楼宇设备自动化系统设计问题分析

黎放球

（广东 深圳 518000）

楼宇设备自动化系统设计问题分析

黎放球

（广东 深圳 518000）

楼宇自动化系统就是对各种机电设施进行全面的计算机监控管理。通过对各个子系统进行监控、控制、信息记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为建筑物用户提供良好的工作环境、建筑物的管理者提供方便的管理手段，从而减少建筑物的能耗并降低管理成本。文章针对楼宇自动化系统设计问题进行了分析。

楼宇自动化；设计；控制技术

随着科技和经济的不断发展，建筑内各种机电设备越来越多，越来越复杂，对机电设备的控制和管理要求也越来越高。楼宇自控系统在其发展过程经历了从分散控制到集中控制，再到集散控制，目前正向开放式现场总线系统发展的几个阶段。楼宇自动化系统主要包含暖通空调、照明、给排水、电梯、变配电、消防、安全防范、车库管理等子系统。从节能和提供舒适度角度来说，暧通空调和照明子系统是楼宇自控的核心。对其它子系统，楼宇自控只对其进行运行与故障状态的监视和非正常状态时的联动控制。

1 楼宇自动化概念

楼宇自动化（BAs）系统是运用现代控制技术、计算机技术、通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，它将建筑物内的所有机电设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的监视、控制、管理，以便营造一个安全、舒适、高效、节能的建筑环境。如暖通空调设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等，通过实现建筑设备自动化控制，以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行之目的。

2 楼宇自动化系统

2.1 暖通空调子系统

2.1.1 设计关键

空调与冷热源系统是建筑物中能量消耗最大的系统，据统计占整个建筑耗能量的50%以上，也是创造舒适度的重要保证，所以不论是从节能还是从舒适度方面来说都要求楼宇自动化控制系统对其做全面综合的监视与控制。

实现一个优秀的暖通空调控制系统，首先必须有一个优秀的暖通空调系统。其次是暖通空调工程师和自动控制工程师的密切配合，参照智能建筑设计标准，合理布置监测、控制点，列出监控点位表。

（1）合理配置自控元件。既要保证前端所测参数能准确反映测量点的实际值，又要保证末端执行机构能准确理解控制器发出的指令。比如，各类电动阀门是BA系统的主要执行机构，在空调运行控制过程中，阀门的开度是主要调节内容，因此，保证阀门“零”开度就成了提高空调运行系统控制精度的一个重要条件。

