随著(zhe)時代的發(fā)展，國(guó)内高層建築越來越多，而信息技術的發(fā)展，使大樓内的智能(néng)化程度不斷普及發(fā)展。幾乎所有的高層建築，比如政府辦公樓、酒店、綜合性寫字樓，根據規模及資金的大小，或多或少都(dōu)投資建設了建築智能(néng)化系統，特别是樓宇内的設備自動化系統幾乎是必不可少的，它是樓宇智能(néng)化的基礎，目标是對(duì)樓宇内的機電設備和能(néng)源實現智能(néng)化的管理，創造一個舒适、環保、節能(néng)的工作生活環境。樓宇自控系統對(duì)樓宇内的空調通風系統、變配電系統、給排水、冷熱源系統、照明系統等大量設備進(jìn)行有條不紊的管理及維護保養。

    建築設備監控系統通過(guò)對(duì)大廈内的各種(zhǒng)機電設施進(jìn)行全面(miàn)的計算機監控管理，利用分散控制和集中管理技術，爲建築物用戶提供良好(hǎo)的工作環境，爲建築物的管理者提供方便的管理手段，從而減少建築物的能(néng)耗、延長(cháng)設備使用壽命、提高勞動生産率并降低勞動力管理成(chéng)本。

    目前的樓宇自控系統盡管發(fā)展到一定程度，無論是硬件上還(hái)是軟件比較先進(jìn)可靠，但真正要達到預期的目的，還(hái)有很多的工作要做。筆者根據多年的工作經(jīng)驗，在此提供一些新的認識和看法。

1 基于樓宇自控系統的投資和效果的認識 自2000年以來，智能(néng)建築的樓宇自動化系統的初投資大幅度下降，從BA控制檢測點2000元/點，下降到不到1000元/點，還(hái)處于不斷的下降趨勢中，而房産的價格卻不斷上漲，至今平均上漲幅度爲3倍，目前尚處于高位運行。從中可以看出智能(néng)建築的樓宇自動化系統的初投資占整個大樓投資比重越來越少，而且現代高樓的平均壽命爲百年以上，盡管樓宇自動化設備將(jiāng)會不斷落後(hòu)，但整個布線框架是存在的，升級改造將(jiāng)非常方便。

智能(néng)建築的樓宇自動化系統是節能(néng)的一種(zhǒng)重要手段，一定要認識到其緊迫性，首先應加強建築節能(néng)的宣傳力度，使所有人都(dōu)認識到，節能(néng)不僅僅是錢和環境的問題，而是國(guó)家能(néng)否持續穩定發(fā)展的前提。目前的智能(néng)建築樓宇自動化系統運行的節能(néng)效果不是很理想，原因是多方面(miàn)的，首先部分管理者由于認識上的偏差，以爲樓宇自控系統沒(méi)有用，還(hái)不如幾個人手動開(kāi)開(kāi)就可以了。這(zhè)就走入了一個誤區，實際上依靠人的手動控制，根本無法實現建築設備的節能(néng)、高效、安全運行。因此認識上一定要加以轉變，加強物業隊伍的培訓和建設，對(duì)設備的管理可以在保修期到期後(hòu)，委托專業公司打理，提高設備的運行壽命，最大限度的發(fā)揮系統的作用。否則由于設備管理的水平低下使運行費用居高不下，造成(chéng)投資的浪費。

樓宇自控系統的節能(néng)一定要從細節做起(qǐ)，養成(chéng)一種(zhǒng)習慣，說到節能(néng)的設計，電氣設計人員通常會想到選擇合适的變壓器、變頻器、軟啓動器、給燈具配節能(néng)鎮流器，盤管系統采用三速風機加電動閥，這(zhè)是樓宇自控系統中普遍設計的内容。此外，節能(néng)設計還(hái)體現在因地制宜的細節中，比如對(duì)賓館客房設計節電開(kāi)關，人在時將(jiāng)電源接通，人離開(kāi)時把電源切斷，以達到節能(néng)目的。

