樓宇設備自動化系統設計問題分析

黎放球

（廣東 深圳 518000）

樓宇設備自動化系統設計問題分析

黎放球

（廣東 深圳 518000）

樓宇自動化系統就是對各種機電設施進行全面的計算機監控管理。通過對各個子系統進行監控、控制、信息記錄，實現分散節能控制和集中科學管理，為建筑物用戶提供良好的工作環境、建筑物的管理者提供方便的管理手段，從而減少建筑物的能耗并降低管理成本。文章針對樓宇自動化系統設計問題進行了分析。

樓宇自動化；設計；控制技術

隨著科技和經濟的不斷發展，建筑內各種機電設備越來越多，越來越復雜，對機電設備的控制和管理要求也越來越高。樓宇自控系統在其發展過程經歷了從分散控制到集中控制，再到集散控制，目前正向開放式現場總線系統發展的幾個階段。樓宇自動化系統主要包含暖通空調、照明、給排水、電梯、變配電、消防、安全防范、車庫管理等子系統。從節能和提供舒適度角度來說，曖通空調和照明子系統是樓宇自控的核心。對其它子系統，樓宇自控只對其進行運行與故障狀態的監視和非正常狀態時的聯動控制。

1 樓宇自動化概念

樓宇自動化（BAs）系統是運用現代控制技術、計算機技術、通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統，它將建筑物內的所有機電設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合的監視、控制、管理，以便營造一個安全、舒適、高效、節能的建筑環境。如暖通空調設備、照明設備、變配電設備以及給排水設備等，通過實現建筑設備自動化控制，以達到合理利用設備，節省能源、節省人力，確保設備安全運行之目的。

2 樓宇自動化系統

2.1 暖通空調子系統

2.1.1 設計關鍵

空調與冷熱源系統是建筑物中能量消耗最大的系統，據統計占整個建筑耗能量的50%以上，也是創造舒適度的重要保證，所以不論是從節能還是從舒適度方面來說都要求樓宇自動化控制系統對其做全面綜合的監視與控制。

實現一個優秀的暖通空調控制系統，首先必須有一個優秀的暖通空調系統。其次是暖通空調工程師和自動控制工程師的密切配合，參照智能建筑設計標準，合理布置監測、控制點，列出監控點位表。

（1）合理配置自控元件。既要保證前端所測參數能準確反映測量點的實際值，又要保證末端執行機構能準確理解控制器發出的指令。比如，各類電動閥門是BA系統的主要執行機構，在空調運行控制過程中，閥門的開度是主要調節內容，因此，保證閥門“零”開度就成了提高空調運行系統控制精度的一個重要條件。

