摘要：当前我国绿色建筑建设数量，基于确保绿色建筑诸多功能顺利应用，要求集成应用大量先进技术，而楼宇自动化系统使用可进一步提升建筑物内各种设备操作可靠性及安全性，保证相关设备保持稳定运行，还可明显减少建筑物整体能耗，其能够明显提升绿色建筑使用质量。本文首先阐述楼宇自控系统的概念与特点，然后解析绿色建筑中楼宇自控系统的具体运用情况，最后提出绿色建筑中楼宇自控系统发展前景。
关键词：绿色建筑；楼宇自控系统；设计；智能建筑
引言：绿色建筑具体采用多种技术，提升建筑管理科学性，与传统建筑相比，绿色建筑优势较为突出，建筑使用功能丰富，这样能够进一步降低建筑施工以及建筑运营过程中各种资源及能源消耗量，进而为大众提供舒适，健康的生活工作环境。绿色建筑已成为现代建筑业发展趋势之一，其可明显缓解建设项目建设和环境发展之间的矛盾，确保建筑建设及使用保持可持续发展。
一、楼宇自控系统的概念与特点
楼宇自控系统（BAS）具体利用计算机网络技术，传感器技术和自动控制等诸多技术对于建筑物中各种机械及电气设备实现动态控制，诸如空调、通风、照明、供电、给排水及电梯等，进而确保建筑更能满足当前大众居住及工作需求。
同时楼宇自控系统具体特点表现为下列三个方面：首先节省能源，当前很多建筑消耗大量能源，基本为整个能耗的33%以上，而楼宇自控系统能够利用温度最佳控制、自动照度控制以及最优设备启停控制等诸多措施，能够进一步降低建筑物整体能耗量。其次节省运营成本，楼宇自动化系统具体由计算机实施集中控制，这样能够有效减少操作人员及设备维护人员数量及相关工作量，依据相关程序开展具体控制，这样能够减少管理人员监督工作量，并能进一步减少各种人力资源。同时利用各种节能管理方案，确保建筑环境舒适度的基础上减少日常运营费用以及节能建筑，进而提升整体经济效益。最后有效延长设备使用寿命，楼宇自动化系统能对于施工设备运行状态实施实时监控，还可利用相关程序实施精确控制机电设备使用时间，开展定期维护保养工作，及时发现各种潜在设备故障，延长设备使用寿命，减少相关维护成本，这样才可有效提升资金使用效率。
二、绿色建筑中楼宇自控系统的具体运用情况
当前绿色建筑常使用楼宇自控系统针对建筑物内各种机电设备的运行状态、安全状态、能源使用情况实施全面自动化监控，控制以及管理，基于确保设备运维管理质量的基础上，保障绿色建筑环境舒适度，通过集中管理实现高效节能。
2.1楼宇自控系统总体性能
首先为先进性，当前APOGEE系统楼宇自动化系统应用频次高，其能够对于各种类型设备实现集中管理及分散控制。其次为开放性及互操作性，该系统具有OPC，ODBC等各类软件接口，这样使得系统具有向上及向下集成能力。该系统还可容许不同厂家产品利用网关界面或第三方集成产品构建高效建筑设备自动化系统。再次为可靠性，该系统主要采用分层网络结构，具体包括管理层以及监控层，进而实现集中管理及分布式控制的网络功能。接下来为扩展性，其控制总线兼容性及可扩展性较好，许可设备连接到总线上的任何位置，这样方便不同时间分阶段实施以及调整。最后为经济性，该系统性价比极高，因此应用范围较广。
2.2APOGEE系统性能特点
楼宇自控系统使用APOGEE系统作为应用开发平台，其中英文图形用户界面操作简单且显示清楚，各类专用绘图软件可均可依据综合大楼各楼层设备的平面布局图、各受控设备工艺流程图、自动控制系统图绘制具体图形界面，这样能够直观确定各个受控设备实际地理位置，然后利用图形、图像及数据报表等形式显示设备的开关状态、等级、人工/自动模式、温度、流量、湿度依据压力等各类数据信息。操作人员简单使用键盘或鼠标等设备便可在交互式菜单针对有关设备实现监视，发出具体操作指示命令，实时显示受控点状态，该系统还可构建简单、清晰的系统访问目录。同时APOGEE系统主要基于分布式控制理论的楼宇自动化系统，其整体结构较为灵活，并且适应性强，操作相对简单的同时其系统网络主要采用开放式设计模式，多级网络设计确保系统可扩展性强，能够和各类第三方产品设备及系统实现无缝集成，其系统开放平台还可以与Windows，UNIX，LonWorks以及BACnet等标准结合使用。同时APOGEE系统利用模块化控制模式，这样致使整体系统不仅达到现阶段节约管理成本要求，还可进一步提升能源利用效率，确保室内居住及工作舒适性。