2 智能(néng)化的樓宇自控系統對(duì)大樓機電設備提出更高的要求 智能(néng)建築樓宇自控系統需要各種(zhǒng)專業的配合，樓宇自動化的節能(néng)不僅是某一個專業的事(shì)情，它需要智能(néng)化、建築結構、暖通通風、電力、給排水等專業共同參與合作，提出有節能(néng)潛力的方法。照明系統作爲大樓一個獨立的子系統，包括公共區域的公共照明(比如停車場、大堂、走廊、餐廳照明、室内照明(辦公室、會議室等)，室外照明(裝飾照明、道(dào)路照明、泛光照明)等。大樓照明的耗能(néng)占整個樓宇的20%左右，照明系統有這(zhè)樣(yàng)特點：

第一，在電力輸送過(guò)程中，要以較高的電壓輸送确保終端設備的工作電壓，随著(zhe)設備運行的負荷下降，輸出電壓將(jiāng)會上升，因此通過(guò)樓宇自控系統進(jìn)行動态調壓控制方式，達到節電目的。

第二，對(duì)照明功能(néng)的需求，每天的時間段是不同的，特别是可以結合室外照度傳感器結合起(qǐ)來，對(duì)公共區域進(jìn)行分組，分片控制方式或直接全部關閉方式，比如地下車庫燈光的控制。

第三，随著(zhe)新照明源的發(fā)展，新型節能(néng)照明燈具不斷湧現，代替傳統發(fā)熱的熒光燈、節能(néng)燈、白熾燈、金鹵燈等多種(zhǒng)燈具的開(kāi)關控制，采用數字技術及計算機技術充分結合起(qǐ)來的智能(néng)控制采用軟啓動的方式，能(néng)控制電網沖擊電壓和浪湧電壓，使燈絲免受熱沖擊，燈具壽命又得到延長(cháng)。智能(néng)照明系統通常能(néng)使燈具壽命延長(cháng)2~4倍，不僅節省大量燈具，而且大大減少更換燈具的工作量，有效地降低了照明系統的運行費用，對(duì)于大量使用燈具和安裝困難的區域具有特殊的意義。此外，智能(néng)照明系統還(hái)有潛在的價值回報，使整個系統工作在使人們最舒适的狀态，從而保證了人們的身心健康，提高了工作效率。

空調系統又是另一個子系統，它分爲空氣處理末端設備如新風機組、空調機組、VAV變風量，另一部分爲冷源系統，它的電耗一般占整個大樓的70%左右，如何運行及管理空調的相關設備比較重要，采用先進(jìn)的樓宇自控系統，在滿足房間的舒适度的情況下，既可以節約電能(néng)，延長(cháng)設備壽命，又可以減少設備管理人數，現逐一進(jìn)行分析闡述;

(1)新風系統主要功能(néng)是根據樓層的面(miàn)積大小，輸送一定溫度的的新鮮空氣量，保證房間的空氣質量，新風系統的自控設計一般确定一個送風溫度點，如果有濕度要求高的話需要增加一個濕度點，空調管道(dào)如采取二管制的話，冬天通熱水夏天通冷水，選用一個電動調節閥。對(duì)于溫濕度要求高的建築，空調管道(dào)一般采取四管制，冷熱水管單獨安裝，并各安裝一個電動調節閥，爲了防止冬天的冷凝器凍裂，安裝防凍開(kāi)關和新風電動閥，碰上室外溫度低，空調沒(méi)有使用直接關閉新風門或將(jiāng)熱水循環泵啓動，熱水在小流量下運行。

在空調運行時，控制的目标參數爲送風溫度和送風濕度，與設定值比較，得到的偏差值經(jīng)DDC運算輸出信号，控制冷(熱水)電動二通閥的開(kāi)度。對(duì)于新風機組的溫度設定值樓控系統可以結合室外溫度的大小，自動進(jìn)行調整，冬天爲30~32℃，夏天爲18~20℃。

