智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)理論淺析

蘇雪峰

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院建筑技術(shù)系）

智能建筑的出現(xiàn)與發(fā)展在一定意義上是現(xiàn)代科技的成果，它在給人們帶來便利的同時也承載著更高的期望，而樓宇的自動化系統(tǒng)也是智能建筑中的核心，處于十分重要的地位。而就我國在樓宇自動化系統(tǒng)方面的技術(shù)而言，雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展迅速，與西方發(fā)達國家在該方面的技術(shù)相比仍然不夠成熟。因此，智能建筑的相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)重視自動化系統(tǒng)的設(shè)計和維護工作，主要對建筑的空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、交配電系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等重要方面進行管理，為使用者提供較為便利舒適的環(huán)境。在智能建筑的建設(shè)方面也要注意應(yīng)用一些較為先進的軟件和設(shè)備，提高智能建筑設(shè)備的功能性和實用性。

1 樓宇自動化系統(tǒng)的組成、基本功能和原理

1.1 樓宇自動化系統(tǒng)的組成

1.1.1 消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)是一座建筑在出現(xiàn)緊急情

況時扮演著重要作用的角色，同時消防系統(tǒng)對智能建筑中樓宇自動化控制意義重大。消防系統(tǒng)主要分為消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和消防系統(tǒng)，出現(xiàn)危急情況時會自動轉(zhuǎn)換為消防模式，并向空調(diào)系統(tǒng)與電梯系統(tǒng)等重要系統(tǒng)發(fā)送信號，并自動向相關(guān)部門報警，建筑物內(nèi)部機電設(shè)備也會根據(jù)信號切換進入消防模式，以避免不必要的損失。

1.1.2 變配電系統(tǒng)

樓宇自動化系統(tǒng)中的變配電系統(tǒng)主要保證建筑物的供電以及用電安全，以確保該建筑物能實現(xiàn)正常的用電運行。由于在短時間內(nèi)供電系統(tǒng)通過的電流量具有很大的不確定性，電流的不穩(wěn)定則會導(dǎo)致出現(xiàn)電力事故等問題，影響建筑物內(nèi)設(shè)備正常工作。因此，需要通過計算機系統(tǒng)對樓宇電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確記錄，進而保證變配電系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)電力問題，并對事故地點、原因進行分析。而就變配電系統(tǒng)的工作而言，首先需要監(jiān)測建筑物內(nèi)各個電力開關(guān)設(shè)備，例如電梯、電燈、空調(diào)等，并通過控制配電柜運行狀態(tài)來監(jiān)管建筑物內(nèi)部的電力供應(yīng)和使用情況。再者，變配電系統(tǒng)還要監(jiān)管發(fā)電機的運行狀態(tài)，以避免在電力不足的情況下出現(xiàn)發(fā)電機損壞等問題，此外也要注意變壓器與電纜的溫度。

1.1.3 照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)是智能建筑中最為基礎(chǔ)，也是最不可缺的一項，智能建筑的節(jié)能減排主要表現(xiàn)在照明系統(tǒng)的運行中，可見照明系統(tǒng)的重要性。智能建筑中的樓宇自動化主要體現(xiàn)在照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度和運行力度在一定程度上代表建筑物的自動化和智能化程度，而智能建筑中的照明自動化系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)自動開啟、關(guān)閉電燈開關(guān)，也大大的節(jié)省了電能，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，照明系統(tǒng)通過分組控制照明回路能有效預(yù)防電力事故的發(fā)生，當(dāng)某個電路負(fù)荷過多時照明系統(tǒng)就會自動切斷，以避免出現(xiàn)無人熄燈，造成電力浪費等問題，在很大程度上節(jié)約了電能。再者，照明系統(tǒng)對電燈的控制也可通過在計算機中預(yù)先設(shè)定時間，或是在門鎖中安裝相關(guān)的感應(yīng)裝置來完成。

