樓宇智能化系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

胡勤

摘 要：在高端商業(yè)建筑和工業(yè)建筑的運營中，建筑運營管理成本和生產(chǎn)辦公場所安全性越來越受到重視。樓宇智能化系統(tǒng)為現(xiàn)代工商業(yè)建筑的運營管理和安保提供了高效快捷的管理平臺，不僅大大降低管理人力資源成本，而且實現(xiàn)了建筑節(jié)能優(yōu)化運行，還提供了安全高效的信息化生產(chǎn)工作環(huán)境。本文通過對樓宇智能化集成系統(tǒng)的具體功能分析，展示了樓宇智能化系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的重要作用。

關鍵詞：樓宇智能 化 節(jié)能 運營管理

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0025-02

1984年美國聯(lián)合科技的UTBS公司在康涅狄格（Connecticut Stste）州哈伏特（Hartford）市將一座金融大廈進行改造并取名City Place（都市大廈），主要是增添了計算機設備、數(shù)據(jù)通信線路、程控交換機等，使住戶可以得到通信、文字處理、電子函件、情報資料檢索、行情查詢等服務。同時，對大樓的所有空調(diào)、給排水、供配電設備、防火、保安設備由計算機進行控制，實現(xiàn)綜合自動化、信息化，使大樓的用戶獲得了經(jīng)濟舒適、高效安全的環(huán)境，使大廈功能發(fā)生質(zhì)的飛躍，從而誕生了世界上第一座智能化樓宇。自此以后，世界上樓宇智能化建設走上了高速發(fā)展軌道。

近年來，電子技術（尤其是計算機技術）和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，使社會高度信息化，在建筑物內(nèi)部，應用信息技術、古老的建筑技術和現(xiàn)代的高科技相結(jié)合，于是產(chǎn)生“建筑智能化”新型行業(yè)。

目前世界上的對樓宇智能化的提法很多，歐洲、美國、日本、新加坡及國際智能工程學會的提法各有不同，其中，日本的國情與我國較為相近，其提法可以參考，日本電機工業(yè)協(xié)會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術，使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災、防盜、運輸設備等協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)建筑物自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）和消防自動化系統(tǒng)（FAS），將這5種功能結(jié)合起來的建筑，外加結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（SCS），結(jié)構(gòu)化綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)（SNS），智能樓宇綜合信息管理自動化系統(tǒng)（MAS）組成，就是智能化樓宇。

1 建筑物自動化（BA）

建筑物自動化系統(tǒng)綜合運用各種現(xiàn)代化技術，實現(xiàn)了集中統(tǒng)一的自動化平臺管理，使得在控制中心就可以對整個樓宇或者園區(qū)的暖通空調(diào)系統(tǒng)、自來水供水、污水排水、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等進行控制和對建筑能耗進行計量統(tǒng)計。一方面系統(tǒng)本身可以通過系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化運行提高效率、降低能耗；另一方面和安防、消防系統(tǒng)的聯(lián)動控制，使各個系統(tǒng)之間緊密聯(lián)系在一起、協(xié)調(diào)運行，使得整個樓宇或園區(qū)的全面管理變得直觀高效。

1.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)智能化控制

建筑物系統(tǒng)可實現(xiàn)對建筑中央空調(diào)系統(tǒng)的整體控制，從而使中央空調(diào)的送/回風系統(tǒng)，冷/熱水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行，在滿足房間溫濕度、壓差等的控制要求的前提下，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）在檢測到辦公室無人或者制造車間停產(chǎn)的時候，相應的空調(diào)系統(tǒng)自動進入閑置模式，房間的送風量縮減為正常工作時的一半，從而降低系統(tǒng)能耗。

（2）對冷凍、冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水泵進行變頻控制，取代傳統(tǒng)的工頻運行。在供回水溫差遠小于設定值時，降低循環(huán)泵的輸出功率，減小循環(huán)水流量，避免不必要的能源浪費。

（3）焓值控制：在保證最小新風量的前提下，進行回風，新風焓值測量比較。如果回風的焓值大，并且需要提高送風溫度，則增加回風風量，減小新風量。反之則增加新風量，減少回風量。

（4）根據(jù)具體情況使用轉(zhuǎn)輪熱回收或者乙二醇熱回收系統(tǒng)，控制熱回收系統(tǒng)，實現(xiàn)對房間排風余熱的最大化回收利用。

