隨著時代的發(fā)展，國內(nèi)高層建筑越來越多，而信息技術(shù)的發(fā)展，使大樓內(nèi)的智能化程度不斷普及發(fā)展。幾乎所有的高層建筑，比如政府辦公樓、酒店、綜合性寫字樓，根據(jù)規(guī)模及資金的大小，或多或少都投資建設(shè)了建筑智能化系統(tǒng)，特別是樓宇內(nèi)的設(shè)備自動化系統(tǒng)幾乎是必不可少的，它是樓宇智能化的基礎(chǔ)，目標(biāo)是對樓宇內(nèi)的機電設(shè)備和能源實現(xiàn)智能化的管理，創(chuàng)造一個舒適、環(huán)保、節(jié)能的工作生活環(huán)境。樓宇自控系統(tǒng)對樓宇內(nèi)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、給排水、冷熱源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等大量設(shè)備進行有條不紊的管理及維護保養(yǎng)。

    建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過對大廈內(nèi)的各種機電設(shè)施進行全面的計算機監(jiān)控管理，利用分散控制和集中管理技術(shù)，為建筑物用戶提供良好的工作環(huán)境，為建筑物的管理者提供方便的管理手段，從而減少建筑物的能耗、延長設(shè)備使用壽命、提高勞動生產(chǎn)率并降低勞動力管理成本。

    目前的樓宇自控系統(tǒng)盡管發(fā)展到一定程度，無論是硬件上還是軟件比較先進可靠，但真正要達到預(yù)期的目的，還有很多的工作要做。筆者根據(jù)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(tǒng)的投資和效果的認識 自2000年以來，智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)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，還處于不斷的下降趨勢中，而房產(chǎn)的價格卻不斷上漲，至今平均上漲幅度為3倍，目前尚處于高位運行。從中可以看出智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)的初投資占整個大樓投資比重越來越少，而且現(xiàn)代高樓的平均壽命為百年以上，盡管樓宇自動化設(shè)備將會不斷落后，但整個布線框架是存在的，升級改造將非常方便。

智能建筑的樓宇自動化系統(tǒng)是節(jié)能的一種重要手段，一定要認識到其緊迫性，首先應(yīng)加強建筑節(jié)能的宣傳力度，使所有人都認識到，節(jié)能不僅僅是錢和環(huán)境的問題，而是國家能否持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的前提。目前的智能建筑樓宇自動化系統(tǒng)運行的節(jié)能效果不是很理想，原因是多方面的，首先部分管理者由于認識上的偏差，以為樓宇自控系統(tǒng)沒有用，還不如幾個人手動開開就可以了。這就走入了一個誤區(qū)，實際上依靠人的手動控制，根本無法實現(xiàn)建筑設(shè)備的節(jié)能、高效、安全運行。因此認識上一定要加以轉(zhuǎn)變，加強物業(yè)隊伍的培訓(xùn)和建設(shè)，對設(shè)備的管理可以在保修期到期后，委托專業(yè)公司打理，提高設(shè)備的運行壽命，最大限度的發(fā)揮系統(tǒng)的作用。否則由于設(shè)備管理的水平低下使運行費用居高不下，造成投資的浪費。

樓宇自控系統(tǒng)的節(jié)能一定要從細節(jié)做起，養(yǎng)成一種習(xí)慣，說到節(jié)能的設(shè)計，電氣設(shè)計人員通常會想到選擇合適的變壓器、變頻器、軟啟動器、給燈具配節(jié)能鎮(zhèn)流器，盤管系統(tǒng)采用三速風(fēng)機加電動閥，這是樓宇自控系統(tǒng)中普遍設(shè)計的內(nèi)容。此外，節(jié)能設(shè)計還體現(xiàn)在因地制宜的細節(jié)中，比如對賓館客房設(shè)計節(jié)電開關(guān)，人在時將電源接通，人離開時把電源切斷，以達到節(jié)能目的。

2 智能化的樓宇自控系統(tǒng)對大樓機電設(shè)備提出更高的要求 智能建筑樓宇自控系統(tǒng)需要各種專業(yè)的配合，樓宇自動化的節(jié)能不僅是某一個專業(yè)的事情，它需要智能化、建筑結(jié)構(gòu)、暖通通風(fēng)、電力、給排水等專業(yè)共同參與合作，提出有節(jié)能潛力的方法。照明系統(tǒng)作為大樓一個獨立的子系統(tǒng)，包括公共區(qū)域的公共照明(比如停車場、大堂、走廊、餐廳照明、室內(nèi)照明(辦公室、會議室等)，室外照明(裝飾照明、道路照明、泛光照明)等。大樓照明的耗能占整個樓宇的20%左右，照明系統(tǒng)有這樣特點：

