淺談智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)

王建平

摘要：在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，大量的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果被加以應(yīng)用，智能建筑就是建筑行業(yè)將自身與科學(xué)技術(shù)進(jìn)行整合的有效產(chǎn)物。智能建筑因其強(qiáng)大的先進(jìn)性、快捷性、便利性與安全性，得到了社會的認(rèn)可，并實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能建筑；自動化系統(tǒng)；數(shù)學(xué)化；信息化

中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0058-03

建筑的出現(xiàn)與發(fā)展，使更多的人認(rèn)識到智能建筑這一新興產(chǎn)物，越來越多的人對智能建筑抱有更高的期望。樓宇的自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要部分，是促使建筑智能化的核心。智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)將人性化的使用接口作為強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)，以建筑物的機(jī)電與消防、門禁與停車管理等系統(tǒng)的結(jié)合為方法，為建筑物使用者創(chuàng)造一個(gè)便利、舒適的生活與工作環(huán)境。隨著建筑行業(yè)與建筑相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，智能建筑所用的軟件與設(shè)備都在不斷更新，使得智能建筑設(shè)備的功能性得以再次提升。加強(qiáng)對智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為建筑行業(yè)人士的重要工作內(nèi)容，因此，作為一名建筑工程工作人員，本人以智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)為研究對象是有一定的社會價(jià)值的。

1 智能建筑與樓宇自動化系統(tǒng)分析

1.1 智能建筑的概念闡述

所謂的智能建筑，就是利用系統(tǒng)集成的方法，將現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息通訊技術(shù)相結(jié)合，將建筑物作為技術(shù)使用的平臺，對建筑物內(nèi)部的信息進(jìn)行管理與利用，可以為建筑物使用者提供更多服務(wù)的建筑。智能建筑將建筑物的基本結(jié)構(gòu)與自動化系統(tǒng)、人員服務(wù)與信息管理四個(gè)重要內(nèi)容進(jìn)行整合，使建筑物相關(guān)的各種資源得到優(yōu)化配置，在合理的資金投入的前提之下，為建筑物使用者提供一個(gè)更加安全便利與舒適的生活與工作環(huán)境。在智能建筑物當(dāng)中，人們可以進(jìn)行高端通訊設(shè)備的使用，建筑物的綜合性管理使得智能建筑成為了具有強(qiáng)大效率性、功能性與舒適度的現(xiàn)代化建筑。

筆者認(rèn)為，能夠被稱為智能建筑的建筑物一定具有以下兩點(diǎn)主要特征：第一，從建筑物管理人員的角度來講，智能建筑的管理與控制設(shè)施、維護(hù)與通信設(shè)備一定具有完全性，可以在管理資金允許的范圍之內(nèi)，對建筑物實(shí)現(xiàn)整體的環(huán)境控制與安全管理，可以在第一時(shí)間進(jìn)行監(jiān)督與報(bào)警，與城市的相關(guān)建筑與安保管理部門進(jìn)行有效溝通與交流。第二，從建筑物的使用者的角度來講，智能建筑的舒適性必須要強(qiáng)大，可以促使建筑物的使用者提高生活情趣與工作效率，為建筑物使用者進(jìn)行正能量的傳播，保證建筑物使用者的積極態(tài)度。

1.2 樓宇自動化系統(tǒng)的概念分析

所謂的樓宇自動化系統(tǒng)，是智能建筑的重要組成部分，更是智能建筑物的核心。樓宇自動化系統(tǒng)是用來進(jìn)行建筑內(nèi)部自動控制的一套完整的系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)利用傳感器對建筑物內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信號傳遞到智能設(shè)備當(dāng)中，對建筑物內(nèi)的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行分析與處理，再利用驅(qū)動執(zhí)行器進(jìn)行自動化的控制。樓宇自動化系統(tǒng)在一定意義上來說是一個(gè)較為龐大與復(fù)雜的系統(tǒng)，空調(diào)制冷系統(tǒng)、變電配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)與電梯監(jiān)控系統(tǒng)等等都是樓宇自動化系統(tǒng)的重要組成部分。利用樓宇自動化系統(tǒng)，智能建筑物內(nèi)部的設(shè)備與環(huán)境都可以得到整體的監(jiān)控與管理，使建筑物使用者可以得到一個(gè)舒適的生活與工作環(huán)境，也為建筑物的管理者提供工作上的便利，使其在節(jié)約管理資金的前提下，盡量提高智能建筑物的智能化

