智能建筑樓宇自控技術(shù)研究

曾凱

摘要：當(dāng)前智能化建筑直接利用的技術(shù)是建筑技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)。在21世紀(jì)的智能建筑領(lǐng)域里，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等等，都將會(huì)更加深入、廣泛地得到發(fā)展應(yīng)用?？傊?，可持續(xù)發(fā)展智能建筑技術(shù)將人們的工作、居住、休息、交通、通訊、管理、文化等各種復(fù)雜的要求，在時(shí)間空間中有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而極大地提高了人類的生存質(zhì)量。同時(shí)，樓宇自動(dòng)化的內(nèi)涵也必將隨著科技的進(jìn)步不斷地變化、發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能建筑;樓宇自控技術(shù);應(yīng)用

1樓宇自控系統(tǒng)概述

1.1樓宇自控的起源

1984年，在美國(guó)康涅狄格州哈特福特市，美國(guó)聯(lián)合科技集團(tuán)UTBS公司將一幢舊金融大廈進(jìn)行智能化改建，取名CityPlaceBuilding，從而誕生了世界上第一座“智能大廈”。隨后智能建筑在歐、美、日及世界各地迅速發(fā)展，其中美國(guó)和日本發(fā)展最為迅速。北京發(fā)展大廈在建筑中采用設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等，成為大陸地區(qū)較早的智能建筑，可視為我國(guó)樓宇自控行業(yè)“元年”。

1.2樓宇自控的定義

根據(jù)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50314-2015）中對(duì)樓宇自控系統(tǒng)的定義，樓宇自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑物（群）內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)控制，包括供暖、通風(fēng)空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、保安等。通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)組成分散控制、集中監(jiān)視與管理的一體化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示設(shè)備運(yùn)行參數(shù);監(jiān)視、控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備，使其始終運(yùn)行于最佳狀態(tài);自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力、供熱、供水等能源的調(diào)節(jié)與管理;提供一個(gè)安全、舒適、高效而且節(jié)能的工作環(huán)境。

1.3樓宇自控的作用

通過(guò)大量的工程實(shí)踐表明，樓宇自控系統(tǒng)是智能化工程的所有子系統(tǒng)中技術(shù)含量最高的子系統(tǒng)，也是要求從業(yè)人員素質(zhì)最高的一個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)也是唯一能通過(guò)“優(yōu)化運(yùn)行工藝，幾能降耗運(yùn)行”回收成本的子系統(tǒng)。樓宇自控系統(tǒng)從本身的能力和發(fā)展看，應(yīng)當(dāng)具備下述技術(shù)應(yīng)用價(jià)值：（1）能滿足建筑物內(nèi)人員的舒適性、功能性和安全的需求;（2）能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和反映建筑物和設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài);（3）能優(yōu)化設(shè)備的控制性能;（4）能有足夠而不奢華的監(jiān)測(cè)手段;（5）具備能源管理方案，能降低建筑物的能耗;（6）能降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用;（7）對(duì)系統(tǒng)本身能夠自動(dòng)診斷和自整定。

2?BAS體系結(jié)構(gòu)及配置方案

2.1BAS控制原理

（1）基本控制原理。閉環(huán)反饋控制是基于反饋原理建立的自動(dòng)控制。通過(guò)比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。（2）DDC控制器。DDC控制器利用微信號(hào)處理器來(lái)執(zhí)行各種邏輯控制功能，最大特點(diǎn)是從參數(shù)的采集、傳輸?shù)娇刂频雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)均采用數(shù)字控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2BAS體系結(jié)構(gòu)

集散控制系統(tǒng)（DCS），又名分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。集散控制系統(tǒng)是目前BAS廣泛采用的體系結(jié)構(gòu)。集散型BAS主要有以下三種結(jié)構(gòu)：（1）單層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：工作站直接與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備相連。（2）兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：上層網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)控制總線兩層，兩層網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)通信控制器連接。（3）三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：在上層網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)控制總線之間增加了一層中間層控制網(wǎng)絡(luò)，解決由于末端分布范圍較廣形成的復(fù)雜聯(lián)動(dòng)控制問(wèn)題。

