智能建筑智能化系統(tǒng)樓宇自控施工技術(shù)探究

文／朱立榮 浙江德方智能科技有限公司 浙江杭州 310000

引言：

智能建筑是一種新型建筑，是一種已經(jīng)發(fā)展到一定科技進(jìn)步水平的產(chǎn)物，也是未來建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要發(fā)展方向，基于建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，智能建筑不僅可以增強(qiáng)建筑的應(yīng)用性，而且可以使建筑向自動化和智能化發(fā)展，為人們提供了高質(zhì)量的應(yīng)用體驗(yàn)。因此，智能建筑在開發(fā)環(huán)節(jié)必須高度重視智能控制系統(tǒng)的研究，將智能系統(tǒng)應(yīng)用到建筑中，使建設(shè)中的各個(gè)系統(tǒng)能夠和諧運(yùn)行，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減少消耗的目的。

1、樓宇自控系統(tǒng)基本概念和特點(diǎn)

樓宇自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵是全自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，并以此為建筑機(jī)電相關(guān)設(shè)備提供自動化控制，如空調(diào)、給排水、通風(fēng)、照明、電梯等相關(guān)設(shè)備的檢測與控制，便于施工設(shè)計(jì)方案滿足人們各方面的落戶要求。樓宇自動化系統(tǒng)的應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：第一，節(jié)約資源?，F(xiàn)代化建筑使用過程中消耗大量能源，約占總能耗的1/3，在樓宇自動化系統(tǒng)的應(yīng)用中，通過最佳的設(shè)備啟停操作，照明的自動控制及其最佳露點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)，可以將能耗降低到一定程度。第二，降低成本。使用計(jì)算機(jī)對建筑的自控系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，可以適度減少所需投入設(shè)備和人員總數(shù)，同時(shí)，大部分系統(tǒng)都可以按照預(yù)先設(shè)定的流程控制，最大限度地減少管理人員工作量和節(jié)省人力資源。采取相應(yīng)的監(jiān)管措施，滿足建設(shè)設(shè)計(jì)方案的具體要求，維護(hù)基本建設(shè)的日常運(yùn)行，盡可能節(jié)約成本，提高社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，從而為我國建筑行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2、智能建筑發(fā)展現(xiàn)狀

智能建筑主要有不同類型自動化系統(tǒng)構(gòu)建而成，其中主要包含消防、樓宇自控、管理、通信等系統(tǒng)，諸多系統(tǒng)能夠促使智能建筑不同作用與功能得到充分發(fā)揮，并且，通過使用自動化系統(tǒng)對不同設(shè)備進(jìn)行控制，能夠?yàn)橹悄芙ㄖ踩⒎€(wěn)定的運(yùn)作提供有力保障。另外，作為智能建筑關(guān)鍵組成部分，樓宇自控子系統(tǒng)主要是針對內(nèi)部機(jī)電設(shè)備的控制與管理。首先，需要通過系統(tǒng)對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，隨后傳輸?shù)椒治鱿到y(tǒng)當(dāng)中，并運(yùn)用軟件對數(shù)據(jù)展開有效分析，促使相關(guān)工作人員能夠?qū)C(jī)電設(shè)備實(shí)際運(yùn)作情況良好掌握，同時(shí)，由于自控系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)有驅(qū)動執(zhí)行器，通過此設(shè)備能夠?qū)怯顚?shí)施自動化控制與管理。在我國，智能建筑起步較晚，但是發(fā)展較快，1991年派人赴法國能德公司進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，之后又與能德公司合作，推動了我國智能樓宇建筑智能化系統(tǒng)的開發(fā)。90年代，我國逐漸建成了許多智能建筑，但在運(yùn)行過程中也有不少智能建筑運(yùn)行異常，效率低，這也是智能建筑發(fā)展中的一大難題。雖然建成的智能建筑總量比較大，但真正符合規(guī)格的很少，并且，由于要求數(shù)量不要求質(zhì)量，導(dǎo)致資源消耗很大。對此，我國成立智能建筑權(quán)威專家聯(lián)合會，起草相關(guān)政策，推動智能建筑系統(tǒng)的成功開發(fā)。從客觀上看，我國智能建筑的發(fā)展伴隨著IT產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，90年代至上世紀(jì)，IT產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，智能建筑是社會智能化發(fā)展的必然要求。相關(guān)資料顯示，我國智能建筑總投資大幅增長，表明該領(lǐng)域發(fā)展的市場前景極為廣闊，由于市場前景看好，眾多軟件和硬件配置廠商紛紛涌入，目前我國智能建筑一體化銷售市場競爭過于激烈，分散化程度較高，真正有實(shí)力的廠商較少。