水平。

在樓宇自動化系統(tǒng)發(fā)展的初級階段，沒有真實(shí)意義上地控制網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)時(shí)所謂的控制網(wǎng)絡(luò)就是利用多根電線組成的一種電氣控制裝置，這樣的控制系統(tǒng)的功能性不強(qiáng)，敏捷度也不夠。就初級的自動化系統(tǒng)來講，它是一種封閉性的控制系統(tǒng)，其通信協(xié)議有很大的局限性。不一樣的廠商所出產(chǎn)的通信協(xié)議是不同的，這些通信協(xié)議之間沒有兼容性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，固體物理技術(shù)試器與邊線被邏輯電路所取代，氣動的控制裝置與電子儀表板被數(shù)字控制器所取代，但是這樣的進(jìn)步仍然無法解決缺乏的兼容性。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足智能建筑的發(fā)展與建設(shè)。一個(gè)開放的自動化控制系統(tǒng)被市場急切需要?，F(xiàn)代化的樓宇自動化系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)平臺對控制技術(shù)進(jìn)行升級，使開放性、操作性強(qiáng)大的自動化控制系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。

2 智能建筑中的樓宇自動化應(yīng)用價(jià)值分析

樓宇自動化系統(tǒng)是智能建筑的重要系統(tǒng)，也是眾多樓宇系統(tǒng)中投資最大的，并且還具有技術(shù)上的復(fù)雜性，其所具有的閉環(huán)功能是極為少見的。另外，樓宇中的自動化系統(tǒng)具有一定的節(jié)能功能，可以節(jié)約大量的資金與人力，是一個(gè)技術(shù)過硬、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的自動控制系統(tǒng)。

筆者通過在工作中對樓宇自動化系統(tǒng)的觀察，認(rèn)為樓宇自動化系統(tǒng)具備以下四種功能：首先，樓宇自動化系統(tǒng)可以為建筑物使用者提供一個(gè)功能性強(qiáng)大、環(huán)境優(yōu)雅與舒適的生活與工作環(huán)境，滿足建筑物使用者對于環(huán)境與安全的要求。其次，利用樓宇自動化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部各設(shè)備運(yùn)用參數(shù)的觀察與其運(yùn)行狀態(tài)的檢測，進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理，使設(shè)備的控制性能得到提升。再次，樓宇自動化系統(tǒng)為建筑物的管理人員提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且具有較高效率的建筑物檢測方法，使其對建筑物所利用的能源進(jìn)行有效的管理，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。最后，樓宇自動化系統(tǒng)可以使建筑物內(nèi)各個(gè)運(yùn)行設(shè)備的費(fèi)用減少，并使系統(tǒng)對自身進(jìn)行全面的自動評估與診斷，促進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)化與升級。

3 樓宇自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與通信技術(shù)是樓宇自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，加之集散控制技術(shù)與先進(jìn)智能的管理技術(shù)、調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，使智能建筑中每一個(gè)設(shè)備的監(jiān)測力度大大提高，通過建筑物內(nèi)數(shù)據(jù)的收集與整理，自動進(jìn)行運(yùn)營決斷，對建筑物內(nèi)的各使用設(shè)備進(jìn)行自行控制。自動化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以操縱有關(guān)設(shè)備的啟動與關(guān)閉，并給出相應(yīng)的報(bào)告，保證各設(shè)備的正確運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。另外，在設(shè)備運(yùn)行之時(shí)，會自動生成設(shè)備的運(yùn)行報(bào)告與維修保養(yǎng)報(bào)告，確保樓宇自動化系統(tǒng)的可靠性與安全性。

3.1 空調(diào)系統(tǒng)

