智能建筑中楼宇自控系统的应用

摘  要：我国国民经济和科学技术的快速发展，对智能建筑的发展起到了很大的推动作用。作为智能建筑的重要组成部分，楼宇自动化系统的广泛应用不仅可以提高智能建筑的综合性能，而且还能提高其后期使用效果，因此对我国智能建筑的发展具有重要意义。基于此，本文分析了智能建筑中楼宇自控系统的应用，以期为相关应用提供参考。

关键词：智能建筑;楼宇自控系统;应用

中图分类号：TU855    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）11-0000-00

0 引言

智能建筑是以传统建筑为依托，综合应用各种智能化信息技术，同时能够为人们提供安全、舒适的生活环境的一类新型建筑。我国自上世纪九十年代末引入智能建筑以来，其在我国一直在稳步发展;近年来，随着我国信息化建设力度的不断加大，智能建筑也进入了快速发展期。当前随着新的技术和和产品的不断涌现，新的规范和标准的制定，这为智能建筑的发展奠定了基础。做为现代智能建筑中不可或缺的一部分，楼宇自控系统建设的重要性也越来越凸显出来。

1 楼宇自控系统概述

楼宇自控系统是智能建筑体系中的重要组成部分，其在综合运用自动控制技术、计算机技术、通信技术等的基础上，实现对建筑内的机电设备的集中管理和有效控制，从而在确保各机电设备正常使用基础上，减少建筑在使用过程中的能源消耗、减少维护以及运营成本，为建筑使用者提供了一个高效、舒适以及经济的生活环境。

2 楼宇自控系统的基本构成及功能

楼宇自控系统通常包括供配电、暖通空调、给排水、照明、电梯等子系统，现场设备主要通过现场控制器或通信接口两种方式与中央监控平台进行通信，实现信号和指令的上传下达。目前，国内楼宇自控系统主要有集散式和现场总线式两种结构形式，集散式结构形式可以实现对子系统的集中管理、分散控制，是目前使用最多的一种结构形式。

我国智能建筑中所采用的楼宇控制系统一般是由监控管理设备、现场控制器以及传感器与执行设备三部分构成。其中现场控制器能够实现对所有传感器以及对应设备运行信号的接收以及初步处理，通过设定相关程序与阈值，保障程序控制下的各个设备能够处于良好运行状态，该系统还可以通过跟中央处理器的双向通信，协同进行建筑内各设备的管理工作。传感器能够就建筑内部的现场数据进行采集工作，具体包含有建筑物内部的温度、湿度以及照度情况等，随后将这些采集到的信号传递给中央处理器。执行设备在结合了中央处理器发送过来的具体信号指令后，再对建筑内部各设备发出对应控制指令，从而实现对各种设备的有效控制[1]。

3 楼宇自控系统在项目中的应用

3.1 项目背景

本项目位于上海某旅游度假区南大门，使用功能定位为办公商业综合楼。大楼总建筑面积94847m2，地上10层，地下3层。大楼以管理办公为主，此外还包含综合办公、展览会议中心、配套商业等综合性功能;提供涵盖从周边居民、办公人群、商务人群到园区游客的全方位服务。

对于像本项目这样涵盖多种业态的综合性大楼，对楼宇自控系统的要求较高，系统除了要求安全、可靠、节能，还要根据不同功能区域的实际需求进行具体分析，制定合适的控制方案。比如对空调系统的控制，在满足相关规范、标准要求的基础上，还要根据每个区域的不同使用功能，分析该区域每天的人流分布及人员活动情况，制定不同的控制策略，既要保证环境的舒适，又要降低能耗。因此，在设计之初，对大楼不同区域的使用功能进行深入分析并形成一套经济可行的控制策略。

3.2 设计概要

3.2.1 网络架构

本项目楼宇自控系统由BAS服务器/工作站、网络控制器、现场控制器以及传感器、执行器等设备构成。系统采用集散式分布控制网络结构，采用管理层和控制层两层网络结构，可以有效覆盖建筑内各设备的自动化控制及管理。管理层设备通过Ethernet以太网通信协议进行实时通信，以实现网络管理、数据的收集与汇总、报警管理以及指令下达等功能。控制层中的现场控制器通过BACNET MS/TP协议进行通信，传送中央工作站下达的指令，向中央工作站反馈建筑物内各种设备的实时信息;当现场控制器出现故障时可以自动脱开网络，不影响网络上其它设备的正常运行;同时，当上层网络出现故障时，现场控制器可以继续按预定的程序工作，从而保证系统的正常使用。

