現(xiàn)代實驗大樓集中智能管理控制系統(tǒng)設(shè)計

鄭正挺 鄭烽樂 黃維 朱集錦

摘要：現(xiàn)代實驗大樓使用存在一定的風(fēng)險，包括電氣防火、氣、液、固體的毒品識別及通風(fēng)采光等長期影響工作的問題，本文通過對現(xiàn)代實驗大樓的各個方面進(jìn)行分析與介紹，通過設(shè)置幾種智能管理控制系統(tǒng)的方式，將各個考慮的方面包括進(jìn)行，從而達(dá)到綜合、智能控制的目的，為建設(shè)現(xiàn)代實驗大樓提供建設(shè)考慮的各種因素做鋪墊。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代實驗大樓;智能管理;集中控制

現(xiàn)代實驗大樓是學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)或相關(guān)公司進(jìn)行驗證和研制產(chǎn)品或者項目的主要場所，里面涉及的人員都是技術(shù)骨干或相關(guān)領(lǐng)域的攻克者、加上里面的設(shè)備、實驗裝置、實驗材料都非常重要，所以對相關(guān)的設(shè)計和保護(hù)是非常重要的。保護(hù)現(xiàn)代大樓的智能設(shè)計集中在以下幾點：1、布線，強(qiáng)電拉線的智能布線。2、弱電設(shè)計及智能控制。3、外觀，建筑材料設(shè)計，現(xiàn)代大樓的設(shè)計的智能體現(xiàn)，新加坡，“智能建筑”現(xiàn)在主要集中在三個方面：1、對空調(diào)、火災(zāi)報警、照明、安保等使用的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時采用比較先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)，為實用的用戶提供較好的環(huán)境;2、保持良好的通訊網(wǎng)絡(luò)，讓數(shù)據(jù)傳送在各個角度都能暢通無阻。3、對外通訊沒有障礙。日本智能建筑研究會的“智能建筑”：商業(yè)支持、通信支持，能夠高度自動化的系統(tǒng)，對工作起到的效率高。中國的“3A系統(tǒng)”或“5A系統(tǒng)”，“智能建筑”包括“辦公自動化系統(tǒng)（OA）”、“建筑自動化系統(tǒng)（BA）”和“通信自動化系統(tǒng)（CA）”三大系統(tǒng)（簡稱“3A系統(tǒng)”），是計算機(jī)與建筑結(jié)合的產(chǎn)品。將其中的火災(zāi)報警及自動滅火系統(tǒng)從大樓的管理中進(jìn)行獨立出來，形成“消防自動化系統(tǒng)（FA）”，面向整個大樓各個智能化系統(tǒng)的一個綜合管理系統(tǒng)也獨立形成“信息管理自動化系統(tǒng)（MA）”，稱為“5A系統(tǒng)”。

目前的“智能大樓”要求包括的特點：1、節(jié)能。例如，比如在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置界值控制、最佳啟?？刂?、設(shè)定值自動控制和多種節(jié)能優(yōu)化控制措施，安裝感應(yīng)和處理機(jī)制，調(diào)節(jié)溫度、光線、室內(nèi)冷暖氣和通風(fēng)，具有良好的節(jié)能特性，而且能達(dá)到至少30%。2、個性化的設(shè)計，根據(jù)不同的需求和文化等進(jìn)行設(shè)置。3、錯位使用，人員的進(jìn)出可以根據(jù)不同的內(nèi)容使用不同的空間進(jìn)行工作，錯開使用的時間點，在同一個位置也可以采用不同的班次進(jìn)行工作。

國內(nèi)研究現(xiàn)狀主要集中在以下方面：

1、對電氣方面的研究。卓明勝在《現(xiàn)代大樓中央空調(diào)節(jié)能探討》中指出現(xiàn)代大樓應(yīng)該是節(jié)能還環(huán)保的，通過對空調(diào)系統(tǒng)的能耗和運行方式管理進(jìn)行優(yōu)化，從而可以調(diào)節(jié)中央空調(diào)，從而進(jìn)行節(jié)能控制。陳曉東在《現(xiàn)代摩天大樓防雷技術(shù)的實例分析》一文中，對如何保障玻璃幕墻及建筑物的防雷、現(xiàn)代摩天大樓的防雷、側(cè)擊雷防護(hù)、雷擊電磁脈防護(hù)進(jìn)行了分析，并通過實例的方法進(jìn)行驗證，通過采取防雷措施，對電源系統(tǒng)、智能系統(tǒng)進(jìn)行了分析，從而保護(hù)大樓。