第一，在電力輸送過程中，要以較高的電壓輸送確保終端設(shè)備的工作電壓，隨著設(shè)備運行的負荷下降，輸出電壓將會上升，因此通過樓宇自控系統(tǒng)進行動態(tài)調(diào)壓控制方式，達到節(jié)電目的。

第二，對照明功能的需求，每天的時間段是不同的，特別是可以結(jié)合室外照度傳感器結(jié)合起來，對公共區(qū)域進行分組，分片控制方式或直接全部關(guān)閉方式，比如地下車庫燈光的控制。

第三，隨著新照明源的發(fā)展，新型節(jié)能照明燈具不斷涌現(xiàn)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)熱的熒光燈、節(jié)能燈、白熾燈、金鹵燈等多種燈具的開關(guān)控制，采用數(shù)字技術(shù)及計算機技術(shù)充分結(jié)合起來的智能控制采用軟啟動的方式，能控制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，使燈絲免受熱沖擊，燈具壽命又得到延長。智能照明系統(tǒng)通常能使燈具壽命延長2~4倍，不僅節(jié)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(tǒng)的運行費用，對于大量使用燈具和安裝困難的區(qū)域具有特殊的意義。此外，智能照明系統(tǒng)還有潛在的價值回報，使整個系統(tǒng)工作在使人們最舒適的狀態(tài)，從而保證了人們的身心健康，提高了工作效率。

空調(diào)系統(tǒng)又是另一個子系統(tǒng)，它分為空氣處理末端設(shè)備如新風(fēng)機組、空調(diào)機組、VAV變風(fēng)量，另一部分為冷源系統(tǒng)，它的電耗一般占整個大樓的70%左右，如何運行及管理空調(diào)的相關(guān)設(shè)備比較重要，采用先進的樓宇自控系統(tǒng)，在滿足房間的舒適度的情況下，既可以節(jié)約電能，延長設(shè)備壽命，又可以減少設(shè)備管理人數(shù)，現(xiàn)逐一進行分析闡述;

(1)新風(fēng)系統(tǒng)主要功能是根據(jù)樓層的面積大小，輸送一定溫度的的新鮮空氣量，保證房間的空氣質(zhì)量，新風(fēng)系統(tǒng)的自控設(shè)計一般確定一個送風(fēng)溫度點，如果有濕度要求高的話需要增加一個濕度點，空調(diào)管道如采取二管制的話，冬天通熱水夏天通冷水，選用一個電動調(diào)節(jié)閥。對于溫濕度要求高的建筑，空調(diào)管道一般采取四管制，冷熱水管單獨安裝，并各安裝一個電動調(diào)節(jié)閥，為了防止冬天的冷凝器凍裂，安裝防凍開關(guān)和新風(fēng)電動閥，碰上室外溫度低，空調(diào)沒有使用直接關(guān)閉新風(fēng)門或?qū)崴h(huán)泵啟動，熱水在小流量下運行。

在空調(diào)運行時，控制的目標(biāo)參數(shù)為送風(fēng)溫度和送風(fēng)濕度，與設(shè)定值比較，得到的偏差值經(jīng)DDC運算輸出信號，控制冷(熱水)電動二通閥的開度。對于新風(fēng)機組的溫度設(shè)定值樓控系統(tǒng)可以結(jié)合室外溫度的大小，自動進行調(diào)整，冬天為30~32℃，夏天為18~20℃。