3、智能建筑樓宇自控系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)及具體功能

3.1 智能建筑樓宇自控系統(tǒng)構(gòu)成

智能樓宇自動化系統(tǒng)由四部分組成：設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)（BMS）、信息管理系統(tǒng)（IBMS）、辦公系統(tǒng)（OAS）及其網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)（CNS），而設(shè)備維護(hù)制度的有效性是落實(shí)建筑物內(nèi)安全制度和消防安全制度的有效管理方式，也是保證建設(shè)工程有序進(jìn)行的關(guān)鍵；信息管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為其他三個(gè)系統(tǒng)下達(dá)工單，并實(shí)現(xiàn)對其運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止系統(tǒng)故障直接影響項(xiàng)目進(jìn)度；辦公系統(tǒng)負(fù)責(zé)辦公的管理，營造良好的工作環(huán)境；通訊系統(tǒng)可以完成樓宇內(nèi)通訊設(shè)備的和諧統(tǒng)一，其中，不僅包括樓宇內(nèi)部的通訊，還包括樓宇與外界的通訊，保證樓宇的穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)階段，樓宇自控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于以系統(tǒng)總線為核心，包括以下三部分：①將互聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)主網(wǎng)絡(luò)，以進(jìn)一步完成樓宇間的通信不受影響。②基于區(qū)域內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)的控制，完成對各種系統(tǒng)的合理控制。③利用子系統(tǒng)的控制互聯(lián)網(wǎng)采集系統(tǒng)各設(shè)備的信息，并將信息內(nèi)容實(shí)時(shí)傳送到通用系統(tǒng)，接收通用系統(tǒng)發(fā)出操作指令，控制子系統(tǒng)及各設(shè)備的運(yùn)行。

3.2 智能建筑樓宇自控系統(tǒng)功能

一套具有完善管理系統(tǒng)的智能樓宇自動化系統(tǒng)，需要完成以下功能：①在保證各設(shè)備都能正常運(yùn)行的情況下，準(zhǔn)確控制設(shè)備運(yùn)行的主要參數(shù)。②自動化控制技術(shù)可以對大樓內(nèi)的所有設(shè)備進(jìn)行巡檢、統(tǒng)一操作和管理，可以在第一時(shí)間內(nèi)解決大部分緊急情況，快速解決大樓內(nèi)的緊急情況和常見的設(shè)備故障。③完成各種能源的分配，根據(jù)智能樓宇自動化系統(tǒng)的智能系統(tǒng)分配技術(shù)，調(diào)配供電、供水等資源，分析樓宇用電量和需水量，進(jìn)行能源的提升分配計(jì)劃。進(jìn)而達(dá)到降低建筑能耗的目的。④已在建筑物內(nèi)運(yùn)行的設(shè)備可根據(jù)室外環(huán)境的變化進(jìn)行調(diào)整。例如，可以根據(jù)室外溫度和濕度、室外陽光照射等主要參數(shù)，或根據(jù)工作人員的工作情況來判斷是否需要運(yùn)行照明控制系統(tǒng)及其空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，調(diào)整設(shè)備是否開啟或關(guān)閉，并可根據(jù)具體情況進(jìn)行中饋和調(diào)整。⑤在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，采集主要運(yùn)行參數(shù)并存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫查詢中，完成數(shù)據(jù)分析和歷史記錄，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備專業(yè)能力的準(zhǔn)確定位。

4、智能建筑智能化系統(tǒng)樓宇自控施工技術(shù)

