樓宇自動化節(jié)能控制措施分析

王曉慧

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對居住環(huán)境的公共條件、安全性和舒適性提出了更高的要求。建筑自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)很好地滿足了人們的需求，但是建筑自動化系統(tǒng)中的中央空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)通常是根據(jù)滿負(fù)荷工作環(huán)境設(shè)計(jì)的，能量利用率相對較低，這兩大系統(tǒng)消耗的能源占到整個(gè)建筑能耗的90%以上，在能源問題日益緊迫的今天，節(jié)能降耗已成為我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，為了解決能源供給與需求的矛盾，需要不斷探索出更加合理的樓宇自動化節(jié)能控制措施。

關(guān)鍵詞：樓宇自動化；節(jié)能控制；措施；分析

中圖分類號：TU24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0165-01

1 樓宇自動化控制系統(tǒng)簡介

建筑自動化控制是指通過現(xiàn)場監(jiān)控和感應(yīng)設(shè)備監(jiān)控建筑環(huán)境的過程。這些信號通過線路傳輸?shù)街醒肟刂剖?，由中央控制?jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，然后通過線路傳輸?shù)较嚓P(guān)的現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場控制。

樓宇自動化控制系統(tǒng)一般包括消防自動化（FA），閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，辦公自動化（OA），樓宇建筑管理自動化（BA）等，這里特指樓宇建筑管理自動化。樓宇建筑管理自動化控制的對象有：中央空調(diào)系統(tǒng)（冷、暖、通風(fēng)），照明系統(tǒng)（室內(nèi)照明、庭院照明、建筑物泛光照明等），給排水系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場數(shù)字計(jì)算機(jī)（簡稱DDC）采集有關(guān)數(shù)據(jù)，通過線路上傳至中央計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算、比較，將有關(guān)信息返回現(xiàn)場數(shù)字計(jì)算體機(jī)（DDC），輸出相應(yīng)信號（命令），通過現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或稱控制器）執(zhí)行有關(guān)命令，以完成整個(gè)自動控制過程。當(dāng)然，控制也可以由中央計(jì)算機(jī)直接通過現(xiàn)場控制器完成，比如照明系統(tǒng)可以由中央計(jì)算機(jī)按設(shè)定的時(shí)間段發(fā)出命令，由現(xiàn)場控制器直接投合電源。

設(shè)立樓宇自動化控制系統(tǒng)的目的，是為樓宇提供安全、舒適、高效的辦公與生活環(huán)境，并保證樓宇自身運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性、減少管理人員的勞動強(qiáng)度。

2 DDC系統(tǒng)

2.1 DDC控制系統(tǒng)組成

（1）中央管理計(jì)算機(jī)（又稱上位機(jī)），設(shè)置在中控室內(nèi)，將現(xiàn)場設(shè)備的所有信息集中提供給工作人員，并可外接顯示設(shè)備、記錄設(shè)備、報(bào)警設(shè)備等。

（2）DDC，作為現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)的接口（又稱下位機(jī)），通過分散設(shè)置在被控設(shè)備附近來收集相關(guān)信息，并能獨(dú)立工作。

（3）通信網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，小型系統(tǒng)可采用屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)，較大型的系統(tǒng)則一般通過成熟的工業(yè)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

（4）傳感器和執(zhí)行器，位于整個(gè)系統(tǒng)最末端，直接安裝在被控的傳感元件或執(zhí)行元件上，正是靠他們來采集信息或執(zhí)行動作。

2.2 DDC控制系統(tǒng)主要功能

（1）根據(jù)預(yù)先設(shè)定的周期對數(shù)據(jù)采樣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)檢測。

（2）對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換，設(shè)定轉(zhuǎn)換的數(shù)值轉(zhuǎn)換率及偏差值。

（3）對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，濾除波動值，以使系統(tǒng)顯示正確讀數(shù)，確定現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（4）對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，并對異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警處理。將報(bào)警信息傳送給中央管理系統(tǒng)。

（5）根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的程序獲得控制數(shù)據(jù)。

（6）通過預(yù)定控制程序完成各種控制功能，包括比例控制、比例加微分、積分控制、開關(guān)控制、最大最小值控制、平均值控制、邏輯運(yùn)算控制、焓值計(jì)算控制和聯(lián)鎖控制等。

（7）向數(shù)據(jù)控制和執(zhí)行設(shè)備輸出控制和執(zhí)行命令。

（8）通過網(wǎng)絡(luò)控制器或數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接第一層的設(shè)備，與各上級管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，向上傳送各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，同時(shí)接收各上級計(jì)算機(jī)下達(dá)的參數(shù)的設(shè)定與修改指令或?qū)崟r(shí)控制指令。

3 辦公樓宇自動化系統(tǒng)節(jié)能控制措施

3.1 排水監(jiān)控系統(tǒng)

針對大樓中的消防設(shè)施用水以及生活用水等排水設(shè)備實(shí)施監(jiān)管以及關(guān)閉和啟動控制。一般包含消防設(shè)施終端壓力測試位置、液位測查位置和開啟關(guān)閉的操控點(diǎn)，同時(shí)需要將每個(gè)檢測數(shù)據(jù)顯示出來、裝備運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及運(yùn)轉(zhuǎn)異常情況的問題報(bào)警，同時(shí)對一些有關(guān)裝備的開關(guān)可啟動實(shí)施控制。

3.2 用電監(jiān)測系統(tǒng)