（5）與會議室預訂系統(tǒng)集成，在會議開始前幾分鐘自動提前開啟空調(diào)送風，使會議室在開始會議之前通風換氣并達到舒適的溫度。

（6）集中的空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控界面，使值班人員在控制中心就能夠?qū)φ麄€工廠或園區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)運行狀況進行控制。有效防止了因下班忘記關空調(diào)而造成的能源浪費和系統(tǒng)損耗。

1.2 智能照明與燈光控制

智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)的園區(qū)/工廠所有的照明用燈的集中管理。下班后，如果園區(qū)/工廠內(nèi)某個區(qū)域的沒有關燈，值班人員可以非常方便的通過控制中心電腦關閉相關區(qū)域的照明用燈，避免能源浪費。

在辦公室還可裝設存在感應器，當某區(qū)域沒有人的時候，自動關閉該區(qū)域的照明用燈。并為熒光燈設置調(diào)光器，根據(jù)室內(nèi)照度自動調(diào)整熒光燈功率輸出。還可以安裝自動百葉窗和室外照度感應器等組成自動感光遮陽系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)百葉窗的角度，在實現(xiàn)室內(nèi)自然采光的同時避免陽光直射導致的反光和刺眼等不適。為生產(chǎn)提供舒適環(huán)境的同時，達到了很好的節(jié)能效果。

會議室里安裝會議室管理系統(tǒng)，實現(xiàn)會議模式，演講模式，視頻播放模式的不同燈光效果的控制和會議室空調(diào)的工作模式控制。

1.3 能源監(jiān)視

（1）對園區(qū)/工廠的自來水供水進行實時監(jiān)控：既有園區(qū)/工廠的總供水量進行監(jiān)控，又有各個建筑的總用量、各樓層用水量、空調(diào)系統(tǒng)用水量以及廁所洗浴用水量的分別計量監(jiān)控。當出現(xiàn)水管漏水等情況時，很容易在監(jiān)控中心及時分析發(fā)現(xiàn)故障點位置，快速進行檢修，避免造成不必要的財產(chǎn)損失，大大提高了檢修和故障排查的效率，節(jié)約了人力成本。同時可以生成用水量年月日報表，用于大樓運營費用的計算分析。

（2）對園區(qū)/工廠用電的功率、電流、電能等進行監(jiān)控：按建筑、樓層、照明用電、空調(diào)用電等分別進行計量，并生成年月日報表。實現(xiàn)了遠程自動抄表功能，不需要工作人員到現(xiàn)場對每塊表進行抄表，大大節(jié)省了人力，提高了效率，減少了出錯幾率。通過這些報表數(shù)據(jù)，可對園區(qū)/工廠的生產(chǎn)用電，照明用電，空調(diào)用電等進行分析，為生產(chǎn)和運營的節(jié)能優(yōu)化提供了有利的數(shù)據(jù)支持。endprint

（3）對園區(qū)/工廠的天然氣用量按建筑，樓層，功能等分別進行計量監(jiān)控，為系統(tǒng)維護、故障排查、能耗計算和成本分析提供數(shù)據(jù)支持。

1.4 設備運行狀態(tài)監(jiān)視

對電梯、冷水機組、水泵、變壓器、空壓機、高校過濾器、網(wǎng)絡交換機、風機、變頻器、自動閥門、鍋爐、空調(diào)機組、氮氣系統(tǒng)以及各種工藝生產(chǎn)設備的工作/故障狀態(tài)進行實時監(jiān)控，發(fā)生故障時，發(fā)出報警信號。并對所監(jiān)控設備進行運行時間統(tǒng)計，當設備累計運行時間接近設備使用壽命時，發(fā)出更換提醒。

集中的設備運行監(jiān)控取代了傳統(tǒng)的人員定期巡檢，大大提高了大樓設備的維護和檢修成本，并且能夠更及時發(fā)現(xiàn)故障組織搶修，避免了由于故障發(fā)現(xiàn)不及時造成的生產(chǎn)設備或人員安全隱患。系統(tǒng)還具備故障報警和運行狀態(tài)及參數(shù)記錄功能，當系統(tǒng)出現(xiàn)復雜的運行故障，難以解決時，可以通過查看系統(tǒng)運行的歷史報警信息和當時的相關運行參數(shù)，進行故障診斷和分析。

綜上所述，建筑自動化系統(tǒng)通過現(xiàn)代高科技技術對樓宇的基礎設施進行統(tǒng)一的控制管理，并在盡可能降低投資的同時，實現(xiàn)了各智能化子系統(tǒng)之間信息資源的共享、相關系統(tǒng)之間的互操作、快速響應和聯(lián)動控制、自動監(jiān)控和遠程管理以及各個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。它不僅大大提高了生產(chǎn)效率，也使人們的工作和生活條件得到了極大改善；同時還實現(xiàn)了能源的優(yōu)化利用。

