樓宇智能化系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

胡勤

摘 要：在高端商業(yè)建筑和工業(yè)建筑的運(yùn)營中，建筑運(yùn)營管理成本和生產(chǎn)辦公場所安全性越來越受到重視。樓宇智能化系統(tǒng)為現(xiàn)代工商業(yè)建筑的運(yùn)營管理和安保提供了高效快捷的管理平臺，不僅大大降低管理人力資源成本，而且實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，還提供了安全高效的信息化生產(chǎn)工作環(huán)境。本文通過對樓宇智能化集成系統(tǒng)的具體功能分析，展示了樓宇智能化系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的重要作用。

關(guān)鍵詞：樓宇智能 化 節(jié)能 運(yùn)營管理

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0025-02

1984年美國聯(lián)合科技的UTBS公司在康涅狄格（Connecticut Stste）州哈伏特（Hartford）市將一座金融大廈進(jìn)行改造并取名City Place（都市大廈），主要是增添了計(jì)算機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信線路、程控交換機(jī)等，使住戶可以得到通信、文字處理、電子函件、情報(bào)資料檢索、行情查詢等服務(wù)。同時(shí)，對大樓的所有空調(diào)、給排水、供配電設(shè)備、防火、保安設(shè)備由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)綜合自動化、信息化，使大樓的用戶獲得了經(jīng)濟(jì)舒適、高效安全的環(huán)境，使大廈功能發(fā)生質(zhì)的飛躍，從而誕生了世界上第一座智能化樓宇。自此以后，世界上樓宇智能化建設(shè)走上了高速發(fā)展軌道。

近年來，電子技術(shù)（尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)）和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，使社會高度信息化，在建筑物內(nèi)部，應(yīng)用信息技術(shù)、古老的建筑技術(shù)和現(xiàn)代的高科技相結(jié)合，于是產(chǎn)生“建筑智能化”新型行業(yè)。

目前世界上的對樓宇智能化的提法很多，歐洲、美國、日本、新加坡及國際智能工程學(xué)會的提法各有不同，其中，日本的國情與我國較為相近，其提法可以參考，日本電機(jī)工業(yè)協(xié)會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合計(jì)算機(jī)、信息通信等方面的最先進(jìn)技術(shù)，使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備等協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)建筑物自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）和消防自動化系統(tǒng)（FAS），將這5種功能結(jié)合起來的建筑，外加結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（SCS），結(jié)構(gòu)化綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（SNS），智能樓宇綜合信息管理自動化系統(tǒng)（MAS）組成，就是智能化樓宇。

1 建筑物自動化（BA）

建筑物自動化系統(tǒng)綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了集中統(tǒng)一的自動化平臺管理，使得在控制中心就可以對整個(gè)樓宇或者園區(qū)的暖通空調(diào)系統(tǒng)、自來水供水、污水排水、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等進(jìn)行控制和對建筑能耗進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)。一方面系統(tǒng)本身可以通過系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化運(yùn)行提高效率、降低能耗；另一方面和安防、消防系統(tǒng)的聯(lián)動控制，使各個(gè)系統(tǒng)之間緊密聯(lián)系在一起、協(xié)調(diào)運(yùn)行，使得整個(gè)樓宇或園區(qū)的全面管理變得直觀高效。

1.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)智能化控制

建筑物系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的整體控制，從而使中央空調(diào)的送/回風(fēng)系統(tǒng)，冷/熱水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，在滿足房間溫濕度、壓差等的控制要求的前提下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）在檢測到辦公室無人或者制造車間停產(chǎn)的時(shí)候，相應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)自動進(jìn)入閑置模式，房間的送風(fēng)量縮減為正常工作時(shí)的一半，從而降低系統(tǒng)能耗。

（2）對冷凍、冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制，取代傳統(tǒng)的工頻運(yùn)行。在供回水溫差遠(yuǎn)小于設(shè)定值時(shí)，降低循環(huán)泵的輸出功率，減小循環(huán)水流量，避免不必要的能源浪費(fèi)。

（3）焓值控制：在保證最小新風(fēng)量的前提下，進(jìn)行回風(fēng)，新風(fēng)焓值測量比較。如果回風(fēng)的焓值大，并且需要提高送風(fēng)溫度，則增加回風(fēng)風(fēng)量，減小新風(fēng)量。反之則增加新風(fēng)量，減少回風(fēng)量。

（4）根據(jù)具體情況使用轉(zhuǎn)輪熱回收或者乙二醇熱回收系統(tǒng)，控制熱回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對房間排風(fēng)余熱的最大化回收利用。

（5）與會議室預(yù)訂系統(tǒng)集成，在會議開始前幾分鐘自動提前開啟空調(diào)送風(fēng)，使會議室在開始會議之前通風(fēng)換氣并達(dá)到舒適的溫度。