2.3系统硬件及性能
首先为中央站系统，其能够确保计算机系统CPU总运行负荷低于50%，并且内存负荷不超过70%。
其次为现场控制器，其主要采用主控设备- DDC控制器作为以太网接口，主干网使用以太网形成主网络，并利用综合布线系统，其星型拓朴结构稳定性以及可扩展性均高。DD控制器采用闭环控制算法，并利用无模型自适应控制模式，这样使得整体控制精度高，且调试简单，能够有效降低阀门运动次数，进一步延长阀门实际使用寿命。同时APOGEE控制网络支持中央操作站和现场DDC控制器之间数据通信，其DDC控制器的电源具备瞬态电流抑制以及过载保护等功能，并且控制器本身配置电池。
最后为传感器、执行机构，楼宇自控系统传感器及执行机构大多使用在通风管道、水管、室内以及室外环境，其传感器具体包括室内/室外温湿度传感器、压力传感器、光传感器、液位开关和水流开关等，其检测精度达到相关控制要求，而且执行器主要使用电动执行器，并具备复位驱动及手动操作功能。同时传感器均采用防腐结构，该结构主要应用于振动安装环境表面，并尽量安装在感应范围内。具有高灵敏度、高稳定性以及使用寿命长等优点，其系统相关传感器均参照工业标准实施制造，其能够与DDC实施高质量匹配。
2.4控制功能
2.4.1冷水机组控制
很多冷却器负载重点依据冷冻水供应温度实施具体控制，假使冷水机组实际供水温度超过设备设定温度后，机组各个压缩机工作量大幅度增加，进而增大机组负荷。当供水温度与机器设定温度基本相同时，机组压缩机工作状态保持不变，所以机组负荷相应不变，而供水温度低于机器的设定温度时，机组压缩机做功减少，这样使得整体机组负荷相应减少，因此针对冷水机组具体群控策略大体包括下列两个方面：（1）根据冷水主管的供水温度确定冷冻机是否加载。当供水温度接近或等于设定温度时，不可加载冷机，设定温度应等于单个冷水机组的机体控制设定值。参与群控的所有冷机的车身控制设定温度应保持一致；当供水温度高于设定温度时，应加载冷机，同时受到加载延迟，冷源系统运行时间以及是否有负载的限制。
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其次根据冷水主管供水温度及冷水机负荷确定冷机是否加载，当供水温度高于设定温度时，禁止加载冷水机组，如果供水温度低于或接近设定温度时，这说明冷水机组功能已能够满足当前建筑温度需求，而冷水机组是否加载均要求检测当前冷水机组负载。
2.4.2空调机组
首先为启停控制，其具体在中央管理站加载相应的计划程序，其能够有效控制空调机组启动及关闭，还可确定是否为临时或永久设置，时间表和峰值变化以及特殊时间段均可设定。
其次为温湿度控制，回风温度具体根据安装在回风管道及供气管道上风道温度、湿度传感器实际测量，基于冷却、加热等功能，实现控制区域温度调节，进而确保其能够达到实际节能要求。同时冬季利用加湿控制功能，通过回风温度及湿度控制加湿器，确保区域湿度保持稳定，并根据室外温度、湿度和相关计算值有效校正空调设定温度。
最后为状态监测，风扇故障报警信号具体由风机过载继电器的状态监测数据产生，并利用空调控制柜二次回路测试风扇运行状态信号以及手/自动状态信号，基于差压开关确定过滤器两侧压差情况，然后根据相关设定阻塞报警信号确定是否开启清洁过滤器，提升整体过滤效率。
2.4.3 全热回收新风换气机组
全热回收新风换气装置具体包括排风机、送风机、交换器和送回风滤网，其具体功能分为下列三个方面。
首先为启停控制。在中央管理站设置计划程序控制全热回收新风换气装置运行，然后根据实际情况确定暂时或永久设定。其次为状态监测，风扇故障报警信号由风扇过载继电器的状态监控数据生成。最后为软件控制模式，依据全热回收新风换气装置控制热回收及回风温度，如果夏季温度超出设定温度时，其可启动风扇，及时送入新鲜空气，并排出陈旧空气，而温度低于设定温度，停止回风机及回风换热。
2.4.4 照明系统
