樓宇自控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用

鄭業(yè)景

（廈門泉廈科技有限公司，福建 三明 365100）

0 引言

樓宇自控系統(tǒng)的英文縮寫是BAS，通過對不同傳感控制技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)有效管控建筑內(nèi)不同類型設(shè)備目的，具有統(tǒng)一協(xié)調(diào)功能，在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中，樓宇自控系統(tǒng)是建筑的“中樞神經(jīng)”。隨著人們對生活要求的逐漸提高，建筑的基本屬性趨向多樣化，使得建筑體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)重大變化，而引入樓宇自控系統(tǒng)則可降低建筑管理的難度，進而節(jié)約整體成本，因此對該系統(tǒng)的應(yīng)用進行深入研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 樓宇自控系統(tǒng)簡介

概念：樓宇的自控系統(tǒng)主要借助內(nèi)外數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)處理，主要針對建筑中電氣設(shè)備，從不同方向和角度實施調(diào)動及分配操作。此系統(tǒng)可以對各種具有不同功能的系統(tǒng)進行整齊、劃一地調(diào)動與分配，它是一個綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要應(yīng)用面向結(jié)構(gòu)復(fù)雜的超高層建筑，負責(zé)完成內(nèi)部子系統(tǒng)的控制、監(jiān)測與集體調(diào)配。2）特點：①注重低功耗性?？筛鶕?jù)預(yù)期設(shè)定自動控制電氣設(shè)備的整體工作計劃，顯著降低能源消耗；②提高運行經(jīng)濟性。在計算機系統(tǒng)科學(xué)高效的管理命令下，無需多余人員參與，可降低人員誤操作概率，降低管理人員整體規(guī)模；③科學(xué)管控設(shè)備，樓宇自控系統(tǒng)繼承了設(shè)備檢測模塊可通過線上信息測定模塊狀態(tài)，遭遇問題時系統(tǒng)可自動發(fā)出警報，為設(shè)備維修維護提供充足時間[1]。

2 各子系統(tǒng)功能介紹

2.1 空調(diào)控制系統(tǒng)

空調(diào)機組系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測：通過數(shù)據(jù)反饋判斷轉(zhuǎn)換狀態(tài)，降低人為監(jiān)測的高誤報率；自動調(diào)整風(fēng)機啟動；依據(jù)內(nèi)置熱繼電器的相關(guān)測量數(shù)據(jù)進行狀態(tài)判斷；過濾網(wǎng)狀態(tài)信息監(jiān)測；送風(fēng)機內(nèi)外壓差監(jiān)測，并通過系統(tǒng)內(nèi)置的分析模塊判斷故障類型；新風(fēng)機管道溫度監(jiān)測，通過程式化的溫度控制機制減緩內(nèi)部管道出現(xiàn)低溫開裂的概率；回、送風(fēng)溫濕度監(jiān)測；通過內(nèi)置傳感器測量目標(biāo)點位的溫度濕度差值，進而測算并確定送風(fēng)溫濕度實際情況；借助水盤管中內(nèi)置的回水側(cè)自動控制閥可實現(xiàn)對送風(fēng)溫度的程序化控制；利用程序自動調(diào)節(jié)空調(diào)機加濕閥，也可實現(xiàn)對機組加濕量以及送風(fēng)濕度的整體調(diào)整；通過內(nèi)部的溫度傳感器模塊測算室內(nèi)/外空氣焓值；調(diào)節(jié)新風(fēng)風(fēng)閥并通過聯(lián)鎖控制整個新風(fēng)系統(tǒng)，合理調(diào)整風(fēng)閥控制模塊，在春秋兩季主要借助新風(fēng)焓值，冬夏兩季則在保證滿足新風(fēng)規(guī)劃的前提下，使得室內(nèi)焓值的基本功效發(fā)揮至最大，以此實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保摸底；監(jiān)控系統(tǒng)的整體運行狀態(tài)，制定周期性報表，可依據(jù)管理人員需求對歷史數(shù)據(jù)進行調(diào)閱，并同時進行數(shù)據(jù)的整體備份與處理，為各個部門之間共享數(shù)據(jù)提供便利[2]。

2.2 冷凍站系統(tǒng)

此系統(tǒng)借助內(nèi)部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)力量實施單獨管控操作，具體內(nèi)容是：對冷凍水溫度進行監(jiān)測；同時對管道內(nèi)的壓差進行測量；系統(tǒng)通過程序控制旁通閥，從而滿足總控下達壓差指令數(shù)據(jù)；冷凍水流量監(jiān)測；各級管道內(nèi)的冷凍水、冷卻水流轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測；通過內(nèi)部數(shù)據(jù)對冷凍水蝶閥進行控制；結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)對各子系統(tǒng)進行監(jiān)測，同時結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)進行早期故障預(yù)警；內(nèi)置系統(tǒng)可對冷凍站進行聯(lián)合管控[3]。

