智能控制在建筑公共設(shè)施管理中的應(yīng)用分析

□□ 王金山 (山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平穩(wěn)步提升，對生活質(zhì)量也有了更高的要求，尤其是人們大多數(shù)時間都待在室內(nèi)，因而對室內(nèi)環(huán)境的舒適度要求越來越高。決定室內(nèi)環(huán)境舒適度的基本因素為室內(nèi)空氣的溫度、濕度，這首先取決于建筑物本身的保溫隔熱能力，其次取決于建筑物配套的采暖和制冷系統(tǒng)。而室內(nèi)環(huán)境舒適度更高的要求則體現(xiàn)為家居環(huán)境及其調(diào)節(jié)的智能化，這就對建筑物提出了更高的要求。當(dāng)前，我國智能控制主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，各行業(yè)的智能化工廠正在逐步建成，結(jié)合當(dāng)前生活中應(yīng)用較多的冰箱、熱水器、空調(diào)等電器設(shè)備可根據(jù)用戶的設(shè)置自主進(jìn)行制冷或加熱操作，工業(yè)上的智能控制今后勢必會逐步應(yīng)用于日常生活當(dāng)中。因不同用戶選用的電器設(shè)備不同，且當(dāng)前電器尚無統(tǒng)一的智能控制系統(tǒng)，所以在此僅對建筑物中公共設(shè)施的智能控制進(jìn)行應(yīng)用分析。

1 配備智能控制系統(tǒng)的建筑物設(shè)計

在建筑設(shè)計過程中，首先，對建筑物選址進(jìn)行具體了解，不僅應(yīng)參考建筑物所在區(qū)域的累年氣候情況，條件允許的情況下，還應(yīng)實(shí)地測量其近1～2年的日照、氣溫、濕度及雨雪等環(huán)境條件；其次，已知的氣候條件基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑物的功能來進(jìn)行建筑物的整體設(shè)計，并深化設(shè)計其采暖與制冷、電力供應(yīng)、給排水、安全預(yù)警、室內(nèi)空氣檢測等系統(tǒng)設(shè)計，最大程度地降低建筑物運(yùn)行過程中的能源消耗，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，保證住戶的生命安全和身體健康；第三，對建筑物的智能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，結(jié)合智能控制目標(biāo)來設(shè)置傳感器的位置和數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)對建筑物的全面智能化管理，提升建筑物的管理與服務(wù)質(zhì)量。

2 公共設(shè)施的智能控制分析

2.1 采暖與制冷系統(tǒng)

在建筑物使用過程中，室內(nèi)空氣的溫度和濕度主要是通過其采暖和制冷系統(tǒng)來控制。建筑物所處區(qū)域不同其氣候特點(diǎn)也存在差異，使得其室內(nèi)空氣的溫、濕度主要控制方式也有所不同，如北方嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)以冬季采暖為主，夏季制冷為輔；南方則多以空調(diào)制冷為主。建筑物采暖和制冷系統(tǒng)智能控制目標(biāo)是在盡可能降低采暖和制冷能耗的基礎(chǔ)上，最大限度地為住戶提供舒適的居住條件。因而每個房間的空氣溫、濕度傳感器設(shè)置是非常必要的，住戶可根據(jù)居住需求來設(shè)定溫、濕度，從一定程度上來減少閑置或半閑置房間的能源消耗；同時將溫、濕度參數(shù)直接反饋于管理系統(tǒng)，實(shí)行對住戶能源消耗的分階收費(fèi)，從一定程度上對住戶能源浪費(fèi)行為進(jìn)行約束。另外，室外也應(yīng)設(shè)置溫、濕度傳感器。傳感器的設(shè)置應(yīng)避開陽光直射、散熱器輻射、空調(diào)直吹、燈光直射等室內(nèi)外冷、熱源的影響，能夠真實(shí)反饋室內(nèi)外空氣的溫、濕度，這樣既能實(shí)時記錄住戶的能源消耗情況，又能結(jié)合室外天氣變化及時調(diào)整室內(nèi)空氣參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)建筑物采暖和空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗管理和智能化控制。

