楼宇智能化系统现状与发展

胡勤

摘 要：在高端商业建筑和工业建筑的运营中，建筑运营管理成本和生产办公场所安全性越来越受到重视。楼宇智能化系统为现代工商业建筑的运营管理和安保提供了高效快捷的管理平台，不仅大大降低管理人力资源成本，而且实现了建筑节能优化运行，还提供了安全高效的信息化生产工作环境。本文通过对楼宇智能化集成系统的具体功能分析，展示了楼宇智能化系统在现代建筑中的重要作用。

关键词：楼宇智能 化 节能 运营管理

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0025-02

1984年美国联合科技的UTBS公司在康涅狄格（Connecticut Stste）州哈伏特（Hartford）市将一座金融大厦进行改造并取名City Place（都市大厦），主要是增添了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等，使住户可以得到通信、文字处理、电子函件、情报资料检索、行情查询等服务。同时，对大楼的所有空调、给排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机进行控制，实现综合自动化、信息化，使大楼的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，使大厦功能发生质的飞跃，从而诞生了世界上第一座智能化楼宇。自此以后，世界上楼宇智能化建设走上了高速发展轨道。

近年来，电子技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，应用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合，于是产生“建筑智能化”新型行业。

目前世界上的对楼宇智能化的提法很多，欧洲、美国、日本、新加坡及国际智能工程学会的提法各有不同，其中，日本的国情与我国较为相近，其提法可以参考，日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），将这5种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。

1 建筑物自动化（BA）

建筑物自动化系统综合运用各种现代化技术，实现了集中统一的自动化平台管理，使得在控制中心就可以对整个楼宇或者园区的暖通空调系统、自来水供水、污水排水、供配电系统、照明系统等进行控制和对建筑能耗进行计量统计。一方面系统本身可以通过系统内部优化运行提高效率、降低能耗；另一方面和安防、消防系统的联动控制，使各个系统之间紧密联系在一起、协调运行，使得整个楼宇或园区的全面管理变得直观高效。

1.1 暖通空调系统智能化控制

建筑物系统可实现对建筑中央空调系统的整体控制，从而使中央空调的送/回风系统，冷/热水系统，冷却水系统的协调运行，在满足房间温湿度、压差等的控制要求的前提下，实现系统的节能优化。具体表现在以下方面：

（1）在检测到办公室无人或者制造车间停产的时候，相应的空调系统自动进入闲置模式，房间的送风量缩减为正常工作时的一半，从而降低系统能耗。

（2）对冷冻、冷却水系统的循环水泵进行变频控制，取代传统的工频运行。在供回水温差远小于设定值时，降低循环泵的输出功率，减小循环水流量，避免不必要的能源浪费。

（3）焓值控制：在保证最小新风量的前提下，进行回风，新风焓值测量比较。如果回风的焓值大，并且需要提高送风温度，则增加回风风量，减小新风量。反之则增加新风量，减少回风量。

（4）根据具体情况使用转轮热回收或者乙二醇热回收系统，控制热回收系统，实现对房间排风余热的最大化回收利用。

（5）与会议室预订系统集成，在会议开始前几分钟自动提前开启空调送风，使会议室在开始会议之前通风换气并达到舒适的温度。

（6）集中的空调系统监控界面，使值班人员在控制中心就能够对整个工厂或园区的空调系统运行状况进行控制。有效防止了因下班忘记关空调而造成的能源浪费和系统损耗。

1.2 智能照明与灯光控制

智能照明控制系统实现的园区/工厂所有的照明用灯的集中管理。下班后，如果园区/工厂内某个区域的没有关灯，值班人员可以非常方便的通过控制中心电脑关闭相关区域的照明用灯，避免能源浪费。

在办公室还可装设存在感应器，当某区域没有人的时候，自动关闭该区域的照明用灯。并为荧光灯设置调光器，根据室内照度自动调整荧光灯功率输出。还可以安装自动百叶窗和室外照度感应器等组成自动感光遮阳系统，自动调节百叶窗的角度，在实现室内自然采光的同时避免阳光直射导致的反光和刺眼等不适。为生产提供舒适环境的同时，达到了很好的节能效果。

会议室里安装会议室管理系统，实现会议模式，演讲模式，视频播放模式的不同灯光效果的控制和会议室空调的工作模式控制。

1.3 能源监视

（1）对园区/工厂的自来水供水进行实时监控：既有园区/工厂的总供水量进行监控，又有各个建筑的总用量、各楼层用水量、空调系统用水量以及厕所洗浴用水量的分别计量监控。当出现水管漏水等情况时，很容易在监控中心及时分析发现故障点位置，快速进行检修，避免造成不必要的财产损失，大大提高了检修和故障排查的效率，节约了人力成本。同时可以生成用水量年月日报表，用于大楼运营费用的计算分析。

（2）对园区/工厂用电的功率、电流、电能等进行监控：按建筑、楼层、照明用电、空调用电等分别进行计量，并生成年月日报表。实现了远程自动抄表功能，不需要工作人员到现场对每块表进行抄表，大大节省了人力，提高了效率，减少了出错几率。通过这些报表数据，可对园区/工厂的生产用电，照明用电，空调用电等进行分析，为生产和运营的节能优化提供了有利的数据支持。endprint

