淺析智能建筑中的樓宇自動化設計及其應用

張 敏 廣東瀛信辰宇科技有限公司

1 前言

智能技術的快速發展，在建筑行業領域獲得科學應用，智能建筑由此出現。智能建筑基于先進科學技術的集成應用，使建筑更具智能化與自動化特點，為人們提供良好的居住環境。基于建筑行業發展情況分析，智能建筑也成為未來發展的重要方向和趨勢，對建筑行業的發展可謂是至關重要。

2 智能建筑中的樓宇自動化設計

2.1 設計原理

針對智能建筑，樓宇自動化設計及其應用屬于關鍵內容。基于各子系統的科學控制與集中管理，依托監控技術，及時發現安全隱患問題，避免安全隱患事故的出現。基于機電設備一體化管理，促使建筑設備性能能夠獲得真正提高，避免設備運行頻發故障問題，避免發生嚴重安全隱患事故。依托自動化設計，基于節能環保標準，以此對建筑布局采取科學優化，對采暖、空調設備加以合理選擇，制定合理運行方案，確保舒適度的前提下，運用科學系統的管理措施，加強建筑能耗控制，對能源加以合理高效利用，避免出現嚴重浪費。基于自動化設計，對樓宇系統一體化管理，以智能系統為主，避免人為因素引起不必要的問題，為人們提供便捷舒適的居住環境[1]。

2.2 設計思路

樓宇自動化設計期間，控制系統具體涵蓋變配電、空調、消防與電梯等眾多子系統，并依托以太網，確保工作站同控制單元形成有效連接，建立交互網絡關系，繼而采取分層控制。如圖1，有關現場控制設備以及管理設備，以傳感器、執行器為主，數據信息可完成交互。借助網絡，以各控制單元為主，可采取智能聯動管理，并實現數據共享。系統自動控制功能方面，依托智能系統，可對設備狀態完成實時監控，對采集獲取的設備數據完成安全傳輸，工作站可及時接收并保存，對數據完成系統分析，以此對數據作出科學管理。基于數據分析結果，對執行器采取合理控制，已完成對子系統的集中管理[2]。

圖1 系統總體設計思路

2.3 結構設計

基于自動控制系統結構分析，自動化設計期間，應構建相應的中央站，以此對各項系統采取系統分類管理，為系統運行提供可靠保障。基于具體標準，對各工作站采取合理設計，方可對子系統運行采取實施監督與系統控制。針對自動控制系統，監控信號相對較為復雜，異構系統相對較多，設備實時訪問以及科學處理，則需對各系統采取協調管理，確保自動控制系統擁有良好的兼容性以及可移植性等特點。所以，可以三級集散控制結構維護，系統結構具體涵蓋管理層、監控層與現場層，以此對子系統設備運行情況完成集中、監測與控制管理。針對管理層，屬于系統頂層，主要是對各子系統采取系統協調，利用集中管理，有效節約成本。有關管理層，主要為中央管理計算機，應構建安全網絡。以管理層為主，可完成人機交互，對操作指令完成準確發布。針對監控層，主要為BAS監控計算機，經控制總線，可同現場控制器完成有效通信，對各子系統運行情況完成實時監控，出現異常可及時報警，可對系統指令完成準確執行。針對現場層，涵蓋各類現場裝置，利用控制器，有關過程數據方面，可完成全面采集。針對控制器，則可利用現場總線，對控制指令完成準確接收，并以控制算法為主，對設備采取相應的控制，系統診斷設備運行狀態，使設備能夠保持平穩運行[3]。

3 智能建筑中的樓宇自動化應用

3.1 工程概況

以某酒店大樓項目為例，基于建筑功能分析，設計功能較多，以完成自動化設計，具備相應的自動化管理系統。針對建筑，自動規劃設計期間，以BAS 系統為主，以此對各項設施完成自動化、智能化控制，確保各設備平穩運行，可對能源消耗做出科學控制，使建筑運營成本得到明顯減少。

3.2 自動控制系統設計原理

自動化控制機制設計期間，應建立中央站，以此對各子系統完成系統分類管理，確保系統可以保持高效運行。基于設計圖紙，合理建設相應的工作站，確保各系統符合建筑控制標準需求，可對各系統運行完成實施監督與科學控制，保證各系統時刻處于高效運行狀態，促使系統間可以協調運作，使管理更為科學高效。

