文｜上海格瑞特科技實業(yè)有限公司 王 峻

1 前言

在國家政府部門提出建設(shè)資源節(jié)約型社會的口號后，建設(shè)主管部門、建設(shè)單位及物業(yè)管理單位均在大力倡導(dǎo)環(huán)保、安全、節(jié)能、高效、舒適的建筑。當(dāng)前的住宅樓盤為了給人們提供基本生存環(huán)境，配置了數(shù)量極多、分布離散的機電設(shè)備，如排風(fēng)送風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備及給排水設(shè)備、電梯等。如何采用一些科技手段，以達到及時掌握設(shè)備運行情況，合理利用設(shè)備，節(jié)約能源和勞動力，確保設(shè)備安全運行，為業(yè)主提供節(jié)能、高效、環(huán)保的生活工作環(huán)境的目標(biāo)，是建設(shè)主管部門、建設(shè)單位、物業(yè)管理單位等各方迫切希望解決的問題。

樓宇自控系統(tǒng)是提高機電設(shè)備能源績效的一個普遍及有效的工具。數(shù)年前，樓宇自控系統(tǒng)主要的應(yīng)用范圍還僅局限于建筑物內(nèi)暖通空調(diào)設(shè)備的自動化控制。近幾年，樓宇自控系統(tǒng)的控制對象已涵蓋了建筑或樓盤中所有可控的機電設(shè)備，樓宇自控系統(tǒng)已成為了“智能建筑”或“智能小區(qū)”中不可缺少的基本元素。

2 樓宇自控系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用

樓宇自控系統(tǒng)可以對住宅樓盤中的各種設(shè)備進行工作狀態(tài)的實時監(jiān)測和控制，從而實現(xiàn)公共機電設(shè)備的最優(yōu)化管理，并降低設(shè)備的故障率和能耗，延長設(shè)備的壽命。

通常，樓宇自控系統(tǒng)采用傳感器和計算機網(wǎng)絡(luò)通信控制技術(shù)，根據(jù)使用要求，以智能聯(lián)動開關(guān)方式和定時自動控制方式實現(xiàn)對設(shè)備的自動監(jiān)測和控制，具體的功能要求如下所述：

◆給排水設(shè)備（水泵、電控閥等相關(guān)設(shè)備）運行狀態(tài)監(jiān)測、控制、故障報警、查詢；

◆蓄水池（含消防水池）、污水池的水位高低監(jiān)測、報警、查詢；

◆變配電設(shè)備狀態(tài)顯示、故障報警、查詢；

◆電梯運行狀態(tài)顯示、故障報警及停層顯示、查詢；

◆公共照明控制回路的狀態(tài)監(jiān)測、時序及聯(lián)動啟停控制、查詢；

◆燈光場景的設(shè)定及照度的調(diào)整、查詢；

◆送排風(fēng)控制回路的狀態(tài)監(jiān)測、故障報警、啟停控制、查詢。

3 樓宇自控系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的作用

（1）降低機電設(shè)備的能耗、有效節(jié)約能源支出

在滿足使用要求的前提下，樓宇自控系統(tǒng)通過計算機控制程序，合理組織設(shè)備運行，對所有的設(shè)備進行監(jiān)視和控制，有效節(jié)省電能，減少不必要的浪費，使其運行費用降至最低。具體的控制模式及效果如下：

①對住宅小區(qū)公共照明系統(tǒng)的控制：按照時間表（或根據(jù)照度）進行控制，使被控?zé)艟甙磿r（或按需）熄滅，避免長明燈。據(jù)統(tǒng)計，此舉每年節(jié)約的電費約合樓宇自控系統(tǒng)造價的10%左右。

②對給排水系統(tǒng)中水泵與水箱、水池內(nèi)水位狀態(tài)聯(lián)動的控制：控制水泵僅在需要時才投入運轉(zhuǎn)，避免不必要的浪費；同時保證不跑水，節(jié)約水資源。據(jù)統(tǒng)計，此舉每年節(jié)約的電費與水費約合樓宇自控系統(tǒng)造價的5%左右。

③控制住宅小區(qū)的送排風(fēng)系統(tǒng)：按照時間表（或根據(jù)環(huán)境中的二氧化碳濃度）進行控制，使風(fēng)機設(shè)備按時（或按需）啟停。據(jù)統(tǒng)計，此舉每年節(jié)約的電費約合樓宇自控系統(tǒng)造價的5%左右。

（2）預(yù)防突發(fā)事故，保護設(shè)備的投資

樓宇自控系統(tǒng)能夠監(jiān)視設(shè)備運行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)其中某臺設(shè)備運行異常，立即報警，通知檢修人員前去檢查和維修；還能在一組設(shè)備中的某臺設(shè)備發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)備。

