智能控制在建筑公共设施管理中的应用分析

□□ 王金山 (山西职业技术学院，山西 太原 030006)

引言

近年来，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平稳步提升，对生活质量也有了更高的要求，尤其是人们大多数时间都待在室内，因而对室内环境的舒适度要求越来越高。决定室内环境舒适度的基本因素为室内空气的温度、湿度，这首先取决于建筑物本身的保温隔热能力，其次取决于建筑物配套的采暖和制冷系统。而室内环境舒适度更高的要求则体现为家居环境及其调节的智能化，这就对建筑物提出了更高的要求。当前，我国智能控制主要应用于工业生产当中，各行业的智能化工厂正在逐步建成，结合当前生活中应用较多的冰箱、热水器、空调等电器设备可根据用户的设置自主进行制冷或加热操作，工业上的智能控制今后势必会逐步应用于日常生活当中。因不同用户选用的电器设备不同，且当前电器尚无统一的智能控制系统，所以在此仅对建筑物中公共设施的智能控制进行应用分析。

1 配备智能控制系统的建筑物设计

在建筑设计过程中，首先，对建筑物选址进行具体了解，不仅应参考建筑物所在区域的累年气候情况，条件允许的情况下，还应实地测量其近1～2年的日照、气温、湿度及雨雪等环境条件；其次，已知的气候条件基础上，结合建筑物的功能来进行建筑物的整体设计，并深化设计其采暖与制冷、电力供应、给排水、安全预警、室内空气检测等系统设计，最大程度地降低建筑物运行过程中的能源消耗，提高室内空气质量，保证住户的生命安全和身体健康；第三，对建筑物的智能控制系统进行设计，结合智能控制目标来设置传感器的位置和数量，以实现对建筑物的全面智能化管理，提升建筑物的管理与服务质量。

2 公共设施的智能控制分析

2.1 采暖与制冷系统

在建筑物使用过程中，室内空气的温度和湿度主要是通过其采暖和制冷系统来控制。建筑物所处区域不同其气候特点也存在差异，使得其室内空气的温、湿度主要控制方式也有所不同，如北方严寒和寒冷地区以冬季采暖为主，夏季制冷为辅；南方则多以空调制冷为主。建筑物采暖和制冷系统智能控制目标是在尽可能降低采暖和制冷能耗的基础上，最大限度地为住户提供舒适的居住条件。因而每个房间的空气温、湿度传感器设置是非常必要的，住户可根据居住需求来设定温、湿度，从一定程度上来减少闲置或半闲置房间的能源消耗；同时将温、湿度参数直接反馈于管理系统，实行对住户能源消耗的分阶收费，从一定程度上对住户能源浪费行为进行约束。另外，室外也应设置温、湿度传感器。传感器的设置应避开阳光直射、散热器辐射、空调直吹、灯光直射等室内外冷、热源的影响，能够真实反馈室内外空气的温、湿度，这样既能实时记录住户的能源消耗情况，又能结合室外天气变化及时调整室内空气参数，从而实现建筑物采暖和空调系统的能源消耗管理和智能化控制。

2.2 电力供应系统

电力系统是当前建筑中应用最为广泛的系统，然而在使用过程中却是故障频发。在建筑物投入使用初期，其电力系统一般均配备完善，与其相应的室外照明系统也运行完好，在运行一段时间后，可能会因为管理不到位或维修不及时而会出现各种各样的故障；而室内电力系统则会因住户电线改造或是电器过多、功率过大等而出现电力不匹配情况，从而影响了电力供应和电器使用。为此，电力供应系统的智能控制目标是实时监测电力系统的运行情况，及时对故障进行反馈。在电力供应系统中的传感器设置时，应从电源起始，对供电情况、新能源并网运行情况进行监测；并将室外电力运输与利用情况，包括室外照明、电梯及其控制元件等运行情况实时反馈到管理平台，及时排除故障；室内电力控制系统因住户不同存在较大差异，其监测应更为具体，对电力改造应及时备案，以确保室内大功率电器运行时用电安全，严格控制电力负荷。另外，对于系统所采用的电气设备及管线应以低能耗为准，进而控制电力消耗。