1.2 樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能

智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)主要是通過相關(guān)技術(shù)來有效控制建筑物內(nèi)的機電設(shè)備運作，樓宇自動化系統(tǒng)能減少建筑物管理人員，部分原先需要人力完成的工作都可以由機器來代替，大大的節(jié)約了管理成本。而樓宇自動化系統(tǒng)的基本功能則有以下幾點：一能對建筑物內(nèi)各種機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，能較為及時地發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并有效預(yù)防，在出現(xiàn)問題之后能有效地控制機電設(shè)備的起停，防止事態(tài)嚴(yán)重化。二相較于人工管理更加靈活，當(dāng)外界條件、電力負(fù)載情況發(fā)生變化后，自動化系統(tǒng)能在較短時間內(nèi)調(diào)節(jié)各種設(shè)備的運行狀態(tài)，以確保設(shè)備的正常穩(wěn)定運行。三能協(xié)調(diào)控制、管理各種機電設(shè)備在電力配給等各方面，保證各種機電設(shè)備有條不紊的運行，并在最大程度上發(fā)揮其功能。最后，自動化系統(tǒng)在能源管理方面也大有裨益，它能自動計量建筑物內(nèi)的能源消耗量，并自動選擇較為節(jié)能的方案，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1.3 樓宇自動化控制系統(tǒng)的原理

樓宇自動化系統(tǒng)主要采用了集散型計算機控制系統(tǒng)，也稱分布式控制系統(tǒng)，簡稱為DSC，它是以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)的一種控制系統(tǒng)。一般情況下，為了有效的控制機電設(shè)備，往往需要將微型計算機控制裝置安裝在機電設(shè)備上，實現(xiàn)對機電設(shè)備運行狀態(tài)的實時檢測和控制，而分布式控制系統(tǒng)則充分利用了微型計算機該功能，并克服了計算機集中控制存在的問題。再者，樓宇自動化控制體系中的中央控制部分安裝了相應(yīng)的管理軟件，進而系統(tǒng)地管理相關(guān)聯(lián)的機電設(shè)備，延長設(shè)備的使用壽命和利用率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，樓宇自動化控制系統(tǒng)中最核心的中央管理計算機，還有顯示、打印、管理、報警以及優(yōu)化控制等功能，能夠有效的管理相關(guān)的機電設(shè)備，以確保設(shè)備正常穩(wěn)定運行。

圖1 智能大廈樓宇自動化整體框架

2 智能建筑中樓宇自動化應(yīng)用實例分析

2.1 智能建筑樓宇自動化功能概述

某個智能建筑在外觀上呈現(xiàn)出長方體形態(tài)，其地上有32層，地下2層，地上1層～3層為大型商場，4層、5層為餐廳，6層、7層為游戲廳，8層為電影院，9層為健身房,10層為該智能建筑的營業(yè)大廳，11層為咖啡廳與飲料店，12層為會議中心，12層及12層以上為計算機中心和設(shè)備層。通過該智能建筑的分層情況不難看出該建筑是集購物、休閑、餐飲、娛樂、辦公為一體的綜合型辦公大廈，而該辦公大廈具備較為先進的樓宇自動化系統(tǒng)、消防安保系統(tǒng)、會議系統(tǒng)以及門禁系統(tǒng)等。

2.2 智能建筑樓宇自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

智能建筑在樓宇自動化方面主要采用BAS系統(tǒng)進行，BAS系統(tǒng)能夠提供較為齊全的硬件設(shè)備，進而在一定程度上影響建筑物內(nèi)各個機電設(shè)備是否能夠協(xié)調(diào)運作，在最大程度上降低能耗，實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。智能建筑共32層，樓層較高，因此需要自動化程度較高的系統(tǒng)進行操作，智能建筑樓宇自動化整體框架如圖1所示。而智能建筑則主要采用了西門子公司S-600系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要有操作戰(zhàn)級、網(wǎng)絡(luò)控制器級和現(xiàn)場控制器級，進而聯(lián)結(jié)建筑物內(nèi)部的機電設(shè)備，形成一個整體。此外，在智能建筑中需要分化管理各個不同的控制系統(tǒng)，并針對不同的功能區(qū)設(shè)計相應(yīng)的自動化系統(tǒng)，進而有效控制智能建筑物內(nèi)機電設(shè)備的運行狀態(tài)，提高機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

經(jīng)濟的繁榮無疑會促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，而大部分的科學(xué)技術(shù)成果會被應(yīng)用到人類生產(chǎn)生活中造福人類，智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng)則也是科技的產(chǎn)物。論文詳細(xì)闡述了樓宇自動化系統(tǒng)的組成、基本功能和原理，并借助例子來幫助理解。相信在我國科研和建筑工程人員的共同努力下，會有越來越多的科技成果應(yīng)用到人們的生產(chǎn)生活中，為人們帶來便利，享受科技成果。

[1]徐巖.淺談智能建筑中的樓宇自動化系統(tǒng) [J].智能建筑電氣技術(shù)，2010（6）:165.