一種基于樓宇建筑的自動控制系統設計方法

蘭飛

摘要：近年來，樓宇自控系統在智能建筑中扮演著極其重要的角色。針對具體的樓宇建筑，如何對其該系統進行合理的設計以達到預期節能等目標已變得非常重要。為此，本文提出了一種基于樓宇建筑的自動控制系統設計方法，從需求分析、系統設計等方面詳細闡述了如何對建筑物中的自控系統進行合理的設計。這對從事樓宇自控系統設計的人員具有一定的參考價值。

關鍵詞：樓宇自控系統 智能建筑 DDC

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

隨著社會的發展，智能建筑如雨后春筍般崛起，樓宇自控系統作為智能建筑的重要組成部分，已引起了人們廣泛的關注。

在建筑物中建設樓宇自控系統是為了對其中的電氣設備進行自動監控與管理，以達到節省人力、物力、財力及能源等目標[1]。在一棟大樓內，電氣的消耗率占整個能源消耗的70%～90%，因此，從電氣設備著手，即建設樓宇自控系統，可極大的提高能源的利用率，一般可節約25%的能源[2]。

既然建設樓宇自控系統功效如此之大，如何對其進行合理的建設已變得尤為重要。針對該系統的建設，需經歷設計、施工、驗收等步驟，而設計又是其建設的重中之重，若設計不合理，系統建成后不但達不到節約能源的效果，反而會增加更多的能源消耗[3]。因此，提出一種合理的基于樓宇建筑的自動控制系統設計方法已變得非常有意義。

1概述

對于樓宇自控系統的設計，首先應進行需求分析，只有在明晰其需求之后，才能提出適合其的系統架構，并同時規范系統功能，以作為后期施工驗收的依據。因節能是該系統最為突出的作用，為此，本文還提出了建設該系統的節能措施。

2需求分析

2.1監控范圍

冷熱源系統：包括對離心式冷水機組、冷凍水循環泵、熱水循環泵、冷卻水循環泵及冷卻塔的監控。

暖通通風系統：包括對組合式空調機系統、全回風空調機組、新風機系統、送排風系統、平時或消防合用風機的監控。

給排水系統：包括對排水系統、生活水箱的監控。

電梯系統：包括對垂直電梯和扶梯系統的監控。

環境參數檢測：包括對溫濕度、CO及CO2濃度等環境參數的監控。

此外，還需對建筑物內變配電智能儀表及柴油發電機組進行監控。

2.2系統需求

建筑物內建設樓宇自控系統，需達到降低設備使用能耗、降低建筑運營費用、提高物業管理水平、創造舒適環境、保障建筑及人身的安全等需求。

3系統設計

3.1系統架構

根據需求分析，設計基于樓宇建筑的自動控制系統架構如圖1：

如上圖1所示，樓控系統采用分布式智能系統，其網絡結構分為兩層：管理層和控制層。管理層為IP控制器，采用TCP/IP通訊協議，服務器、操作站、網絡通信設備等通過管理層網絡相連；控制層采用現場控制器DDC，現場終端的各種傳感器、執行器接入DDC中，實現信號采集與實時控制，所有控制器通過控制層網絡以現場總線方式通信，允許在線增減設備，其靈活的結構為系統實施和維護帶來了極大的便利。

3.2系統功能

（1）可集中監控和管理機電設備的工作狀態，及時診斷、顯示設備的故障，并進行報警、存儲、統計和打印。（2）能根據管理計劃及資源分配信息，進行預設，自動啟停機電設備。（3）每個監控點的報警具有告警和極限報警兩種方式，能設置自動處理和設備安全保護功能。（4）系統能為中央控制管理人員提供系統編程工具，設計控制順序，編制符合現場要求的應用程序。（5）系統能實現與集成系統接口，可根據日常工作要求及資源分配信息，自動生成各設備的時間控制程序，轉發各分站及DDC控制器，控制設備的運行。（6）系統能自動接收各級分站及DDC控制器上傳的統計信息及設備狀態信息，并記錄、打印、分析和管理，且能將能耗、維修記錄、統計資料等定時傳入中央數據庫。

3.3節能措施

在不影響舒適性的前提下，設計節能措施如下：（1）冷凍水溫度設定：系統節能程序根據不同季節及每天室外溫度的變化情況，自動調節冷凍水的出水溫度，對系統進行動態控制。（2）空調場所溫度設定：對于辦公建筑，在大廳、走道等公共區域，適當提高設定溫度可減少能耗。如辦公區溫度設定25℃、走道27℃～28℃。（3）克服設備容量冗余：根據末端實際所需冷負荷，動態調整設備運行時間和投入臺數，保證冷量供求平衡，有效克服因設備容量冗余而造成的能源浪費。（4）提高室內溫濕度控制精度：據計算，若在夏季將溫度設定值下調10℃，將增加9%的能耗，因此需將大廈內溫濕度控制在設定值精度范圍內。

4結語

通過建設樓宇自控系統，可提高建筑設備的管理效率，節省人力物力。在創造高效、便捷、舒適的建筑空間環境的同時，極大的節約了能源，為我國建設綠色環保的社會做出了一定的貢獻。本文基于建筑樓宇，結合工程實際，從需求分析、系統設計及節能措施等方面提出了一種合理的樓宇自控系統設計方法，為構建節能環保的智慧樓宇提供借鑒和參考。

參考文獻

[1]于震，李懷.樓宇自動化技術研究進展[J].建筑科學，2013，29（10）：106-113

[2]余德候.智能建筑中的樓宇自動化控制系統分析[J].城市建設理論研究（電子版），2015（10）.

[3]黎連業.智能樓宇控制系統的設計與實施技術[M].北京：清華大學出版社，2008.