文／王松宏 北京特斯聯(lián)教育科技有限公司 北京 102100

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引言：

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的逐漸成熟，其應(yīng)用在更多的領(lǐng)域中，對(duì)建筑行業(yè)也帶來了新的改變，智能建筑也逐漸出現(xiàn)。樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)是智能建筑中最為重要的一部分，隨著技術(shù)的不斷更新和完善，給人們也帶來了很大的便利。在樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程中，其中包含了很多部分，比如是中央空調(diào)、消防、電梯、照明等。這些功能讓人們的生活更加方便，給予人們更加舒適的生活環(huán)境[1]。

1.樓宇自動(dòng)化的發(fā)展

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，很多國家的第三產(chǎn)業(yè)的占比逐漸加重，人們?cè)诠ぷ鞯倪^程中也更加注重舒適性和高效性，智能化建筑成為人們生活和工作的必要選項(xiàng)。其可以極大程度滿足人們想要獲得高效舒適的生活條件。在我國智能建筑第一次出現(xiàn)是在1989年，位于北京的發(fā)展大廈，其使用了自動(dòng)化系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng),該大廈可以認(rèn)為是我國智能化建筑的雛形。

在進(jìn)入二十一世界之后，高新信息技術(shù)逐漸發(fā)展，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)也提出了更高的要求。系統(tǒng)控制的方式也從之前的集中控制，到現(xiàn)在具有高處理能力的現(xiàn)場(chǎng)控制器所取代，其可以實(shí)現(xiàn)集散控制，有更強(qiáng)的應(yīng)變處理能力，采用更多的參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制目的。智能化市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)模如下圖1所示：

圖1 智能化建筑的發(fā)展模式

2.智能化建設(shè)及樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1 科技感十足

智能化建筑主要是和現(xiàn)代信息技術(shù)和科技進(jìn)行結(jié)合，在建筑內(nèi)部無論是很設(shè)施設(shè)備和還是系統(tǒng)軟件都非常具有科技感。在辦公大樓中，人們的上班走進(jìn)大門，不需要使用手動(dòng)推拉，只需要有人經(jīng)過，大門會(huì)自動(dòng)感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)。為了可以對(duì)進(jìn)出門的人進(jìn)行控制，可以對(duì)進(jìn)出門的人使用人臉識(shí)別技術(shù)，或者是使用專門的刷卡機(jī)制。在這樣的情況下，也可以對(duì)安保系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)?？梢钥闯?，在實(shí)現(xiàn)智能化之后，不論是居民樓還是辦公樓都出現(xiàn)的了科技感[2]。

2.2 安全性更高

隨著人們的生活品質(zhì)逐漸變好，更加注重生活隱私，對(duì)于公司而言也更加注重公司的利益，對(duì)于公司所涉及到的機(jī)密問題也更加注重安全。因此，在智能化建筑中對(duì)安全性能的要求更高，并且隨著高樓大廈逐漸崛起，安全性也越來越高。在建筑中使用高科技，智能建筑以及樓宇自動(dòng)化的安全設(shè)施更加周密，指紋鎖和密碼鎖的使用更加廣泛，為人們的生產(chǎn)和生活提供了更多的保證。

2.3 舒適性更高

智能化建筑的出現(xiàn)是為了讓人們可以有更好的體驗(yàn)感，在生活和工作的過程中都可以有更好的舒適性?？照{(diào)的使用可以讓人們冬暖夏涼，照明可以讓人們不論工作到多晚，都可以保證工作效率。智能化建設(shè)可以說是讓人們的生活更加便捷，并且各種電器設(shè)備的使用可以保證操作更加方便，并且售后服務(wù)也做的比較好。隨著智能化、自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)迭代，物業(yè)辦公、居家生活等方面的效率越來越高，提高了人力、物力、時(shí)間、能耗、資源等各方面的使用效率，從而真正做到物盡其用，人盡其能[3]。

3.智能化設(shè)計(jì)在樓宇自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 能源管理

能源管理設(shè)計(jì)的場(chǎng)景會(huì)更多，在樓宇中，能源管理主要是為了可以減少對(duì)能源的使用，盡可能做到節(jié)能，控制整體能耗，在樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，對(duì)能源管理有3個(gè)功能，分別是閉環(huán)控制、全面能源管理、設(shè)備管理。

首先是對(duì)于能源的閉環(huán)控制，在使用的過程中，用戶可以對(duì)其所需要使用的照明、空調(diào)等系統(tǒng)在運(yùn)行中涉及的指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定，之后通過傳感器對(duì)其進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)和采集，將其數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)后臺(tái)，但這樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和比對(duì)，對(duì)其運(yùn)行中出現(xiàn)的差值進(jìn)行更改。在設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)對(duì)其偏差范圍進(jìn)行控制，比如在使用空調(diào)對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行控制的過程中，其溫度的控制在24℃±2℃范圍內(nèi)，需要對(duì)其環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，讓其溫度控制在22℃和26℃之間。當(dāng)其溫度過高或過低，都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，為了可以對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以通過對(duì)空調(diào)機(jī)組的使用數(shù)量和運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)[4]。

