淺談智能建筑中的樓宇自控系統(tǒng)
| 科技的日新月異讓人們的生活水平發(fā)生了徹底的改變，也讓建筑行業(yè)向著更高端的方向發(fā)展?！笆晃濉逼陂g，國家提出了共同構(gòu)建平安、和諧社會的口號，許多行業(yè)和企業(yè)都開始打起“智能”戰(zhàn)。轉(zhuǎn)眼間，智能建筑、智能小區(qū)的建設(shè)在全社會火熱地開展了起來。從2006年的發(fā)展情況來看，中國的智能建筑發(fā)展速度比上一年的明顯上升了一個大的臺階。 我們知道，自1984年美國建成第一座智能建筑以來的十幾年中，在世界范圍內(nèi)，智能建筑以一種嶄新的面貌和技術(shù)，迅速在各地展開。尤其是亞洲的日本、新加坡、臺灣等國家和地區(qū)，為了適應(yīng)智能建筑的發(fā)展，進行了大量的研究和實踐，相繼建成了一批具有智能化的建筑。我國在20世紀(jì)（以下同）80年代末著手編制建設(shè)部的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16－92時，也開始涉及到智能建筑的理念，并提到了樓宇自動化和辦公自動化，直到90年代初智能建筑這一概念才逐漸被越來越多的人們所認(rèn)識和接受，尤其是在1993至1995年期間，全國上下許多大中城市的房地產(chǎn)商都將自己開發(fā)興建的建筑標(biāo)以"智能建筑"，"全智慧型建筑""3A型智能建筑"，"5A型智能建筑"等等，一時間智能建筑成了房地產(chǎn)商開發(fā)銷售的熱點。 智能建筑主要分為兩大類，一類是以公共建筑為主的智能大廈，如寫字樓、綜合樓、賓館、飯店、醫(yī)院、機場航站樓、體育場館等。另一類則是以住宅為主的智能化住宅小區(qū)。在整個國民經(jīng)濟發(fā)展中，住宅建設(shè)占有相當(dāng)大的比重，每年全國智能化住宅小區(qū)的開發(fā)面積均在數(shù)億平方米，已成為建筑行業(yè)中甚至國民經(jīng)濟中的一個新的增長點。 2008年奧運會馬上就到，我國曾提出“綠色奧運”、“科技奧運”、“人文奧運”。這是我國對世人的承諾，也是對我們自己提出的挑戰(zhàn)。節(jié)能和生態(tài)是擺在我們面前急需解決的重大問題，在發(fā)達國家他們提出節(jié)能，而在我們這種發(fā)展中國家，更應(yīng)提到更高層次來重視。如何充分利用大自然的資源，如陽光、風(fēng)力、地?zé)岬?。從建筑的?gòu)造上，如何體現(xiàn)少用能源而達到同樣的目的。只有在充分挖掘了自然資源的可利用后，再來考慮額外的能源消耗。我國是一個能源嚴(yán)重缺乏的國家之一，在各行各業(yè)蓬勃發(fā)展之際，都需要能源，因此節(jié)約能源更顯得尤為重要。我國的許多建筑，在設(shè)計上看，其耗能就高，試想這樣的建筑，再怎么采取節(jié)能措施，也不可能達到經(jīng)濟的目標(biāo)?！? 因此，在智能建筑飛速發(fā)展的今天，談到建筑的節(jié)能首先應(yīng)該來談樓宇自控系統(tǒng)，因為它對智能建筑真的是太重要了，下面我們就來看看樓宇自控系統(tǒng)。 一、概念 樓宇自控系統(tǒng)（BAS）是近年開發(fā)并逐步推行的一項高科技樓宇管理系統(tǒng)，包括先進的硬件系統(tǒng)設(shè)備及優(yōu)化的軟件管理思維，建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)(簡稱BAS)是現(xiàn)代計算機技術(shù),現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的結(jié)合,是智能建筑的主要系統(tǒng),也是智能建筑的重要標(biāo)志.建筑物自動化系統(tǒng)(BAS)的含義是將建筑物(或建筑群)內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、廣播、通訊等設(shè)備以集中監(jiān)視與管理為目的,構(gòu)成的一個綜合系統(tǒng)。一般的是集散型系統(tǒng),即分散控制與集中監(jiān)視、管理的計算機局域網(wǎng)。目的是使建筑物成為具有******工作與生活環(huán)境、設(shè)備高效運行、整體節(jié)能效果******、安全的場所。