4.1 控制室施工技術(shù)分析

在樓宇自控系統(tǒng)當(dāng)中，控制室是其中核心所在，里面包含諸多通信、顯示器等輔助設(shè)備，機(jī)房環(huán)境對于控制室而言極為重要，同時(shí)也是樓宇自控當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，因此，以抗干擾位置最佳，并且所選環(huán)境也不能過于潮濕。樓宇自動化系統(tǒng)的控制面板也是關(guān)鍵，在安裝控制面板時(shí)，必須考慮多種因素，尤其是中后期的維修和保養(yǎng)，一定要留出一些維修空間，還要防止靜電干擾。在安裝控制的整個(gè)過程中，應(yīng)增加一些區(qū)域，以保證控制器有足夠的空間進(jìn)行安裝?？刂破靼惭b后，必須進(jìn)行檢查工作，確保其能正常運(yùn)行?？刂破靼惭b是樓宇自控系統(tǒng)工程建設(shè)的關(guān)鍵，有必要進(jìn)行模擬試驗(yàn)，根據(jù)檢測結(jié)果，判斷控制器安裝是否存在問題，掌握其運(yùn)行情況，盡快解決問題，提高控制器運(yùn)行的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。此外，樓宇自控系統(tǒng)需要與電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同工作，這就需要對兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立測試，同時(shí)還需要做好協(xié)同運(yùn)行測試，傳感器也是樓宇自動化系統(tǒng)不可或缺的一部分，安裝后，必須進(jìn)行調(diào)整和測試。只有符合操作標(biāo)準(zhǔn)才能交付，配電設(shè)備系統(tǒng)的安裝還需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以便掌握具體的運(yùn)行情況，保證其性能指標(biāo)，樓宇自控系統(tǒng)控制器的運(yùn)行離不開開關(guān)電源，開關(guān)電源一般在控制箱內(nèi)，必須保證在控制器周圍供電安全性。此外，工人們正在進(jìn)行主控室的在安裝期間，必須有將現(xiàn)場控制器部分預(yù)埋在新風(fēng)系統(tǒng)控制柜中的概念，現(xiàn)場控制器等設(shè)備，后續(xù)將進(jìn)行相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)，確保系統(tǒng)運(yùn)行始終保持穩(wěn)定，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并連接計(jì)算機(jī)一切正常后，進(jìn)行單次檢查和協(xié)調(diào)測試運(yùn)行。運(yùn)行后必須對過濾盤管風(fēng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試，以保證溫度傳感器、模塊等安裝的順利進(jìn)行，并進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行以保證運(yùn)行，調(diào)試配電系統(tǒng)軟件，完善仿真實(shí)驗(yàn)，確保滿足全自動運(yùn)行要求和具體使用要求，安裝照明控制系統(tǒng)，預(yù)埋自控插座，對可控控制進(jìn)行調(diào)試和實(shí)驗(yàn)環(huán)形。配備控制器的控制柜必須保證能夠?yàn)榭刂破魈峁┧璧拈_關(guān)電源，如繼電器、接線端子等?？刂乒裢ǔ０惭b在必須操作的設(shè)備周圍，機(jī)柜提供的電源電壓應(yīng)保持在220V，注意離心風(fēng)機(jī)、離心泵等機(jī)械設(shè)備必須設(shè)置手動電源開關(guān)和智能自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。

4.2 線纜施工

在建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)過程中，通常需要大量線纜作為支撐，一般情況下，因具有良好絕緣性，電源線主要以聚氯乙烯線為主，銅芯線則往往以同軸電纜為主，但是也需要做到具體問題具體對待，例如，若建筑附近具有較大干擾時(shí)，則需以光纜作為主要通信線，只有線路選擇正確，才能夠?yàn)闃怯钭钥叵到y(tǒng)運(yùn)作安全性與穩(wěn)定性提供保障，這便需要相關(guān)工作人員在施工過程當(dāng)中切實(shí)做好線路高呼工作，并安裝線槽。另外，在開展樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)過程當(dāng)中，需加大對預(yù)埋管線與電纜鋪設(shè)工作關(guān)注力度，同時(shí)也需做好電阻測試，將導(dǎo)線布置在線槽之內(nèi)，并在施工前做好清理工作，避免內(nèi)部存有異物，從而確保導(dǎo)線能夠在線槽內(nèi)平整放置。此外，在實(shí)際施工過程中，由于需要用到不同類型電纜，因此，也需對電纜加以合理布置，并進(jìn)行捆扎固定。另外，在線槽或管道內(nèi)輸電線路布設(shè)的實(shí)際運(yùn)行期間，應(yīng)盡量減少線路接頭在管道內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行，防止線路因擠壓而損壞；工作時(shí)相應(yīng)的室內(nèi)空間應(yīng)預(yù)埋在電纜室和機(jī)械設(shè)備中間，有利于以后安裝其他弱電安裝設(shè)施；務(wù)必立即將直槽和二等分線槽內(nèi)的電纜捆扎好，以確保它們的確定情況，間距應(yīng)在 3～5 米或 2～3 米左右，電纜進(jìn)入線槽的位置應(yīng)為恒定速度;鋪設(shè)不同規(guī)格的電纜，特別是通訊線和數(shù)據(jù)信號線注意不要存放在同一個(gè)管槽內(nèi)，必須保持相應(yīng)的間距；施工、布置實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)以工程圖紙的設(shè)計(jì)要求和具體條件為標(biāo)準(zhǔn)。線路開發(fā)識別碼，然后準(zhǔn)確測量電纜的絕緣電阻值是否在允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，通常絕緣電阻值規(guī)定在5以上。開關(guān)電源槽和弱電安裝槽必須分開工程施工，井筒內(nèi)不同綜合布線系統(tǒng)的有效分布應(yīng)根據(jù)工程圖紙的制定統(tǒng)一布置；焊接鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土預(yù)埋件時(shí)，必須保證電焊的牢固性和可靠性；敷設(shè)電纜前必須準(zhǔn)確測量絕緣電阻的標(biāo)記值不在允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4.3 設(shè)備安裝