(2)對(duì)于公共區域(大堂、餐廳)的溫濕度環境改善是主要通過(guò)空調機組的空氣處理方式來實現的，它的工藝流程圖比新風機複雜，增加回風管道(dào)。 一般自控配置的設備爲冷熱水閥、加濕閥、新回風閥、送風溫度、回風溫度，有些還(hái)要安裝公共區域内的溫度傳感器，送風量通過(guò)變頻能(néng)夠進(jìn)行調節，對(duì)于目标控制參數的确定一般以回風溫度爲準，但也不一定合适，比如回風口離門口較近，取樣(yàng)的數據就很不準确，也可以在公共區域布設多個溫度傳感器，然後(hòu)取平均值，因此具體工程要具體分析，全面(miàn)進(jìn)行考慮。對(duì)于控制策略它比新風機送風溫度控制來得複雜，它本身的特點是純滞後(hòu)的，反應慢，如果采取常規的PID控制必將(jiāng)造成(chéng)控制的閥門頻繁開(kāi)關，溫度随之將(jiāng)大幅波動。因此采取非常規的控制策略，比如死區方式，當目标參數進(jìn)入與設定值認可的偏差範圍DT1(一般爲0.5度)時，冷(熱)水閥將(jiāng)保持不變。變PID控制方式，就是當目标參數與設定值大時，控制作用強一些，當目标參數與設定值小時，控制作用弱一些。還(hái)可以采取根據溫度偏差及上升或下降快慢的模糊控制方式，當溫度與設定值處于正偏差DT2(1度)以内時，但處于下降過(guò)程中，水閥將(jiāng)慢慢開(kāi)大，當溫度與設定值處于負偏差DT2以内時，但處于上升降過(guò)程中，水閥將(jiāng)慢慢關小。總之，對(duì)于目标參數的控制，充分考慮溫度測量值、設定值、單位時間内的溫度偏差值，“多看少動”才能(néng)真正將(jiāng)目标參數控制好(hǎo)。爲了節能(néng)，根據室外溫度的大小，冬天有條件將(jiāng)溫度設定值下降1度，夏天有條件將(jiāng)溫度設定值提高1度，同時充分利用新回風閥的連鎖功能(néng)，在過(guò)渡季全開(kāi)新風閥，在盛夏或嚴冬將(jiāng)新風閥可以關到最小，這(zhè)樣(yàng)可以節能(néng)達到12%。

樓宇自控系統不僅具有豐富的控制功能(néng)，而且有強大的管理功能(néng)，人性化的界面(miàn)設計，過(guò)濾網堵塞和風機故障會發(fā)出聲光報警，提醒管理人員清冼和維護，統計設備的運行時間，定期進(jìn)行設備的保養，在使用過(guò)程中，充分利用樓控系統的功能(néng)以及新風機組空調機組的特點，根據時間程序進(jìn)行節能(néng)啓/停運行，具體體現在：

間歇運行：使設備合理間歇啓停，但不影響環境舒适程度和工藝要求。 最佳啓動：根據人員使用情況或生産工藝情況，預先開(kāi)啓空調設備，夏天采取大風量低溫度;冬天采取大風量高溫度;房間溫度穩定以後(hòu)，在低風量下運行。

     最佳關機：根據人員下班情況或生産工藝情況，提前停止空調設備。 (3)變風量系統(VAV)是一種(zhǒng)新型的空調方式，在智能(néng)樓宇的空調中被(bèi)越來越多地應用。當室内環境溫度發(fā)生變化時，改變送風的溫度和改變送風量大小兩(liǎng)種(zhǒng)控制方式都(dōu)可以達到相同結果。采用變風量系統的中央空調系統可節能(néng)40%，而且系統隻在冷熱負荷達到峰值時才使用最大風量，因此可以大大降低能(néng)耗。

VAV系統一般由帶變頻調節電機的空調機組和變風量可調風閥末端裝置組成(chéng)。監控内容包括控制風機的啓停，并監視風機的運行狀态，根據室内溫度的大小，自動調節新回風門的大小和水閥的開(kāi)度來實現對(duì)溫度的控制，使室溫保持穩定。帶有VAV裝置的空調系統各環節需要協調控制，其内容主要體現在以下幾個方面(miàn)：

① 由于各房間的負荷是不一樣(yàng)，那麼(me)送入各房間風量是變化的，空調機組的風量將(jiāng)随之變化，因此應采用調節變頻的大小對(duì)送風機進(jìn)行控制。

② 送風機速度調節時，可以采用定靜壓或變靜壓控制方式，使各房間的壓力保持穩定，保證裝置正常工作。

③ 對(duì)于VAV系統，需要檢測各房間風量，溫度及風閥位置等信号，并經(jīng)過(guò)綜合的分析處理後(hòu)才能(néng)給出送風溫度設定值。