中央空調(diào)系統(tǒng)在智能建筑物中的主要作用就是保持環(huán)境的舒適度，并保證其運(yùn)行能耗降低。樓宇中的空調(diào)機(jī)組是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的，從而為建筑物內(nèi)的各個(gè)區(qū)域提高空氣的處理服務(wù)，使大樓內(nèi)的溫度與濕度都保持在良好的狀態(tài)。其工作原理為監(jiān)測設(shè)備通過對建筑物內(nèi)的溫度與濕度的監(jiān)測，使其與外部環(huán)境的濕度與溫度進(jìn)行比較，從而使計(jì)算機(jī)控制空調(diào)機(jī)組對建筑物內(nèi)部空氣進(jìn)行加熱與加濕的處理，使大樓內(nèi)的環(huán)境適宜人們的生存與活動。另外，空調(diào)系統(tǒng)還要根據(jù)建筑部內(nèi)部與外部的負(fù)荷變化，進(jìn)行機(jī)組的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)整以及新風(fēng)回風(fēng)比與閥門開度的重新設(shè)置，使空調(diào)系統(tǒng)在最節(jié)能的狀態(tài)下保證建筑物的舒

適度。

3.2 消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)在智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)中占有重要的位置，對進(jìn)行樓宇自動化控制有著重要作用。消防系統(tǒng)與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)是消防系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分。消防系統(tǒng)的運(yùn)行是有運(yùn)行模式的規(guī)定的。通常消防系統(tǒng)是正常的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行，如果發(fā)生火災(zāi)，會自動轉(zhuǎn)換為消防模式，保證樓宇的安全。在火災(zāi)發(fā)生之時(shí)，消防系統(tǒng)以樓宇自動化系統(tǒng)為中介，向空調(diào)系統(tǒng)與電梯系統(tǒng)等發(fā)送消防的信息與報(bào)警，使建筑物內(nèi)的設(shè)備可以進(jìn)行自主消防，將火災(zāi)的損失降到最低。

3.3 變配電系統(tǒng)

變配電系統(tǒng)，顧名思義，就是保證建筑物供電與用電安全的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑物正常用電運(yùn)行是變配電系統(tǒng)的主要監(jiān)控目標(biāo)。首先，變配電系統(tǒng)通過對建筑物各類型的電力開關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，對配電柜高壓與低壓的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部電力供應(yīng)與使用的監(jiān)督與管理。其次，變配電系統(tǒng)還會對建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數(shù)這些電力關(guān)鍵參考值進(jìn)行監(jiān)測。變壓器與電纜的溫度、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的好壞都是變配電系統(tǒng)的重要監(jiān)督。電力系統(tǒng)本身具有一定的特殊性，其可以在瞬間發(fā)生很多的變化，所以在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制之時(shí)，其監(jiān)測的頻率是很高的，在監(jiān)測的同時(shí)，要對這些監(jiān)測中設(shè)備開關(guān)的狀態(tài)與參數(shù)的變化進(jìn)行準(zhǔn)確且連續(xù)的記錄，只有這樣，變配電系統(tǒng)才能夠準(zhǔn)確地預(yù)測事故發(fā)生的機(jī)率，在自動狀態(tài)下對變電系統(tǒng)事故地點(diǎn)進(jìn)行分析。

樓宇自動化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)對供電設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，在停電發(fā)生后，可以對開關(guān)進(jìn)行自動的順序控制。另外，變配電系統(tǒng)還可以對應(yīng)急的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，使其在有應(yīng)急需要之時(shí)可以正常運(yùn)行，自動切斷不主要的電路回路，保證應(yīng)急發(fā)電機(jī)的負(fù)荷在合理的范圍之內(nèi)。

變配電系統(tǒng)除了對建筑物進(jìn)行供電之外，還會對用電量進(jìn)行計(jì)算，對每家每戶的電費(fèi)進(jìn)行分析與計(jì)算，還可以對我國的供電政策進(jìn)行有效的落實(shí)與執(zhí)行，在供電高峰期超負(fù)荷的情況下對不主要的回路進(jìn)行切斷。

3.4 給排水系統(tǒng)

