智能樓宇自動化系統

駱大鵬

摘 要：本文著重介紹了智能建筑中的樓宇自動化系統，并通過對樓宇自動化系統的組成、基本功能和原理的分析讓大家對智能建筑中的樓宇自動化系統有更多的了解。此外，還對我國智能建筑的發展進行了簡要的闡述，對中國智能建筑的發展寄予希望。

關鍵詞：智能建筑；樓宇；自動化系統

智能建筑是信息技術在建筑領域應用的必然結果。隨著智能化技術的日益成熟和廣泛應用，建筑智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高，近年來得到了迅速的發展和普及，也日益得到了社會廣泛的認同和重視，建筑智能化已經成為現代高檔建筑的主要特征。

一、智能建筑綜述

1.智能建筑（Intelligent Building）是樓宇自動化系統（BAS： Building Automation System）、通信自動化系統（CAS： Communication Automation System）和辦公自動化系統（OAS： Office Automation System）三者的有機結合。

2.樓宇自動化系統是智能建筑的主要組成部分。樓宇自控系統是用于完成樓內設備自動控制的一套系統，它通過傳感器采集現場數據，然后將信號送至智能設備，對實際工況進行邏輯分析，驅動執行器完成自動控制。樓宇自動化系統涉及空調制冷系統、變配電系統、照明系統、供熱系統及電梯等的計算機監控管理。智能建筑通過樓宇自動化系統實現建筑物內的設備與建筑環境的全面監控與管理，為使用者營造一個舒適、安全、經濟、高效、便捷的工作和生活環境，為管理者提供方便的管理手段，為經營者減少能耗并降低管理成本，為物業管理現代化提供物質基礎。早期的樓宇自動化系統中并沒有控制網絡，控制系統只是由氣動控制裝置和一束束電線組成，這樣的控制系統功能比較簡單，靈活性也不好。傳統的樓宇自動化系統就其本身而言是一種封閉的系統，主要表現在其通信協議上。不同廠商的產品采用不同的通信協議，互不兼容。后來固體物理技術的出現使邏輯電路取代了連線和繼電器，氣動控制裝置和電子儀表板也讓位于直接數字控制器（Direct Digital Controllers— DDCs）。但當客戶想要連接不同廠家的DDC 系統或設備時，無法兼容的問題就顯得特別突出了。由于系統封閉，不同子系統間無法共享相同意義的信息。隨著計算機技術和網絡技術的迅猛發展，封閉的系統限制了建筑物智能化產品的更新換代，只有開放的系統才能為用戶提供真正的低成本產品。開放的、互操作的控制系統—— LONWAORKS 技術是開放系統的一種完整的解決方案，它已經成功地應用于許多領域。LONWORKS技術是支持完全分布式的網絡控制技術，是開放的、可互操作的控制系統的一個技術平臺。LONWORKS控制網絡技術的應用為新一代開放的、互操作的控制系統打開了一扇大門，其在實現智能樓宇監控方面有較明顯的優勢。

二、我國樓宇自動化系統發展現狀

隨著國家節能減排戰略的提出，建筑節能勢在必行，建筑節能離不開建筑智能，而樓宇自動化系統作為建筑智能的核心所在，市場潛力巨大。據“IDC 能源觀察”的一份最新報告估計，到2018 年智能建筑市場規模與現在相比將翻3倍，智能建筑領域的支出將從現在的73 億美元升至2018 年的219 億美元左右。全國范圍來看，各個城市的樓宇自動化系統水平參差不齊，“北上廣深”等發達地區的智能建筑行業發展相對比較成熟，樓宇自動化系統水平較高，其他一二線城市正逐步跟上，而大部分三線城市的建筑智能化行業發展較慢，樓宇自動化系統水平較低。總體來說，我國的智能建筑行業還不夠發達，根據《2013-2017 年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》，我國智能建筑起步于1990 年，比美國晚了6 年，比日本晚4 年。

三、樓宇自動化系統的組成、基本功能和原理

1.樓宇自動化系統的組成

樓宇自動化系統通常由暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統組成。根據我國行業標準，樓宇自動化系統又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下，這兩個子系統宜一同納入樓宇自動化系統考慮，如將消防與安全防范子系統獨立設置，也應與樓宇自動化系統監控中心建立通信聯系以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。

2.樓宇自動化系統的基本功能

樓宇自動化系統的基本功能可以歸納如下：

（1）自動監視并控制各種機電設備的起、停，顯示或打印當前運轉狀態。

（2）自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。

（3）根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使之始終運行于最佳狀態。

（4）監測并及時處理各種意外、突發事件。

（5）實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。

（6）能源管理：水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。

（7）設備管理：包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。

3.樓宇自動化控制系統的原理

樓宇自動化系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統， 也稱分布式控制系統（Distributedcontrol Systems）。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置（DDC），完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。通過安裝于中央控制室的中央管理計算機上的管理軟件，系統地管理相互關聯的設備，發揮設備整體的優勢和潛力，提高設備利用率，優化設備的運行狀態和時間，延長設備的使用壽命，降低能源消耗，降低維護人員的勞動強度和工時數量。安裝于中央控制室的中央管理計算機還具有CRT 顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行，最終降低了設備的運行成本。

四、結語

正由于樓宇自動化系統上述的現狀和高額的投資，業主常常會問樓控系統到底還有無必要。答案是非常肯定的，樓宇自控系統完全有必要。即使樓控系統運行在最低層次，即接通狀態，根據統計資料，和手動相比它仍然能節能10% 以上。假設建筑物的生命周期是六十年，而設備的運行費用（包括能耗費用和設備維護費用）可能達到初期投資的三倍以上。因此對本系統的投資和對節能的改造，無論從什么方面看都是極為值得的。可以說，樓宇自動化系統的優化和改造直接關系到建筑物的可持續發展，甚至可以說，和我們國家的命運緊密相連。

參考文獻：

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