其次是針對(duì)能源管理功能，在進(jìn)行管理的過程中，需要使用自動(dòng)化系統(tǒng)，通過通訊接口層，可以實(shí)現(xiàn)總系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和監(jiān)控，并且可以直接在總系統(tǒng)界面對(duì)其進(jìn)行操作，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)比較大的出入，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，之后生成報(bào)告，比如在使用照明系統(tǒng)，出現(xiàn)耗能較大的現(xiàn)象，或者是已經(jīng)超過了額定電壓，系統(tǒng)會(huì)在電子地圖上出現(xiàn)特殊顏色的標(biāo)記符號(hào)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其出現(xiàn)的問題，直接下達(dá)指令對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行分解。

最后是對(duì)設(shè)備管理進(jìn)行控制，在自動(dòng)化系統(tǒng)使用的過程中，會(huì)出現(xiàn)很多能源設(shè)備，這些設(shè)備也需要時(shí)刻進(jìn)行監(jiān)督，以防止使用的過程中出現(xiàn)意外，可以在無人干預(yù)的情況下，自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組、開關(guān)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，這樣總控制系統(tǒng)可以對(duì)全部的設(shè)備進(jìn)行集中管理和調(diào)度，比如根據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來計(jì)算能源消耗量、提供能源管理決策依據(jù)、必要時(shí)發(fā)送故障報(bào)警信號(hào)[5]。

3.2 智能門禁系統(tǒng)

隨著自動(dòng)化和科技的逐漸發(fā)展和成熟，智能門禁系統(tǒng)在生活和生產(chǎn)中的使用范圍也逐漸變得更加廣泛，已經(jīng)成為很多建筑中十分重要的一項(xiàng)設(shè)施。對(duì)于一些居民樓，門禁系統(tǒng)主要是采用面部識(shí)別管理，其主要是針對(duì)小區(qū)居民和一些外來局面進(jìn)行劃分，一般小區(qū)居民都會(huì)留下面部信息，當(dāng)進(jìn)出小區(qū)時(shí)，智能門禁系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行面部對(duì)比，這樣可以對(duì)業(yè)主的信息和身份進(jìn)行確認(rèn)，這樣會(huì)減少外來人員的進(jìn)入。面部人臉識(shí)別系統(tǒng)在智能門禁系統(tǒng)中使用的頻率也在逐漸增加，更多的人選擇該方式，其會(huì)更加方便。但是在辦公樓中，使用面部識(shí)別的可行性并沒有小區(qū)內(nèi)部那么便利，因?yàn)檗k公樓中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些陌生面孔，并且其人員的離職和入職也會(huì)多一些，使用面部識(shí)別系統(tǒng)，需要經(jīng)常對(duì)面部信息進(jìn)行登記，因此，經(jīng)常會(huì)使用電子鎖[6]。

在門禁管理中，為了可以對(duì)其功能更加健全，在這個(gè)過程中，還需要涉及防盜預(yù)警和視頻監(jiān)控兩個(gè)方面。防盜預(yù)警主要是在建筑的各個(gè)樓層中，設(shè)置一定的安防探測(cè)器，采集相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，比如門禁控制器、電控鎖等。當(dāng)檢測(cè)到人員出入的同時(shí)，需要在電子地圖上進(jìn)行顯示，當(dāng)顯示綠色的時(shí)候，則表示屬于正常，但是當(dāng)其顯示紅色，則表明屬于非法入侵，需要根據(jù)其所鎖定的位置對(duì)其范圍進(jìn)行控制，并且發(fā)送警報(bào)[7]。在視頻監(jiān)控方面，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制視頻監(jiān)控子系統(tǒng)與防盜預(yù)警子系統(tǒng)，在系統(tǒng)接收到防盜報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)報(bào)警安防探測(cè)器位置等信息，調(diào)整攝像頭的角度朝向，跟蹤拍攝非法入侵人員的視頻圖像資料，起到鎖定入侵人員實(shí)時(shí)位置、收集非法入侵證據(jù)的作用。智能通道閘的圖示如下圖2所示：

圖2 智能通道閘

3.3 通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，子系統(tǒng)需要監(jiān)控的對(duì)象是新風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組、樓層排風(fēng)機(jī)。

在通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)中，使用的監(jiān)控功能主要如下所示：首先是需要設(shè)定時(shí)間對(duì)新風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，對(duì)其排風(fēng)機(jī)的開啟和停止進(jìn)行控制，并且需要監(jiān)測(cè)其工作狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)故障之后，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在多雨潮濕季節(jié)對(duì)空調(diào)房間進(jìn)行低冷量除濕送風(fēng)，保持室內(nèi)溫、濕度。實(shí)時(shí)測(cè)量新風(fēng)機(jī)和空調(diào)機(jī)回風(fēng)溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍水管上的比例積分二通閥門的開度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變水量節(jié)能運(yùn)行。檢測(cè)濾網(wǎng)前后壓差,報(bào)警濾網(wǎng)堵塞情況[8]。