2.3BAS配置方案

1、設(shè)計(jì)步驟。（1）技術(shù)需求分析。（2）確定各功能子系統(tǒng)的控制方案。（3）確定系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)及監(jiān)控設(shè)備，編制I/O監(jiān)控點(diǎn)表。（4）統(tǒng)計(jì)匯總控制設(shè)備（傳感器、控制器）清單。（5）繪制各種被控設(shè)備的控制原理圖，匯總BAS系統(tǒng)圖及施工平面圖。（6）采用組態(tài)軟件完成系統(tǒng)、畫(huà)面及控制組態(tài)和軟件編程。2、產(chǎn)品選擇。（1）產(chǎn)品品牌。（2）產(chǎn)品適用范圍。（3）產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能及標(biāo)準(zhǔn)化程度。（4）現(xiàn)場(chǎng)控制器的靈活性及處理能力。（5）上位機(jī)監(jiān)控軟件的功能和易操作性。

3智能建筑智能化系統(tǒng)樓宇自控施工技術(shù)

3.1控制室施工技術(shù)分析

樓宇自控系統(tǒng)需要建設(shè)控制室，里面包含著通信設(shè)備、顯示器、輔助設(shè)備等。控制室的施工牽扯到了位置的選擇，也是樓宇自控施工重點(diǎn)，要盡可能的避開(kāi)電磁干擾比較大的地方，同時(shí)還要選擇比較干燥的地方。樓宇自控系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制臺(tái)，在安裝控制臺(tái)的時(shí)候要綜合考慮各種因素，特別要考慮后期檢修和維護(hù)，留出一些維修的空間，還要避免靜電干擾。在安裝風(fēng)機(jī)箱的過(guò)程中也要空出一些地方，確?？刂破饔凶銐虻目臻g安裝，在安裝好風(fēng)機(jī)之后需要做檢測(cè)工作，保證其可以正常運(yùn)行?？刂破靼惭b是樓宇自控系統(tǒng)施工的重點(diǎn)，必須要進(jìn)行模擬測(cè)試，通過(guò)測(cè)試的結(jié)果來(lái)判定控制器安裝有無(wú)問(wèn)題，掌握其運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)的處理，提高控制器運(yùn)行的安全性和可靠性。

3.2線纜施工

樓宇自控系統(tǒng)施工需要大量線纜，一般情況下電源線都是聚氯乙烯線，并且具有良好的絕緣性，通信線常常選擇的是同軸電纜，但是也要具體問(wèn)題具體對(duì)待，有時(shí)候必須要結(jié)合實(shí)際的需要選擇，比如當(dāng)建筑附近有強(qiáng)大的干擾時(shí)候，通信線就必須選擇光纜。只有線路正常才能保證樓宇自控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要在施工的時(shí)候做好線路的保護(hù)，在線路施工的時(shí)候要安裝線槽。在樓宇自控系統(tǒng)施工過(guò)程中，要做好管線的預(yù)埋和電纜的鋪設(shè)工作，同時(shí)還要做好電阻的測(cè)試。導(dǎo)線都是布置在線槽之內(nèi)的，在施工之前要做好清理工作，防止線槽內(nèi)有異物，導(dǎo)線要平整的放置在線槽內(nèi)。

4智能建筑樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

空調(diào)系統(tǒng)，即中央空調(diào)系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為改變傳統(tǒng)系統(tǒng)中相關(guān)性能較差和耗費(fèi)能源較高的相關(guān)問(wèn)題。在可以為顧客提高舒適的體驗(yàn)度的基礎(chǔ)上，保證空調(diào)本身的質(zhì)量?？照{(diào)質(zhì)量問(wèn)題所涉及的就是內(nèi)部計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，樓宇自動(dòng)化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際選擇設(shè)備的型號(hào)和容量，以便更好地提高計(jì)算準(zhǔn)確度。

5結(jié)束語(yǔ)

目前智能建筑技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于建筑物機(jī)電設(shè)備種類多，數(shù)量大，對(duì)其控制和管理技術(shù)有較高的要求，成為了智能建筑領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)。而建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem，BAS，又稱樓宇自控系統(tǒng)）是實(shí)現(xiàn)建筑智能化的關(guān)鍵部分。

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（作者單位：萬(wàn)橋信息技術(shù)有限公司）