現(xiàn)階段我國智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)探究

王磊

摘 要：隨著全球科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域中，從而催生了“智能建筑”概念。如今，智能化技術(shù)逐漸成熟，建筑智能化水平也日益提高，尤其是在近幾年里“智能化技術(shù)”的迅猛發(fā)展和深入普及，越來越多的專家學(xué)者將研究對象放在智能建筑領(lǐng)域，可見，建筑智能化無疑是當(dāng)前高檔建筑的必要特征之一。本文通過對智能建筑中樓宇自動化的探究，簡單介紹了智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)，并對其應(yīng)用在建筑中的價(jià)值和狀況做了簡要分析，希望對我國樓宇自動化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供一點(diǎn)幫助。

關(guān)鍵詞：智能建筑；樓宇自動化；應(yīng)用探究

資源節(jié)約型環(huán)境下，控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為我國樓宇自動化系統(tǒng)的新思想、新途徑，勢必有利于我國智能建筑領(lǐng)域的綜合能力的提高。如今，伴隨著光纖、網(wǎng)絡(luò)、生物工程等新興技術(shù)滲透到建筑領(lǐng)域中來，這也給未來建筑的智能化改造注入了全新的活力，裝備了LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的智能建筑，必定會給未來我國智能建筑提供更好的技術(shù)條件。應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立全程監(jiān)控、自動報(bào)警、圖景掃描、信息控制模型，對信號測試、監(jiān)控、維修的各個(gè)階段實(shí)施可視化的模擬，勢必有利于我國智能建筑樓宇自動化事業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，對建筑安全運(yùn)營工作會有非常好的借鑒與指導(dǎo)意義。

1.智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)

樓宇自動化系統(tǒng)作為建筑智能化最重要的組成部分之一，其作用是構(gòu)成建筑內(nèi)部設(shè)備自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，接著把搜集好的信號傳送到設(shè)備中，并對建筑內(nèi)部運(yùn)作情況展開邏輯性分析，最終驅(qū)動執(zhí)行器實(shí)行對樓宇的自動化控制，完善智能建筑的可使用功能。簡單來說，樓宇自動化系統(tǒng)包含了變配電系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和垂直監(jiān)控管理系統(tǒng)。借助樓宇自動化系統(tǒng)，可以很好地實(shí)現(xiàn)智能建筑內(nèi)部設(shè)備和環(huán)境的監(jiān)控管理工作，給建筑居住和使用人員建造舒適、安全、高效的空間環(huán)境，給管理者提供便捷的管理方法，合理降低了建筑能耗與管理成本，同時(shí)也為我國現(xiàn)代化物業(yè)管理提供基礎(chǔ)保障。

以往的樓宇自動化系統(tǒng)里不存在控制網(wǎng)絡(luò)，這導(dǎo)致控制系統(tǒng)只單純由一束束電線與氣動控制裝置構(gòu)成，這種控制系統(tǒng)的功能十分簡單，同時(shí)也缺乏可操作性?？梢哉f，傳統(tǒng)模式下的樓宇自動化系統(tǒng)是一種封閉模式，這問題通過其通信協(xié)議就可以看出。很多廠商采取的通信協(xié)議不同，彼此不能相互兼容。一直到固體物理技術(shù)出現(xiàn)后，才使得樓宇邏輯電路替換下原有的連線與繼電器，直接數(shù)字控制器也代替了電子儀表板與氣動控制裝置。但如果客戶需要連接到不同的DDC系統(tǒng)時(shí)，設(shè)備互不兼容的問題還是沒能解決。受到這種封閉式系統(tǒng)的影響，彼此的子系統(tǒng)之間很難實(shí)現(xiàn)信息共享。如今，隨著LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在樓宇自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，給開放的、靈活的樓宇控制系統(tǒng)提供了實(shí)現(xiàn)平臺，該技術(shù)在智能樓宇監(jiān)控問題上有著很明顯的優(yōu)勢。

2.我國樓宇自動化系統(tǒng)的應(yīng)用狀態(tài)

就我國目前樓宇自動化系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用狀況看，其應(yīng)用水平相當(dāng)?shù)停饕憩F(xiàn)在下述幾個(gè)方面：

（1）首先，智能建筑樓控系統(tǒng)的主流產(chǎn)品還是國外著名品牌一統(tǒng)天下，國產(chǎn)化的產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有占領(lǐng)市場，后者在對空調(diào)系統(tǒng)的控制本質(zhì)和控制策略的研究上尚缺乏內(nèi)涵。

（2）至少有10%或更多的傳感器沒有準(zhǔn)確反映建筑物和設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)。一個(gè)智能公共建筑的樓控系統(tǒng)至少有幾千點(diǎn)，多的甚至上萬點(diǎn)，但有相當(dāng)部分傳感器的測值是存在問題的，而且有些傳感器位置安裝出現(xiàn)偏差，使得測量精度降低。

（3）控制性能沒有完全優(yōu)化。根據(jù)近年來對一些項(xiàng)目的跟蹤和調(diào)查，BAS的控制精度一般只能達(dá)到±2%，閥門容易反復(fù)振蕩。從控制的角度看，閥門來回振蕩不僅會使流體阻力增加，造成能源的浪費(fèi)，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門的磨損，也會增加設(shè)備維護(hù)的成本。

