智能楼宇自动化系统

骆大鹏

摘 要：本文着重介绍了智能建筑中的楼宇自动化系统，并通过对楼宇自动化系统的组成、基本功能和原理的分析让大家对智能建筑中的楼宇自动化系统有更多的了解。此外，还对我国智能建筑的发展进行了简要的阐述，对中国智能建筑的发展寄予希望。

关键词：智能建筑；楼宇；自动化系统

智能建筑是信息技术在建筑领域应用的必然结果。随着智能化技术的日益成熟和广泛应用，建筑智能化程度随科学技术的发展而逐步提高，近年来得到了迅速的发展和普及，也日益得到了社会广泛的认同和重视，建筑智能化已经成为现代高档建筑的主要特征。

一、智能建筑综述

1.智能建筑（Intelligent Building）是楼宇自动化系统（BAS： Building Automation System）、通信自动化系统（CAS： Communication Automation System）和办公自动化系统（OAS： Office Automation System）三者的有机结合。

2.楼宇自动化系统是智能建筑的主要组成部分。楼宇自控系统是用于完成楼内设备自动控制的一套系统，它通过传感器采集现场数据，然后将信号送至智能设备，对实际工况进行逻辑分析，驱动执行器完成自动控制。楼宇自动化系统涉及空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物内的设备与建筑环境的全面监控与管理，为使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作和生活环境，为管理者提供方便的管理手段，为经营者减少能耗并降低管理成本，为物业管理现代化提供物质基础。早期的楼宇自动化系统中并没有控制网络，控制系统只是由气动控制装置和一束束电线组成，这样的控制系统功能比较简单，灵活性也不好。传统的楼宇自动化系统就其本身而言是一种封闭的系统，主要表现在其通信协议上。不同厂商的产品采用不同的通信协议，互不兼容。后来固体物理技术的出现使逻辑电路取代了连线和继电器，气动控制装置和电子仪表板也让位于直接数字控制器（Direct Digital Controllers— DDCs）。但当客户想要连接不同厂家的DDC 系统或设备时，无法兼容的问题就显得特别突出了。由于系统封闭，不同子系统间无法共享相同意义的信息。随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，封闭的系统限制了建筑物智能化产品的更新换代，只有开放的系统才能为用户提供真正的低成本产品。开放的、互操作的控制系统—— LONWAORKS 技术是开放系统的一种完整的解决方案，它已经成功地应用于许多领域。LONWORKS技术是支持完全分布式的网络控制技术，是开放的、可互操作的控制系统的一个技术平台。LONWORKS控制网络技术的应用为新一代开放的、互操作的控制系统打开了一扇大门，其在实现智能楼宇监控方面有较明显的优势。

二、我国楼宇自动化系统发展现状

随着国家节能减排战略的提出，建筑节能势在必行，建筑节能离不开建筑智能，而楼宇自动化系统作为建筑智能的核心所在，市场潜力巨大。据“IDC 能源观察”的一份最新报告估计，到2018 年智能建筑市场规模与现在相比将翻3倍，智能建筑领域的支出将从现在的73 亿美元升至2018 年的219 亿美元左右。全国范围来看，各个城市的楼宇自动化系统水平参差不齐，“北上广深”等发达地区的智能建筑行业发展相对比较成熟，楼宇自动化系统水平较高，其他一二线城市正逐步跟上，而大部分三线城市的建筑智能化行业发展较慢，楼宇自动化系统水平较低。总体来说，我国的智能建筑行业还不够发达，根据《2013-2017 年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》，我国智能建筑起步于1990 年，比美国晚了6 年，比日本晚4 年。

三、楼宇自动化系统的组成、基本功能和原理

1.楼宇自动化系统的组成

楼宇自动化系统通常由暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统组成。根据我国行业标准，楼宇自动化系统又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下，这两个子系统宜一同纳入楼宇自动化系统考虑，如将消防与安全防范子系统独立设置，也应与楼宇自动化系统监控中心建立通信联系以便灾情发生时，能够按照约定实现操作权转移，进行一体化的协调控制。

2.楼宇自动化系统的基本功能

楼宇自动化系统的基本功能可以归纳如下：

（1）自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。

（2）自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。

（3）根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态。

（4）监测并及时处理各种意外、突发事件。

（5）实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。

（6）能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。

（7）设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。

3.楼宇自动化控制系统的原理

楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统， 也称分布式控制系统（Distributedcontrol Systems）。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置（DDC），完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常規仪表控制功能单一的局限性。通过安装于中央控制室的中央管理计算机上的管理软件，系统地管理相互关联的设备，发挥设备整体的优势和潜力，提高设备利用率，优化设备的运行状态和时间，延长设备的使用寿命，降低能源消耗，降低维护人员的劳动强度和工时数量。安装于中央控制室的中央管理计算机还具有CRT 显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能，能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点，保证设备在最佳状态下运行，最终降低了设备的运行成本。

四、结语

正由于楼宇自动化系统上述的现状和高额的投资，业主常常会问楼控系统到底还有无必要。答案是非常肯定的，楼宇自控系统完全有必要。即使楼控系统运行在最低层次，即接通状态，根据统计资料，和手动相比它仍然能节能10% 以上。假设建筑物的生命周期是六十年，而设备的运行费用（包括能耗费用和设备维护费用）可能达到初期投资的三倍以上。因此对本系统的投资和对节能的改造，无论从什么方面看都是极为值得的。可以说，楼宇自动化系统的优化和改造直接关系到建筑物的可持续发展，甚至可以说，和我们国家的命运紧密相连。

参考文献：

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