界進(jìn)行良好的數(shù)據(jù)交換。

（2）利用網(wǎng)關(guān)、智能化路由器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。

（3）利用OPC、ODBC技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，OPC協(xié)議是為解決應(yīng)用軟件和各種驅(qū)動(dòng)程序的通信而產(chǎn)生的一項(xiàng)工業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，任何支持OPC的產(chǎn)品都可實(shí)現(xiàn)無縫系統(tǒng)集成。

4 跨子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，提高整體管理水平

樓宇自控各子系統(tǒng)經(jīng)系統(tǒng)集成后，從集成平臺(tái)的角度上看，就如同一個(gè)系統(tǒng)一樣，無論信息點(diǎn)或受控點(diǎn)是否在一個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)都可以建立聯(lián)系，有效地對(duì)大樓內(nèi)各類事件進(jìn)行聯(lián)動(dòng)管理，提高了對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)能力。子系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)幾乎是任意的，可通過編程實(shí)現(xiàn)。

（1）當(dāng)保安系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，CCTV系統(tǒng)可在控制室內(nèi)自動(dòng)切換到相應(yīng)區(qū)域圖像信號(hào)，并進(jìn)行錄像；門禁系統(tǒng)關(guān)閉指定的出入口，只能由保安打開。

（2）當(dāng)消防系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)時(shí)，CCTV系統(tǒng)可在控制室內(nèi)自動(dòng)切換到相應(yīng)區(qū)域圖像信號(hào)，觀察是否誤報(bào)火情大??；門禁系統(tǒng)迅速打開相關(guān)層的電磁鎖，確保人員迅速疏散；配電照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)關(guān)斷相應(yīng)層的新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和配電照明。

（3）在特殊場(chǎng)合，進(jìn)入房門需經(jīng)保安人員許可時(shí)，CCTV將圖像切換到指定監(jiān)視器上，由保安人員認(rèn)可后才可進(jìn)入房門。

（4）CCTV與巡更聯(lián)動(dòng)，在巡更人員到達(dá)巡更點(diǎn)時(shí)，聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)保證巡更者安全。

（5）CCTV與車庫(kù)管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)有車輛進(jìn)出時(shí)，聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行錄像；當(dāng)停車場(chǎng)系統(tǒng)故障時(shí)，聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)觀察情況，在控制室內(nèi)操作柵欄機(jī)，保證車輛通行。

（6）當(dāng)有人讀卡，照明系統(tǒng)打開相應(yīng)區(qū)域的照明；空調(diào)系統(tǒng)打開新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管，當(dāng)有人進(jìn)人辦公室后打開空調(diào)。

5 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展前景

未來樓宇必將充滿各種各樣的智能設(shè)備，樓宇控制網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、執(zhí)行器等都是智能的，樓宇的基礎(chǔ)設(shè)施能無縫隙地將數(shù)據(jù)網(wǎng)、控制網(wǎng)連接起來，形成整體樓宇網(wǎng)絡(luò)，并延伸至因特網(wǎng)，真正做到局域和遠(yuǎn)程信息實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)資源的綜合共享以及全局事件快速處理的一體化的科學(xué)管理，使建筑管理人員遠(yuǎn)在千里之外也能實(shí)現(xiàn)其職責(zé)；物業(yè)公司可以跨地區(qū)對(duì)所屬樓宇進(jìn)行物業(yè)管理；樓宇設(shè)備廠家可以通過網(wǎng)絡(luò)持續(xù)了解自己設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)指導(dǎo)維護(hù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

6 結(jié)束語

總之，要充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功能，需要設(shè)計(jì)單位周密詳細(xì)的設(shè)計(jì)論證、統(tǒng)一規(guī)劃，需要工程施工單位精心施工，更需要系統(tǒng)集成商以高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，從用戶角度出發(fā)，為每一個(gè)項(xiàng)目選擇一個(gè)適合它本身的功能配置，甲方也盡早配備相應(yīng)工程技術(shù)人員，加入到項(xiàng)目實(shí)施中，這樣才有助于項(xiàng)目的接受和系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，從而真正發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功效，創(chuàng)造良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1 岳洪泉.樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.建筑電氣，2008（12）

2 劉廣進(jìn).樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（21）

Analysis of Building Automation System Design

Li Fangqiu

Building automation system is comprehensive computer monitoring management to various electrical and mechanical facilities.By monitoring, controlling and information recording the various subsystems, decentralized energy conservation control and centralized scientific management can be achieved. In this way, we can provide a good working environment for construction users and easy management tools to construction managers, so that energy consumption in buildings is reduced and management cost is reduced as well. In this paper, building automation system design is analyzed.

building automation; design; controlling technology

TU855

A

1000－8136（2010）33－0017－02

黎放球，男，工程師，畢業(yè)于黃石高等專科學(xué)校，主要從事工作領(lǐng)域：建筑智能化。〗