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摘要：随着科技的发展，各个领域的管理及生产也发生了很大变化，特别是自动控制系统在建筑领域中的应用，为人们生活提供便利的同时，也为节能、高效提供助力。本文主要结合工程案例谈谈自动化控制系统在智能建筑中的应用进行论述，供借鉴参考。
关键词：智能建筑；楼宇自动化；节能
一、智能建筑中的自动化控制系统设计概述
智能建筑的自动化，其设计涵盖了建筑全部服务环节，如建筑的空调机组进行调节、通风设备进行管控、冷冻机设备进行监控、建筑配电设备进行管理、照明系统进行合理的控制及排水系统进行科学的管控等等，其设计系统构成除了上述内容外，还包括了其它自动化控制内容：①火灾报警机制，大楼内若发生火灾则会触动自动报警装置，其会闭合风机的开关，防止火苗蔓延，与此同时，发出警报提醒人员，进而保证住户的安全；②安保控制系统，在设计安保系统时，通常将红外线和感应装置结合，对住户和外来人员的身份进行核实，进而防止不法分子进入大楼造成事件；③停车场自动化控制，通过先进的技术实现车牌自动识别、收费自动化和监控自动化等，使停车场得到有效的控制，提高停车场的安全系数；最后是电梯自动化，此系统能够使电梯的管理更加便捷，其中最重要的是监控自动化装置，这为住户的人身安全提供重要的保障。在对大楼进行自动化设计之前，要对大楼的功能和其周边的环境进行全方位的调查，通过全面细致地分析制定相应的设计准则，进而使自动化控制满足整个大楼的需求，使大楼的自动管理机制得到最大限度的提升。
二、能源管理和控制设计
（一）建筑节能
节能是当前人们较为重视的主要部分，除了注重建造期间的节能，更注重在投入使用后的节能。自动化控制系统设计融入节能理念，以当前全球最发达国家为标准，达到并赶超，具体如下：首先，设计人员不能局限于设计本身，要通过对整个建筑的整体构造、建筑所使用的材料和建筑本身的功能来进行整体全面的分析，进而使节能设计更具实践性和可行性。其次，明确节能设计的针对目标，通过长期的实践总结出，建筑节能重点有采暖、照明和空调这三项内容，针对这三项内容进行具体的节能控制设计来实现建筑节能。（1）在对采暖进行设计时，要对建筑材料的材质进行分析，结合其材料的传热度和导热性来建立供暖系统和控制系统，使自动化控制设计更加节能。（2）在对照明设备进行节能设计时，可以采用新型LED光源代替卤素灯、节能灯等传统光源。调光系统的引入，可以合理控制灯具启动与关闭、调节亮度的明暗程度，大大降低了灯具的功耗，从而实现节能。（3）在对空调系统进行设计时，应保证冷气装置的安全系数足够高，将供暖和冷气结合在一起进而实现经济节能。最后，在节能设计中一定要重视控制系统的设计，在确保节能的基础上实现节能自动化，减少人工控制，避免因工作人员疏忽而导致能源浪费。
（二）能源综合管理
对各项设备进行节能自动化设计来实现建筑节能，在此之前还应建立能源综合管理系统，能源综合管理系统能够对其所包含的各项内容进行综合的控制，对各项能源进行综合管理，这是建筑节能设计的前提。在设计的过程中，应全面关注能源管理的标准，通过对建筑的方向、建筑结构、使用材质和各项设施的结构等进行全面分析，进而设计出综合全面的能源管理机制，在其中要包含能源消耗各个方面和环节，结合各项材料和数据对各个消耗方面进行科学合理的控制，进而实现能源节约的战略目标，进而从根本上实现自动化管控，使节能贯穿于整个大楼运行的始终。例如，整座酒店全部采用 MR16 LED 光源灯具，代替传统的MR16 卤素灯灯具，调光系统采用0～10V模拟信号。5W MR16 光源发光量等同于60W传统卤素灯，一年省电量=（60-5）×24×365≈482 kW/h，全酒店该光源约6000套，年节电量=482×6000=2892000kW/h，经济效益可观。根据成本统计，约5年即可通过节能收回投资成本。
在能源综合管理中有一个重要的部分，即能源设备管理，设备作为能源输送的媒介，对其进行科学的控制能够使建筑节能起到事半功倍的效果，除此之外，对各个能源设备进行管理还能够提高工作人员的工作效率，使自动化贯穿于整个能源管理之中，进而创造出一个良好的工作氛围，构建出一个优异的日常生活环境，使各个能源设备达到节能消耗的标准规定，在具体的能源设备管理控制系统中主要有分散控制和集中管理，除此之外，还应建立开放式控制系统，使整个系统得到合理的监控，使用先进的信息技术来建立网络信息库，使各项信息得到充分的共享，进而实现能源的综合控制和管理。
三、自动化控制系统在智能建筑中的实际应用
（一）实用功能在智能建筑中的应用
某酒店地上5～16 层是客房，停车场位于地下 1、2 层，地面1层是酒店大堂和酒吧，2层是日本料理和西餐厅，3 层是多功能会议厅和宴会厅，4层是中餐厅和泳池。整栋建筑的面积大约为5.2万平方米。根据建筑功能来看，此酒店具有住宿、生活娱乐、商务办公和日常饮食等各种功能，此建筑已全面实行自动化控制，拥有完善的自动化管理系统。其中具体包括楼宇自动化机制、火灾报警机制、自动化控制机制、安保系统、广播系统、空调系统、照明系统和排水系统等。
