焦聚州

天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院，天津　300384

智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)探究

焦聚州

天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院，天津300384

為滿足實(shí)際發(fā)展需求，建筑工程建設(shè)逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化與功能化，且有更多新型技術(shù)被應(yīng)用其中，對(duì)整個(gè)建筑工程功能系統(tǒng)進(jìn)行完善。樓宇自控系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用，可以提高各類設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，減少各類故障的發(fā)生，同時(shí)還可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，對(duì)提高工程建設(shè)綜合效率具有重要意義。為充分發(fā)揮樓宇自控系統(tǒng)功能性，需要掌握其所具有的特點(diǎn)，從技術(shù)角度進(jìn)行分析優(yōu)化，本文對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

智能建筑；樓宇工程；自控系統(tǒng)

城市建設(shè)中智能建筑數(shù)量不斷增多，可以更好的滿足實(shí)際生產(chǎn)生活需求。智能建筑功能更豐富，所需設(shè)備種類與數(shù)量更多，而為保證各項(xiàng)功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要投入更多專業(yè)技術(shù)。其中樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以提高智能建筑內(nèi)設(shè)備運(yùn)行可靠性，且在維持功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，降低能源損耗，對(duì)提高智能建筑建設(shè)綜合效果具有重要意義。

1　樓宇自控系統(tǒng)分析

1.1集散式

集散式是建筑樓宇自控系統(tǒng)比較常用的一種結(jié)構(gòu)形式，具有集中管理、分散控制的特點(diǎn)，通過(guò)2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，控制3個(gè)層級(jí)設(shè)備，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行采集、分析與控制，完成有效控制［1］。其中，設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制器間分為人機(jī)交互平臺(tái)與控制處理中心2部分，通過(guò)控制處理中心來(lái)達(dá)到離線配置與在線監(jiān)控的目的。此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際應(yīng)用中具有較高的可靠性，一旦現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)且向管理人員傳遞信息，而其余設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行且在被控狀態(tài)。

1.2現(xiàn)場(chǎng)總線式

即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，主要包括現(xiàn)場(chǎng)總線、儀器儀表、控制計(jì)算機(jī)3部分，系統(tǒng)核心為現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中具有穩(wěn)定性高、成本低以及實(shí)時(shí)效果好等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)總線式結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)逐漸代替了傳統(tǒng)集散式系統(tǒng)，可以提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制管理效果，且對(duì)信號(hào)收集、傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行了優(yōu)化［2］。其集合了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與儀器儀表技術(shù)，是智能建筑的重要組成部分，對(duì)提高各項(xiàng)功能設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要意義。

2　智能建筑樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

2.1舒適性原則

對(duì)智能建筑樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本質(zhì)上就是實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備的有效控制，確保可以維持基礎(chǔ)功能的正常運(yùn)行，滿足日常生活需求。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循舒適性原則，自控系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)外溫度自動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，形成一個(gè)科學(xué)的控制方案，為人們營(yíng)造一個(gè)健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。

2.2節(jié)能性原則

智能建筑規(guī)模不斷加大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，為維持建筑基礎(chǔ)功能的正常運(yùn)行，勢(shì)必需要更多資源作為支持。基于可持續(xù)發(fā)展理念，對(duì)樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循節(jié)能性原則，在保證基礎(chǔ)功能正常運(yùn)行的前提下，控制能源的損耗。應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)功能對(duì)建筑進(jìn)行合理分區(qū)，并對(duì)相應(yīng)的區(qū)域采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，提高空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，保證該區(qū)域可以達(dá)到空調(diào)調(diào)節(jié)效果。而沒(méi)有使用該系統(tǒng)的區(qū)域則不需要開(kāi)空調(diào)，可降低空調(diào)運(yùn)行成本，達(dá)到降低損耗目的［3］。另外，還需要針對(duì)各區(qū)域功能運(yùn)行狀態(tài)做好數(shù)據(jù)記錄，分析系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理。

2.3系統(tǒng)性原則

智能建筑功能不斷完善，對(duì)其樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析時(shí)，需要基于建筑系統(tǒng)性特點(diǎn)，以維持各項(xiàng)功能正常運(yùn)行為目的，從技術(shù)角度出發(fā)做好各要點(diǎn)控制。遵循系統(tǒng)性原則，做好各細(xì)節(jié)控制，確定自控系統(tǒng)可以對(duì)所有設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集、整理、分析，通過(guò)對(duì)不同階段運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比，來(lái)確定優(yōu)化措施。例如對(duì)水電系統(tǒng)設(shè)備維修時(shí)間、能源耗費(fèi)以及運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行總結(jié)對(duì)比，然后根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到提高系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率的目的。

