浅谈智能建筑中的楼宇自控系统.doc

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浅谈智能建筑中的楼宇自控系统

科技的日新月异让人们的生活水平发生了彻底的改变，也让建筑行业向着更高端的方向发展。

“十一五”期间，国家提出了共同构建平安、和谐社会的口号，许多行业和企业都开始打起“智能”战。

转眼间，智能建筑、智能小区的建设在全社会火热地开展了起来。

从2006年的发展情况来看，中国的智能建筑发展速度比上一年的明显上升了一个大的台阶。

我们知道，自1984年美国建成第一座智能建筑以来的十几年中，在世界范围内，智能建筑以一种崭新的面貌和技术，迅速在各地展开。

尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区，为了适应智能建筑的发展，进行了大量的研究和实践，相继建成了一批具有智能化的建筑。

我国在20世纪（以下同）80年代末着手编制建设部的《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92时，也开始涉及到智能建筑的理念，并提到了楼宇自动化和办公自动化，直到90年代初智能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受，尤其是在1993至1995年期间，全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的建筑标以"智能建筑"，"全智慧型建筑""3A型智能建筑"，"5A型智能建筑"等等，一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点。

　智能建筑主要分为两大类，一类是以公共建筑为主的智能大厦，如写字楼、综合楼、宾馆、饭店、医院、机场航站楼、体育场馆等。

另一类则是以住宅为主的智能化住宅小区。

在整个国民经济发展中，住宅建设占有相当大的比重，每年全国智能化住宅小区的开发面积均在数亿平方米，已成为建筑行业中甚至国民经济中的一个新的增长点。

2008年奥运会马上就到，我国曾提出“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运”。

这是我国对世人的承诺，也是对我们自己提出的挑战。

节能和生态是摆在我们面前急需解决的重大问题，在发达国家他们提出节能，而在我们这种发展中国家，更应提到更高层次来重视。

如何充分利用大自然的资源，如阳光、风力、地热等。

从建筑的构造上，如何体现少用能源而达到同样的目的。

只有在充分挖掘了自然资源的可利用后，再来考虑额外的能源消耗。

我国是一个能源严重缺乏的国家之一，在各行各业蓬勃发展之际，都需要能源，因此节约能源更显得尤为重要。

我国的许多建筑，在设计上看，其耗能就高，试想这样的建筑，再怎么采取节能措施，也不可能达到经济的目标。

因此，在智能建筑飞速发展的今天，谈到建筑的节能首先应该来谈楼宇自控系统，因为它对智能建筑真的是太重要了，下面我们就来看看楼宇自控系统。

一、概念

楼宇自控系统（BAS）是近年开发并逐步推行的一项高科技楼宇管理系统，包括先进的硬件系统设备及优化的软件管理思维，建筑设备自动化系统（简称BAS）是现代计算机技术,现代通信技术和现代控制技术的结合,是智能建筑的主要系统,也是智能建筑的重要标志.建筑物自动化系统（BAS）的含义是将建筑物（或建筑群）内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、广播、通讯等设备以集中监视与管理为目的,构成的一个综合系统。

一般的是集散型系统,即分散控制与集中监视、管理的计算机局域网。

目的是使建筑物成为具有最佳工作与生活环境、设备高效运行、整体节能效果最佳、安全的场所。

（见图1）

二、楼宇自控范围

楼宇自控作为智能建筑的重要组成部分，楼宇自控系统主要包括以下系统：

冷热源系统、空调（新风）系统、送排风系统、通风空调、给排水系统、电梯系统、照明系统、电力配电房变配电系统、消防系统的设备监视、控制等。

三、楼宇自控组成

　　1、楼宇自控系统的组成:

·中央控制站（图形中心）

·现杨DDC控制器

·-大型模块化控制器

·中、小型控制器

·分布式点类型块

2.现场设备

（包括风道温度,湿度,水温.压力.流量传感器,压差开关,风阀.水阀执行器等）

四、楼宇自控功能特点

1、对建筑设备实现

·以最优控制为中心的过程控制自动化;