對于臨時停電的情況，當(dāng)恢復(fù)供電后，樓宇自控系統(tǒng)能夠自動執(zhí)行順序啟動程序，從而保證設(shè)備順利投運，避免啟動失敗對設(shè)備造成的損害。

（3）延長設(shè)備使用壽命、降低管理及操作成本

樓宇自控系統(tǒng)能夠通過以下方式延長設(shè)備的使用壽命，有效降低維護成本：

①實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，提供設(shè)備運行的完整記錄，定期提醒用戶維護、保養(yǎng)。

②自動記錄設(shè)備的累計運行時間，控制主、備設(shè)備自動切換運行，使各臺設(shè)備累計運行時間基本相近。

（4）集中管理整個樓盤所有的機電設(shè)備，有效降低勞動力成本

樓宇自控系統(tǒng)能使管理和維護人員在控制中心計算機界面上完成所有對設(shè)備的操作，極大地方便了機電設(shè)備的操作與維修，減少了管理和維護人員數(shù)量以及其勞動強度。據(jù)統(tǒng)計，每年因此節(jié)省的勞動力成本約合樓宇自控系統(tǒng)造價的40%左右。

由此可見，采用樓宇自控系統(tǒng)控制機電設(shè)備以后，建筑的管理水平、經(jīng)濟效益均能得到明顯提高。

4 適合住宅小區(qū)的樓宇自控系統(tǒng)的特點

對住宅小區(qū)自身的建筑特性和使用人員的實際情況分析可知，適合住宅小區(qū)的樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)該具有如下特點：

（1）功能實用

樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)能切實反映小區(qū)公共設(shè)備運行情況和關(guān)鍵故障狀態(tài)，并提供實時準(zhǔn)確的量化數(shù)據(jù)；應(yīng)易于維護。整個系統(tǒng)操作應(yīng)易學(xué)。軟件要有友好的人機界面。

（2）實施方便

樓宇自控系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)充分考慮到小區(qū)的信號傳輸距離和信號離散的特點，布線應(yīng)簡單可靠。

（3）高性價比

樓宇自控系統(tǒng)的造價、服務(wù)及維護成本應(yīng)保持在合理的水平上，不能過多地增加業(yè)主及物業(yè)管理單位的經(jīng)濟負擔(dān)。

（4）高開放性

樓宇自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)是開放性的，能支持隨樓盤建設(shè)的延續(xù)或應(yīng)管理需要而增加設(shè)備。

5 當(dāng)前樓宇自控系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)趨勢

當(dāng)前的樓宇自控系統(tǒng)通常是集散控制系統(tǒng)，一般采用現(xiàn)場控制總線技術(shù)，如LonWorks、CAN總線等，系統(tǒng)架構(gòu)大致如圖1所示。

隨著新技術(shù)的不斷推出，也涌現(xiàn)出了大量采用其他技術(shù)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，如采用LAN、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品。

6 樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計要點

總結(jié)上海格瑞特公司GREAT-HBA樓宇自控系統(tǒng)的研發(fā)、改進和工程實踐之中獲得的經(jīng)驗，我們歸納了樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計要點。其中最重要的一點就是，為充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)設(shè)計的全部功能，使用戶的投資得到充分的利用，需在設(shè)計時進行周密詳細的論證、規(guī)劃，明確需求、明確界面。一般而言，應(yīng)當(dāng)在工程前期或在業(yè)主進行設(shè)備定貨之前，明確對設(shè)備接口和界面的要求，從而實現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)的完整性。對設(shè)備接口和界面的主要要求如下：

（1）對電控箱的界面要求

電控箱一般用于照明、給排水、送排風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)場供電和現(xiàn)場控制及監(jiān)測。要實現(xiàn)對電控箱所控設(shè)備的監(jiān)測和控制，勢必要求電控箱能提供符合樓宇自控系統(tǒng)DDC（現(xiàn)場控制器）要求的I/O信號，如有源信號或無源信號、驅(qū)動方式、驅(qū)動功率等。二者的聯(lián)動如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)圖

（2）對電梯的界面要求

應(yīng)明確電梯的運行、故障停層等信號是以編碼（通常是8421碼）還是以標(biāo)準(zhǔn)通信方式（如RS485）提供的，以及電梯是否配置了提供接口信號的信號接口設(shè)備。

（3）對變配電設(shè)備的界面要求

需要明確變配電系統(tǒng)所提供的信號類型是干觸點、RS485，還是其他形式。

（4）對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求

應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計，以保證有效地平衡網(wǎng)絡(luò)中的負載，保證網(wǎng)絡(luò)信道的高效性和可靠性、實時性。

圖2 DDC與電控箱的聯(lián)動圖

7 結(jié)束語

隨著環(huán)保和節(jié)能理念的不斷提升，隨著用戶對樓宇自控了解的不斷加深，樓宇自控系統(tǒng)必將成為房地產(chǎn)業(yè)的新寵，得以廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)及建筑智能化領(lǐng)域。