④ 在進(jìn)行送風量調節的同時，還(hái)應調節新、回風閥，以使各房間有充分的新風量，保證房間的空氣品質。

(4)冷源系統是暖通系統的核心部分，如何協調管理至關重要，對(duì)能(néng)耗影響相當巨大，一般體現爲量調和質調兩(liǎng)種(zhǒng)調節方式，量調就是根據負荷的變化，調節冷凍水泵的開(kāi)啓台數，或通過(guò)水泵的變頻進(jìn)行水量調節，然後(hòu)根據冷源系統總負荷量(供回水溫差與總流量的相乘)進(jìn)行冷水機組台數控制。質調就是調節冷凍水的出口溫度，一般在低負荷的情況下，适當將(jiāng)冷機的出口溫度提高幾度，實現機組最優啓停時間控制，使設備交替運行，優化設備的運行時間。

以某一大樓爲例，冷凍站系統中有四台冷凍機組，5台冷凍水泵(備用一台)，5台冷卻水泵(備用1台)，4個冷卻塔及膨脹水箱，采用樓宇自控系統通過(guò)安裝在冷凍機房内的直接數字控制器DDC來完成(chéng)對(duì)冷凍機組的控制要求：對(duì)冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機、冷卻塔進(jìn)水閥及相關的設備實現聯動控制，同時監視其運行狀态及故障狀态。檢測冷凍水供回水溫度、供回水壓力和流量，冷卻水進(jìn)回水溫度、壓力，計算空調系統的冷負荷。

實現聯動控制： 冷凍水閥門開(kāi)→冷凍水循環水泵開(kāi)(延時1分鍾)→冷卻水閥門開(kāi)→冷卻水循環水泵開(kāi)→冷卻塔風扇開(kāi)→冷水主機開(kāi)。 聯動停止順序： 冷水主機關→(延時5分鍾)冷卻塔風扇關→冷卻水循環水泵關(延時20分鍾)→冷卻水閥門關→冷凍水循環水泵關→冷凍水閥門關。

除了上述的嚴格連鎖外，在運行過(guò)程中，爲了保護冷凍機，一旦冷凍水泵發(fā)生意外，水泵停止運行，冷凍機必須停止運行，冷卻水泵也必須停止運行。 樓宇自控系統完成(chéng)上述的基本功能(néng)外，更主要對(duì)冷凍機實現優化控制，中央站采集現場DDC的數據進(jìn)行統籌計算，不斷分析确定每一時間段大樓負荷實際情況，确定冷機運行台數，通過(guò)通信模式對(duì)現場DDC發(fā)命令，目前著(zhe)重解決下列問題。

① 如何确定冷水機組運行初始台數 在系統投入初期由人工手動設定系統運行的冷水機組初始運行台數，系統自動記錄所有操作當日的氣候條件以及逐時的冷量負荷，并開(kāi)始執行負荷預測和優化控制軟件，在積累到一定程度以後(hòu)，監控系統將(jiāng)按照負荷預測結果，并對(duì)之前的氣候條件、負荷情況以及系統運行數據的經(jīng)驗數據進(jìn)行分析，取得一定規律，并逐漸實現對(duì)冷水機組系統運行控制進(jìn)行優化。從而确定冷水機組運行的初始台數。

② 如何實現冷水機組運行台數的增減控制 第一，增開(kāi)冷水機組控制方法 當系統負荷增加，監控系統監測到供回水兩(liǎng)端的壓差減少，冷凍水量增加，此時機組根據自身負荷能(néng)進(jìn)行調節，當該台冷水機組的系統負荷上升到其電流百分比FLA的95%時(可根據實際情況調整)，則說明單台機組的滿載運行和水泵的滿載運行已不足以滿足系統負荷值，且冷凍水出水溫度不會穩定在出水溫度設定值上，這(zhè)樣(yàng)第二台機組的電動閥門馬上開(kāi)啓，經(jīng)過(guò)一定的閥門開(kāi)啓時間之後(hòu)，第二台機組迅速開(kāi)啓。