此建筑在进行自动化设计时使用的是 BAS 系统，通过对该系统的应用使建筑内的各项设施都能够得到有效的控制，进而使其中的各个设备有条不紊地运行，不仅极大节约人力资源，而且对能源的消耗也有着显著的控制效果，明显降低建筑的运营成本。通过各方面的调查可以得知，BAS 系统具有十分高的性价比，在对建筑进行自动化管理和控制时通常使用的是 S-600 系统，该系统能够对建筑内的各项系统进行全面的管控，进而满足该建筑对各个方面的运行要求，促进建筑安全稳定运行。
（二）自动控制系统设计原理
在对该酒店相应的自动控制机制进行设计时要构建一个中央站来对系统内的各项系统进行分类管理，使其能够高效率运行，根据相关设计图纸来建设各类工作站，使各个系统能够满足建筑的控制需求，对各个系统运行中的情况进行实时监督与有效的控制，使整个建筑内各个系统高效运行，进而使系统间协调运作，使建筑的管理更加便捷，具体情况如图 1 所示。
图 1 智能建筑自动化控制
酒店的智能控制主要是由硬件和软件构成的，通过硬件来实现对整个建筑的静态控制，通过软件来实现对整个建筑的动态控制，动静结合使整个大楼实现自动化管理，促进建筑高效率运行，实现建筑节能的目标。
1.硬件设计
硬件是酒店智能系统运行的基础，也是自动化设计的重中之重，具体表现为传输网络和用电设备等方面。首先，BAS 具备建筑运行的基础条件，其处理器主要为中央处理，在其间分布着众多的 DDC，通过中央处理器来对各个传感器、控制器和相应的传输途径进行高效的监控，若处理器发现设备在运行的过程中出现故障，处理器会在第一时间发出预警信号，与此同时，还会生成相应的故障报告和维护记录；其次，在选取传输网信号时，通常选取标准输入信号，此信号能够抵抗外部环境的干扰，进而使 DAS 和 DDC 能够实现内部信息的交换和传输，值得一提的是，DDC 还可对其进行相应的检测，这样一来若中央处理器发出的信息存在误差，其能对其进行检测与过滤，防止出现操作错误信息的情况，进而使整个系统更加安全稳定；最后，在设计电源装置时，要确保对其进行不间断设置，使其能够对建筑进行连续的供电，使建筑内的各个系统能够正常运行。在BAS控制中心对其进行相应的设置，以供电的时间作为标准，使建筑的供电总量超过 800 VA，该建筑所需使用的连续电源为AC 220 V（±11%）、50 Hz（±5%），其中央处理器由电池组、充电设备、逆变器和自动转换电路构成。当建筑出现断电情况，该系统则会自动使用应急电源，使建筑实现连续供电，在其中进行安全设置确保设备完好无损。
调光系统往往拥有自己的控制工作站和控制终端，通过综合布线系统自成一套独立的系统。数据通过 TCP/IP 协议传输到控制终端，可控制灯具输出 0%、25%、50%、75%、100%，分别对应关闭至常亮各种常用状态，从而达到照明效果并节约能耗。
2.软件设计
软件的设计能够使整个系统的控制实现自动化，使建筑的管理更加便捷，设计内容如图 2 所示。
图 2 智能建筑自动化软件设计
该酒店智能建筑的设计中，对其系统进行中文翻译，使工作人员能够快速掌握控制要领，实现对楼宇各方面的控制操作，对建筑的环境进行高效的监控，对以往控制信息进行储存，在一定程度上对整个控制系统进行风险评估，进而实现对建筑的全面管理，使建筑内各项机制能够安全运行，确保大楼内用户的各项需求得到满足。在DDC 的控制下，对该建筑内的排风系统、采暖系统和空调系统进行全方位的控制，使其能够高效运转，在不同时期对其进行不同的调节，设置出满足建筑运营的自动化规范标准，在运营中不断改善，使其更好服务于用户，构建优异的控制机制。
低压电力线载波通信能够传输各项数据，具有传输范围广、运行方便、投资成本低等优势，在楼宇自动化中的应用十分广泛。在此楼宇中选择的通信技术是现场总线控制网络技术，即 LonWorks 控制技术。在设计时选取电力智能芯片作为该系统的核心，将发射器处理核心和电力收发器结合，使该节点网络和低压电力的功能更加完善，具体如图 3 所示。
图 3 智能收发器结构
在对智能节点进行设计时使用的是温度传感器，通过 C语言进行编程，在其中增加了一些特定的楼宇内部自动化函数，进而为总线控制做出良好的对象集合，对此建立良好的外部环境，除此之外，还能够对其内部进行检查。通过 C 语言联系各个节点，进而形成共享数据，构成一个完整的网络控制系统。
在使用前通过模拟网组对控制系统进行测试，通过系统程序对各个节点进行监控，通过温度、湿度、亮度等传感器来传输节点所接收到的信息，进而对其状态进行检测，确保其稳定性。除此之外，还要对模拟网组与各个节点进行相应的测试，确保其能够在楼宇自动化中取得良好的控制效果。
四、结语
通过自动化控制系统的设计，结合工程实际实现自动化控制，可以让建筑更好运行，在照明系统节能方面也体现了自动化控制系统设计的优越性，为人们提供更加便捷优质的服务。
论文作者:吴丽
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/5
标签：建筑论文; 系统论文; 节能论文; 能源论文; 对其论文; 智能建筑论文; 在对论文; 《建筑细部》2018年第16期论文;