2.2 電力供應(yīng)系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是當(dāng)前建筑中應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)，然而在使用過程中卻是故障頻發(fā)。在建筑物投入使用初期，其電力系統(tǒng)一般均配備完善，與其相應(yīng)的室外照明系統(tǒng)也運(yùn)行完好，在運(yùn)行一段時間后，可能會因?yàn)楣芾聿坏轿换蚓S修不及時而會出現(xiàn)各種各樣的故障；而室內(nèi)電力系統(tǒng)則會因住戶電線改造或是電器過多、功率過大等而出現(xiàn)電力不匹配情況，從而影響了電力供應(yīng)和電器使用。為此，電力供應(yīng)系統(tǒng)的智能控制目標(biāo)是實(shí)時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時對故障進(jìn)行反饋。在電力供應(yīng)系統(tǒng)中的傳感器設(shè)置時，應(yīng)從電源起始，對供電情況、新能源并網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測；并將室外電力運(yùn)輸與利用情況，包括室外照明、電梯及其控制元件等運(yùn)行情況實(shí)時反饋到管理平臺，及時排除故障；室內(nèi)電力控制系統(tǒng)因住戶不同存在較大差異，其監(jiān)測應(yīng)更為具體，對電力改造應(yīng)及時備案，以確保室內(nèi)大功率電器運(yùn)行時用電安全，嚴(yán)格控制電力負(fù)荷。另外，對于系統(tǒng)所采用的電氣設(shè)備及管線應(yīng)以低能耗為準(zhǔn)，進(jìn)而控制電力消耗。

2.3 給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)主要包括生活供回水系統(tǒng)、雨水排出系統(tǒng)等，這是城市居民的生活用水，對居民生活影響較大。當(dāng)前對于建筑物和城市給排水系統(tǒng)監(jiān)測還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如生活用自來水的水質(zhì)檢測尚未引起足夠的重視，部分地區(qū)仍停留在自來水廠自檢，居民無法查看水質(zhì)檢測報告；生活給排水、雨水管道故障不能及時發(fā)現(xiàn)，仍需人工報警、手動關(guān)閥等方式來處理，未將智能化控制技術(shù)應(yīng)用于給排水系統(tǒng)中。因而給排水系統(tǒng)的智能控制目標(biāo)是對給排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控，主要體現(xiàn)在水質(zhì)檢測、給排水及雨水管道預(yù)警等方面。在水質(zhì)檢測方面，水質(zhì)檢測裝置應(yīng)設(shè)定在自來水廠、每個小區(qū)或建筑物供水口、每個入戶供水口等位置對水質(zhì)進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果反饋給智能管理平臺，當(dāng)水質(zhì)發(fā)生變化時，可立即對停止供水并進(jìn)行處理，以保證住戶的用水安全。在水質(zhì)檢測點(diǎn)同時設(shè)置水壓傳感器，通過水壓參數(shù)對給水管道運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測。同理，在生活排水、雨水管道設(shè)置水壓傳感器可及時發(fā)現(xiàn)排水管道堵塞或排水不暢，及時提醒住戶或管理人員，從而避免漏水事故的發(fā)生和減少不必要的財產(chǎn)損失。該方法同樣適用于采暖系統(tǒng)，但隨著超低能耗及被動式建筑的推廣應(yīng)用，新能源采暖系統(tǒng)會越來越多，所以在2.1中未對其進(jìn)行詳述。

2.4 安全預(yù)警系統(tǒng)