樓宇自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場施工涉及執(zhí)行器的安裝，做好具體安裝過程的全過程工作，特別是安裝電動閥時(shí)要保證開啟方向和指示方向一致，零件的選擇也要注意不同的機(jī)器和設(shè)備所要求的位置和方向，電動閥箭頭符號所對齊的方向也是流動的方向，樓宇自動化系統(tǒng)接地裝置尤為重要，其電阻應(yīng)小于1Ω，所有樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)必須與設(shè)備匹配，主控室設(shè)備在使用時(shí)應(yīng)選用弱電端子。另外，在安裝傳感器時(shí)，接線要規(guī)范、規(guī)范，高度應(yīng)為1.5米長，安裝位置也應(yīng)注意，應(yīng)避免陽光直射的區(qū)域，通常是墻內(nèi)或中央空調(diào)房內(nèi)。傳感器的安裝應(yīng)盡量避免彎管，環(huán)境濕度和溫度傳感器應(yīng)安裝在一起，浮式傳感器應(yīng)安裝在儲水箱上。此外，溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、液體流量控制閥、水泵壓力開關(guān)液位計(jì)是傳感器的關(guān)鍵部件，工人必須注意與DDC安裝接線可靠性和準(zhǔn)確性，通常必須安裝在暖氣或空調(diào)房的內(nèi)外墻，安裝高度不超過1.4米，并注意防曬。另外要注意密封導(dǎo)管打開的情況，如果施工調(diào)試和使用中后期出現(xiàn)干擾信號等問題，必須安裝屏蔽電纜進(jìn)行相應(yīng)的屏蔽。所有的數(shù)據(jù)通訊線均應(yīng)保持一致，數(shù)據(jù)通訊線除在端子上接線外，其它地方不得有接頭，數(shù)據(jù)線屏蔽層應(yīng)可靠接地。建設(shè)項(xiàng)目施工期間，必須提前解決無縫鋼管及布線及敷設(shè)埋設(shè)問題；在水箱施工過程中，其間一定要注意離心泵控制柜內(nèi)水泵壓力開關(guān)和水位傳感器的安裝 住宅內(nèi)提前騰出的自控插座可以保證中后期的使用和維護(hù)時(shí)期，濕度傳感器必須安裝在溫度傳感器下方，需要同時(shí)注意濕度傳感器和濕度傳感器的實(shí)際安裝，以保證中后期應(yīng)用的合理化。一般來說，液流開關(guān)應(yīng)安裝在連接段的垂直方向，另外，在液流開關(guān)前面必須留出10倍的流量開關(guān)距離，以保證使用中后期總流量的可靠性：浮球液位開關(guān)的安裝一定要避開水流較急位置，以免產(chǎn)生應(yīng)用問題。

5、樓宇自控系統(tǒng)調(diào)試

樓宇自控系統(tǒng)包含了對監(jiān)控、通風(fēng)、供電、供暖等系統(tǒng)的控制，涉及對象多，對樓宇控制系統(tǒng)的調(diào)控就顯得更為重要。調(diào)試前，要將電源、通信線以及通信燈信號等提前設(shè)置好，再進(jìn)行調(diào)控。