照明系统具体包括户外景观照明、大厅或大堂照明、走道照明，办公照明等，其具体依据各个功能区实际需求，独立控制系统能够达到建筑物的各种需求。
首先为室外景观照明控制，基于相关回路控制功能，能够达到日常工作及假日照明效果及节能控制要求，还可实现集中监控。
其次为大堂及其它公共区域灯光开关控制，其利用环路控制满足公共场景照明及节能控制要求。最后为日常办公照明控制，具体采用开闭控制方式，实现集中监控及节能控制要求。
2.5节能措施
首先为冷冻水温度设定，其系统运行节能程序，能够具体依据室外季节及室外温度变化自动调节冷冻水出水温度，并对于整体系统实现动态控制。
其次为空调场所温度设定，针对建筑物的大厅或走道等公共区域，要求具体设定用于实现节约能源效果，一般来说，办公区温度设定为25℃，而走道温度为27~28℃，这样能够提升人体感觉舒适度，并可大幅度降低各种非必要性能量消耗。
再次全面克服设备容量冗余，基于传统空调设计方式，由于季节变化、人员及设备发热等诸多因素影响，致使很难准确计算出空调系统负荷值，所以要求设计阶段保留一定的设备容量冗余。如果利用人工操控启停方式会引发一定程度能源浪费，因此要求使用BAS节能控制算法和群控模式，依据末端实际冷负荷要求，动态控制设备运行时间及投入台数，确保冷量供求平衡，这样确保冷源设备运行始终处于最高效率，进而有效克服因设备容量冗余产生的能源浪费情况。
接下来为新风控制。根据季节变化，合理新风控制能够有效达到建筑节能效果，处于正常设计工作条件下，处理1吨室外新风量需冷量6.5kW，热量12.7kW，基于确保室内空气卫生基础上降低新鲜空气量送入量，进而实现相关节能效果。新风控制有3种方案：夏季午夜室外温度最低时，新风机开启，室外低温空气送入室内，然后关闭风门，从而减少第二天空调系统工作的预冷时间，根据室内空气质量控制新风机启动及停止，这样能够全面减少新风机开启时间以及冷负荷损失。同时午餐时间室内人数减少，这样便可减少新风机开启频次。基于过渡性季节，要求尽可能利用室外新风，进而全面降低冷负荷损失。
最后为提高室内温湿度控制精度，建筑物的温度和湿度变化均进而建筑物节能效果具有密切关联性，所以要求将建筑物内的温度和湿度控制设定值精度范围内，这样能提升建筑空调节能效果。
三、绿色建筑中楼宇自控系统发展前景
当前绿色建筑中楼宇自控系统应用较多，根据当前使用需求，其系统未来主要的发展前景大体包括下列两个方面。
3.1楼宇自控系统标准化发展
基于各种先进技术推广应用，要求楼宇自控系统产品规格及技术性能均依据相同标准进行生产，尤其网络通信接口和协议等采用开放性标准，诸如OPC及 BACnet标准的通讯接口等，这样确保楼宇自控系统产品与系统集成商之间进行信息共享，基于计算机网络将各个子系统运行指标、工作状态、报警状态等各类信息进行广泛收集，并集中上传至统一系统平台，进而达到集中监视、控制及管理功能集成等功能。
3.2楼宇自控系统IP化发展
当前楼宇自控系统对于建筑物内外各种设备之间的通信网络平台均以以太网作为基础，其能够实现信息网络以及控制网络有效结合，基于信息系统至控制系统以太网连接方式，其能够大幅度简化整体网络结构。同时基于楼宇自控系统IP化发展，其能够有效解决当前控制网络及信息网络各种总线技术同步应用但相互不兼容问题。
四、结语
综上所述，当前绿色建筑中楼宇自控系统应用范围日渐增多，其能够提升绿色建筑居住及工作舒适度，但其楼宇自控系统尚存在一些不足及缺陷，有待相关研发人员进行深入研究，进而确保楼宇自控系统应用质量。
参考文献：
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[3]李光宇，罗水松，林晨，等.辐射制冷结合除湿新风的温湿度独立控制系统在上海某绿色建筑中的应用[J].建筑科学，2012（s2）.
论文作者:戚哲荣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/16
标签：系统论文; 楼宇论文; 温度论文; 自控论文; 建筑论文; 设备论文; 建筑物论文; 《基层建设》2018年第27期论文;