對(duì)于通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)及設(shè)備配置如下表1所示：

表1 通風(fēng)空調(diào)子系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)及設(shè)備配置

3.4 自動(dòng)化消防系統(tǒng)

任何一個(gè)建筑中，消防系統(tǒng)都屬于重點(diǎn)工程，將智能化和自動(dòng)化在消防系統(tǒng)中進(jìn)行使用，可以給建筑帶來更多的安全性，在樓宇內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，消防系統(tǒng)所需要具備的功能主要如下所示：其一是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警功能。當(dāng)樓宇內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，報(bào)警控制器及時(shí)啟動(dòng)消防應(yīng)急廣播與聲光報(bào)警器，第一時(shí)間向樓宇住戶發(fā)出警報(bào)，及時(shí)疏散人群；除此之外，其報(bào)警功能可以和消防系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)問題之后，可以直接將火災(zāi)的位置在第一時(shí)間上報(bào)給相關(guān)部門，這樣可以方便工作人員及時(shí)出警，對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)在短時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行控制。其二是聯(lián)動(dòng)滅火系統(tǒng)，除了觸發(fā)警報(bào)外，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)分析空氣質(zhì)量中易燃物質(zhì)成分，對(duì)火災(zāi)做出相應(yīng)的檢測(cè)。并且可以對(duì)滅火系統(tǒng)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)之后，滅火裝置會(huì)在第一時(shí)間被使用，但是很多人可能對(duì)于滅火裝置的使用并不熟練，或者說是并不會(huì)使用，當(dāng)對(duì)其實(shí)現(xiàn)智能化之后，可以在第一時(shí)間讓其發(fā)揮最大作用，滿足火災(zāi)發(fā)生時(shí)的需求，提高其安全性和自動(dòng)化水平。其三是可以設(shè)置備用電源，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)之后，可以會(huì)引起突發(fā)停電現(xiàn)象，這樣給消防系統(tǒng)也會(huì)帶來一定的問題，在這個(gè)過程中可以為了可以防止火災(zāi)影響電源供應(yīng)，在突發(fā)停電狀態(tài)下為消防系統(tǒng)的運(yùn)行提供電力，將火災(zāi)隱患扼殺在搖籃里[9]。

3.5 照明系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)

在智能建筑設(shè)計(jì)的過程中，照明系統(tǒng)非常重要，并且其能耗也會(huì)更多一些，不同的建筑其能耗可能不同，在整棟樓宇運(yùn)營的過程中，照明的控制方式非常重要。按照建筑物內(nèi)部的照明設(shè)施使用情況，在進(jìn)行調(diào)查之后，可以發(fā)現(xiàn)在大廳、大堂和樓層公共區(qū)3 個(gè)位置中其每天的耗電量會(huì)非常大，因此，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。在進(jìn)行管理的過程中，需要根據(jù)其實(shí)際的使用功能進(jìn)行劃分，在進(jìn)行劃分之后，可以使用照明系統(tǒng)控制開關(guān)等實(shí)現(xiàn)操作和控制，這樣可以降低電能耗。建筑照明系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化也可以根據(jù)功能區(qū)的實(shí)際需要進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以更好地滿足現(xiàn)代建筑功能區(qū)的照明需求，從而更好地實(shí)現(xiàn)建筑的智能化[10]。

在進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)的過程中，可以采用環(huán)境控制的方式，可以在室內(nèi)環(huán)境中布置光照傳感器，這樣可以對(duì)不同的照明亮度、范圍等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將其作為建筑照明控制方案的制定依據(jù)，由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷與照明燈具啟閉數(shù)目。在進(jìn)行照明設(shè)置的過程中，遠(yuǎn)程控制方式也非常重要，需要時(shí)刻保持客戶端和服務(wù)器之間的通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)斷開之后可能會(huì)造成服務(wù)器的不穩(wěn)定，導(dǎo)致其無法在第一時(shí)間對(duì)其照明系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過收集APP、遙控器等方式對(duì)其控制內(nèi)容和方案進(jìn)行改變。智能燈控系統(tǒng)如上圖3所示：

圖3 智能燈控系統(tǒng)

結(jié)語：

隨著智能化逐漸走進(jìn)人們的生活和生產(chǎn)中，智能化建筑的設(shè)計(jì)也更加多樣性，其內(nèi)部系統(tǒng)更多的采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)，這樣可以節(jié)省更多的人力，更加便捷，并且可以給人們帶來更好的體驗(yàn)感，不論是生活還是生產(chǎn)，都會(huì)更加具有舒適感。在技術(shù)不斷更新?lián)Q代的情況下，智能化建筑的自動(dòng)化設(shè)計(jì)會(huì)越來越先進(jìn)，希望其可以帶給人們更好的使用體驗(yàn)。