5.1 空調(diào)機(jī)組調(diào)試

在調(diào)試空調(diào)通風(fēng)設(shè)備時(shí)，需要現(xiàn)場調(diào)試控制器中的點(diǎn)，即點(diǎn)陣調(diào)試。根據(jù)控制器現(xiàn)場要求的系統(tǒng)總線調(diào)試，調(diào)試人員必須做好調(diào)試記錄，在單點(diǎn)調(diào)試之前，要重新確定監(jiān)控設(shè)備的類型，以免出錯(cuò)，影響調(diào)試結(jié)果。主要工作是確定現(xiàn)場控制器公共點(diǎn)的信號類型，主要包括微波傳感器干接點(diǎn)、電流信號、工作電壓信號、電流信號推導(dǎo)、工作電壓信號推導(dǎo)、汽車?yán)^電器推導(dǎo)等。每個(gè)公共點(diǎn)的信號類型都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和限制。信號中間有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電阻轉(zhuǎn)換，但每種信號類型都有限定的額定電壓，不能超過額定電壓，否則會破壞開關(guān)電源和機(jī)械設(shè)備。

5.2 冷站系統(tǒng)調(diào)試

冷站系統(tǒng)的調(diào)試是必不可少的過程，主要包括系統(tǒng)內(nèi)的單機(jī)版調(diào)試、制冷系統(tǒng)的整體聯(lián)動調(diào)試和整體調(diào)試調(diào)試，是保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需的，智能樓宇系統(tǒng)。首先對樓宇控制設(shè)備進(jìn)行單機(jī)調(diào)試，將所有控制器接入開關(guān)電源，檢查通訊指示燈閃爍是否正常，然后檢查與控制器連接的電動執(zhí)行器和傳感器是否正常工作，以區(qū)分所有電氣設(shè)備系統(tǒng)的接線是否正常。手動運(yùn)行各種受控機(jī)械設(shè)備，并用萬用表測量設(shè)備狀況，檢查是否異常，進(jìn)行人因故障模擬，分析常見故障信號指示燈能否恢復(fù)正常，檢查何時(shí)常見故障清除后，常見故障信號指示燈能自動清除，進(jìn)行單機(jī)版本測試后，運(yùn)行智能樓宇系統(tǒng)，進(jìn)行所有系統(tǒng)的聯(lián)動調(diào)試。逐步調(diào)試前，施工現(xiàn)場的所有操作和控制系統(tǒng)應(yīng)處于全自動狀態(tài)，整個(gè)制冷系統(tǒng)的調(diào)試全過程應(yīng)根據(jù)軟件系統(tǒng)的調(diào)整進(jìn)行。調(diào)試完成后，根據(jù)調(diào)試結(jié)果，定制軟件，明確控制器I/O點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建相應(yīng)的系統(tǒng)模板及其客戶界面接口，與各控制器之間的實(shí)際聯(lián)系明確相關(guān)點(diǎn)。

5.3 聯(lián)動調(diào)試

調(diào)試設(shè)備必須處于全自動狀態(tài)，注意定期檢查分析控制器是否處于正常狀態(tài)，檢查主要參數(shù)設(shè)置與具體操作主要參數(shù)之間的誤差，并進(jìn)行改進(jìn)，并檢查整個(gè)系統(tǒng)軟件運(yùn)行是否正常，各項(xiàng)功能能否正常完成，這也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。需要嚴(yán)格注意聯(lián)動調(diào)試狀態(tài)下各主要參數(shù)的設(shè)置是否有效，以保證整個(gè)系統(tǒng)軟件的正常運(yùn)行。

結(jié)語：

現(xiàn)如迄，智能化建筑已成為建筑行業(yè)主要發(fā)展方向，諸多新興科學(xué)技術(shù)不斷在現(xiàn)代建筑當(dāng)中得以應(yīng)用，這促使建筑整體控制與功能得到大幅度提升，也為業(yè)主提供了更加安全與舒適的生活環(huán)境，并促使管理成本大幅度降低，樓宇自動化作為目前建筑工程當(dāng)中常用技術(shù)，在實(shí)際施工過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員需站在全局統(tǒng)籌角度，結(jié)合建筑實(shí)際要求針對管線、控制器、設(shè)備等開展合理化施工，從而此時(shí)系統(tǒng)整體能夠穩(wěn)定運(yùn)行。