近年來，隨著人們的生活水平不斷提高，居家電器越來越多，智能化程度也在不斷提高，但大多數(shù)居民需上班，每天均長時間不在家中，智能電器獨(dú)自運(yùn)行就可能會導(dǎo)致火災(zāi)，還有煤氣或天然氣泄漏、入室偷盜等因素依舊威脅著人民的生命和財產(chǎn)安全，因而安全問題仍然是不可忽視的。目前，應(yīng)用較多的是人臉識別或密碼門禁系統(tǒng)、指紋或密碼防盜門、門窗防盜系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、煤氣或天然氣報警系統(tǒng)、火災(zāi)及煙霧報警系統(tǒng)等，每個系統(tǒng)都相對獨(dú)立，且安裝成本較高，也不利于普及使用。為了保障人們的生命安全，應(yīng)逐步將智能化的安全預(yù)警系統(tǒng)列為建筑物竣工驗(yàn)收和投入使用的基本設(shè)施，其建設(shè)目標(biāo)是將火災(zāi)、漏氣、防盜等納入同一安全管理系統(tǒng)，由智能管理平臺統(tǒng)一管理建筑和住戶安全。這樣既能減少各種安全設(shè)備的反復(fù)安裝，降低安全預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行成本和資金投入，又能將安全系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，及時發(fā)現(xiàn)事故并進(jìn)行處置，實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警的目標(biāo)。同時，應(yīng)進(jìn)一步提高居民智能化生活水平，促進(jìn)智慧城市的建設(shè)。

2.5 空氣質(zhì)量系統(tǒng)

現(xiàn)代人大部分時間都是在室內(nèi)度過的，所以室內(nèi)空氣質(zhì)量就顯得越來越重要。然而現(xiàn)代建筑中采用的涂料、壁紙、地板、石材及家具等各種建筑材料，都或多或少會釋放出一定量的甲醛、苯、二甲苯、氡等有害物，這些物質(zhì)都會對人體健康產(chǎn)生影響，應(yīng)嚴(yán)格控制其在空氣中濃度或含量。因而室內(nèi)空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)是通過實(shí)時監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，尤其空氣中各類有害物質(zhì)的濃度，以保障人體健康。室內(nèi)空氣檢測裝置應(yīng)設(shè)定在每個房間當(dāng)中，能夠?qū)崟r完成空氣中各種有害物質(zhì)的檢測，而當(dāng)前對空氣中有害物質(zhì)的檢測多數(shù)還是單一物質(zhì)的檢測，這就需要檢測裝置對空氣采樣并分別進(jìn)行檢測，將結(jié)果反饋于智能管理平臺。

3 智能管理平臺建設(shè)

結(jié)合當(dāng)前建筑公共設(shè)施當(dāng)中的采暖與制冷、電力供應(yīng)、給排水、安全預(yù)警、室內(nèi)空氣檢測等系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，通過各類傳感器和檢測裝置將建筑物使用過程中的數(shù)據(jù)實(shí)時反饋至智能管理平臺，每個系統(tǒng)具有獨(dú)立的監(jiān)測和控制界面；平臺的管理人員，則可通過對各個系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，及時將建筑物運(yùn)行正常、故障、維修等狀況進(jìn)行記錄，對產(chǎn)生故障及預(yù)警的情況第一時間通知相關(guān)人員進(jìn)行處置，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)建筑物的線上和線下相結(jié)合的管理方式。

4 結(jié)語

鑒于當(dāng)前建筑當(dāng)中，各種新技術(shù)和新設(shè)備不斷革新與應(yīng)用，控制技術(shù)也正逐步進(jìn)入智能化和集成化，各自相對獨(dú)立控制的局面勢必會被打破。通過各類傳感器和檢測裝置將建筑物運(yùn)行參數(shù)反饋至管理平臺，實(shí)現(xiàn)對建筑物采暖與制冷、電力供應(yīng)、給排水、安全預(yù)警、室內(nèi)空氣檢測等系統(tǒng)智能化管理，最大限度地提高人們生活的智能化程度。將建筑物逐步建設(shè)成為智能建筑，為智慧城市的建設(shè)建立良好的基礎(chǔ)。