樓宇自動化節能控制措施分析

王曉慧

摘要：隨著社會經濟和科學技術的發展和進步，人們對居住環境的公共條件、安全性和舒適性提出了更高的要求。建筑自動化控制系統的出現很好地滿足了人們的需求，但是建筑自動化系統中的中央空調系統和照明系統通常是根據滿負荷工作環境設計的，能量利用率相對較低，這兩大系統消耗的能源占到整個建筑能耗的90%以上，在能源問題日益緊迫的今天，節能降耗已成為我國經濟可持續發展的必要條件，為了解決能源供給與需求的矛盾，需要不斷探索出更加合理的樓宇自動化節能控制措施。

關鍵詞：樓宇自動化；節能控制；措施；分析

中圖分類號：TU24 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0165-01

1 樓宇自動化控制系統簡介

建筑自動化控制是指通過現場監控和感應設備監控建筑環境的過程。這些信號通過線路傳輸到中央控制室，由中央控制計算機進行分析和處理，然后通過線路傳輸到相關的現場執行設備進行現場控制。

樓宇自動化控制系統一般包括消防自動化（FA），閉路電視監視系統，辦公自動化（OA），樓宇建筑管理自動化（BA）等，這里特指樓宇建筑管理自動化。樓宇建筑管理自動化控制的對象有：中央空調系統（冷、暖、通風），照明系統（室內照明、庭院照明、建筑物泛光照明等），給排水系統等。控制系統通過現場數字計算機（簡稱DDC）采集有關數據，通過線路上傳至中央計算機，經計算、比較，將有關信息返回現場數字計算體機（DDC），輸出相應信號（命令），通過現場執行機構（或稱控制器）執行有關命令，以完成整個自動控制過程。當然，控制也可以由中央計算機直接通過現場控制器完成，比如照明系統可以由中央計算機按設定的時間段發出命令，由現場控制器直接投合電源。

設立樓宇自動化控制系統的目的，是為樓宇提供安全、舒適、高效的辦公與生活環境，并保證樓宇自身運轉的經濟性、減少管理人員的勞動強度。

2 DDC系統

2.1 DDC控制系統組成

（1）中央管理計算機（又稱上位機），設置在中控室內，將現場設備的所有信息集中提供給工作人員，并可外接顯示設備、記錄設備、報警設備等。

（2）DDC，作為現場設備與系統的接口（又稱下位機），通過分散設置在被控設備附近來收集相關信息，并能獨立工作。

（3）通信網絡，用于實現上位機和下位機之間的數據傳送，小型系統可采用屏蔽雙絞線作為傳輸介質，較大型的系統則一般通過成熟的工業總線進行數據通訊。

（4）傳感器和執行器，位于整個系統最末端，直接安裝在被控的傳感元件或執行元件上，正是靠他們來采集信息或執行動作。

2.2 DDC控制系統主要功能

（1）根據預先設定的周期對數據采樣設備進行數據采集和狀態檢測。

（2）對采集的數據進行A/D和D/A轉換，設定轉換的數值轉換率及偏差值。

（3）對現場采集的數據進行分析，濾除波動值，以使系統顯示正確讀數，確定現場設備的運行狀態。

（4）對現場設備運行狀況進行檢查，并對異常狀態進行報警處理。將報警信息傳送給中央管理系統。

（5）根據現場采集的數據執行預定的程序獲得控制數據。

（6）通過預定控制程序完成各種控制功能，包括比例控制、比例加微分、積分控制、開關控制、最大最小值控制、平均值控制、邏輯運算控制、焓值計算控制和聯鎖控制等。

（7）向數據控制和執行設備輸出控制和執行命令。

（8）通過網絡控制器或數據網關連接第一層的設備，與各上級管理計算機進行數據交換，向上傳送各項采集數據和設備運行狀態信息，同時接收各上級計算機下達的參數的設定與修改指令或實時控制指令。

3 辦公樓宇自動化系統節能控制措施

3.1 排水監控系統

針對大樓中的消防設施用水以及生活用水等排水設備實施監管以及關閉和啟動控制。一般包含消防設施終端壓力測試位置、液位測查位置和開啟關閉的操控點，同時需要將每個檢測數據顯示出來、裝備運轉情況以及運轉異常情況的問題報警，同時對一些有關裝備的開關可啟動實施控制。