（2）合理配置前端检测元件的数量。探测点过少，不能取得精确的前端信号，探测点过多，则不但会造成信号之间的耦合，而且会增加系统投资。

（3）正确选择前端检测元件的安装位置，使其所测参数具有高代表性。

（4）合理选用控制器：选择能直接控制末端执行机构的控制器，以减少系统控制级数，提高系统可靠性；选择内含丰富积算控制程序的控制器，以增加控制策略的选择性。

2.1.2 控制策略

（1）尽可能缩短冷热源设备的运行时间，减少运行台数和输出功率，避免无功运行。

（2）空气处理过程中，避免冷热量相互抵消且最大限度利用回风。

（3）采用变风量、变水量控制技术，实现水泵、风机的最佳启停点和最佳状态点控制。

（4）非连续工作的空调对象，事先可设定若干基本状态进行工作，状态间可自动切换。同时系统根据移动探测器检测的信息也可切换这些基本状态。

（5）运用自适应控制与模糊控制原理等高级控制软件，自动改变室内温湿度设定值，提高控制精度。

（6）自动记录各种设备的运行时间，自动转换运行顺序，提醒下次保养维修时间。

（7）监视各设备的运行状态、故障状态、手自动状态；控制启停。

2.2 照明子系统

据统计，照明约占商业建筑总能耗的1/4，所以对照明系统的优化控制也是楼宇自动控制系统的一个重要任务。

（1）所有区域的灯光均可进行统一的开关控制；按事先设定的基本状态进行切换，在不同时间提供不同的灯光效果。

（2）根据移动探测器反馈的信号，自动将无人区灯关闭，将有人区域灯光调到最合适亮度。

（3）按自然光补充强弱自动调整室内照明亮度，使达到最佳水平。

（4）会议室、贵宾室、演讲厅等区域设置场景功能，可按不同情景改变场景，随时和会议系统联动，使灯光、音响、摄像同步。

（5）在车库，当移动传感器被触发时，打开相关区域灯光，一定时间后关闭。

（6）监视各回路的开/关状态、故障状态、手/自动状态。

2.3 其他子系统

楼宇自动控制系统对给排水、电梯、变配电、消防、安全防范、车库管理等子系统只进行运行状态与故障状态监视；在非正常情况下对各子系统执行联动控制。

3 楼宇自控系统集成

系统集成是将分散的、相互独立的各子系统通过物理集成、网络集成、应用集成为一个大系统，用相同的环境、软件界面进行集中监视、统一管理。

（1）实现系统集成，各子系统必须具备良好的开放性，能和外界进行良好的数据交换。

（2）利用网关、智能化路由器实现系统集成。

（3）利用OPC、ODBC技术实现系统集成，OPC协议是为解决应用软件和各种驱动程序的通信而产生的一项工业技术规范和标准，任何支持OPC的产品都可实现无缝系统集成。

4 跨子系统联动，提高整体管理水平

楼宇自控各子系统经系统集成后，从集成平台的角度上看，就如同一个系统一样，无论信息点或受控点是否在一个子系统内都可以建立联系，有效地对大楼内各类事件进行联动管理，提高了对突发事件的响应能力。子系统间的联动几乎是任意的，可通过编程实现。

（1）当保安系统发出报警信号，CCTV系统可在控制室内自动切换到相应区域图像信号，并进行录像；门禁系统关闭指定的出入口，只能由保安打开。

（2）当消防系统发出火灾报警信号时，CCTV系统可在控制室内自动切换到相应区域图像信号，观察是否误报火情大小；门禁系统迅速打开相关层的电磁锁，确保人员迅速疏散；配电照明系统和通风系统及时关断相应层的新风机组、风机盘管和配电照明。

（3）在特殊场合，进入房门需经保安人员许可时，CCTV将图像切换到指定监视器上，由保安人员认可后才可进入房门。

（4）CCTV与巡更联动，在巡更人员到达巡更点时，联动摄像机保证巡更者安全。

（5）CCTV与车库管理系统联动，当有车辆进出时，联动摄像机进行录像；当停车场系统故障时，联动摄像机观察情况，在控制室内操作栅栏机，保证车辆通行。

（6）当有人读卡，照明系统打开相应区域的照明；空调系统打开新风机组、风机盘管，当有人进人办公室后打开空调。

5 楼宇自动化系统发展前景

未来楼宇必将充满各种各样的智能设备，楼宇控制网络中的传感器、执行器等都是智能的，楼宇的基础设施能无缝隙地将数据网、控制网连接起来，形成整体楼宇网络，并延伸至因特网，真正做到局域和远程信息实时监控、数据资源的综合共享以及全局事件快速处理的一体化的科学管理，使建筑管理人员远在千里之外也能实现其职责；物业公司可以跨地区对所属楼宇进行物业管理；楼宇设备厂家可以通过网络持续了解自己设备运行情况，及时指导维护人员对设备进行维护保养。

6 结束语

总之，要充分发挥楼宇自控系统的功能，需要设计单位周密详细的设计论证、统一规划，需要工程施工单位精心施工，更需要系统集成商以高度负责的态度，从用户角度出发，为每一个项目选择一个适合它本身的功能配置，甲方也尽早配备相应工程技术人员，加入到项目实施中，这样才有助于项目的接受和系统的运行维护，从而真正发挥楼宇自控系统的功效，创造良好的社会经济效益。

1 岳洪泉.楼宇设备自动化系统的应用［J］.建筑电气，2008（12）

2 刘广进.楼宇设备自动化系统结构设计研究［J］.科技创新导报，2009（21）

Analysis of Building Automation System Design

Li Fangqiu

Building automation system is comprehensive computer monitoring management to various electrical and mechanical facilities.By monitoring, controlling and information recording the various subsystems, decentralized energy conservation control and centralized scientific management can be achieved. In this way, we can provide a good working environment for construction users and easy management tools to construction managers, so that energy consumption in buildings is reduced and management cost is reduced as well. In this paper, building automation system design is analyzed.

building automation; design; controlling technology

TU855

A

1000－8136（2010）33－0017－02

黎放球，男，工程师，毕业于黄石高等专科学校，主要从事工作领域：建筑智能化。〗