·以运行状态监视和积算为中心的设备管理自动化;

·以安全状态监视和灾害控制为中心的防灾自动化;

·以节能运行为中心的能量管理自动化。

2、楼宇自控系统的功能：

·满足舒适性要求

·有效节约能源，降低运行成本

·大量节省劳动力

·延长设备使用寿命

·节省资本投入

·保障建筑物与人身安全

·具有灵活性.兼容性.集成性.开放性

·支持结构化综合布线

五、楼宇自控系统工作原理

1.冷冻机房设备监控

冷热源由冷水机组及热交换器提供。

风冷热泵机组由若干台机组和循环泵组成。

·对供水和回水总管之间的压差监测，并根据设定压差调节旁通阀开度；

·监测水泵的运行状态，控制水泵的启停，并在故障发生时报警；

·监测机组的运行状态，控制机组的启停，并在故障发生时报警；

·冷冻/却水隔离阀控制

2.送排风系统的设备监控

本系统对楼内的对分布于大楼各处的风机的运行状态进行监控，对风机运行过程中出现的故障及时报警并可以控制风机的启/停。

具体监控对象如下监测其运行状态、手自动状态，控制其启停。

3.给排水系统的设备监控

本系统的给排水设备包括生活给水系统，楼宇自控系统能实现以下功能：

·生活水泵运行状态监视，手自动状态，控制其启停；

·生活水箱液位超高检测

4.电梯系统的监测

本楼宇自控系统能对电梯的故障进行报警。

自动扶梯监测故障报警

5.照明系统的监视与控制

照明设计根据大楼情况可以设计多个回路,每个回路可以分别进行控制,也可以集中控制，系统软件均可具有实时记录、照明时间，范围设定、报警管理、历史纪录、菜单式或图形化编程等功能，系统可方便、灵活地设定控制组别，并有故障自检功能。

6.空调系统的监测

·检测风机手自动状态

当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停。

·监测送风机压差状态、表冷气防冻报警

在送风风管内设置温/湿度传感器监测送风温/湿度。

·启动顺序：

开新风阀→启动风机→调节水阀开度。

·停机顺序：

停止风机运行→关闭新风门→关闭调节水阀。

新/回风门控制、水阀控制、启停控制、手/自动状态

7.变配电系统的设备监视

为保证变配电设备的运行正常，本系统采用智能化电力仪表可对以下综合参数监测：

·变压器风机状态

·高压进线的电压、电流

·低压回路的主开关电压、电流、功率因数

·低压母联状态检测

六、楼宇自控软件功能

1.楼宇自控协议

楼宇自控目前协议有LONWORKS协议、485总线通讯协议、BACnet通信协议、TCP/IP通讯协议等。

2.楼宇自控软件功能

适用于各种类型建筑物（具有空调等楼宇设备）的设备控制、管理和监视的系统；是真正的32位Windows95/98/2000应用程序。

用于监控设备时，操作人员可以在屏幕上观察到正在发生的事件并通过彩色图形直接改变事件的进程；是按照Microsoft的程序开发和设计指南而开发设计的MicrosoftWindows95程序。

利用了MicrosoftWindows95/98/2000的基本函数，如窗口操作和鼠标/菜单操作；操作站由带监视器、键盘、鼠标的微机（PC）和打印机组成。

动态图形的显示、现场动态实时数据、现场数据通讯的显示；控制程序、监视程序和操作程序的输入、修改与传送；显示现场DDC控制器及现场设备的运行故障报警；显示、打印、记录运行参数、测量值、设定值、报警及报警处理情况，根据要求定时打印有关数据报告。