使建筑物內(nèi)部的中水系統(tǒng)得到正常的運(yùn)行是智能建筑中給排水系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)與任務(wù)，給排水系統(tǒng)的主要功能是將建筑物內(nèi)水泵與排水泵、污水泵等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與管理，使建筑內(nèi)各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當(dāng)中。另外，給排水系統(tǒng)還會對給水系統(tǒng)的壓力進(jìn)行測量，使水位與壓力保持在安全范圍內(nèi)，根據(jù)水位與壓力的變化及時(shí)進(jìn)行水泵的關(guān)閉與開啟。

3.5 照明系統(tǒng)

智能建筑中的照明系統(tǒng)是建筑物內(nèi)主要的節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能減排主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運(yùn)行之中。照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度與運(yùn)行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現(xiàn)。在智能建筑中，電能是不可缺少的，照明系統(tǒng)是除了空調(diào)系統(tǒng)之外最大的電能消耗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的建筑管理方法相比，智能建筑中的自動化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)40%左右電能的節(jié)省。照明系統(tǒng)的節(jié)能，主要利用于自動化系統(tǒng)對于停車場、走廊與對門廳等照明進(jìn)行開啟與關(guān)閉控制，對建筑物內(nèi)的照明回路進(jìn)行分組控制，使用電量過大、電路負(fù)荷過多時(shí)進(jìn)行自動切斷，對辦公室與廳堂這些地方的照明系統(tǒng)進(jìn)行無人熄燈的自動控制。這些控制的實(shí)現(xiàn)可以利用計(jì)算機(jī)中設(shè)定的開關(guān)開啟與關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，門鎖與紅外線也是比較好的照明系統(tǒng)控制手段。

3.6 電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)屬于智能建筑中的交通系統(tǒng)，對電梯系統(tǒng)的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內(nèi)容。對于電梯而言，其本身具有全套的自動控制裝置，但是，要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統(tǒng)的一部分，要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統(tǒng)相聯(lián)系，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，使建筑物的管理者可以對電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行及時(shí)的掌握與分析，在有意外事故發(fā)生的時(shí)候，可以利用自動化系統(tǒng)對電梯進(jìn)行有效的控制。

3.7 保安監(jiān)控系統(tǒng)

保安監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成，下面我們就來對智能建筑中的保安監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行一一闡述：第一，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是利用攝像機(jī)完成的，管理人員將攝像機(jī)安放在需要進(jìn)行監(jiān)控的各個(gè)區(qū)域之間，利用電纜這一中介將圖像傳達(dá)到建筑控制中心，使建筑物的管理人員可以對大樓內(nèi)部的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行觀察與管理。還可以利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)對這些上傳的圖像進(jìn)行分析，使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認(rèn)，為事故的處理提供證據(jù)。第二，出入口控制系統(tǒng)。對建筑物的出入口進(jìn)行控制，就是利用電子鎖或者是門磁開關(guān)這些設(shè)備對建筑物的人群進(jìn)行控制。將讀卡機(jī)等設(shè)備安裝在建筑物當(dāng)中，使建筑物的進(jìn)入具有一定的權(quán)限性，對進(jìn)入到建筑物的對象與建筑物的開放時(shí)間進(jìn)行控制，隨時(shí)掌握人員的出入情況。第三，防盜報(bào)警系統(tǒng)。防盜功能的實(shí)現(xiàn)，是利用各種敏感軟件的安裝實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部空間的控制，比如說紅外線與震動傳感器等等，將其安裝在重要的防盜部位，如果監(jiān)測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)異常，報(bào)警系統(tǒng)可以做出相應(yīng)的反應(yīng)，通過建筑物管理人員對異常情況進(jìn)行及時(shí)的

處理。

4 結(jié)語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的科技成果成為了我國社會生產(chǎn)與生活的必需品。本文以智能建筑作為研究載體，對智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)的含義與存在價(jià)值進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述了樓宇自動化系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理。希望社會大眾可以對智能建筑與樓宇的自動化系統(tǒng)有更為深入的了解，使人民群眾共同享受科學(xué)技術(shù)給社會發(fā)展帶來的正面作用，以此來激發(fā)相關(guān)科研工作人員的創(chuàng)造力，使建筑工程行業(yè)的工作人員將科學(xué)成果大量運(yùn)用于現(xiàn)代化建筑當(dāng)中。

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