浅谈楼宇智能化整体设计的楼宇自动化设计

文／王松宏 北京特斯联教育科技有限公司 北京 102100

唐 越 铭基电子技术（北京）有限公司 北京 102100

引言：

随着大数据、人工智能等技术的逐渐成熟，其应用在更多的领域中，对建筑行业也带来了新的改变，智能建筑也逐渐出现。楼宇自动化设计是智能建筑中最为重要的一部分，随着技术的不断更新和完善，给人们也带来了很大的便利。在楼宇自动化设计的过程中，其中包含了很多部分，比如是中央空调、消防、电梯、照明等。这些功能让人们的生活更加方便，给予人们更加舒适的生活环境[1]。

1.楼宇自动化的发展

在经济发展的过程中，很多国家的第三产业的占比逐渐加重，人们在工作的过程中也更加注重舒适性和高效性，智能化建筑成为人们生活和工作的必要选项。其可以极大程度满足人们想要获得高效舒适的生活条件。在我国智能建筑第一次出现是在1989年，位于北京的发展大厦，其使用了自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统,该大厦可以认为是我国智能化建筑的雏形。

在进入二十一世界之后，高新信息技术逐渐发展，对于建筑结构和系统也提出了更高的要求。系统控制的方式也从之前的集中控制，到现在具有高处理能力的现场控制器所取代，其可以实现集散控制，有更强的应变处理能力，采用更多的参数实现控制目的。智能化市场的发展规模如下图1所示：

图1 智能化建筑的发展模式

2.智能化建设及楼宇自动化设计的特点

2.1 科技感十足

智能化建筑主要是和现代信息技术和科技进行结合，在建筑内部无论是很设施设备和还是系统软件都非常具有科技感。在办公大楼中，人们的上班走进大门，不需要使用手动推拉，只需要有人经过，大门会自动感应，实现自动开关。为了可以对进出门的人进行控制，可以对进出门的人使用人脸识别技术，或者是使用专门的刷卡机制。在这样的情况下，也可以对安保系统进行升级。可以看出，在实现智能化之后，不论是居民楼还是办公楼都出现的了科技感[2]。

2.2 安全性更高

随着人们的生活品质逐渐变好，更加注重生活隐私，对于公司而言也更加注重公司的利益，对于公司所涉及到的机密问题也更加注重安全。因此，在智能化建筑中对安全性能的要求更高，并且随着高楼大厦逐渐崛起，安全性也越来越高。在建筑中使用高科技，智能建筑以及楼宇自动化的安全设施更加周密，指纹锁和密码锁的使用更加广泛，为人们的生产和生活提供了更多的保证。

2.3 舒适性更高

智能化建筑的出现是为了让人们可以有更好的体验感，在生活和工作的过程中都可以有更好的舒适性。空调的使用可以让人们冬暖夏凉，照明可以让人们不论工作到多晚，都可以保证工作效率。智能化建设可以说是让人们的生活更加便捷，并且各种电器设备的使用可以保证操作更加方便，并且售后服务也做的比较好。随着智能化、自动化系统的升级迭代，物业办公、居家生活等方面的效率越来越高，提高了人力、物力、时间、能耗、资源等各方面的使用效率，从而真正做到物尽其用，人尽其能[3]。

3.智能化设计在楼宇自动化中的应用

3.1 能源管理

能源管理设计的场景会更多，在楼宇中，能源管理主要是为了可以减少对能源的使用，尽可能做到节能，控制整体能耗，在楼宇自动化设计中，对能源管理有3个功能，分别是闭环控制、全面能源管理、设备管理。

首先是对于能源的闭环控制，在使用的过程中，用户可以对其所需要使用的照明、空调等系统在运行中涉及的指标进行设定，之后通过传感器对其进行信号检测和采集，将其数据上传到系统后台，但这样对数据进行监测和比对，对其运行中出现的差值进行更改。在设计的时候会对其偏差范围进行控制，比如在使用空调对室内环境温度进行控制的过程中，其温度的控制在24℃±2℃范围内，需要对其环境温度进行实时监测，让其温度控制在22℃和26℃之间。当其温度过高或过低，都会自动进行调整，为了可以对自动化系统进行控制，可以通过对空调机组的使用数量和运行负荷进行温度的调节[4]。

其次是针对能源管理功能，在进行管理的过程中，需要使用自动化系统，通过通讯接口层，可以实现总系统和各个子系统之间的联系，实时对数据进行收集和监控，并且可以直接在总系统界面对其进行操作，当数据出现比较大的出入，系统会发出警报，之后生成报告，比如在使用照明系统，出现耗能较大的现象，或者是已经超过了额定电压，系统会在电子地图上出现特殊颜色的标记符号，系统会根据其出现的问题，直接下达指令对其指标进行分解。

最后是对设备管理进行控制，在自动化系统使用的过程中，会出现很多能源设备，这些设备也需要时刻进行监督，以防止使用的过程中出现意外，可以在无人干预的情况下，自动化系统对发电机组、开关等设备的运行状态进行监控，这样总控制系统可以对全部的设备进行集中管理和调度，比如根据发电机组运行监测数据来计算能源消耗量、提供能源管理决策依据、必要时发送故障报警信号[5]。