2.3 熱交換系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要是對建筑采暖熱水參數(shù)實施自動監(jiān)控操作。具體是：監(jiān)控采暖過程中供應(yīng)熱水溫度信息；監(jiān)控不同采暖管道供應(yīng)水流；監(jiān)測不同采暖管壓力參數(shù)；各級采暖管道回水溫度；各級采暖管道的回水壓力；各級采暖管道的回水流量等。熱水溫度調(diào)節(jié)：商民兩用水路聯(lián)動控制，可根據(jù)不同單元的水量需求自動調(diào)整各級水泵調(diào)用，對水泵故障自動投切備用泵。

2.4 給排水監(jiān)控系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要內(nèi)容是：廢水排放的所有子系統(tǒng)監(jiān)測，自動給水設(shè)備、生活用水、消防用水及市政用水監(jiān)測。系統(tǒng)通過后臺自動化程序?qū)ι鲜龈骷壪到y(tǒng)進行監(jiān)測控制。具體檢測的項目如下：各類蓄水設(shè)備的水位報警；對公用、民用給水設(shè)施的用水情況進行監(jiān)測，同時生成各類詳細統(tǒng)計數(shù)據(jù)；對建筑內(nèi)的公用、民用蓄水設(shè)備的日常流量進行監(jiān)測；對各個蓄水設(shè)備的整體運行狀態(tài)進行監(jiān)測；結(jié)合設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)制定對應(yīng)的故障預(yù)警報告，借助內(nèi)置的自動控制單元，在水位異常時，第一時間中斷有問題設(shè)備，自動連接備用儀器，以保障正常開展相應(yīng)工作。

2.5 送、排風(fēng)機（排除消防送、排風(fēng)機）

針對送、排風(fēng)機組運行全過程開展監(jiān)測工作，同時進行數(shù)據(jù)研究和分析，并自動調(diào)整運行模式。聯(lián)合其他子系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)對送、排風(fēng)機的工作狀態(tài)進行對應(yīng)調(diào)整。

2.6 變、配電監(jiān)控系統(tǒng)

借助科技力量，此模塊充分利用數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)，實時動態(tài)化監(jiān)測設(shè)備運行過程，同時可以及時發(fā)現(xiàn)故障問題，主要監(jiān)控內(nèi)容包括：入戶端口的電流情況、電壓相關(guān)數(shù)據(jù)；電路故障問題、管線開關(guān)、正常運行的監(jiān)測調(diào)整；對變壓器內(nèi)外進行監(jiān)測，并聯(lián)動控制內(nèi)置風(fēng)機，當(dāng)溫度超過55℃時風(fēng)機運行；各級線路開關(guān)狀態(tài)；備用發(fā)電機的故障線路自動接入，以及線路恢復(fù)后的自動斷開控制；發(fā)電機正常運行狀態(tài)的數(shù)值監(jiān)測，發(fā)動機組子設(shè)備的各項運行數(shù)據(jù)監(jiān)測與統(tǒng)計分析[4]。

3 樓宇自控系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用實踐

3.1 照明系統(tǒng)

現(xiàn)代化建筑的照明系統(tǒng)時節(jié)能環(huán)?？刂频闹攸c對象，由于照明能源多數(shù)功耗較高，現(xiàn)代建筑普遍重視對照明系統(tǒng)的使用控制?，F(xiàn)階段的智能化建筑中，各類LED燈已普遍接入局域網(wǎng)絡(luò)，通過程序控制照明，可節(jié)約20%的電能消耗，成本優(yōu)勢明顯，同時降低照明系統(tǒng)的故障概率，可進一步降低照明成本。近年來，建筑行業(yè)受綠色建筑發(fā)展理念影響，各類建筑項目與施工普遍融入節(jié)能環(huán)保理念，最大化降低能源損耗，而引入樓宇自控系統(tǒng)則可根據(jù)程序設(shè)定提高照明系統(tǒng)的智能化程度。在智能建筑中引入樓宇自控系統(tǒng)后，管理人員可自行通過系統(tǒng)設(shè)定樓宇自控系統(tǒng)與照明體系控制模式，可將其與智能建筑中各個傳感器進行串聯(lián)控制，從而實現(xiàn)了照明的智能化與個性化設(shè)定，并實現(xiàn)獨立控制。為顯著優(yōu)化建筑照明的控制效果，可引入局部個性化的程序控制方案，例如在不同區(qū)域中設(shè)定多樣化的照明方案，同時根據(jù)實際使用情況自行調(diào)整照明方案。另外也可采取手動控制對不同層間的照明方案進行深度微調(diào)；如果照明系統(tǒng)由聲音管控，必須在樓宇自控系統(tǒng)中增加聲控分貝參數(shù)信息，從而使現(xiàn)代照明系統(tǒng)具有自動化調(diào)節(jié)功能[5]。