2 安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）

2.1 門禁與周界報警系

集中的智能門禁控制系統(tǒng)，對園區(qū)/工廠的不同區(qū)域或者房間按需要設置門禁控制，包括園區(qū)/工廠的大門，車輛出入的道閘，為每個員工的門禁卡設置不同的權限。同時將考勤記錄功能集成到門禁系統(tǒng)中。

周界報警系統(tǒng)既可使用傳統(tǒng)的紅外探測系統(tǒng)，也可使用視頻分析系統(tǒng)。并集成到門禁系統(tǒng)中，實現(xiàn)統(tǒng)一的管理平臺。

2.2 視頻監(jiān)控

根據(jù)園區(qū)/工廠的規(guī)模，可選用模擬或者數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對整個園區(qū)/工廠的出入口、停車場、倉庫、十字路口、道路轉(zhuǎn)彎處、門禁控制點等處進行監(jiān)視。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)、周界報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，一旦有門禁或者周界的非法闖入發(fā)生，視頻監(jiān)視系統(tǒng)就會立刻切換到非法闖入點的監(jiān)視畫面。對于安全要求比較高的建筑園區(qū)可以安裝視頻分析系統(tǒng)，可以對非法闖入的人員和車輛進行自動視頻追蹤，并發(fā)出報警信號。還可以對進出人員和車輛進行數(shù)量統(tǒng)計。

3 消防自動化系統(tǒng)（FAS）

根據(jù)國家標準和規(guī)范安裝自動火災報警系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)和消防廣播系統(tǒng)。當有火警發(fā)生時，相應火災區(qū)域自動發(fā)出報警信號、關閉相關防火卷簾門、相關排煙口和排煙風機動作。自動與供電系統(tǒng)和安保系統(tǒng)產(chǎn)生下列報警聯(lián)動：

（1）門禁系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，當有火警產(chǎn)生時，門禁系統(tǒng)會自動釋放報警相關區(qū)域的門禁控制，方便人員疏散和撤離。

（2）空調(diào)系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，火災報警時，關閉相關區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)，并防止火災通過風管蔓延，同時保護空調(diào)設備。

（3）供電系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，火災報警時，切斷相關區(qū)域的設備供電，防止由于電纜或者電氣設備著火，進而引發(fā)的電氣火災或者電氣事故。

（4）視頻監(jiān)控系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，當有火警產(chǎn)生時，視頻自動切換顯示火災報警點的畫面，這樣可以直觀迅速的了解火災現(xiàn)場的情況，為引導人員疏散和組織火災撲救工作提供了及時準確的信息。

4 辦公自動化系統(tǒng)（OA）

辦公自動化系統(tǒng)是基于計算機和網(wǎng)絡技術的各種辦公自動化硬軟件和系統(tǒng)的綜合運用。主要硬件包含個人計算機、郵件服務器、文件服務器目，路由器，交換機，無線網(wǎng)絡設備等。軟件包含目前普遍應用的基于微軟Windows操作系統(tǒng)的辦公自動化軟件Microsoft Office，IBM的協(xié)同辦公軟件Lotus-Note，客戶關系管理軟件CRM，以及企業(yè)資源計劃軟件ERP系統(tǒng)等。辦公自動化系統(tǒng)的綜合應用輕松的實現(xiàn)的大中型企業(yè)，跨過企業(yè)的總部和全球各地的分支機構(gòu)的資源共享和協(xié)同工作。大大提高了工作效率，提升了企業(yè)競爭力。

5 通信自動化（CA）

智能建筑中的通信系統(tǒng)目前主要包含：基于程控數(shù)字用戶交換機的電話系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)（CATV）、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。電話系統(tǒng)是辦公自動化基本的輔助工具。計算機網(wǎng)絡為建筑自動化，安保自動化，辦公自動化系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的硬軟件通信基礎。

綜上所述，樓宇智能化系統(tǒng)的建筑物自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）和消防自動化系統(tǒng)（FAS）已經(jīng)成為高端商業(yè)建筑和工業(yè)建筑必不可缺少的組成部分。為整個樓宇的運營管理提供了集中統(tǒng)一的智能化控制管理平臺，縮減了管理人力成本，加強了樓宇安全性，提高了管理效率；并且通過節(jié)能優(yōu)化控制，大大減少了建筑空調(diào)和照明等的能耗；而且向著更人性化和智能化的方向發(fā)展。

參考文獻

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