（6）集中的空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控界面，使值班人員在控制中心就能夠?qū)φ麄€(gè)工廠或園區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行控制。有效防止了因下班忘記關(guān)空調(diào)而造成的能源浪費(fèi)和系統(tǒng)損耗。

1.2 智能照明與燈光控制

智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的園區(qū)/工廠所有的照明用燈的集中管理。下班后，如果園區(qū)/工廠內(nèi)某個(gè)區(qū)域的沒有關(guān)燈，值班人員可以非常方便的通過控制中心電腦關(guān)閉相關(guān)區(qū)域的照明用燈，避免能源浪費(fèi)。

在辦公室還可裝設(shè)存在感應(yīng)器，當(dāng)某區(qū)域沒有人的時(shí)候，自動關(guān)閉該區(qū)域的照明用燈。并為熒光燈設(shè)置調(diào)光器，根據(jù)室內(nèi)照度自動調(diào)整熒光燈功率輸出。還可以安裝自動百葉窗和室外照度感應(yīng)器等組成自動感光遮陽系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)百葉窗的角度，在實(shí)現(xiàn)室內(nèi)自然采光的同時(shí)避免陽光直射導(dǎo)致的反光和刺眼等不適。為生產(chǎn)提供舒適環(huán)境的同時(shí)，達(dá)到了很好的節(jié)能效果。

會議室里安裝會議室管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)會議模式，演講模式，視頻播放模式的不同燈光效果的控制和會議室空調(diào)的工作模式控制。

1.3 能源監(jiān)視

（1）對園區(qū)/工廠的自來水供水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控：既有園區(qū)/工廠的總供水量進(jìn)行監(jiān)控，又有各個(gè)建筑的總用量、各樓層用水量、空調(diào)系統(tǒng)用水量以及廁所洗浴用水量的分別計(jì)量監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)水管漏水等情況時(shí)，很容易在監(jiān)控中心及時(shí)分析發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)位置，快速進(jìn)行檢修，避免造成不必要的財(cái)產(chǎn)損失，大大提高了檢修和故障排查的效率，節(jié)約了人力成本。同時(shí)可以生成用水量年月日報(bào)表，用于大樓運(yùn)營費(fèi)用的計(jì)算分析。

（2）對園區(qū)/工廠用電的功率、電流、電能等進(jìn)行監(jiān)控：按建筑、樓層、照明用電、空調(diào)用電等分別進(jìn)行計(jì)量，并生成年月日報(bào)表。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表功能，不需要工作人員到現(xiàn)場對每塊表進(jìn)行抄表，大大節(jié)省了人力，提高了效率，減少了出錯(cuò)幾率。通過這些報(bào)表數(shù)據(jù)，可對園區(qū)/工廠的生產(chǎn)用電，照明用電，空調(diào)用電等進(jìn)行分析，為生產(chǎn)和運(yùn)營的節(jié)能優(yōu)化提供了有利的數(shù)據(jù)支持。endprint

（3）對園區(qū)/工廠的天然氣用量按建筑，樓層，功能等分別進(jìn)行計(jì)量監(jiān)控，為系統(tǒng)維護(hù)、故障排查、能耗計(jì)算和成本分析提供數(shù)據(jù)支持。

1.4 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視

對電梯、冷水機(jī)組、水泵、變壓器、空壓機(jī)、高校過濾器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、風(fēng)機(jī)、變頻器、自動閥門、鍋爐、空調(diào)機(jī)組、氮?dú)庀到y(tǒng)以及各種工藝生產(chǎn)設(shè)備的工作/故障狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)生故障時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號。并對所監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間接近設(shè)備使用壽命時(shí)，發(fā)出更換提醒。

集中的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控取代了傳統(tǒng)的人員定期巡檢，大大提高了大樓設(shè)備的維護(hù)和檢修成本，并且能夠更及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障組織搶修，避免了由于故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成的生產(chǎn)設(shè)備或人員安全隱患。系統(tǒng)還具備故障報(bào)警和運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)記錄功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)行故障，難以解決時(shí)，可以通過查看系統(tǒng)運(yùn)行的歷史報(bào)警信息和當(dāng)時(shí)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行故障診斷和分析。

綜上所述，建筑自動化系統(tǒng)通過現(xiàn)代高科技技術(shù)對樓宇的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一的控制管理，并在盡可能降低投資的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了各智能化子系統(tǒng)之間信息資源的共享、相關(guān)系統(tǒng)之間的互操作、快速響應(yīng)和聯(lián)動控制、自動監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理以及各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。它不僅大大提高了生產(chǎn)效率，也使人們的工作和生活條件得到了極大改善；同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了能源的優(yōu)化利用。