(見圖1) 二、樓宇自控范圍 樓宇自控作為智能建筑的重要組成部分，樓宇自控系統(tǒng)主要包括以下系統(tǒng)：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)（新風(fēng)）系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電力配電房變配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)視、控制等。 三、樓宇自控組成 1、樓宇自控系統(tǒng)的組成: ·中央控制站(圖形中心) ·現(xiàn)楊DDC控制器 ·-大型模塊化控制器 ·中、小型控制器 ·分布式點類型塊 2.現(xiàn)場設(shè)備 (包括風(fēng)道溫度,濕度,水溫.壓力.流量傳感器,壓差開關(guān),風(fēng)閥.水閥執(zhí)行器等) 四、樓宇自控功能特點 1、對建筑設(shè)備實現(xiàn) ·以最優(yōu)控制為中心的過程控制自動化; ·以運行狀態(tài)監(jiān)視和積算為中心的設(shè)備管理自動化; ·以安全狀態(tài)監(jiān)視和災(zāi)害控制為中心的防災(zāi)自動化; ·以節(jié)能運行為中心的能量管理自動化。 2、樓宇自控系統(tǒng)的功能： ·滿足舒適性要求 ·有效節(jié)約能源，降低運行成本 ·大量節(jié)省勞動力 ·延長設(shè)備使用壽命 ·節(jié)省資本投入 ·保障建筑物與人身安全 ·具有靈活性.兼容性.集成性.開放性 ·支持結(jié)構(gòu)化綜合布線 五、樓宇自控系統(tǒng)工作原理 1. 冷凍機房設(shè)備監(jiān)控 冷熱源由冷水機組及熱交換器提供。風(fēng)冷熱泵機組由若干臺機組和循環(huán)泵組成。 ·對供水和回水總管之間的壓差監(jiān)測，并根據(jù)設(shè)定壓差調(diào)節(jié)旁通閥開度； ·監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)，控制水泵的啟停，并在故障發(fā)生時報警； ·監(jiān)測機組的運行狀態(tài)，控制機組的啟停，并在故障發(fā)生時報警； ·冷凍/卻水隔離閥控制 2. 送排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)控 本系統(tǒng)對樓內(nèi)的對分布于大樓各處的風(fēng)機的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，對風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)的故障及時報警并可以控制風(fēng)機的啟/停。具體監(jiān)控對象如下監(jiān)測其運行狀態(tài)、手自動狀態(tài)，控制其啟停。 3.給排水系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)控 本系統(tǒng)的給排水設(shè)備包括生活給水系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)能實現(xiàn)以下功能： ·生活水泵運行狀態(tài)監(jiān)視，手自動狀態(tài)，控制其啟停； ·生活水箱液位超高檢測 4.電梯系統(tǒng)的監(jiān)測 本樓宇自控系統(tǒng)能對電梯的故障進行報警。 自動扶梯監(jiān)測故障報警 5.照明系統(tǒng)的監(jiān)視與控制 照明設(shè)計根據(jù)大樓情況可以設(shè)計多個回路,每個回路可以分別進行控制,也可以集中控制，系統(tǒng)軟件均可具有實時記錄、照明時間，范圍設(shè)定、報警管理、歷史紀(jì)錄、菜單式或圖形化編程等功能，系統(tǒng)可方便、靈活地設(shè)定控制組別，并有故障自檢功能。 6.空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測 ·檢測風(fēng)機手自動狀態(tài) 當(dāng)機組處于樓宇自控系統(tǒng)控制時，可控制風(fēng)機的啟停。 ·監(jiān)測送風(fēng)機壓差狀態(tài)、表冷氣防凍報警 在送風(fēng)風(fēng)管內(nèi)設(shè)置溫/濕度傳感器監(jiān)測送風(fēng)溫/濕度。 ·啟動順序：開新風(fēng)閥→啟動風(fēng)機→調(diào)節(jié)水閥開度。 ·停機順序：停止風(fēng)機運行→關(guān)閉新風(fēng)門→關(guān)閉調(diào)節(jié)水閥。 