2、對辦公大樓的信息和弱電進(jìn)行設(shè)計的研究。陸韜在《現(xiàn)代計算機(jī)局域網(wǎng)在建筑大樓中的設(shè)計模式探索》中根據(jù)建筑大樓計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實際綜合布線工程組網(wǎng)設(shè)計模式，推導(dǎo)探索出“中心點布線式建筑大樓網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模式”，為實際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計提供一種較新型的建設(shè)模式。穆秋爽在《現(xiàn)代建筑辦公大樓智能化弱電設(shè)計要點研究》中對對應(yīng)用與辦公大樓的弱電設(shè)計工作進(jìn)行研究，重點分析了影響的因素。

針對以上的現(xiàn)狀，可以看到設(shè)計主要體現(xiàn)在強(qiáng)弱電的使用設(shè)備上對于大樓的采光、通風(fēng)、自我預(yù)警、火災(zāi)監(jiān)控、衛(wèi)生清潔、排水、排污、溫度、空氣質(zhì)量、有害氣體檢測、甲醛檢測等并沒有設(shè)計包含在內(nèi)，更進(jìn)一步的，各種智能的機(jī)械手或者機(jī)器人維護(hù)運行的裝置也沒有進(jìn)行設(shè)置。

針對此，提出如下的幾種模式進(jìn)行設(shè)置。

一.設(shè)置監(jiān)視電氣設(shè)備、電氣元件的電流、電壓、功率等，一旦發(fā)生異常情況，則第一時間進(jìn)行處理，將整棟大樓進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生危險，馬上進(jìn)行處理，

設(shè)置防火裝置。包括煙霧、溫度的全棟大樓聯(lián)合監(jiān)控裝置，從而安全、高效的進(jìn)行管理。

二.設(shè)置溫度、采光感應(yīng)裝置，針對大樓的各個地方進(jìn)行溫度檢測、設(shè)置盡可能多的監(jiān)視點，通過監(jiān)視點對大樓的進(jìn)行全程的監(jiān)控，并安裝響應(yīng)的自動設(shè)備，自動調(diào)節(jié)中央空調(diào)等的裝置，同時對大樓的窗進(jìn)行光度調(diào)節(jié)，并對房間的日光燈等進(jìn)行調(diào)節(jié)。

三.增設(shè)機(jī)器人提供方便、自動控制清潔裝置。增設(shè)進(jìn)行指引的機(jī)器人及介紹，同時提示有危險源的位置，并能開展自動的清潔，在場地、天面、外墻等位置裝設(shè)爬墻機(jī)器人進(jìn)行自動清潔，從而有效提高清潔度。

提供飲用水服務(wù)及相關(guān)氣體、固體、液體等有毒物質(zhì)安全檢測功能，實時對實驗大樓進(jìn)行氣體的氣味有毒檢測，設(shè)置報警裝置，一旦發(fā)生泄漏，馬上反饋到控制中心，中心控制等到確認(rèn)后，馬上進(jìn)行處置，并進(jìn)行相關(guān)的人員通知。

框圖分析：

通過圖可以清晰地看到采用此類控制系統(tǒng)，通過對人體感應(yīng)、溫度、亮度、電氣設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)視，有效的對整個大樓進(jìn)行信息的采集，從而可以很好的去控制需要進(jìn)行調(diào)節(jié)或者干預(yù)的設(shè)備、空調(diào)、機(jī)器人、感應(yīng)裝置等，從而達(dá)到智能控制的目的。下圖是單層的安裝部分示意圖：

總結(jié)

通過對現(xiàn)代實驗大樓的智能管理設(shè)計，將有關(guān)的控制系統(tǒng)融入生活和工作場所中，能第一時間將發(fā)生的異常情況進(jìn)行處理，并設(shè)置相關(guān)的防火措施，使用機(jī)器人導(dǎo)航等模式，控制整棟大樓的采光、通風(fēng)、飲用水自助服務(wù)、自動清潔等，最終實現(xiàn)有效的現(xiàn)代實驗大樓管理。

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基金：2019年廣東科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“現(xiàn)代實驗大樓集中智能管理控制系統(tǒng)設(shè)計”。