3.2.2 控制策略

本项目的楼宇自控系统主要用于实现对大楼内的冷热源系统、空调系统、新风系统、送排风机系统、给排水系统及其他机电设备的集中监视、管理和最佳节能控制，具体控制策略如下[2，3]：

（1）冷热源系统控制策略：通过对温度、压力等的监测，对板式换热器、冷/热水循环泵等相关设备进行连锁顺序控制;使设备尽可能高效运行，相同型号设备运行时间尽可能保持相同的运行寿命，满足用户对低负荷运行的需求。（2）空调系统控制策略：餐厅人流分布比较规律，热负荷也呈规律性变化，楼宇自控系统可以根据负荷曲线对控制状态进行提前调整，以保证环境温度的舒适;二层以上大楼办公区域，人员活动差异性很大，楼宇自控系统可以分楼层分区域对空调设备进行独立控制，以减少能源的无谓损耗。对大开间办公室、展览展示厅等送风回路存在干扰的区域，采用温度串级控制，其中以回风回路为主，送风回路为辅，最大限度的克服送风回路的干扰，从而改善调节品质。（3）新风系统控制策略：商场商铺、大空间办公室等处，采用新风需求控制。根据风管CO2浓度检测值，调节新风阀的开度，增加或减少新风量，使CO2浓度始终保持在卫生标准规定的限值内。（4）送排风系统控制策略：在地下车库安装CO浓度传感器，实时监测地下车库CO浓度。当CO浓度超过设计设定值时，开启相应区域的排风机组，而平时排风机组可不开启，从而达到节能的控制效果。（5）给排水系统控制策略：对给排水系统的运行情况进行实时监控，在生活水箱、集水井等设施内安装液位传感器，在发生低水位或超水位报警时，及时启动水泵进行补水或排水，一旦发现水泵出现运行故障，及时进行主备水泵的切换处理，保障整个给排水系统的整体可靠运行。

3.3 实施效果

经过对系统建成后的运行情况进行分析，该系统控制策略得当，达到了预期的监控效果，配合人性化的软件操作界面，可以实现既定的建设目标。此外，该系统设计了一套图形化软件操作界面，可以实时、动态的显示现场设备的运行情况及报警信息，也可以进行参数设置、控制方式切换、强制启停等操作。系统可以自动记录各种受控设备的运行参数、运行状态及报警信号等相关数据，并可随时调阅。系统建成后，可以通过现场总线进行拓展，增加现场控制器和相关设备，不影响其它设备的正常运行。系统采用了开放性、可扩充性、标准化的通信协议，既可以向上集成到IBMS系统，也可以通过通信接口向下对其它子系统进行集成，形成一个一体化的管理平台，方便对建筑内设备的统一管理。

4 结语

综上所述，楼宇自控系统是智能建筑中比较复杂的一个系统，是多种技术结合的产物，楼宇自控系统的建设，能够实现建筑物功能的完善与优化，为人们生活工作提供更加人性化的服务。近年来，楼宇自控系统的应用逐渐走向成熟，系统的稳定性得到不断提高，但随着科学技术的快速发展，楼宇自控系统在新技术的应用方面仍有所落后，因此我们应加强楼宇自控系统新产品、新技术的研发力度，不断提升楼宇自控系统的应用水平，确保我国智能建筑行业的可持续发展。

参考文献

[1] 张建涛，张继庆.建筑智能化中楼宇自控系统的应用研究[J].山西建筑，2020（9）：193-194.

[2] 赵慧，李昊明.智能绿色建筑中楼宇自控系统的设计[J].工程技术研究，2020（13）：210-211.

[3] 钱昱.楼宇自控系统集成技术及发展方向[J].智能建筑与智慧城市，2020（8）：34-35.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：陈向阳（1976—），男，山东青岛人，本科，工程师，研究方向：建筑智能化。