樓宇自控系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用

文｜上海格瑞特科技實(shí)業(yè)有限公司 王 峻

1 前言

在國家政府部門提出建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的口號(hào)后，建設(shè)主管部門、建設(shè)單位及物業(yè)管理單位均在大力倡導(dǎo)環(huán)保、安全、節(jié)能、高效、舒適的建筑。當(dāng)前的住宅樓盤為了給人們提供基本生存環(huán)境，配置了數(shù)量極多、分布離散的機(jī)電設(shè)備，如排風(fēng)送風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備及給排水設(shè)備、電梯等。如何采用一些科技手段，以達(dá)到及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，合理利用設(shè)備，節(jié)約能源和勞動(dòng)力，確保設(shè)備安全運(yùn)行，為業(yè)主提供節(jié)能、高效、環(huán)保的生活工作環(huán)境的目標(biāo)，是建設(shè)主管部門、建設(shè)單位、物業(yè)管理單位等各方迫切希望解決的問題。

樓宇自控系統(tǒng)是提高機(jī)電設(shè)備能源績(jī)效的一個(gè)普遍及有效的工具。數(shù)年前，樓宇自控系統(tǒng)主要的應(yīng)用范圍還僅局限于建筑物內(nèi)暖通空調(diào)設(shè)備的自動(dòng)化控制。近幾年，樓宇自控系統(tǒng)的控制對(duì)象已涵蓋了建筑或樓盤中所有可控的機(jī)電設(shè)備，樓宇自控系統(tǒng)已成為了“智能建筑”或“智能小區(qū)”中不可缺少的基本元素。

2 樓宇自控系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用

樓宇自控系統(tǒng)可以對(duì)住宅樓盤中的各種設(shè)備進(jìn)行工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，從而實(shí)現(xiàn)公共機(jī)電設(shè)備的最優(yōu)化管理，并降低設(shè)備的故障率和能耗，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。

通常，樓宇自控系統(tǒng)采用傳感器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信控制技術(shù)，根據(jù)使用要求，以智能聯(lián)動(dòng)開關(guān)方式和定時(shí)自動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制，具體的功能要求如下所述：

◆給排水設(shè)備（水泵、電控閥等相關(guān)設(shè)備）運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、控制、故障報(bào)警、查詢；

◆蓄水池（含消防水池）、污水池的水位高低監(jiān)測(cè)、報(bào)警、查詢；

◆變配電設(shè)備狀態(tài)顯示、故障報(bào)警、查詢；

◆電梯運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警及停層顯示、查詢；

◆公共照明控制回路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、時(shí)序及聯(lián)動(dòng)啟?？刂啤⒉樵?；

◆燈光場(chǎng)景的設(shè)定及照度的調(diào)整、查詢；

◆送排風(fēng)控制回路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、啟?？刂?、查詢。

3 樓宇自控系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的作用

（1）降低機(jī)電設(shè)備的能耗、有效節(jié)約能源支出

在滿足使用要求的前提下，樓宇自控系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)控制程序，合理組織設(shè)備運(yùn)行，對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，有效節(jié)省電能，減少不必要的浪費(fèi)，使其運(yùn)行費(fèi)用降至最低。具體的控制模式及效果如下：

①對(duì)住宅小區(qū)公共照明系統(tǒng)的控制：按照時(shí)間表（或根據(jù)照度）進(jìn)行控制，使被控?zé)艟甙磿r(shí)（或按需）熄滅，避免長(zhǎng)明燈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此舉每年節(jié)約的電費(fèi)約合樓宇自控系統(tǒng)造價(jià)的10%左右。

②對(duì)給排水系統(tǒng)中水泵與水箱、水池內(nèi)水位狀態(tài)聯(lián)動(dòng)的控制：控制水泵僅在需要時(shí)才投入運(yùn)轉(zhuǎn)，避免不必要的浪費(fèi)；同時(shí)保證不跑水，節(jié)約水資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此舉每年節(jié)約的電費(fèi)與水費(fèi)約合樓宇自控系統(tǒng)造價(jià)的5%左右。

③控制住宅小區(qū)的送排風(fēng)系統(tǒng)：按照時(shí)間表（或根據(jù)環(huán)境中的二氧化碳濃度）進(jìn)行控制，使風(fēng)機(jī)設(shè)備按時(shí)（或按需）啟停。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此舉每年節(jié)約的電費(fèi)約合樓宇自控系統(tǒng)造價(jià)的5%左右。

（2）預(yù)防突發(fā)事故，保護(hù)設(shè)備的投資

樓宇自控系統(tǒng)能夠監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)其中某臺(tái)設(shè)備運(yùn)行異常，立即報(bào)警，通知檢修人員前去檢查和維修；還能在一組設(shè)備中的某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。

對(duì)于臨時(shí)停電的情況，當(dāng)恢復(fù)供電后，樓宇自控系統(tǒng)能夠自動(dòng)執(zhí)行順序啟動(dòng)程序，從而保證設(shè)備順利投運(yùn)，避免啟動(dòng)失敗對(duì)設(shè)備造成的損害。

