建筑智能化系统在智能建筑中的应用分析

建筑智能化系统在智能建筑中的应用分析

邓崇   

上海杰东系统工程控制有限公司   上海    200120

摘要：当前，随着社会经济的发展，建筑的附属配套设施越来越完善，智能化建筑逐渐成为了建筑行业发展的主流趋势。智能建筑的设计更加人性化，同时建筑的舒适性更好，环保节能效果更佳，受到了人们普遍的青睐。建筑智能化系统以现代计算机技术、网络通信技术以及系统集成技术为基础，实现了建筑的智能化控制及管理，满足了信息时代下人们对建筑的要求，使建筑更加安全、环保、舒适。本文简要对建筑智能化系统进行阐述，分析建筑智能化系统在智能建筑中的优势，并探讨建筑智能化系统在智能建筑中的应用。

关键词：智能建筑；优势分析；建筑智能化系统；应用；BAS自动化系统

引言：

科学技术的飞速发展带动了诸多行业的发展进步，计算机技术、网络通信技术与建筑行业的结合，使得建筑行业呈现出自动化、智能化以及信息化的特点。智能建筑不仅为人们提供了更加优质的居住环境以及更加人性化的服务，同时也有效降低了建筑的能耗，提升了建筑的环保性能。建筑智能化系统主要是利用系统集成技术将多个子系统联结起来，包括消防系统、网络通信系统、可视对讲系统等等，通过多个子系统的协同工作为人们提供相应的服务。建筑智能化系统的应用，很大程度上改变了人们对建筑的认知，为人带来了全新的居住体验，改善了人们的居住环境。

1建筑智能化系统概述

在我国《智能建筑设计标准》（GB/T53014-2006）当中，对智能建筑定义是：以建筑作为平台，兼具信息化应用、信息设施、公共安全以及设备管理等子系统，集服务、管理、结构、系统为一体，为人们提供节能、舒适、环保、安全、健康的居住环境。结构、管理、服务以及系统是智能建筑的四大基本要素，其中结构指的是建筑的环境结构，包括建筑内部以及外部所有土建、装饰、承载、建材以及空间分割；系统指的是实现智能建筑必备功能的各类设施，比如电梯、照明、通讯、监控等等^[1]；管理指的是对与建筑相关的人、物、财以及数据信息实现全面管理，并且要具备高效、环保以及节能的特点；服务指的是为人们提供娱乐、工作以及生活所需的各种服务，提升人们的生活质量。

智能建筑的实现有赖于智能化系统的应用，通过建筑智能化系统可以实现对设备的自动化控制、对信息资源高效利用、对建筑智能控制、对建筑环境全方位监控，可以充分满足人们的多种需求。建筑智能化系统是一个复杂的大系统，涵盖了通信网络系统、设备监控系统、信息网络系统、消防报警系统、安全防范系统、公共照明系统、暖通系统等多个子系统，在此基础上实现系统的智能化集成，使多个系统协同运行，从而使建筑具备智能化的特点。

2建筑智能化系统在智能建筑中的优势

2.1灵活性

建筑智能化系统与传统的控制系统存在明显的区别，传统的控制系统与外界或者人进行信息交换极为繁琐，只能接收单一形式的命令信息，灵活性较差，而智能化系统可以接收包括文字、图像、语言等在内的多种形式的命令信息，并且可以分析、感知和识别外界的声音、形象，系统运行更加灵活，在操作上也更加便捷^[2]。此外，传统控制系统多依赖于人工操作，无法以其他形式进行控制，而智能化系统可自动按照程序设定运行，也支持人工操作，在操作部形式上更加灵活。

2.2一致性

智能化技术的一致性体现在对不同类型数据的处理方面。其不仅能够输入陌生的数据形式，也能在输入之后完成预估，实现电气工程自动化的要求标准。对于控制对象产生的作用也会依据控制对象的不同而改变，即使没有做出控制动作，但是同样会产生控制效果。不过当更换了控制对象之后，预期的控制效果可能无法实现。

2.3专业性

建筑智能化系统主要是为了实现智能建筑在服务、管理、结构以及系统这四方面的功能，不同的子系统对应的是不同方面的功能，比如消防报警系统主要负责建筑消防安全；监控系统主要负责监控建筑内部以及外部环境；通信网络系统主要是实现建筑内部以及建筑与外部环境的信息交换。整体而言，建筑智能化系统的专业化程度更高，因此，可以为人们提供更为专业的服务。