下面(miàn)的K計算很突兀，應該明确是什麼(me)樣(yàng)的規則，從而判定開(kāi)啓。 其中：△T=CHWT-CHWT.STP CHWT —— 冷凍水出水溫度 CHWT.STP —— 冷凍水出水溫度的設定值(7℃) 。 即設定冷凍水出水溫度值爲7℃，當△T≥0.3℃(可根據實際情況調整)時，同時冷水機組的電流百分比FLA≥95%時，第二台機組(運行時間最短的)自動開(kāi)啓。 第二，自動減機策略 假設兩(liǎng)台機組正在運行，當系統負荷變小時，供回水二端的壓差增加，即反應到機組的負荷相應減小，當兩(liǎng)台機組的負荷總量僅有甚至小于一台機組的負荷總量時(設兩(liǎng)台機組的FLA < 50%，可根據實際情況調整)，冷水機組群控系統适當延時後(hòu)關掉其中一台機組，以使得另一台機組在高負荷效率狀況下運行同時滿足負荷的要求。根據冷水機組的綜合效率曲線，將(jiāng)冷水機組控制在最佳能(néng)效範圍内運行，是冷水機組群控的目的。

3 智能(néng)樓宇設備自動化系統的最新發(fā)展趨勢 最初，人們在大樓裡(lǐ)引進(jìn)自動控制的目的，在于解決一些具體的實際問題：溫度的控制、設備的啓動。随著(zhe)大樓的智能(néng)設備不斷增多，自動控制系統局限性不斷顯現出來了：第一，傳統的樓宇系統還(hái)是一個相對(duì)封閉的系統，表現在通信協議上，各廠家還(hái)是各自爲政，互不兼容，系統設備之間的連接不能(néng)做到無縫連接。因此，對(duì)于一個封閉的系統來說，要將(jiāng)大樓内的所有設備集成(chéng)在一個系統平台上將(jiāng)會有很多的工作要做，不僅成(chéng)本高，而且性能(néng)差;第二，由于系統是封閉的，從設計、供貨、安裝、調試、升級隻能(néng)由廠家壟斷，業主無能(néng)爲力，隻能(néng)被(bèi)動接受，因此，初投資將(jiāng)得不到保護;第三，當今世界計算機的發(fā)展日新月異，産品的更新周期越來越短，樓宇自控的新産品也必將(jiāng)層出不窮。對(duì)于一個封閉系統來說，産品的更新必將(jiāng)受到廠家的抵制和壟斷，阻止技術的發(fā)展，實際上以低成(chéng)本跟蹤先進(jìn)技術的發(fā)展是不可能(néng)的。

     因此，采用開(kāi)放的、标準的通信協議是樓宇自控系統的發(fā)展趨勢，需要所有廠家共同執行，才能(néng)徹底改變現狀。真正意義上的開(kāi)放系統，必須采用标準的通信協議，而且該協議必須是主流的，要被(bèi)各廠家接受認可。目前在樓宇自控系統中用得很普遍的是美國(guó)Echelon公司推出的LonWorks技術協議，一般采用雙絞線連接，通信速率爲76.8K，采用手拉手總線方式通信距離可達2500m，若采用自由拓撲結構也可以達到500m，LonTalk是唯一的點對(duì)點通信，它的使用爲完全實現開(kāi)放性和互操作性提供了解決途徑，使整個大樓的自控系統更現代化、高效化。現場的設備(比如閥門及傳感器)也可以采用網絡化傳輸的方式，減少現場的管線及施工的工程量。對(duì)于目前那些還(hái)是非标的設備，可以限定一個過(guò)渡期，隻要能(néng)夠提供有關設備的相關協議，樓控中央站本身具有Modbus、BACnet、DDE、OPC等接口插件功能(néng)，通過(guò)編程接口軟件，將(jiāng)相關的設備，比如鍋爐及冷凍機，連接至樓宇自控系統中，随著(zhe)Internet的普及，通過(guò)密碼管理的方式既可以在辦公室也可以在家裡(lǐ)，或隻要能(néng)上網的地方都(dōu)可以浏覽整個大樓設備的運行情況，管理既簡單又可以節約能(néng)源。

     由于采用先進(jìn)開(kāi)放的樓宇自控系統，符合國(guó)際的最新潮流，産品選擇更加多樣(yàng)性，在系統維護及升級方面(miàn)可以有多種(zhǒng)設備選擇餘地，包括各廠家的DDC控制器，路由器等産品，有效控制運行成(chéng)本，保護現有投資，發(fā)揮更大的作用。同時在認知，設計，工程施工等細節方面(miàn)多做文章，采取綜合管理的方法，樓宇自動化的作用將(jiāng)會充分地發(fā)揮，有利于整個大樓的管理、節能(néng)，真正造福于人類，前景將(jiāng)會越來越廣。