浅议建筑节能及楼宇自控系统

摘 要：楼宇自控系统是智能建筑中最重要的组成部分之一，建筑物采用楼宇自控系统，可以有效地实现所有机电设备的自动控制与调节，达到建筑节能的目的。伴随建筑物数量的增多及建筑节能的必要性和紧迫性，楼宇自控系统的使用必须大力推广。

关键词：建筑节能 楼宇自控系统 工作原理

中图分类号：TU81 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0064-02

随着社会的进步及人民生活水平的提高，人们越来越重视生活工作的环境及空气品质问题，而随之增长的建筑数量与能源枯竭成鲜明对比。作为发展中国家，我国每年新建房屋面积超过所有发达国家每年建筑面积的总和，建筑行业迅猛发展的同时导致建筑能耗迅速增长。如何有效地利用能源使其可持续发展，同时又不影响人类居住的舒适度及便捷性，在建筑的设备上采取一定的措施是十分有效的。而中国的既有建筑，仅有1%为节能建筑，绝大多数建筑均属于高能耗建筑。因此，在新建建筑或旧有建筑改造过程中推广楼宇自控系统来实现建筑节能，是一项非常必要的工作。在此，对楼宇自控系统及建筑节能作以简单论述。

1 楼宇自控系统简介

对于一栋大楼，如果没有安装楼宇自控系统，那么它的控制、管理、维护及能耗问题都是比较复杂的。控制的开关遍布于整栋大楼的各个角落，管理者需要对其进行人为的控制，既不方便也不精准。而采取楼宇自控系统，各传感器和执行机构可以根据需要自动地调节流量、温度、湿度等各类参数的大小，大大提高效率。在管理维护方面，只需要专业的技术人员在电脑上进行操作，便可集中控制整栋大楼的机电设备。而最重要的能耗方面，由于基于数学模型的设计，精准度的提高和及时跟踪调试，可降低部分能耗。

楼宇自控系统BAS全称为Building Automation System，是各专业相结合的产物，包括建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术，楼宇自控系统是智能建筑标志之一。当前的建筑内部有大量机电设备，数量多且分散。采用楼宇自控系统，就可以合理利用设备，节约能源和人力，提高经济效益。楼宇自控系统主要考虑对上述大楼的机电设备进行监控和管理，所有机电设备由中央控制站统一管理，协调运作。

2 楼宇自控系统分类及归属

楼宇自控系统又名建筑设备自动化系统，在智能建筑“5A”中属于工程量及工程造价较高的一个子系统。其分类可包含空调监测与控制、风机监测与控制、制冷监测与控制、热力监测与控制、给排水监测与控制、变配电监测与控制、电梯监测与控制等。而楼宇自控系统的归属也较为复杂。由于其控制最多的即是耗能量达到整个建筑60%的空调系统，所以在美国把它归属为“HVAC”暖通空调行业；而它的控制原理多来自工业控制领域，所以在某些高校又将其归为自动化专业；楼宇自控系统最终需要通过各级网络和各类接口协议联系成一个整体，在我国的工程领域又将其定义为计算机IT行业，吸引了各类计算机从业人员的参与。

3 楼宇自控系统设计及工作原理

楼宇自控系统是将大厦内的建筑设备管理与控制系统的运行状态进行分散控制、集中监测和管理，从而提供一个舒适、安全的工作和生活环境，通过优化控制提高管理水平，从而达到节约能源和人工成本，并能方便地实现物业管理的优化。

在系统设计时根据需要先统计出整栋大楼的所有机电设备，再做出水暖电设备需要监测和控制的点位，根据监控点位做出点表并配置相应的DDC模块，同时配置对应的传感器和执行机构。在实施过程中，通过线缆连接DDC和现场设备，再通过网络连接所有的DDC并集成于管理中心。这样即可在管理中心的软件界面上方便地操作并且控制现场的所有设备了。

在具体的运行过程中，如在过渡季节，可以大量使用新风，在不牺牲舒适的前提下达到节能的目的。而在寒冷或炎热的天气，可对空调制定较为宽泛的温度和湿度，一般对舒适性空调的控制目标如下所示。