針對酒店智能控制，由軟、硬件共同組成，以硬件為主完成靜態控制，以軟件為主完成動態控制，動靜結合的方式，可完成自動化管理，使建筑能夠保持高效運行，并達到節能的效果。

（1）硬件設計。智能系統運行階段，硬件是關鍵核心，同樣屬于自動化設計的主要內容。首先，以BAS為基礎，可為建筑運行提供基礎條件，而有關處理器，則以中央處理器為主，內部分布大量DDC，依托中央處理器，對各傳感器與控制器以及傳輸路徑等，采取實時監控，若發現異常，處理器可及時響應，并快速發出預警信號，并發生詳細準確的故障報告以及維修記錄。同時，傳輸網絡信號選擇上，多以標準輸入信號為主，存在良好的抗干擾能力，確保DAS、DDC 可對內部信息完成安全傳輸。DDC 同樣可完成檢測處理，如果中央處理器發送信息存在誤差，則可完成全面檢測和系統過濾，避免操作錯誤信息的頻繁出現，確保系統能夠保持穩定可靠。除此之外，電源裝置設計期間，應當重視不間斷設置，確保建筑用電可以得到保證，使各系統可以保持正常運行。BAS控制中心，基于科學系統設置，以供電時間為主，供電總量大于800VA，連續電源AC220V（±11%）、50Hz（±5%），針對中央處理器，具體涵蓋電池組、充電設備、自動轉換電路以及逆變器。建筑發生斷電時，系統能夠快速響應，自動開啟應急電源，使供電能夠保持連續，并通過安全設置，避免設備出現損壞等問題。

（2）軟件設計。基于軟件設計，可確保系統控制能夠凸顯出智能化與自動化特點，提高建筑管理效率，設計內容詳見圖2。

圖2 系統總體結構設計

智能建筑設計期間，對系統采取中文翻譯，確保工作人員可以對控制要領做到快速熟悉掌握，以此對樓宇完成合理高效的控制操作，并對建筑環境采取實時監控，對控制信息完成安全儲存，并對控制系統完成風險評估，以此對建筑采取科學系統管理，確保各項機制可以保證安全運行，使用戶個性化需求可以獲得充分滿足。通過DDC控制，對空調、排風等系統采取自動化控制，確保可以保持高效運轉，并采取智能化調節。

低壓電力線載波通信，可對各類數據完成快速安全傳輸，傳輸范圍相對較廣，運行高效便捷，且投資成本相對低廉，有著良好的應用。針對該酒店樓宇，有關通信技術，以現場總線控制網絡技術為主，即LonWorks控制技術。進行設計期間，電力智能芯片尤為重要，屬于系統關鍵基礎核心。同時，以發射器處理核心、電力收發器為主，對兩者采取充分結合，使節點網絡同低壓電力功能可以保證相對完善，詳見圖3。

圖3 智能建筑自動化控制

圖4 智能建筑自動化軟件設計

圖5 智能收發器結構

智能節點設計期間，對溫度傳感器加以合理運用，利用C語言完成系統編程，并設計相應的自動化函數，為總線控制進行對相集合，構建適宜的外部環境。與此同時，可對內部完成科學系統檢查。利用C語言，使各節點可形成有效聯系，以此實現數據共享，建立相應的網絡控制系統。

使用之前，利用模擬組網，以此對控制系統完成系統測試，基于系統程序，對各節點采取實時監控，并借助各傳感器，對節點接收獲取的信息完成高效傳輸，以此對狀態完成科學系統檢測，保證運行穩定。與此同時，對模擬組網、各階段采取系統測試，充分保證控制效果。

4 結束語

綜上所述，樓宇自動化的科學設計與有效應用，使建筑更具智能化與自動化的特點，對智能建筑具有重要的影響和意義。所以，智能建筑中，務必對樓宇自動化加以合理應用，并基于建筑特性、子系統等，作出科學設計，使樓宇自動化可以發揮關鍵作用，為人們提供更加智能便捷的居住感受，以此促進智能建筑良好發展。