新/回風(fēng)門控制、水閥控制、啟?？刂?、手/自動狀態(tài) 7.變配電系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)視 為保證變配電設(shè)備的運行正常，本系統(tǒng)采用智能化電力儀表可對以下綜合參數(shù)監(jiān)測： ·變壓器風(fēng)機狀態(tài) ·高壓進線的電壓、電流 ·低壓回路的主開關(guān)電壓、電流、功率因數(shù) ·低壓母聯(lián)狀態(tài)檢測 六、樓宇自控軟件功能 1.樓宇自控協(xié)議 樓宇自控目前協(xié)議有LONWORKS協(xié)議、485總線通訊協(xié)議、BACnet通信協(xié)議、TCP/IP通訊協(xié)議等。 2.樓宇自控軟件功能 適用于各種類型建筑物（具有空調(diào)等樓宇設(shè)備）的設(shè)備控制、管理和監(jiān)視的系統(tǒng)；是真正的32位Windows 95/98/2000應(yīng)用程序。用于監(jiān)控設(shè)備時，操作人員可以在屏幕上觀察到正在發(fā)生的事件并通過彩色圖形直接改變事件的進程；是按照Microsoft 的程序開發(fā)和設(shè)計指南而開發(fā)設(shè)計的Microsoft Windows 95程序。利用了Microsoft Windows 95/98/2000的基本函數(shù)，如窗口操作和鼠標(biāo)/菜單操作；操作站由帶監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)的微機（PC）和打印機組成。 動態(tài)圖形的顯示、現(xiàn)場動態(tài)實時數(shù)據(jù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊的顯示；控制程序、監(jiān)視程序和操作程序的輸入、修改與傳送；顯示現(xiàn)場DDC控制器及現(xiàn)場設(shè)備的運行故障報警；顯示、打印、記錄運行參數(shù)、測量值、設(shè)定值、報警及報警處理情況，根據(jù)要求定時打印有關(guān)數(shù)據(jù)報告。 建立機電設(shè)備管理系統(tǒng)，達到對機電設(shè)備進行綜合管理、 調(diào)度、監(jiān)視、操作和控制。 樓宇自動化系統(tǒng)的功能： ◆制定系統(tǒng)的管理、調(diào)度、操作和控制的策略； ◆存取有關(guān)數(shù)據(jù)與控制的參數(shù)； ◆管理、調(diào)度、監(jiān)視與控制系統(tǒng)的運行； ◆顯示系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)、圖像和曲線； ◆打印各類報表； ◆進行系統(tǒng)運行的歷史記錄及趨勢分析； ◆統(tǒng)計設(shè)備的運行時間、進行設(shè)備維護、保養(yǎng)管理等； 七、樓宇自控系統(tǒng)與人工控制系統(tǒng)比較 1、節(jié)省能源 ： 采用了BAS后，對于設(shè)備的管理可以根據(jù)預(yù)先編排的時間程序（如辦公時間、節(jié)假日時間、晝夜時間等）對電力、照明、空調(diào)等設(shè)備進化最優(yōu)化的節(jié)能控制。如根據(jù)辦公時間程序來控制照明系統(tǒng)的開啟，根據(jù)空調(diào)冷負(fù)荷量，調(diào)整冷凍機及相關(guān)水泵的開啟狀況實現(xiàn)最優(yōu)化控制等。 2、節(jié)省管理費用 ： 采用了BAS后，原先的人工管理可以完全被取代。相應(yīng)的管理費用，如人員工資、福利、住房、辦公環(huán)境、費用等均可節(jié)省。 3、延長設(shè)備使用壽命： 通過BAS管理的設(shè)備，可以完全依照設(shè)備的性能來進行控制，不會出現(xiàn)誤動作導(dǎo)致設(shè)備損壞，也不會有長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)等對設(shè)備有損傷的現(xiàn)象發(fā)生，使設(shè)備能在最優(yōu)狀態(tài)長期穩(wěn)定運行。 4、提高管理可靠性 ： 采用BAS，可以提高管理系統(tǒng)的可靠性，不會出現(xiàn)由于人工管理的疏忽疲勞、判斷失誤的出現(xiàn)，而且這些問題往往會給業(yè)主帶來無法估量的經(jīng)濟損失。 