夏季温度24 ℃～28 ℃，相对湿度40%～65%，风速<0.3 m/s；

冬季温度18 ℃～22 ℃，相对湿度40%～60%，风速<0.2 m/s。

针对不同的室外环境，还可以相应调节空调系统的阀门，水泵等设备，使其工作稳定，最大限度地保证人体舒适性，最高程度地节省能源。

另外，楼控系统的一个重要的作用是它可以采集很多的数据，如运行数据、冷热量计量及各种传感器所采集的数据，这些数据经集成后可以进行各种分析与处理，从而实现物业管理现代化、条理化，降低大厦后期运行和维护成本。

在现场的所有设备实现直接式数字控制的前提下，系统的网络结构分为二层，即管理层网络和监控层网络，管理层网络指上层服务器和管理计算机之间的通信，监控层即指控制中心和DDC现场设备间的通信，DDC能和控制中心直接通讯，DDC之间也能进行点对点直接通讯。

4 楼宇自控系统产生的实际效果

在建筑中采用楼宇自控系统后，可以更精确地控制空气质量、温度、湿度、灯光照度等；可以实现设备的自动化运行，从而减少人力及劳动强度；可以及时发现各类故障及迅速报警，使损失降到最低；可以及时提示维修和保养的周期，有利于延长设备的使用寿命；可以与其他智能化系统实现联动，既方便了使用者也方便了管理者。

5 楼宇自控系统品牌

楼宇自控系统仍然以进口品牌为主，民族品牌相对市场占有率不高。而在进口品牌中常用的以江森、霍尼韦尔、西门子应用最为广泛，基本占到所有建筑物使用的70%以上。不同品牌都有其各自的优势，但品牌的不同，所使用的协议的不同，也使其在后期的使用过程中受到很大的约束限制。

6 建筑节能和楼宇自控系统的关系及发展趋势

对于一栋复杂的建筑实体，尤其目前城市小区及办公建筑都属于超高型建筑，楼宇自动系统的应用是非常有必要的。所有的建筑物中都布满了水暖电各类机电设备，但应用楼宇自控系统对其进行监控的业主却只占了较少的百分比。可见，随着现阶段越来越重视建筑节能的应用，楼宇自控系统有较强的发展前景。但是，也有很多因素限制了它的发展，需要寻求更好的解决方式。

（1）开发商不愿在初投资上增加额外的费用。虽然后期使用较为节能，但对于开发商而言，首先需要在初投资上增加一笔不小的费用，对于自建自管的业主方也许愿意去投资，但对于部分只负责建造房屋的业主方来说无任何后期收益，这就需要政府职能部门对其进行一定的要求或经济支持。另外，目前许多国产品牌的崛起，也可适当降低成本。

（2）加大开发产品力度，尽量使用通用协议，可以使得更多的产品得到兼容。这对于后期的开发及建筑物的改造工程有着较大的需求。

（3）培养专门的楼控人才。在目前的行业就业人员中，极少有专门的楼控人才，许多从业人员都是由自动化、计算机、暖通专业转行而来。人才的发掘十分重要，设备系统设计者不懂自控，自控设计者不懂运行，没有合作意识，同样无法使得节能达到最高的效益。

（4）建筑设备的系统运行效率普遍不高。系统运行优化控制技术，尚未纳入强制设计要求；建筑节能标准化水平不高，标准设计（图集）、施工方法有待普及。

（5）政府指导及支持力度需要加强。政府需要在政策方面给予支持，加大市场推广力度。对于使用楼宇自控系统的企业，适当给予电费优惠、补贴等，以促进企业对楼控系统的使用与安装。

（6）加大媒体宣传。虽然楼宇自控系统具有一定的专业局限性，但在发达国家却是如同空调、给排水系统一样普遍使用的技术。加大大众对其的认知，可以更好地推广楼宇自控系统，达到建筑节能的目的。

总之，在大型建筑物中采用楼宇自控系统，是建筑物在使用过程中节能的重要途径。为更好地安装及使用楼宇自控系统，应当在人才的输出、技术的创新、政府的扶持等各个方面引起重视，从而使此项利国利民的高新技术得到更好的推广和使用。

参考文献

[1]陈伟峰.谈智能建筑的智能化系统楼宇自控方案[J].建筑科学，2011（20）：90-91.

[2]姚天舒，赵博宇.楼宇自控工程在实际工程中的应用[J].科技创新，2013（11）：112.

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