智能建筑樓宇自控系統的研究

張會會

（中國通信建設集團設計院有限公司）

1 引言

智能建筑樓宇自控系統是現代自動化控制技術和網絡技術相結合的產物。該系統的使用可以有效提高建筑物的安全度，降低突發情況對居民生活的影響，還可以對建筑物內部的所有系統進行自動維護與檢查。智能建筑符合時代的發展需求，是建筑行業未來發展的主要趨勢。

2 智能建筑

2.1 簡述

智能建筑是將建筑的服務職能、建筑環境、管理工作及整體運行相結合，尋找這些要素之間的聯系點，并從設計的角度將其融合，從而提高建筑物的實用性能。服務職能是指建筑物的管理部門。例如，物業公司為建筑物的居住者或使用者帶來全面且高效的服務，從而提高建筑物的舒適度和安全度。建筑環境是指建筑物的整體構造。例如，建筑物的裝修、空間使用和空間布置等。建筑物的管理工作是指對建筑物內部的所有要素（基礎的設備和各類電子系統）進行系統的管理。整體運行是指建筑物內部的電子設備及其系統的正常運行，如建筑物內部的電梯設備和照明設備等。

2.2 現狀

與歐美國家相比，我國的智能建筑起步時間較晚。20世紀90年代初期，我國開始認識到智能建筑的重要性，并逐步開始建筑系統的研發工作，其主要研發方向為建筑系統的單一性功能。20世紀90年代中期，我國建筑行業已在智能建筑領域取得一定的成績，并逐步將多種單一性功能系統相融合，形成多功能系統，并在全國范圍內應用，成為城市中比較常見的建筑類型。現如今，我國對建筑智能化系統的研究已相對成熟，不僅經驗豐富，而且成績出色，但與發展多年的歐美等國相比，仍然存在不小的差距。與常規建筑相比，智能建筑雖然具有多功能且舒適程度高的特點，但造價比常規建筑高，因此，智能建筑主要集中在大型城市的市中心地區，而大型城市周邊或中小型城市則相對較少。在我國經濟水平不斷提高，城市化進度日益加快的背景之下，智能建筑無論是在建筑面積還是在建設數量方面都呈現出逐年上升的趨勢[1]。

2.3 系統組成

一般來說，智能建筑樓宇自控系統由IBMS系統（綜合管理系統）、BMS（設備管理系統）、OAS（辦公系統）及CNS（通信和網絡系統）組成。其中，IBMS系統為綜合性管理系統，主要職責在于監控其他3個系統是否處于正常運行狀態并進行指令下達。BMS系統負責管理建筑物的消防系統和安全系統，對整個智能建筑的正常運轉起著極為關鍵的作用[2]。由此可見，要想實現建筑物的智能化，需將多個系統綜合起來，發揮其作用與優勢，才能確保建筑物的智能化水平為人民群眾的生活和工作所需帶來真正的便捷。

3 智能建筑樓宇自控系統

3.1 構成和功能

樓宇自控系統是現階段我國應用范圍較廣且效果較為明顯的樓宇系統，主要由BAS系統、FAS系統和SAS系統構成。樓宇自控系統具有自動化監控功能、自動化電子設備監控功能、安保功能、樓宇停車場監控和管理功能以及自動化報警功能[3]。

一般來說，樓宇自控系統主要運行方式如下：

①對樓宇內部其他功能性系統和機電設備進行全過程監控，并將監控情況以畫面或圖表的形式呈現出來，當某一環節出現故障或無法正常運轉時，系統會自動提示樓宇物業管理人員，從而確保在第一時間內對故障部位進行維修，這不僅可以有效避免樓宇系統或設備故障帶來的負面影響，還可以提高維修的工作效率；

②對其他子系統進行管理與控制，樓宇物業人員可以直接通過樓宇自控系統對其他設備或系統進行控制，例如，物業人員可以通過樓宇自控系統調整樓宇攝像頭的拍攝方向，從而提高樓宇的監控效果，真正意義上實現無死角監控，物業人員還可以通過樓宇自控系統查看停車場的停車數量，并自動檢查是否有外來車輛進入，這將有利于提高管理者對樓宇的管控度，提高樓宇的安全系數；

③對樓宇其他系統或設備進行監控，并為樓宇管理者提供設備及系統的實時運行狀況，這樣可以直接降低因樓宇系統及設備出現故障所造成的影響，提高樓宇使用者的舒適度和便捷度；

④綜合所有管理信息，并自動生成信息報告，便于樓宇管理者及時發現管理方面的問題并作出整改，提高管理水平。

樓宇自控系統自動生成的信息報告較為全面，且不易出現漏洞，正因如此，自控系統生成的信息報告已逐漸成為樓宇管理者提高管理業務能力和改善管理工作的重要參考依據。

3.2 網絡結構

目前，主流的樓宇自控系統網絡結構主要以總線結構為主，主要分為3個部分：

①在樓宇內使用以太網作為系統的主要網絡，從而保障各系統之間的通信；

②區域內的控制網絡，將各系統聯系在一起；

③子系統的控制網絡，主要作用在于采集子系統或機電設備的信息，并將信息傳輸到總系統中，同時還要接收總系統下達的工作指令，控制子系統或機電設備的運轉。

總線將整個建筑連通成一個網格,各網格系統獨立存在,以便在后續的建筑變革中單獨進行網格調整與替換,避免整體重組帶來的麻煩,同時利用數字化、智能化和科技化手段，自動控制建筑的網絡空間，完成信息的傳輸、攔截、替換及安全保護等任務，其作用體現在以下幾點：①設備互相連通；②網絡簡明通信；③操作中的互交；④功能分門別類；⑤供電多樣化；⑥網絡信息共享。現場總線的特點可歸納為以下5點：①傳統的模擬信號被現階段的數字化信息模式取代；②各網格系統控制既能單一存在，又可統一操控，可按照任務恰當選擇；③操作過程中網絡可互相串聯；④及早干預故障，收集不規律信息做出網絡的填補；⑤系統屬于開放模式。

總線技術的網格結構體現出諸多優勢，有著明顯的變革特點，其BAS自動操控系統在集中化或分散化的系統中，可以完成總線的信息傳送，整理并提供相關數據，完善了系統的控制能力，使控制器局域網（CAN）、LonWorks、Profibus、INTERBUS等線路網在自動化系統操作下持續運轉。

由于我國對智能建筑系統的研究時間較短，因此，集成化自控系統在國內尚未具備研究和生產的資質。因此，國內使用的集成化自控系統大都來自國外。集成化自控系統與我國主要使用的自控系統有本質上的區別，它主要以分層結構為主，并依托樓宇空調系統進行功能的擴展，具有一定的先進性[4]。

4 結語

智能建筑樓宇自控系統具有一定的綜合性和復雜性，涉及學科范圍較廣，技術含量較高。我國應加大對此類新型技術的研發力度，鼓勵相關行業加強對樓宇自控系統的研究，減少對國外技術的依賴，真正實現“科技強國”的遠大目標。