(2)對于公共區(qū)域(大堂、餐廳)的溫濕度環(huán)境改善是主要通過空調(diào)機組的空氣處理方式來實現(xiàn)的，它的工藝流程圖比新風(fēng)機復(fù)雜，增加回風(fēng)管道。 一般自控配置的設(shè)備為冷熱水閥、加濕閥、新回風(fēng)閥、送風(fēng)溫度、回風(fēng)溫度，有些還要安裝公共區(qū)域內(nèi)的溫度傳感器，送風(fēng)量通過變頻能夠進行調(diào)節(jié)，對于目標(biāo)控制參數(shù)的確定一般以回風(fēng)溫度為準(zhǔn)，但也不一定合適，比如回風(fēng)口離門口較近，取樣的數(shù)據(jù)就很不準(zhǔn)確，也可以在公共區(qū)域布設(shè)多個溫度傳感器，然后取平均值，因此具體工程要具體分析，全面進行考慮。對于控制策略它比新風(fēng)機送風(fēng)溫度控制來得復(fù)雜，它本身的特點是純滯后的，反應(yīng)慢，如果采取常規(guī)的PID控制必將造成控制的閥門頻繁開關(guān)，溫度隨之將大幅波動。因此采取非常規(guī)的控制策略，比如死區(qū)方式，當(dāng)目標(biāo)參數(shù)進入與設(shè)定值認可的偏差范圍DT1(一般為0.5度)時，冷(熱)水閥將保持不變。變PID控制方式，就是當(dāng)目標(biāo)參數(shù)與設(shè)定值大時，控制作用強一些，當(dāng)目標(biāo)參數(shù)與設(shè)定值小時，控制作用弱一些。還可以采取根據(jù)溫度偏差及上升或下降快慢的模糊控制方式，當(dāng)溫度與設(shè)定值處于正偏差DT2(1度)以內(nèi)時，但處于下降過程中，水閥將慢慢開大，當(dāng)溫度與設(shè)定值處于負偏差DT2以內(nèi)時，但處于上升降過程中，水閥將慢慢關(guān)小。總之，對于目標(biāo)參數(shù)的控制，充分考慮溫度測量值、設(shè)定值、單位時間內(nèi)的溫度偏差值，“多看少動”才能真正將目標(biāo)參數(shù)控制好。為了節(jié)能，根據(jù)室外溫度的大小，冬天有條件將溫度設(shè)定值下降1度，夏天有條件將溫度設(shè)定值提高1度，同時充分利用新回風(fēng)閥的連鎖功能，在過渡季全開新風(fēng)閥，在盛夏或嚴冬將新風(fēng)閥可以關(guān)到最小，這樣可以節(jié)能達到12%。

樓宇自控系統(tǒng)不僅具有豐富的控制功能，而且有強大的管理功能，人性化的界面設(shè)計，過濾網(wǎng)堵塞和風(fēng)機故障會發(fā)出聲光報警，提醒管理人員清冼和維護，統(tǒng)計設(shè)備的運行時間，定期進行設(shè)備的保養(yǎng)，在使用過程中，充分利用樓控系統(tǒng)的功能以及新風(fēng)機組空調(diào)機組的特點，根據(jù)時間程序進行節(jié)能啟/停運行，具體體現(xiàn)在：

間歇運行：使設(shè)備合理間歇啟停，但不影響環(huán)境舒適程度和工藝要求。 最佳啟動：根據(jù)人員使用情況或生產(chǎn)工藝情況，預(yù)先開啟空調(diào)設(shè)備，夏天采取大風(fēng)量低溫度;冬天采取大風(fēng)量高溫度;房間溫度穩(wěn)定以后，在低風(fēng)量下運行。

     最佳關(guān)機：根據(jù)人員下班情況或生產(chǎn)工藝情況，提前停止空調(diào)設(shè)備。 (3)變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)是一種新型的空調(diào)方式，在智能樓宇的空調(diào)中被越來越多地應(yīng)用。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，改變送風(fēng)的溫度和改變送風(fēng)量大小兩種控制方式都可以達到相同結(jié)果。采用變風(fēng)量系統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)能40%，而且系統(tǒng)只在冷熱負荷達到峰值時才使用最大風(fēng)量，因此可以大大降低能耗。

VAV系統(tǒng)一般由帶變頻調(diào)節(jié)電機的空調(diào)機組和變風(fēng)量可調(diào)風(fēng)閥末端裝置組成。監(jiān)控內(nèi)容包括控制風(fēng)機的啟停，并監(jiān)視風(fēng)機的運行狀態(tài)，根據(jù)室內(nèi)溫度的大小，自動調(diào)節(jié)新回風(fēng)門的大小和水閥的開度來實現(xiàn)對溫度的控制，使室溫保持穩(wěn)定。帶有VAV裝置的空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)需要協(xié)調(diào)控制，其內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

① 由于各房間的負荷是不一樣，那么送入各房間風(fēng)量是變化的，空調(diào)機組的風(fēng)量將隨之變化，因此應(yīng)采用調(diào)節(jié)變頻的大小對送風(fēng)機進行控制。

② 送風(fēng)機速度調(diào)節(jié)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(wěn)定，保證裝置正常工作。

③ 對于VAV系統(tǒng)，需要檢測各房間風(fēng)量，溫度及風(fēng)閥位置等信號，并經(jīng)過綜合的分析處理后才能給出送風(fēng)溫度設(shè)定值。