3.2 智能门禁系统

随着自动化和科技的逐渐发展和成熟，智能门禁系统在生活和生产中的使用范围也逐渐变得更加广泛，已经成为很多建筑中十分重要的一项设施。对于一些居民楼，门禁系统主要是采用面部识别管理，其主要是针对小区居民和一些外来局面进行划分，一般小区居民都会留下面部信息，当进出小区时，智能门禁系统会进行面部对比，这样可以对业主的信息和身份进行确认，这样会减少外来人员的进入。面部人脸识别系统在智能门禁系统中使用的频率也在逐渐增加，更多的人选择该方式，其会更加方便。但是在办公楼中，使用面部识别的可行性并没有小区内部那么便利，因为办公楼中经常会出现一些陌生面孔，并且其人员的离职和入职也会多一些，使用面部识别系统，需要经常对面部信息进行登记，因此，经常会使用电子锁[6]。

在门禁管理中，为了可以对其功能更加健全，在这个过程中，还需要涉及防盗预警和视频监控两个方面。防盗预警主要是在建筑的各个楼层中，设置一定的安防探测器，采集相关的运行数据，比如门禁控制器、电控锁等。当检测到人员出入的同时，需要在电子地图上进行显示，当显示绿色的时候，则表示属于正常，但是当其显示红色，则表明属于非法入侵，需要根据其所锁定的位置对其范围进行控制，并且发送警报[7]。在视频监控方面，楼宇自动化系统联动控制视频监控子系统与防盗预警子系统，在系统接收到防盗报警信号后，根据报警安防探测器位置等信息，调整摄像头的角度朝向，跟踪拍摄非法入侵人员的视频图像资料，起到锁定入侵人员实时位置、收集非法入侵证据的作用。智能通道闸的图示如下图2所示：

图2 智能通道闸

3.3 通风空调子系统

在进行设计的过程中，子系统需要监控的对象是新风机、空调机组、楼层排风机。

在通风空调子系统中，使用的监控功能主要如下所示：首先是需要设定时间对新风机进行控制，对其排风机的开启和停止进行控制，并且需要监测其工作状态，当出现故障之后，及时发出警报。在多雨潮湿季节对空调房间进行低冷量除湿送风，保持室内温、湿度。实时测量新风机和空调机回风温度，自动调节冷冻水管上的比例积分二通阀门的开度，实现系统变水量节能运行。检测滤网前后压差,报警滤网堵塞情况[8]。

对于通风空调子系统监控点及设备配置如下表1所示：

表1 通风空调子系统监控点及设备配置

3.4 自动化消防系统

任何一个建筑中，消防系统都属于重点工程，将智能化和自动化在消防系统中进行使用，可以给建筑带来更多的安全性，在楼宇内实现自动化设计，消防系统所需要具备的功能主要如下所示：其一是火灾自动报警功能。当楼宇内发生火灾，报警控制器及时启动消防应急广播与声光报警器，第一时间向楼宇住户发出警报，及时疏散人群；除此之外，其报警功能可以和消防系统之间进行联动，当出现问题之后，可以直接将火灾的位置在第一时间上报给相关部门，这样可以方便工作人员及时出警，对其现场火灾在短时间之内进行控制。其二是联动灭火系统，除了触发警报外，借助计算机技术，系统分析空气质量中易燃物质成分，对火灾做出相应的检测。并且可以对灭火系统进行智能化设计，当出现火灾之后，灭火装置会在第一时间被使用，但是很多人可能对于灭火装置的使用并不熟练，或者说是并不会使用，当对其实现智能化之后，可以在第一时间让其发挥最大作用，满足火灾发生时的需求，提高其安全性和自动化水平。其三是可以设置备用电源，当发生火灾之后，可以会引起突发停电现象，这样给消防系统也会带来一定的问题，在这个过程中可以为了可以防止火灾影响电源供应，在突发停电状态下为消防系统的运行提供电力，将火灾隐患扼杀在摇篮里[9]。

3.5 照明系统的智能化设计

在智能建筑设计的过程中，照明系统非常重要，并且其能耗也会更多一些，不同的建筑其能耗可能不同，在整栋楼宇运营的过程中，照明的控制方式非常重要。按照建筑物内部的照明设施使用情况，在进行调查之后，可以发现在大厅、大堂和楼层公共区3 个位置中其每天的耗电量会非常大，因此，需要对其进行监测和管理。在进行管理的过程中，需要根据其实际的使用功能进行划分，在进行划分之后，可以使用照明系统控制开关等实现操作和控制，这样可以降低电能耗。建筑照明系统的电气自动化也可以根据功能区的实际需要进行自动转换，以更好地满足现代建筑功能区的照明需求，从而更好地实现建筑的智能化[10]。

在进行智能化设计的过程中，可以采用环境控制的方式，可以在室内环境中布置光照传感器，这样可以对不同的照明亮度、范围等参数进行设计，将其作为建筑照明控制方案的制定依据，由系统自动调节照明系统运行负荷与照明灯具启闭数目。在进行照明设置的过程中，远程控制方式也非常重要，需要时刻保持客户端和服务器之间的通信网络状态，当网络断开之后可能会造成服务器的不稳定，导致其无法在第一时间对其照明系统进行控制。通过收集APP、遥控器等方式对其控制内容和方案进行改变。智能灯控系统如上图3所示：

图3 智能灯控系统

结语：

随着智能化逐渐走进人们的生活和生产中，智能化建筑的设计也更加多样性，其内部系统更多的采用自动化设计，这样可以节省更多的人力，更加便捷，并且可以给人们带来更好的体验感，不论是生活还是生产，都会更加具有舒适感。在技术不断更新换代的情况下，智能化建筑的自动化设计会越来越先进，希望其可以带给人们更好的使用体验。