（3）延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低管理及操作成本

樓宇自控系統(tǒng)能夠通過以下方式延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有效降低維護(hù)成本：

①實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提供設(shè)備運(yùn)行的完整記錄，定期提醒用戶維護(hù)、保養(yǎng)。

②自動(dòng)記錄設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，控制主、備設(shè)備自動(dòng)切換運(yùn)行，使各臺(tái)設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間基本相近。

（4）集中管理整個(gè)樓盤所有的機(jī)電設(shè)備，有效降低勞動(dòng)力成本

樓宇自控系統(tǒng)能使管理和維護(hù)人員在控制中心計(jì)算機(jī)界面上完成所有對(duì)設(shè)備的操作，極大地方便了機(jī)電設(shè)備的操作與維修，減少了管理和維護(hù)人員數(shù)量以及其勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因此節(jié)省的勞動(dòng)力成本約合樓宇自控系統(tǒng)造價(jià)的40%左右。

由此可見，采用樓宇自控系統(tǒng)控制機(jī)電設(shè)備以后，建筑的管理水平、經(jīng)濟(jì)效益均能得到明顯提高。

4 適合住宅小區(qū)的樓宇自控系統(tǒng)的特點(diǎn)

對(duì)住宅小區(qū)自身的建筑特性和使用人員的實(shí)際情況分析可知，適合住宅小區(qū)的樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)該具有如下特點(diǎn)：

（1）功能實(shí)用

樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)能切實(shí)反映小區(qū)公共設(shè)備運(yùn)行情況和關(guān)鍵故障狀態(tài)，并提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的量化數(shù)據(jù)；應(yīng)易于維護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)操作應(yīng)易學(xué)。軟件要有友好的人機(jī)界面。

（2）實(shí)施方便

樓宇自控系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)充分考慮到小區(qū)的信號(hào)傳輸距離和信號(hào)離散的特點(diǎn)，布線應(yīng)簡(jiǎn)單可靠。

（3）高性價(jià)比

樓宇自控系統(tǒng)的造價(jià)、服務(wù)及維護(hù)成本應(yīng)保持在合理的水平上，不能過多地增加業(yè)主及物業(yè)管理單位的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

（4）高開放性

樓宇自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)是開放性的，能支持隨樓盤建設(shè)的延續(xù)或應(yīng)管理需要而增加設(shè)備。

5 當(dāng)前樓宇自控系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)趨勢(shì)

當(dāng)前的樓宇自控系統(tǒng)通常是集散控制系統(tǒng)，一般采用現(xiàn)場(chǎng)控制總線技術(shù)，如LonWorks、CAN總線等，系統(tǒng)架構(gòu)大致如圖1所示。

隨著新技術(shù)的不斷推出，也涌現(xiàn)出了大量采用其他技術(shù)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，如采用LAN、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品。

6 樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

總結(jié)上海格瑞特公司GREAT-HBA樓宇自控系統(tǒng)的研發(fā)、改進(jìn)和工程實(shí)踐之中獲得的經(jīng)驗(yàn)，我們歸納了樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。其中最重要的一點(diǎn)就是，為充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的全部功能，使用戶的投資得到充分的利用，需在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行周密詳細(xì)的論證、規(guī)劃，明確需求、明確界面。一般而言，應(yīng)當(dāng)在工程前期或在業(yè)主進(jìn)行設(shè)備定貨之前，明確對(duì)設(shè)備接口和界面的要求，從而實(shí)現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)的完整性。對(duì)設(shè)備接口和界面的主要要求如下：

（1）對(duì)電控箱的界面要求

電控箱一般用于照明、給排水、送排風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)供電和現(xiàn)場(chǎng)控制及監(jiān)測(cè)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)電控箱所控設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制，勢(shì)必要求電控箱能提供符合樓宇自控系統(tǒng)DDC（現(xiàn)場(chǎng)控制器）要求的I/O信號(hào)，如有源信號(hào)或無源信號(hào)、驅(qū)動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)功率等。二者的聯(lián)動(dòng)如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)圖

（2）對(duì)電梯的界面要求

應(yīng)明確電梯的運(yùn)行、故障停層等信號(hào)是以編碼（通常是8421碼）還是以標(biāo)準(zhǔn)通信方式（如RS485）提供的，以及電梯是否配置了提供接口信號(hào)的信號(hào)接口設(shè)備。

（3）對(duì)變配電設(shè)備的界面要求

需要明確變配電系統(tǒng)所提供的信號(hào)類型是干觸點(diǎn)、RS485，還是其他形式。

（4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求

應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以保證有效地平衡網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載，保證網(wǎng)絡(luò)信道的高效性和可靠性、實(shí)時(shí)性。

圖2 DDC與電控箱的聯(lián)動(dòng)圖

7 結(jié)束語

隨著環(huán)保和節(jié)能理念的不斷提升，隨著用戶對(duì)樓宇自控了解的不斷加深，樓宇自控系統(tǒng)必將成為房地產(chǎn)業(yè)的新寵，得以廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)及建筑智能化領(lǐng)域。