3.2 新風(fēng)系統(tǒng)控制

樓宇自控系統(tǒng)具備環(huán)境信息分析模塊，以及自適應(yīng)調(diào)整功能。當(dāng)判斷建筑內(nèi)外部的燴值存在差異時，則結(jié)合實際情況調(diào)整空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的能耗方案，借助新風(fēng)系統(tǒng)控制室內(nèi)環(huán)境。例如建筑外部燴值低于內(nèi)部燴值時，則根據(jù)預(yù)定控制方案調(diào)整運行模式。就實際而言，樓宇自控系統(tǒng)可自行測量室內(nèi)外的燴值差異，根據(jù)預(yù)設(shè)方案調(diào)整新風(fēng)控制模式，同時合理調(diào)整能耗運行方案，合理使用能源，目前此類方案已在現(xiàn)代智能建筑體獲得廣泛應(yīng)用。此系統(tǒng)還可測量建筑內(nèi)部溫度變化情況結(jié)合設(shè)定方案給出最佳使用建議，從而使得建筑新風(fēng)系統(tǒng)始終處于能耗與使用的最佳平衡狀態(tài)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在引入變風(fēng)量系統(tǒng)后，加上樓宇自控系統(tǒng)的輔助作用，能夠使4成能源得以節(jié)省下來，一旦冷熱負荷出現(xiàn)上升趨勢，空調(diào)隨之進行送風(fēng)量調(diào)整，以此實現(xiàn)對智能建筑的降耗增效[6]。

3.3 冷熱源系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成，分別是冷卻板塊、熱量輸出板塊。此系統(tǒng)可對建筑內(nèi)部的溫度實行實時監(jiān)控，從而調(diào)整冷卻機組運行狀態(tài)。樓宇自控系統(tǒng)也具備定時控制功能，通過對冷凍水總管回供水進行監(jiān)測，對回水流量的實際運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，進而在控制系統(tǒng)幫助和支持下，對機組水泵進行有效管控，使運營模式得以完善?；蛘咭袁F(xiàn)場控制器為依據(jù)，借助運行時間節(jié)點實現(xiàn)改良系統(tǒng)目的，進而將前后運行形式構(gòu)建出來，換言之，就是連通機組之后，各個機組根據(jù)需求陸續(xù)接入系統(tǒng)中，同理，在運行優(yōu)化時最先調(diào)整運行時間較長的機組[7]。樓宇自控系統(tǒng)可自動收集機組各項關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)信息，并對各級管道閥門進行自動控制，維持壓力穩(wěn)定。樓宇自控系統(tǒng)可對熱量導(dǎo)出模塊進行自動控制，借助冷卻機組的運行數(shù)據(jù)對熱量導(dǎo)出模塊中的主備泵運行狀況進行調(diào)整，并讀取管路水壓、水溫等數(shù)據(jù)。

3.4 給排水系統(tǒng)

智能建筑的關(guān)鍵部分之一就是給排水系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)針對給排水系統(tǒng)實施檢測液位、監(jiān)控設(shè)備運行、處理故障操作。首先，檢測液位，重點監(jiān)控消防水箱及生活水箱的水位，動態(tài)化檢測水箱內(nèi)狀態(tài)，若存在超出液位限制的問題，系統(tǒng)實施自動化報警操作，工作人員能夠第一時間采取措施解決；第二，監(jiān)控變頻裝置，主要針對排水系統(tǒng)的變頻裝置，若有異常情況出現(xiàn)在設(shè)備運行中，可以在屏幕上顯示停水泵運行狀態(tài)，同時實施聲光報警操作；第三，監(jiān)控水泵運行，重點監(jiān)控排污系統(tǒng)中集水坑液位高度，并且動態(tài)化監(jiān)測排水設(shè)備運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就會以預(yù)設(shè)的自控系統(tǒng)為根據(jù)采取應(yīng)急措施進行處理[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，樓宇自控系統(tǒng)是未來建筑領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵，對于優(yōu)化人們生活環(huán)境、提升自動化水平，創(chuàng)建宜居舒適條件十分有利。此系統(tǒng)的應(yīng)用方向比較多，如給排水、電控、新風(fēng)等，是現(xiàn)代建筑不可或缺的中央控制系統(tǒng)。在未來建筑發(fā)展中，樓宇自控系統(tǒng)必將成為建筑的核心單元，為此相關(guān)人員有必要加強對相關(guān)經(jīng)驗教訓(xùn)的歸納和總結(jié)，促進此系統(tǒng)的不斷改進和完善，為建筑智能化發(fā)展貢獻更多力量。