5、規(guī)范管理制度 ： BAS本身可以依據(jù)管理慣例對設(shè)備進行自動控制，它具有自動分析人員管理指令的能力，使得一些不規(guī)范的管理規(guī)范化。 6、經(jīng)濟效益： 由于BAS是采用最優(yōu)化控制，保證設(shè)備在最優(yōu)狀態(tài)下運行，可大大提高設(shè)備的使用壽命，降低由于人員管理的疏忽等造成事故的比率。采用BAS不能帶來許多直接的經(jīng)濟效益，更能產(chǎn)生豐厚的間接效益。 7.提供舒適宜人的環(huán)境： 現(xiàn)今，不少大廈的空調(diào)常規(guī)控制系統(tǒng)不符合衛(wèi)生要求，往往成為傳播疾病的媒介。在國外，把引致居住者頭痛、精神萎靡不振、甚至頻繁生病的大樓稱之為“患有樓宇綜合癥”(Sick Building Syndrome)的大廈。而運用樓宇自控系統(tǒng)（BAS）系統(tǒng)首先確保安全和健康。其防火及保安系統(tǒng)均已智能化，另外其空調(diào)的中央監(jiān)控系統(tǒng)能監(jiān)測出空氣中有害污染物含量，并能自動消毒，使之成為“安全健康大廈”。除此之外還可以對溫度、濕度、照度均加以自動調(diào)節(jié)，從而真正地提供舒適宜人的環(huán)境。 因此高層樓宇，尤其是高層商住樓宇采用BAS的必要性越來越被人們所接受。 從樓宇自控系統(tǒng)的發(fā)展看智能建筑的發(fā)展 樓宇自控和智能建筑可以說是分不開的，隨時被人們聯(lián)系在一起，現(xiàn)代的智能建筑往往是從建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)開始的。智能建筑內(nèi)部有大量的電氣設(shè)備，如：環(huán)境舒適所需要的空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備及給排水設(shè)備等，這些設(shè)備多而散。多，即數(shù)量多，被控制、監(jiān)視、測量的對象多，多達上千點甚至上萬點；散，即這些設(shè)備分散在各個層次及角落。如果采用分散管理，就地控制，監(jiān)視和測量難以想象。為了合理利用設(shè)備，節(jié)省能源，節(jié)省人力，確保設(shè)備的安全運行，自然地提出了如何加強設(shè)備的管理問題。 隨著人民生活水平的日益提高，人們對生活、工作環(huán)境的要求也越來越高，隨之也帶來了能源的高消耗等一系列問題，樓宇自動控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。而計算機技術(shù)和信息技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，對大廈內(nèi)的各種設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視和測量不再是隨線式，而是采用掃描測量。系統(tǒng)控制的方式由過去的中央集中監(jiān)控，轉(zhuǎn)而由高處理能力的現(xiàn)場控制器所取代的集散型控制系統(tǒng)，中央處理機以提供報表和應(yīng)變處理為主，現(xiàn)場控制器以有關(guān)參數(shù)自動控制相關(guān)設(shè)備，來達到控制目的。 現(xiàn)在我國的樓宇自控系統(tǒng)主要應(yīng)用于各大型寫字樓、賓館、酒店等。隨著大廈功能的多樣化及精致化要求的提出，大廈中的各種機電設(shè)備也日趨復(fù)雜，技術(shù)含量日益提高，同時機電設(shè)備又是大廈的主要能耗單位，節(jié)能性成為大廈運轉(zhuǎn)成本的主要指標(biāo)，所有這些都決定了樓宇自控系統(tǒng)已成為大廈必不可少的一個組成部分。其任務(wù)是對建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進行監(jiān)測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。 結(jié)語 如今，在業(yè)內(nèi)眾多廠商和企業(yè)的努力下，中國樓宇自控市場已經(jīng)逐步完善并發(fā)展起來，隨著人們生活水平的不斷提高，樓宇自控的發(fā)展直接關(guān)系到建筑物的設(shè)計和管理，推動著建筑朝著更智能、更完善的方向發(fā)展。 |