2.3 给排水系统

给排水系统主要包括生活供回水系统、雨水排出系统等，这是城市居民的生活用水，对居民生活影响较大。当前对于建筑物和城市给排水系统监测还远远不够，如生活用自来水的水质检测尚未引起足够的重视，部分地区仍停留在自来水厂自检，居民无法查看水质检测报告；生活给排水、雨水管道故障不能及时发现，仍需人工报警、手动关阀等方式来处理，未将智能化控制技术应用于给排水系统中。因而给排水系统的智能控制目标是对给排水系统的运行状态实时监控，主要体现在水质检测、给排水及雨水管道预警等方面。在水质检测方面，水质检测装置应设定在自来水厂、每个小区或建筑物供水口、每个入户供水口等位置对水质进行检测，并将检测结果反馈给智能管理平台，当水质发生变化时，可立即对停止供水并进行处理，以保证住户的用水安全。在水质检测点同时设置水压传感器，通过水压参数对给水管道运行情况进行监测。同理，在生活排水、雨水管道设置水压传感器可及时发现排水管道堵塞或排水不畅，及时提醒住户或管理人员，从而避免漏水事故的发生和减少不必要的财产损失。该方法同样适用于采暖系统，但随着超低能耗及被动式建筑的推广应用，新能源采暖系统会越来越多，所以在2.1中未对其进行详述。

2.4 安全预警系统

近年来，随着人们的生活水平不断提高，居家电器越来越多，智能化程度也在不断提高，但大多数居民需上班，每天均长时间不在家中，智能电器独自运行就可能会导致火灾，还有煤气或天然气泄漏、入室偷盗等因素依旧威胁着人民的生命和财产安全，因而安全问题仍然是不可忽视的。目前，应用较多的是人脸识别或密码门禁系统、指纹或密码防盗门、门窗防盗系统、远程监控系统、煤气或天然气报警系统、火灾及烟雾报警系统等，每个系统都相对独立，且安装成本较高，也不利于普及使用。为了保障人们的生命安全，应逐步将智能化的安全预警系统列为建筑物竣工验收和投入使用的基本设施，其建设目标是将火灾、漏气、防盗等纳入同一安全管理系统，由智能管理平台统一管理建筑和住户安全。这样既能减少各种安全设备的反复安装，降低安全预警系统的运行成本和资金投入，又能将安全系统相互关联，及时发现事故并进行处置，实现安全预警的目标。同时，应进一步提高居民智能化生活水平，促进智慧城市的建设。

2.5 空气质量系统

现代人大部分时间都是在室内度过的，所以室内空气质量就显得越来越重要。然而现代建筑中采用的涂料、壁纸、地板、石材及家具等各种建筑材料，都或多或少会释放出一定量的甲醛、苯、二甲苯、氡等有害物，这些物质都会对人体健康产生影响，应严格控制其在空气中浓度或含量。因而室内空气质量控制系统建设的目标是通过实时监测室内空气质量，尤其空气中各类有害物质的浓度，以保障人体健康。室内空气检测装置应设定在每个房间当中，能够实时完成空气中各种有害物质的检测，而当前对空气中有害物质的检测多数还是单一物质的检测，这就需要检测装置对空气采样并分别进行检测，将结果反馈于智能管理平台。

3 智能管理平台建设

结合当前建筑公共设施当中的采暖与制冷、电力供应、给排水、安全预警、室内空气检测等系统运行特点，通过各类传感器和检测装置将建筑物使用过程中的数据实时反馈至智能管理平台，每个系统具有独立的监测和控制界面；平台的管理人员，则可通过对各个系统的运行参数，及时将建筑物运行正常、故障、维修等状况进行记录，对产生故障及预警的情况第一时间通知相关人员进行处置，提高系统运行效率，实现建筑物的线上和线下相结合的管理方式。

4 结语

鉴于当前建筑当中，各种新技术和新设备不断革新与应用，控制技术也正逐步进入智能化和集成化，各自相对独立控制的局面势必会被打破。通过各类传感器和检测装置将建筑物运行参数反馈至管理平台，实现对建筑物采暖与制冷、电力供应、给排水、安全预警、室内空气检测等系统智能化管理，最大限度地提高人们生活的智能化程度。将建筑物逐步建设成为智能建筑，为智慧城市的建设建立良好的基础。