2 安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）

2.1 門禁與周界報(bào)警系

集中的智能門禁控制系統(tǒng)，對園區(qū)/工廠的不同區(qū)域或者房間按需要設(shè)置門禁控制，包括園區(qū)/工廠的大門，車輛出入的道閘，為每個(gè)員工的門禁卡設(shè)置不同的權(quán)限。同時(shí)將考勤記錄功能集成到門禁系統(tǒng)中。

周界報(bào)警系統(tǒng)既可使用傳統(tǒng)的紅外探測系統(tǒng)，也可使用視頻分析系統(tǒng)。并集成到門禁系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理平臺。

2.2 視頻監(jiān)控

根據(jù)園區(qū)/工廠的規(guī)模，可選用模擬或者數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)園區(qū)/工廠的出入口、停車場、倉庫、十字路口、道路轉(zhuǎn)彎處、門禁控制點(diǎn)等處進(jìn)行監(jiān)視。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)、周界報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，一旦有門禁或者周界的非法闖入發(fā)生，視頻監(jiān)視系統(tǒng)就會立刻切換到非法闖入點(diǎn)的監(jiān)視畫面。對于安全要求比較高的建筑園區(qū)可以安裝視頻分析系統(tǒng)，可以對非法闖入的人員和車輛進(jìn)行自動視頻追蹤，并發(fā)出報(bào)警信號。還可以對進(jìn)出人員和車輛進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。

3 消防自動化系統(tǒng)（FAS）

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范安裝自動火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)和消防廣播系統(tǒng)。當(dāng)有火警發(fā)生時(shí)，相應(yīng)火災(zāi)區(qū)域自動發(fā)出報(bào)警信號、關(guān)閉相關(guān)防火卷簾門、相關(guān)排煙口和排煙風(fēng)機(jī)動作。自動與供電系統(tǒng)和安保系統(tǒng)產(chǎn)生下列報(bào)警聯(lián)動：

（1）門禁系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)有火警產(chǎn)生時(shí)，門禁系統(tǒng)會自動釋放報(bào)警相關(guān)區(qū)域的門禁控制，方便人員疏散和撤離。

（2）空調(diào)系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，關(guān)閉相關(guān)區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，并防止火災(zāi)通過風(fēng)管蔓延，同時(shí)保護(hù)空調(diào)設(shè)備。

（3）供電系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，切斷相關(guān)區(qū)域的設(shè)備供電，防止由于電纜或者電氣設(shè)備著火，進(jìn)而引發(fā)的電氣火災(zāi)或者電氣事故。

（4）視頻監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)有火警產(chǎn)生時(shí)，視頻自動切換顯示火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)的畫面，這樣可以直觀迅速的了解火災(zāi)現(xiàn)場的情況，為引導(dǎo)人員疏散和組織火災(zāi)撲救工作提供了及時(shí)準(zhǔn)確的信息。

4 辦公自動化系統(tǒng)（OA）

辦公自動化系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各種辦公自動化硬軟件和系統(tǒng)的綜合運(yùn)用。主要硬件包含個(gè)人計(jì)算機(jī)、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器目，路由器，交換機(jī)，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。軟件包含目前普遍應(yīng)用的基于微軟Windows操作系統(tǒng)的辦公自動化軟件Microsoft Office，IBM的協(xié)同辦公軟件Lotus-Note，客戶關(guān)系管理軟件CRM，以及企業(yè)資源計(jì)劃軟件ERP系統(tǒng)等。辦公自動化系統(tǒng)的綜合應(yīng)用輕松的實(shí)現(xiàn)的大中型企業(yè)，跨過企業(yè)的總部和全球各地的分支機(jī)構(gòu)的資源共享和協(xié)同工作。大大提高了工作效率，提升了企業(yè)競爭力。

5 通信自動化（CA）

智能建筑中的通信系統(tǒng)目前主要包含：基于程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)的電話系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)（CATV）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。電話系統(tǒng)是辦公自動化基本的輔助工具。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為建筑自動化，安保自動化，辦公自動化系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的硬軟件通信基礎(chǔ)。

綜上所述，樓宇智能化系統(tǒng)的建筑物自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）和消防自動化系統(tǒng)（FAS）已經(jīng)成為高端商業(yè)建筑和工業(yè)建筑必不可缺少的組成部分。為整個(gè)樓宇的運(yùn)營管理提供了集中統(tǒng)一的智能化控制管理平臺，縮減了管理人力成本，加強(qiáng)了樓宇安全性，提高了管理效率；并且通過節(jié)能優(yōu)化控制，大大減少了建筑空調(diào)和照明等的能耗；而且向著更人性化和智能化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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