包括低壓配電、計(jì)算機(jī)房雙電源和消防雙電源，以及電梯雙電源系統(tǒng)、變壓器、高壓系統(tǒng)和高壓二次線，主要包括電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度以及停機(jī)和啟動控制的測試。同時(shí)，有必要隨時(shí)測量和監(jiān)控整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對整個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)開關(guān)位置和問題發(fā)出警報(bào)，同時(shí)對出現(xiàn)的問題進(jìn)行有序記錄，在事后能夠查到問題的原因，同時(shí)制作表格，而且能夠畫出精準(zhǔn)的負(fù)荷曲線。照明監(jiān)控系統(tǒng)：由中央監(jiān)控系統(tǒng)按每天預(yù)定的時(shí)間順序進(jìn)行開關(guān)控制，監(jiān)視其開關(guān)狀態(tài)。

3.3 空調(diào)、照明監(jiān)控系統(tǒng)

其監(jiān)控要求為：溫度控制、開啟時(shí)間控制、設(shè)置溫度控制、新風(fēng)、排風(fēng)的控制、過濾器的狀態(tài)監(jiān)測、各風(fēng)機(jī)的狀態(tài)及故障報(bào)警。大樓各個(gè)房間空調(diào)的工作狀態(tài)，集中控制整個(gè)大樓空調(diào)的轉(zhuǎn)換（制冷/制熱）、開關(guān)時(shí)間及最低、最高溫度設(shè)定、各個(gè)房間空調(diào)的開啟和停運(yùn)。各個(gè)辦公室及公共區(qū)域的照明、動力系統(tǒng)的控制。整個(gè)系統(tǒng)體現(xiàn)了智能節(jié)約能源資源控制的核心目的。

3.3.1 空調(diào)（照明）控制系統(tǒng)

為防止辦公室人走空調(diào)（照明）仍然開啟，大樓在辦公室門鎖上設(shè)計(jì)安裝了鎖門空調(diào)（照明）控制器，當(dāng)門反鎖上時(shí)，空調(diào)（照明）停運(yùn)（門關(guān)上但沒有鎖上系統(tǒng)認(rèn)為人沒走不關(guān)閉空調(diào)），回辦公室后需重新本地開啟空調(diào)。

3.3.2 照明控制系統(tǒng)

對大樓公共區(qū)域的照明實(shí)行分區(qū)、分類集中和單獨(dú)控制。當(dāng)白天照明條件足夠時(shí)關(guān)閉，晚上除應(yīng)急照明外普通照明集中關(guān)閉（本地開關(guān)處于初始狀態(tài)“關(guān)閉”），但個(gè)別地方需要開啟照明可以在本地開關(guān)上實(shí)行開啟和關(guān)閉。照明控制和空調(diào)控制原理相同，下班后集中控制定時(shí)開啟關(guān)閉一次（此時(shí)本地開關(guān)控制處于關(guān)閉狀態(tài)）。這種控制的好處在于當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題后不會影響大樓照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4 樓宇照明系統(tǒng)的節(jié)能控制措施

3.4.1 按需提供照明

據(jù)實(shí)際要求提供照明，必要時(shí)打開照明，不需要時(shí)關(guān)閉照明。例如，地下配電間、水泵房、電梯房和建筑物內(nèi)的其他位置通常不需要照明，因此這些區(qū)域的照明通常會關(guān)閉，但是應(yīng)該提供傳感器，以便在人們經(jīng)過一段時(shí)間后自動打開照明，并關(guān)閉照明。

3.4.2 維持照明裝置的最小光通量

維持照明裝置的最小光通量水平，使照明裝置既能提供照明，又能最大限度的減少能耗。通過合理運(yùn)用感光設(shè)備控制光的接受，控制自然光，將自然光引入到建筑物中，可以使改善室內(nèi)人員的心情，進(jìn)而提高人們的工作效率，同時(shí)降低照明系統(tǒng)的能源消耗。

3.4.3 照明時(shí)間控制

背景光的照明時(shí)間可以根據(jù)建筑商的活動規(guī)則合理控制。例如，建筑中的工作區(qū)會在工人下班一小時(shí)后自動關(guān)閉背景燈。為了降低功耗，智能傳感技術(shù)被用來自動打開和關(guān)閉人們經(jīng)過的區(qū)域的背景光。臺燈和背景照明的結(jié)合可以自動調(diào)節(jié)夜間臺燈的亮度，以減少消耗。根據(jù)不同區(qū)域布設(shè)地下室車庫的照明，在車位和車道設(shè)置照明，按照明時(shí)間表自動控制各區(qū)域的照明系統(tǒng)，如，白天開啟車道照明，晚上開啟全部照明，半夜逐步關(guān)閉車位照明，留下一半的車道照明裝置用于提供基本照明。

4 結(jié)束語

總的來說，在建筑施工的現(xiàn)階段，建筑自動控制系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)置，可以有效地提高整個(gè)建筑的安全管理效率，也可以有效地減少設(shè)備使用時(shí)的資源浪費(fèi)。因此，自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)代社會建筑發(fā)展的關(guān)鍵建設(shè)工作，也可以為企業(yè)節(jié)省大量的人力和物力。自動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為衡量建筑質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。所以，在大樓或大廈前期設(shè)計(jì)階段一定要重點(diǎn)考慮到自控節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，達(dá)到人們生活需求的情況下最大限度降低能源消耗，進(jìn)而有效發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]徐峰.自動化在節(jié)能控制中的應(yīng)用研究——以樓宇節(jié)能控制為例[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018，（04）：243-244.

[2]李婷婷.樓宇自動化節(jié)能控制措施分析[J].裝備制造技術(shù)，2017，（11）：131-133.

[3]田菲.樓宇自動化控制系統(tǒng)在機(jī)場建筑節(jié)能中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2017，（21）：62-63.

[4]夏鑫.樓宇自動化節(jié)能控制淺析[J].電氣自動化，2017，37（04）：109-111.

[5]王日宏，劉培玉.樓宇自動化節(jié)能初探[J].節(jié)能，2017，（03）：19-21.