（2）合理配置前端檢測元件的數量。探測點過少，不能取得精確的前端信號，探測點過多，則不但會造成信號之間的耦合，而且會增加系統投資。

（3）正確選擇前端檢測元件的安裝位置，使其所測參數具有高代表性。

（4）合理選用控制器：選擇能直接控制末端執行機構的控制器，以減少系統控制級數，提高系統可靠性；選擇內含豐富積算控制程序的控制器，以增加控制策略的選擇性。

2.1.2 控制策略

（1）盡可能縮短冷熱源設備的運行時間，減少運行臺數和輸出功率，避免無功運行。

（2）空氣處理過程中，避免冷熱量相互抵消且最大限度利用回風。

（3）采用變風量、變水量控制技術，實現水泵、風機的最佳啟停點和最佳狀態點控制。

（4）非連續工作的空調對象，事先可設定若干基本狀態進行工作，狀態間可自動切換。同時系統根據移動探測器檢測的信息也可切換這些基本狀態。

（5）運用自適應控制與模糊控制原理等高級控制軟件，自動改變室內溫濕度設定值，提高控制精度。

（6）自動記錄各種設備的運行時間，自動轉換運行順序，提醒下次保養維修時間。

（7）監視各設備的運行狀態、故障狀態、手自動狀態；控制啟停。

2.2 照明子系統

據統計，照明約占商業建筑總能耗的1/4，所以對照明系統的優化控制也是樓宇自動控制系統的一個重要任務。

（1）所有區域的燈光均可進行統一的開關控制；按事先設定的基本狀態進行切換，在不同時間提供不同的燈光效果。

（2）根據移動探測器反饋的信號，自動將無人區燈關閉，將有人區域燈光調到最合適亮度。

（3）按自然光補充強弱自動調整室內照明亮度，使達到最佳水平。

（4）會議室、貴賓室、演講廳等區域設置場景功能，可按不同情景改變場景，隨時和會議系統聯動，使燈光、音響、攝像同步。

（5）在車庫，當移動傳感器被觸發時，打開相關區域燈光，一定時間后關閉。

（6）監視各回路的開/關狀態、故障狀態、手/自動狀態。

2.3 其他子系統

樓宇自動控制系統對給排水、電梯、變配電、消防、安全防范、車庫管理等子系統只進行運行狀態與故障狀態監視；在非正常情況下對各子系統執行聯動控制。

3 樓宇自控系統集成

系統集成是將分散的、相互獨立的各子系統通過物理集成、網絡集成、應用集成為一個大系統，用相同的環境、軟件界面進行集中監視、統一管理。

（1）實現系統集成，各子系統必須具備良好的開放性，能和外界進行良好的數據交換。

（2）利用網關、智能化路由器實現系統集成。

（3）利用OPC、ODBC技術實現系統集成，OPC協議是為解決應用軟件和各種驅動程序的通信而產生的一項工業技術規范和標準，任何支持OPC的產品都可實現無縫系統集成。

4 跨子系統聯動，提高整體管理水平

樓宇自控各子系統經系統集成后，從集成平臺的角度上看，就如同一個系統一樣，無論信息點或受控點是否在一個子系統內都可以建立聯系，有效地對大樓內各類事件進行聯動管理，提高了對突發事件的響應能力。子系統間的聯動幾乎是任意的，可通過編程實現。

（1）當保安系統發出報警信號，CCTV系統可在控制室內自動切換到相應區域圖像信號，并進行錄像；門禁系統關閉指定的出入口，只能由保安打開。

（2）當消防系統發出火災報警信號時，CCTV系統可在控制室內自動切換到相應區域圖像信號，觀察是否誤報火情大小；門禁系統迅速打開相關層的電磁鎖，確保人員迅速疏散；配電照明系統和通風系統及時關斷相應層的新風機組、風機盤管和配電照明。

（3）在特殊場合，進入房門需經保安人員許可時，CCTV將圖像切換到指定監視器上，由保安人員認可后才可進入房門。

（4）CCTV與巡更聯動，在巡更人員到達巡更點時，聯動攝像機保證巡更者安全。

（5）CCTV與車庫管理系統聯動，當有車輛進出時，聯動攝像機進行錄像；當停車場系統故障時，聯動攝像機觀察情況，在控制室內操作柵欄機，保證車輛通行。

（6）當有人讀卡，照明系統打開相應區域的照明；空調系統打開新風機組、風機盤管，當有人進人辦公室后打開空調。

5 樓宇自動化系統發展前景

未來樓宇必將充滿各種各樣的智能設備，樓宇控制網絡中的傳感器、執行器等都是智能的，樓宇的基礎設施能無縫隙地將數據網、控制網連接起來，形成整體樓宇網絡，并延伸至因特網，真正做到局域和遠程信息實時監控、數據資源的綜合共享以及全局事件快速處理的一體化的科學管理，使建筑管理人員遠在千里之外也能實現其職責；物業公司可以跨地區對所屬樓宇進行物業管理；樓宇設備廠家可以通過網絡持續了解自己設備運行情況，及時指導維護人員對設備進行維護保養。

6 結束語

總之，要充分發揮樓宇自控系統的功能，需要設計單位周密詳細的設計論證、統一規劃，需要工程施工單位精心施工，更需要系統集成商以高度負責的態度，從用戶角度出發，為每一個項目選擇一個適合它本身的功能配置，甲方也盡早配備相應工程技術人員，加入到項目實施中，這樣才有助于項目的接受和系統的運行維護，從而真正發揮樓宇自控系統的功效，創造良好的社會經濟效益。

1 岳洪泉.樓宇設備自動化系統的應用［J］.建筑電氣，2008（12）

2 劉廣進.樓宇設備自動化系統結構設計研究［J］.科技創新導報，2009（21）

Analysis of Building Automation System Design

Li Fangqiu

Building automation system is comprehensive computer monitoring management to various electrical and mechanical facilities.By monitoring, controlling and information recording the various subsystems, decentralized energy conservation control and centralized scientific management can be achieved. In this way, we can provide a good working environment for construction users and easy management tools to construction managers, so that energy consumption in buildings is reduced and management cost is reduced as well. In this paper, building automation system design is analyzed.

building automation; design; controlling technology

TU855

A

1000－8136（2010）33－0017－02

黎放球，男，工程師，畢業于黃石高等專科學校，主要從事工作領域：建筑智能化。〗