3.2 用電監測系統

包括低壓配電、計算機房雙電源和消防雙電源，以及電梯雙電源系統、變壓器、高壓系統和高壓二次線，主要包括電流、電壓、有功功率、無功功率、溫度以及停機和啟動控制的測試。同時，有必要隨時測量和監控整個供電系統的運行數據，對整個系統中的每個開關位置和問題發出警報，同時對出現的問題進行有序記錄，在事后能夠查到問題的原因，同時制作表格，而且能夠畫出精準的負荷曲線。照明監控系統：由中央監控系統按每天預定的時間順序進行開關控制，監視其開關狀態。

3.3 空調、照明監控系統

其監控要求為：溫度控制、開啟時間控制、設置溫度控制、新風、排風的控制、過濾器的狀態監測、各風機的狀態及故障報警。大樓各個房間空調的工作狀態，集中控制整個大樓空調的轉換（制冷/制熱）、開關時間及最低、最高溫度設定、各個房間空調的開啟和停運。各個辦公室及公共區域的照明、動力系統的控制。整個系統體現了智能節約能源資源控制的核心目的。

3.3.1 空調（照明）控制系統

為防止辦公室人走空調（照明）仍然開啟，大樓在辦公室門鎖上設計安裝了鎖門空調（照明）控制器，當門反鎖上時，空調（照明）停運（門關上但沒有鎖上系統認為人沒走不關閉空調），回辦公室后需重新本地開啟空調。

3.3.2 照明控制系統

對大樓公共區域的照明實行分區、分類集中和單獨控制。當白天照明條件足夠時關閉，晚上除應急照明外普通照明集中關閉（本地開關處于初始狀態“關閉”），但個別地方需要開啟照明可以在本地開關上實行開啟和關閉。照明控制和空調控制原理相同，下班后集中控制定時開啟關閉一次（此時本地開關控制處于關閉狀態）。這種控制的好處在于當整個系統出現問題后不會影響大樓照明系統的正常運行。

3.4 樓宇照明系統的節能控制措施

3.4.1 按需提供照明

據實際要求提供照明，必要時打開照明，不需要時關閉照明。例如，地下配電間、水泵房、電梯房和建筑物內的其他位置通常不需要照明，因此這些區域的照明通常會關閉，但是應該提供傳感器，以便在人們經過一段時間后自動打開照明，并關閉照明。

3.4.2 維持照明裝置的最小光通量

維持照明裝置的最小光通量水平，使照明裝置既能提供照明，又能最大限度的減少能耗。通過合理運用感光設備控制光的接受，控制自然光，將自然光引入到建筑物中，可以使改善室內人員的心情，進而提高人們的工作效率，同時降低照明系統的能源消耗。

3.4.3 照明時間控制

背景光的照明時間可以根據建筑商的活動規則合理控制。例如，建筑中的工作區會在工人下班一小時后自動關閉背景燈。為了降低功耗，智能傳感技術被用來自動打開和關閉人們經過的區域的背景光。臺燈和背景照明的結合可以自動調節夜間臺燈的亮度，以減少消耗。根據不同區域布設地下室車庫的照明，在車位和車道設置照明，按照明時間表自動控制各區域的照明系統，如，白天開啟車道照明，晚上開啟全部照明，半夜逐步關閉車位照明，留下一半的車道照明裝置用于提供基本照明。

4 結束語

總的來說，在建筑施工的現階段，建筑自動控制系統設備的設置，可以有效地提高整個建筑的安全管理效率，也可以有效地減少設備使用時的資源浪費。因此，自動化控制系統是現代社會建筑發展的關鍵建設工作，也可以為企業節省大量的人力和物力。自動控制系統已經成為衡量建筑質量的重要標準。所以，在大樓或大廈前期設計階段一定要重點考慮到自控節能系統的設計，達到人們生活需求的情況下最大限度降低能源消耗，進而有效發揮樓宇自控系統作用。

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