（4）沒有足夠的檢測手段，近期又有追求奢華的傾向。我國現(xiàn)行的樓宇自動化系統(tǒng)主要在能耗監(jiān)測方面表現(xiàn)出監(jiān)測手段的明顯不足，包括鍋爐、冷卻塔、冷水機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化等等，這種情況必須加以改變。

（5）沒有能源管理，沒有發(fā)揮節(jié)能作用。盡管我們在每份投標(biāo)書上無一例外地看到樓控系統(tǒng)都有節(jié)能管理的措施，但實(shí)際上幾乎沒有一棟樓真正采用了能量管理系統(tǒng)，采用局部節(jié)能措施的也很少。

（6）對系統(tǒng)本身尚不能夠自動診斷和自整定。

3.控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在樓宇自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)組成及方案

樓宇自動化控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主要由自動化機(jī)組，可編程控制器（PLC）、空氣壓力變送器，變頻器、室內(nèi)狀態(tài)傳感器、溫度傳感器，接觸器、中間繼電器、熱繼電器、防火型磁力起動器、斷路器等系統(tǒng)保護(hù)電器等組成。本設(shè)計(jì)以電機(jī)組2×30kW為例，選用1臺西門子S7—200可編程控制器（PLC），空氣壓力變送器等組成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。室內(nèi)狀態(tài)傳感器、溫度傳感器、實(shí)現(xiàn)對建筑功能和PLC的有效保護(hù)，以及對建筑內(nèi)部環(huán)境的切換控制。

3.2自動化通信綜合系統(tǒng)

自動化通信綜合傳輸系統(tǒng)最早由加拿大礦通公司研發(fā)并使用，如今已廣泛被各國作為智能建筑自動化通信系統(tǒng)，技術(shù)上具有很強(qiáng)的綜合服務(wù)的能力，一定程度上也表現(xiàn)了國際先進(jìn)的自動化通信傳輸水平。該系統(tǒng)提供了十六路單向模擬視頻通道和三十二路語音/數(shù)據(jù)通道，可以很好地實(shí)現(xiàn)智能化建筑功能篩選過程中各種信號的傳輸。在自動化系統(tǒng)的中心是前端單元，并從中延伸出四條電纜，分別連接井下四個(gè)不同方向，同時(shí)也接地面天線，以確保地面移動通信的穩(wěn)定

性。上行信號占用帶寬經(jīng)解復(fù)用后輸出給相應(yīng)的監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)或電話交換系統(tǒng)；下行信號經(jīng)頻分復(fù)用調(diào)制在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，并將信號送入自動化電纜下行傳輸。十六路視頻信號單向上行，并連接相應(yīng)的監(jiān)視器顯示數(shù)據(jù)。應(yīng)該說明的是，自動化通信系統(tǒng)還應(yīng)具備全程跟蹤建筑內(nèi)部設(shè)備、人員的能力。

3.3 自動化故障檢測技術(shù)的應(yīng)用

作為建筑功能運(yùn)行故障檢測工作的關(guān)鍵性內(nèi)容，信息的獲得無疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是故障檢測技術(shù)。在控制網(wǎng)技術(shù)下的自動化控制系統(tǒng)中，通過建筑狀況搜集的客觀資料，我們可以初步確定遠(yuǎn)程檢測的初始方案，進(jìn)而在建筑功能運(yùn)營過程中根據(jù)故障檢測數(shù)值、經(jīng)驗(yàn)方法等內(nèi)容，開展反饋分析等工作，修正初步方案與控制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，以保證建筑狀態(tài)按照最優(yōu)的控制方案進(jìn)行。因此，自動化故障檢測工作的重要性也就顯而易見了。針對我國智能建筑運(yùn)行階段的一些不安全因素，自動化故障檢測技術(shù)在遠(yuǎn)程檢測中的應(yīng)用能夠很好的解決此類問題，它不但可以很好地掌握建筑的功能運(yùn)營狀態(tài)，利用檢測數(shù)據(jù)對流量方案進(jìn)行整改，并指導(dǎo)建筑功能的篩選工作；還可以預(yù)見可能發(fā)生事故風(fēng)險(xiǎn)，采取一系列的事前措施，給建筑的安全管理提供信息，將事故突發(fā)率降至最低，保證了智能建筑安全運(yùn)營的穩(wěn)定性。

4.結(jié)束語

當(dāng)前絕大部分先進(jìn)的自動化化技術(shù)都具備非常強(qiáng)大的控制功能，在主菜單和與源功能的有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過引入智能軟件技術(shù)和信號檢測技術(shù)，并在多個(gè)領(lǐng)域結(jié)合彼此，相互滲透，從而給新興的智能建筑樓宇自動化帶來了強(qiáng)烈的生命力。如今樓宇自動化技術(shù)的發(fā)展方向無疑是系統(tǒng)化、智能化與小型化，以確保在信號測試系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的同時(shí)，能夠很好地滿足智能建筑信號測試的安全需求，并最終減免人力勞動強(qiáng)度，有效改善智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)能耗的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊志，鄧仁明，周齊國.建筑智能化系統(tǒng)及工程應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2]徐超漢.住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002，7