3　智能建筑樓宇自控系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

3.1定風(fēng)量空調(diào)機(jī)組

對(duì)定風(fēng)量空調(diào)機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要基于實(shí)際需求，做好每個(gè)基礎(chǔ)功能細(xì)節(jié)的分析，確?？梢詽M足實(shí)際生產(chǎn)生活需求。第一，溫度控制。監(jiān)測(cè)機(jī)組回風(fēng)溫度，并與設(shè)定溫度進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)水閥PID調(diào)節(jié)。一般夏季溫度可設(shè)定在24℃～26℃，冬季溫度設(shè)定在20℃～22℃即可［4］；第二，濕度控制?？梢愿鶕?jù)室內(nèi)濕度傳感器測(cè)量值，自動(dòng)控制加濕閥開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整，確定送風(fēng)濕度能夠達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)值；第三，CO2含量控制。有系統(tǒng)探測(cè)器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控CO2濃度，然后通過(guò)比例積分調(diào)節(jié)新風(fēng)閥/回風(fēng)閥的開(kāi)度，將CO2含量控制在允許范圍內(nèi)，可以滿足正常需求，營(yíng)造一個(gè)健康舒適的環(huán)境；第四，過(guò)濾網(wǎng)報(bào)警。檢測(cè)空氣過(guò)濾器兩側(cè)壓力變化，當(dāng)壓差超限后系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員對(duì)空氣過(guò)濾器進(jìn)行清洗或者換新；第五，機(jī)組定時(shí)控制。對(duì)于智能建筑工程來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)日常應(yīng)用實(shí)際情況，結(jié)合事先安排的工作與節(jié)假日時(shí)間表，設(shè)定機(jī)組自動(dòng)啟停時(shí)間，既可以滿足功能需求，又可以降低運(yùn)行損耗。

3.2送排風(fēng)系統(tǒng)

對(duì)送排風(fēng)系統(tǒng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要從自動(dòng)控制、CO2濃度控制以及保護(hù)要求3個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，保證系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。同樣需要與智能建筑管理部門(mén)取得聯(lián)系，獲得作息時(shí)間安排表，合理確定機(jī)組啟停與維修時(shí)間。通過(guò)送排風(fēng)機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)，將建筑內(nèi)CO2含量控制在合理狀態(tài)下，尤其是對(duì)于地下室區(qū)域，需要根據(jù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)做好送排風(fēng)機(jī)啟停管理［5］。其中，風(fēng)機(jī)為整個(gè)送排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，需要重點(diǎn)研究其保護(hù)要求，確定其一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障，可以及時(shí)進(jìn)行報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)，避免故障影響范圍增大，為管理措施的實(shí)施爭(zhēng)取時(shí)間。

3.3給排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)為智能建筑工程重要組成部分，樓宇自動(dòng)控系統(tǒng)對(duì)于此部分的設(shè)計(jì)，需要保證可良好進(jìn)行液位監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控以及故障處理等。第一，液位監(jiān)測(cè)。對(duì)生活水箱、消防水箱進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確定水箱高、低、超高、超低液位狀態(tài)信息，一旦液位超限，系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警，提醒管理人員采取相應(yīng)措施處理；第二，變頻裝置監(jiān)控。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的變頻裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果存在運(yùn)行異常情況，可以通過(guò)屏幕來(lái)顯示停水泵運(yùn)行狀態(tài)，其通過(guò)聲光形式進(jìn)行報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)檢修，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理；第三，水泵運(yùn)行監(jiān)控。監(jiān)控排污系統(tǒng)集水坑超高液位，以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障隱患時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行優(yōu)化。

3.4公共照明系統(tǒng)

針對(duì)公共照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以從2個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。一方面，照明控制。根據(jù)提前設(shè)定的時(shí)間程序表進(jìn)行啟停控制，并對(duì)于特殊情況，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求另外設(shè)置手動(dòng)啟停程序，在故障發(fā)生后能夠及時(shí)采取措施處理，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全性；另一方面，系統(tǒng)維護(hù)。智能建筑照明系統(tǒng)比較復(fù)雜，且設(shè)計(jì)施工時(shí)與其他專業(yè)產(chǎn)生大量的交叉作業(yè)。為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)做好維護(hù)管理研究，采用開(kāi)關(guān)與手自動(dòng)結(jié)合方式控制，且要自動(dòng)記錄各路照明子系統(tǒng)累積運(yùn)行時(shí)間，便于后期系統(tǒng)的有效維護(hù)。

4　結(jié)論

對(duì)智能建筑樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要結(jié)合智能建筑特點(diǎn)，從實(shí)際情況出發(fā)，遵循專業(yè)設(shè)計(jì)原則，針對(duì)不同子項(xiàng)功能系統(tǒng)進(jìn)行研究，做好各個(gè)細(xì)節(jié)管理，既能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，又可以降低運(yùn)行能耗，從根本上來(lái)提高系統(tǒng)綜合運(yùn)行效果。

［1］李斌.智能綠色建筑中樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討［J］.山西建筑，2014（30）：14-15.

［2］劉兵，賈淑紅.智能建筑中樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能模式研究［J］.科技信息，2011（17）：24-25.

［3］王富明.淺析智能建筑樓宇自控系統(tǒng)再認(rèn)識(shí)及發(fā)展趨勢(shì)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2011（34）：8956-8957.

［4］徐永強(qiáng).淺談智能建筑的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2015（Z2）：142.

［5］錢(qián)彭表.試析智能建筑的智能化系統(tǒng)樓宇自控方案［J］.科技風(fēng)，2012（17）：163.

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1674-6708（2016）166-0156-01

焦聚州，天津城建大學(xué)控制與機(jī)械工程學(xué)院，研究方向?yàn)榻ㄖ姎馀c智能化。