建立机电设备管理系统，达到对机电设备进行综合管理、调度、监视、操作和控制。

楼宇自动化系统的功能：

◆制定系统的管理、调度、操作和控制的策略；　

◆存取有关数据与控制的参数；　

◆管理、调度、监视与控制系统的运行；　

◆显示系统运行的数据、图像和曲线；　

◆打印各类报表；　

◆进行系统运行的历史记录及趋势分析；　

◆统计设备的运行时间、进行设备维护、保养管理等；

七、楼宇自控系统与人工控制系统比较

1、节省能源：

采用了BAS后，对于设备的管理可以根据预先编排的时间程序（如办公时间、节假日时间、昼夜时间等）对电力、照明、空调等设备进化最优化的节能控制。

如根据办公时间程序来控制照明系统的开启，根据空调冷负荷量，调整冷冻机及相关水泵的开启状况实现最优化控制等。

2、节省管理费用：

采用了BAS后，原先的人工管理可以完全被取代。

相应的管理费用，如人员工资、福利、住房、办公环境、费用等均可节省。

3、延长设备使用寿命：

通过BAS管理的设备，可以完全依照设备的性能来进行控制，不会出现误动作导致设备损坏，也不会有长时间超负荷运转等对设备有损伤的现象发生，使设备能在最优状态长期稳定运行。

4、提高管理可靠性：

采用BAS，可以提高管理系统的可靠性，不会出现由于人工管理的疏忽疲劳、判断失误的出现，而且这些问题往往会给业主带来无法估量的经济损失。

5、规范管理制度：

BAS本身可以依据管理惯例对设备进行自动控制，它具有自动分析人员管理指令的能力，使得一些不规范的管理规范化。

6、经济效益：

由于BAS是采用最优化控制，保证设备在最优状态下运行，可大大提高设备的使用寿命，降低由于人员管理的疏忽等造成事故的比率。

采用BAS不能带来许多直接的经济效益，更能产生丰厚的间接效益。

7.提供舒适宜人的环境：

现今，不少大厦的空调常规控制系统不符合卫生要求，往往成为传播疾病的媒介。

在国外，把引致居住者头痛、精神萎靡不振、甚至频繁生病的大楼称之为“患有楼宇综合症”（SickBuildingSyndrome）的大厦。

而运用楼宇自控系统（BAS）系统首先确保安全和健康。

其防火及保安系统均已智能化，另外其空调的中央监控系统能监测出空气中有害污染物含量，并能自动消毒，使之成为“安全健康大厦”。

除此之外还可以对温度、湿度、照度均加以自动调节，从而真正地提供舒适宜人的环境。

因此高层楼宇，尤其是高层商住楼宇采用BAS的必要性越来越被人们所接受。

从楼宇自控系统的发展看智能建筑的发展

　楼宇自控和智能建筑可以说是分不开的，随时被人们联系在一起，现代的智能建筑往往是从建筑设备自动化系统开始的。

智能建筑内部有大量的电气设备，如：

环境舒适所需要的空调设备、照明设备及给排水设备等，这些设备多而散。

多，即数量多，被控制、监视、测量的对象多，多达上千点甚至上万点；散，即这些设备分散在各个层次及角落。

如果采用分散管理，就地控制，监视和测量难以想象。

为了合理利用设备，节省能源，节省人力，确保设备的安全运行，自然地提出了如何加强设备的管理问题。

随着人民生活水平的日益提高，人们对生活、工作环境的要求也越来越高，随之也带来了能源的高消耗等一系列问题，楼宇自动控制系统应运而生。

而计算机技术和信息技术突飞猛进的发展，对大厦内的各种设备的状态监视和测量不再是随线式，而是采用扫描测量。

系统控制的方式由过去的中央集中监控，转而由高处理能力的现场控制器所取代的集散型控制系统，中央处理机以提供报表和应变处理为主，现场控制器以有关参数自动控制相关设备，来达到控制目的。

　现在我国的楼宇自控系统主要应用于各大型写字楼、宾馆、酒店等。

随着大厦功能的多样化及精致化要求的提出，大厦中的各种机电设备也日趋复杂，技术含量日益提高，同时机电设备又是大厦的主要能耗单位，节能性成为大厦运转成本的主要指标，所有这些都决定了楼宇自控系统已成为大厦必不可少的一个组成部分。

其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人的工作或居住环境。

结语

如今，在业内众多厂商和企业的努