3建筑智能化系统在智能建筑中的应用

3.1BAS自动化系统

3.1.1系统概述

BAS（building automation system）自动化系统也被称之为楼宇自控系统，是近年来所研发且开始推广应用的一种楼宇管理系统，其以现代分布控制理论为核心，属于一种集散控制系统。BAS自动化系统主要是对建筑内部的机电设施进行控制管理，通过网络系统与自动化控制系统对建筑各项机电设施进行实监控与控制，包括温控系统系统、给排水系统、照明系统、供配电系统以及电梯设备等。

BAS自动化系统与传统控制方式相比具有明显的优势，具体可以总结为以下几方面：（1）可靠性更高，BAS自动化系统的可靠性要明显优于传统控制系统，传统人工控制方式易因疲劳、误判等因素导致误操作，而明显智能化的控制方式可靠性更高，可以有效避免这些问题

^[3]。（2）更加规范化，BAS自动化系统是按照系统程序设定运行，拥有一套完整的运行机制，因此整个过程更加规范化，基本不受人为因素的影响。（3）节能效果良好，BAS自动化系统可以实现对电力、空调、照明等各项设备的优化控制，可以根据外界环境以及人们的实际需求进行调节，节能效果良好。

3.1.2BAS自动化系统设计

3.1.2.1温控系统

温控系统主要是通过风机盘管温控器实现温度控制，目前所使用的风机盘管温控器为可联网型，更加智能化。以FCU301-1温控系统为例，其通过与RS458通讯系统、OptiSYS系统联网，对风机盘管的运行状态、温度设定值、启停状态、电磁阀开关状态以及风速状态进行监控，从而实现对系统运行的控制。当系统设置为制冷工况时，如果系统温度设定值高于室内温度超过1℃时，系统即可进入制冷状态；当系统为制热工况时，如果系统温度设定值低于室内温度超过1℃，系统即可进入制冷状态。

图1 FCU301-1温控系统图示

3.1.2.2给排水系统

目前，城市地区多为高层以及超高层建筑，城市管网的水压难以有效满足居民用水需求，一般低层建筑由城市管网供水，而高层建筑需要根据建筑的高度、供水要求等布置给排水系统，目前主要采用的是水泵直接给水系统^[4]。建筑智能化系统中采用的是调速水泵给水系统，根据水泵电机转速与供水量呈正比例关系这一特性，以CPU自动化控制水泵电机的转速，从而使水压保持恒定状态，满足居民用水需求。此外，系统还可以对水泵的运行状态、启停状态进行监控，根据水管压力实时调控水泵电机转速，若水泵运行状态异常，还可以发出故障预警，便于检修人员及时排除故障。

3.1.2.3供配电系统

建筑供配电系统主要为建筑各项设备的运行提供能源供应，建筑智能化系统中，为了强化供配电系统的可靠性，一级负荷设置两路相互独立的电源，以供备用，同时配备应急发电机组，确保在15s内可以恢复应急照明以及消防系统的运行。配电系统也设计为事故、工作两个独立系统，在配电干线间设置联络开关，检修或者系统发生故障时可护卫备用。这种设计的优势在于系统可以自动化运行，不需要专人值班，仅定期进行巡检即可。

3.2智能建筑的消防系统

3.2.1系统概述

消防系统是建筑智能化系统的子系统之一，该系统集消防预警、消防联动以及控制为一体，可智能化运行，这主要依赖于计算机技术与通信网络技术的发展。智能化消防系统在处理火灾参数时更加人性化和智能化，系统储存功能极为强大，可以储存大量的火灾信息，以便系统实时向收集到的信息与存储的信息进行对比分析，从而增强系统的判断能力。此外，当前系统所使用的探测器也更加智能化，可以向系统控制中心传输火灾信息数据变化曲线，从而实现与智能控制器的匹配。

3.2.2系统运行的构成与运行原理

智能化消防系统有火灾探测器、报警控制器、声光报警装置、联动装置、图像显示装置等构成，一旦发生火灾故事，火灾探测器会持续收集火灾现场的数据信息，包括温度、烟雾浓度、温度上升速率等信息传输至报警控制器^[5]。事实上报警控制器相当于计算处理分析系统，当其收到报警信号后，会将火灾探测器传输的信息与系统存储的火灾事故特性曲线进行对比分析，确认发生火灾后会立即启动声光报警装置。目前，智能化消防系统结合了现代多媒体技术，可以实时进行语音、文字、图像等多种形式报警，当系统发生报警信号后，联动装置会立即启动，使固定灭火装置、应急照明装置、消防广播系统、防火卷帘、消防电梯以及送风排烟等设备协同运作，已经快速控制火灾事故。