④ 在進行送風(fēng)量調(diào)節(jié)的同時，還應(yīng)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)閥，以使各房間有充分的新風(fēng)量，保證房間的空氣品質(zhì)。

(4)冷源系統(tǒng)是暖通系統(tǒng)的核心部分，如何協(xié)調(diào)管理至關(guān)重要，對能耗影響相當(dāng)巨大，一般體現(xiàn)為量調(diào)和質(zhì)調(diào)兩種調(diào)節(jié)方式，量調(diào)就是根據(jù)負荷的變化，調(diào)節(jié)冷凍水泵的開啟臺數(shù)，或通過水泵的變頻進行水量調(diào)節(jié)，然后根據(jù)冷源系統(tǒng)總負荷量(供回水溫差與總流量的相乘)進行冷水機組臺數(shù)控制。質(zhì)調(diào)就是調(diào)節(jié)冷凍水的出口溫度，一般在低負荷的情況下，適當(dāng)將冷機的出口溫度提高幾度，實現(xiàn)機組最優(yōu)啟停時間控制，使設(shè)備交替運行，優(yōu)化設(shè)備的運行時間。

以某一大樓為例，冷凍站系統(tǒng)中有四臺冷凍機組，5臺冷凍水泵(備用一臺)，5臺冷卻水泵(備用1臺)，4個冷卻塔及膨脹水箱，采用樓宇自控系統(tǒng)通過安裝在冷凍機房內(nèi)的直接數(shù)字控制器DDC來完成對冷凍機組的控制要求：對冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機、冷卻塔進水閥及相關(guān)的設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)動控制，同時監(jiān)視其運行狀態(tài)及故障狀態(tài)。檢測冷凍水供回水溫度、供回水壓力和流量，冷卻水進回水溫度、壓力，計算空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷。

實現(xiàn)聯(lián)動控制： 冷凍水閥門開→冷凍水循環(huán)水泵開(延時1分鐘)→冷卻水閥門開→冷卻水循環(huán)水泵開→冷卻塔風(fēng)扇開→冷水主機開。 聯(lián)動停止順序： 冷水主機關(guān)→(延時5分鐘)冷卻塔風(fēng)扇關(guān)→冷卻水循環(huán)水泵關(guān)(延時20分鐘)→冷卻水閥門關(guān)→冷凍水循環(huán)水泵關(guān)→冷凍水閥門關(guān)。

除了上述的嚴格連鎖外，在運行過程中，為了保護冷凍機，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(tǒng)完成上述的基本功能外，更主要對冷凍機實現(xiàn)優(yōu)化控制，中央站采集現(xiàn)場DDC的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)籌計算，不斷分析確定每一時間段大樓負荷實際情況，確定冷機運行臺數(shù)，通過通信模式對現(xiàn)場DDC發(fā)命令，目前著重解決下列問題。

① 如何確定冷水機組運行初始臺數(shù) 在系統(tǒng)投入初期由人工手動設(shè)定系統(tǒng)運行的冷水機組初始運行臺數(shù)，系統(tǒng)自動記錄所有操作當(dāng)日的氣候條件以及逐時的冷量負荷，并開始執(zhí)行負荷預(yù)測和優(yōu)化控制軟件，在積累到一定程度以后，監(jiān)控系統(tǒng)將按照負荷預(yù)測結(jié)果，并對之前的氣候條件、負荷情況以及系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行分析，取得一定規(guī)律，并逐漸實現(xiàn)對冷水機組系統(tǒng)運行控制進行優(yōu)化。從而確定冷水機組運行的初始臺數(shù)。

② 如何實現(xiàn)冷水機組運行臺數(shù)的增減控制 第一，增開冷水機組控制方法 當(dāng)系統(tǒng)負荷增加，監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到供回水兩端的壓差減少，冷凍水量增加，此時機組根據(jù)自身負荷能進行調(diào)節(jié)，當(dāng)該臺冷水機組的系統(tǒng)負荷上升到其電流百分比FLA的95%時(可根據(jù)實際情況調(diào)整)，則說明單臺機組的滿載運行和水泵的滿載運行已不足以滿足系統(tǒng)負荷值，且冷凍水出水溫度不會穩(wěn)定在出水溫度設(shè)定值上，這樣第二臺機組的電動閥門馬上開啟，經(jīng)過一定的閥門開啟時間之后，第二臺機組迅速開啟。