（3）对园区/工厂的天然气用量按建筑，楼层，功能等分别进行计量监控，为系统维护、故障排查、能耗计算和成本分析提供数据支持。

1.4 设备运行状态监视

对电梯、冷水机组、水泵、变压器、空压机、高校过滤器、网络交换机、风机、变频器、自动阀门、锅炉、空调机组、氮气系统以及各种工艺生产设备的工作/故障状态进行实时监控，发生故障时，发出报警信号。并对所监控设备进行运行时间统计，当设备累计运行时间接近设备使用寿命时，发出更换提醒。

集中的设备运行监控取代了传统的人员定期巡检，大大提高了大楼设备的维护和检修成本，并且能够更及时发现故障组织抢修，避免了由于故障发现不及时造成的生产设备或人员安全隐患。系统还具备故障报警和运行状态及参数记录功能，当系统出现复杂的运行故障，难以解决时，可以通过查看系统运行的历史报警信息和当时的相关运行参数，进行故障诊断和分析。

综上所述，建筑自动化系统通过现代高科技技术对楼宇的基础设施进行统一的控制管理，并在尽可能降低投资的同时，实现了各智能化子系统之间信息资源的共享、相关系统之间的互操作、快速响应和联动控制、自动监控和远程管理以及各个子系统的协调运行。它不仅大大提高了生产效率，也使人们的工作和生活条件得到了极大改善；同时还实现了能源的优化利用。

2 安全保卫自动化系统（SAS）

2.1 门禁与周界报警系

集中的智能门禁控制系统，对园区/工厂的不同区域或者房间按需要设置门禁控制，包括园区/工厂的大门，车辆出入的道闸，为每个员工的门禁卡设置不同的权限。同时将考勤记录功能集成到门禁系统中。

周界报警系统既可使用传统的红外探测系统，也可使用视频分析系统。并集成到门禁系统中，实现统一的管理平台。

2.2 视频监控

根据园区/工厂的规模，可选用模拟或者数字视频监控系统对整个园区/工厂的出入口、停车场、仓库、十字路口、道路转弯处、门禁控制点等处进行监视。视频监控系统与门禁系统、周界报警系统进行联动，一旦有门禁或者周界的非法闯入发生，视频监视系统就会立刻切换到非法闯入点的监视画面。对于安全要求比较高的建筑园区可以安装视频分析系统，可以对非法闯入的人员和车辆进行自动视频追踪，并发出报警信号。还可以对进出人员和车辆进行数量统计。

3 消防自动化系统（FAS）

根据国家标准和规范安装自动火灾报警系统、自动喷淋系统和消防广播系统。当有火警发生时，相应火灾区域自动发出报警信号、关闭相关防火卷帘门、相关排烟口和排烟风机动作。自动与供电系统和安保系统产生下列报警联动：

（1）门禁系统与火灾报警系统联动，当有火警产生时，门禁系统会自动释放报警相关区域的门禁控制，方便人员疏散和撤离。

（2）空调系统与火灾报警系统联动，火灾报警时，关闭相关区域空调系统，并防止火灾通过风管蔓延，同时保护空调设备。

（3）供电系统与火灾报警系统联动，火灾报警时，切断相关区域的设备供电，防止由于电缆或者电气设备着火，进而引发的电气火灾或者电气事故。

（4）视频监控系统与火灾报警系统联动，当有火警产生时，视频自动切换显示火灾报警点的画面，这样可以直观迅速的了解火灾现场的情况，为引导人员疏散和组织火灾扑救工作提供了及时准确的信息。

4 办公自动化系统（OA）

办公自动化系统是基于计算机和网络技术的各种办公自动化硬软件和系统的综合运用。主要硬件包含个人计算机、邮件服务器、文件服务器目，路由器，交换机，无线网络设备等。软件包含目前普遍应用的基于微软Windows操作系统的办公自动化软件Microsoft Office，IBM的协同办公软件Lotus-Note，客户关系管理软件CRM，以及企业资源计划软件ERP系统等。办公自动化系统的综合应用轻松的实现的大中型企业，跨过企业的总部和全球各地的分支机构的资源共享和协同工作。大大提高了工作效率，提升了企业竞争力。

5 通信自动化（CA）

智能建筑中的通信系统目前主要包含：基于程控数字用户交换机的电话系统、有线电视网（CATV）、计算机网络系统。电话系统是办公自动化基本的辅助工具。计算机网络为建筑自动化，安保自动化，办公自动化系统提供了统一的硬软件通信基础。

综上所述，楼宇智能化系统的建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS）已经成为高端商业建筑和工业建筑必不可缺少的组成部分。为整个楼宇的运营管理提供了集中统一的智能化控制管理平台，缩减了管理人力成本，加强了楼宇安全性，提高了管理效率；并且通过节能优化控制，大大减少了建筑空调和照明等的能耗；而且向着更人性化和智能化的方向发展。

参考文献

[1] 殷际英，李玏一.楼宇设备自动化技术[M].化学工业出版社，2011：97.

[2] 许锦标，张振昭.楼宇智能化技术[M].机械工业出版社，2010：12.endprint