3.3智能建筑的可视对讲系统

3.3.1系统概述

可视对讲系统是建筑智能化系统的子系统之一，主要是为住户和访客提供可视通话，可以实现图像与声音的双向传播，不仅可以有效节约住户的时间，同时也增强了建筑的安全性能。现代智能化可视对讲系统实现了门磁开关、烟雾探测器、报警探测器以及瓦斯报警器的联结控制，不仅可以为住户提供可视对讲服务，同时也具备事故报警功能，成为了一个全方位的安防系统，可以起到防火、放煤气泄漏、防盗等作用，为住户提供更全面的安全保障。

3.3.2系统构成与运行原理

可视对讲系统由室内分机、室外分机以及管理中心机构成，室内分机与室外分机主要提供双向可视对讲服务，管理中心机负责呼叫以及报警接收等。可视对讲系统具备叫门、对讲、摄像、遥控开锁以及夜市等功能，住户在屋内可以与访客直接进行可视对话，确认身份后可遥控开锁，不明身份的访客则无法通过，可提升建筑的安全性^[6]。此外，当防盗报警探测器、瓦斯报警器以及烟雾报警探测到危险源后，会直接向管理中心机发出预警信息，住户以及物业管理人员可及时了解到具体情况，便于快速采取控制措施，可以有效降低住户的损失，保证其人身财产安全。

3.4通信网络系统

通信网络系统是建筑智能化系统的核心子系统之一，简单来说其主要具备两项功能，其一是支持多种形式的通信业务；其二是可以实现多个不同类型子系统的集成，包括BAS自动化系统、办公自动化系统等，可以形成统一的网络并对这些子系统实施控制管理

通信网络的系统的通信功能包括电话、传真、邮件、可视通话、电视会议、桌面会议系统、多媒体通信以及公用数据库等。主要是实现建筑内部以及建筑内部与外部的信息交换。其集成功能主要是通过构建统一的网络平台，实现建筑智能化系统多个子系统的联结，以便对诸多子系统实施控制管理。简而言之，通信网络系统就是建筑智能化系统的核心中枢，可以将所有子系统连接成一个整体，目前，主要使用的通信网络系统包括局域网、广域网、电话电信网、卫星通信网以及综合业务数据网等。需要注意的是，通信网络系统的设计必须要符合国家的相关标准规范，且符合本地区的入网条件以及其他技术要求，要做到使用方便、技术先进、质量合格、经济合理、运用灵活。

4结束语

综上所述，智能建筑目前已经受到了人们广泛的认同，建筑智能化系统的应用使得建筑的安全性、舒适性、节能性明显提升，更加契合现代人的居住习惯。当下，应当将研究的重点放在如何完善建筑智能化系统以及如何进一步提升系统性能方面，这将是未来建筑行业发展的主要方向。

参考文献

[1]马骏. 浅谈建筑智能化系统管理、维护的问题及解决措施[J]. 黑龙江科技信息, 2013, 000(018):266-266.

[2]张晓涵, 张雅稚. 建筑智能化系统工程项目管理的研究[J]. 商品与质量·建筑与发展, 2014, 000(001):873-873.

[3]田建强, 殷平, 韩翌. Technology Research of Intelligent System in Super High-rise Building%超高层建筑智能化系统技术研究[J]. 现代建筑电气, 2016, 007(003):1-5,32.

[4]孙法博. 计算机控制技术在智能建筑自动化应用系统中的作用分析[J]. 科研, 2015, 000(004):P.145-145.

[5]张伟涛. 医院建筑智能化系统在解放军总医院外科大楼建设中的应用Application of the Hospital Building Intelligent System in People's Liberation Army General Hospital Surgical Building Construction[J]. 智能建筑电气技术, 2010, 004(003):62-64.

[6]刘刚, 李兵. 基于LonWorks现场总线技术的校园建筑智能化系统[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2008(01):111-113.

作者简介：邓崇：1984.09，男，汉族， 四川省成都市人，华东理工大学，本科学历，电气工程及其自动化专业，从事智能建筑领域，智能化技术工作十多年，参与多个智能建筑、智慧景区项目的规划设计及管理工作。