下面的K計算很突兀，應(yīng)該明確是什么樣的規(guī)則，從而判定開啟。 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(shè)定值(7℃) 。 即設(shè)定冷凍水出水溫度值為7℃，當(dāng)△T≥0.3℃(可根據(jù)實際情況調(diào)整)時，同時冷水機組的電流百分比FLA≥95%時，第二臺機組(運行時間最短的)自動開啟。 第二，自動減機策略 假設(shè)兩臺機組正在運行，當(dāng)系統(tǒng)負荷變小時，供回水二端的壓差增加，即反應(yīng)到機組的負荷相應(yīng)減小，當(dāng)兩臺機組的負荷總量僅有甚至小于一臺機組的負荷總量時(設(shè)兩臺機組的FLA < 50%，可根據(jù)實際情況調(diào)整)，冷水機組群控系統(tǒng)適當(dāng)延時后關(guān)掉其中一臺機組，以使得另一臺機組在高負荷效率狀況下運行同時滿足負荷的要求。根據(jù)冷水機組的綜合效率曲線，將冷水機組控制在最佳能效范圍內(nèi)運行，是冷水機組群控的目的。

3 智能樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)的最新發(fā)展趨勢 最初，人們在大樓里引進自動控制的目的，在于解決一些具體的實際問題：溫度的控制、設(shè)備的啟動。隨著大樓的智能設(shè)備不斷增多，自動控制系統(tǒng)局限性不斷顯現(xiàn)出來了：第一，傳統(tǒng)的樓宇系統(tǒng)還是一個相對封閉的系統(tǒng)，表現(xiàn)在通信協(xié)議上，各廠家還是各自為政，互不兼容，系統(tǒng)設(shè)備之間的連接不能做到無縫連接。因此，對于一個封閉的系統(tǒng)來說，要將大樓內(nèi)的所有設(shè)備集成在一個系統(tǒng)平臺上將會有很多的工作要做，不僅成本高，而且性能差;第二，由于系統(tǒng)是封閉的，從設(shè)計、供貨、安裝、調(diào)試、升級只能由廠家壟斷，業(yè)主無能為力，只能被動接受，因此，初投資將得不到保護;第三，當(dāng)今世界計算機的發(fā)展日新月異，產(chǎn)品的更新周期越來越短，樓宇自控的新產(chǎn)品也必將層出不窮。對于一個封閉系統(tǒng)來說，產(chǎn)品的更新必將受到廠家的抵制和壟斷，阻止技術(shù)的發(fā)展，實際上以低成本跟蹤先進技術(shù)的發(fā)展是不可能的。

     因此，采用開放的、標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議是樓宇自控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，需要所有廠家共同執(zhí)行，才能徹底改變現(xiàn)狀。真正意義上的開放系統(tǒng)，必須采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，而且該協(xié)議必須是主流的，要被各廠家接受認可。目前在樓宇自控系統(tǒng)中用得很普遍的是美國Echelon公司推出的LonWorks技術(shù)協(xié)議，一般采用雙絞線連接，通信速率為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(jié)構(gòu)也可以達到500m，LonTalk是唯一的點對點通信，它的使用為完全實現(xiàn)開放性和互操作性提供了解決途徑，使整個大樓的自控系統(tǒng)更現(xiàn)代化、高效化?，F(xiàn)場的設(shè)備(比如閥門及傳感器)也可以采用網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)姆绞剑瑴p少現(xiàn)場的管線及施工的工程量。對于目前那些還是非標(biāo)的設(shè)備，可以限定一個過渡期，只要能夠提供有關(guān)設(shè)備的相關(guān)協(xié)議，樓控中央站本身具有Modbus、BACnet、DDE、OPC等接口插件功能，通過編程接口軟件，將相關(guān)的設(shè)備，比如鍋爐及冷凍機，連接至樓宇自控系統(tǒng)中，隨著Internet的普及，通過密碼管理的方式既可以在辦公室也可以在家里，或只要能上網(wǎng)的地方都可以瀏覽整個大樓設(shè)備的運行情況，管理既簡單又可以節(jié)約能源。

     由于采用先進開放的樓宇自控系統(tǒng)，符合國際的最新潮流，產(chǎn)品選擇更加多樣性，在系統(tǒng)維護及升級方面可以有多種設(shè)備選擇余地，包括各廠家的DDC控制器，路由器等產(chǎn)品，有效控制運行成本，保護現(xiàn)有投資，發(fā)揮更大的作用。同時在認知，設(shè)計，工程施工等細節(jié)方面多做文章，采取綜合管理的方法，樓宇自動化的作用將會充分地發(fā)揮，有利于整個大樓的管理、節(jié)能，真正造福于人類，前景將會越來越廣。