浅谈BAS系统在现代智能建筑中的应用

浅谈BAS系统在现代智能建筑中的应用

陈晨

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摘要：随着科技进步，现代智能建筑层出不穷。信息技术的持续革新促进了其在建筑领域的广泛应用，使得楼宇自动化系统（BAS）逐渐成为一种标配。这样的智能化增强不仅为人们的日常生活带来便捷，而且显著提升了建筑物的综合性能和耐用性，更好地满足了人们多样化的需求，进而提高了他们的生活质量。因此，本文将深入探讨楼宇自控系统在当代智能建筑中的应用，并旨在为行业相关人士提供有价值的参考和建议。

关键词：BAS系统；现代建筑；智能建筑

1 BAS系统的概念

楼宇自动化系统（BAS）是一种集成技术，旨在通过先进的感知和控制手段高效地管理和协同管理建筑设施，充当大楼的“大脑”。本系统的自动化控制聚焦于建筑内外信息的共享与处理，主要负责对电气设备的多角度、多层次协调工作。BAS系统综合了多种功能各异的子系统，进行有序的调度和管理，特别适合大型和超大型高层建筑，以实现对所有子系统的集中控制、监测和协调[1]。该系统的显著特点包括：

①节能优先：BAS系统能够根据预设参数对电气设备进行全面而细致的管理，有效降低能源消耗。它通过对建筑内外环境进行实时监测和智能调节，确保了能源的合理利用，从而实现节能减排的目标。

②高效的调度指令：通过科学的调度减少了人为操作错误，降低了管理层面的人力需求；

③设备控制智能化：具备设备监测功能的BAS可通过实时数据监控设备性能，并在出现问题时及时提醒用户，以便用户有充裕的时间进行必要的维护和保养。

2 BAS系统的核心组成

2.1控制层

在BAS系统中，控制层扮演着系统大脑的角色，它负责接收来自传感器的信息，根据预设的算法和逻辑作出决策，并指挥执行器进行相应的操作。这一层包括了中央控制系统和现场控制器。

中央控制系统：作为BAS系统的中心节点，它具备最全面的视图和最高权限的操控功能。这个系统通常由一台或多台计算机组成，运行专业的建筑管理软件，能够实时显示建筑状态、生成报告、记录日志、发出警报并响应各种设备故障。

现场控制器：这些是分布在建筑各个关键位置（如机房、楼层等）的局部控制单元。它们负责收集附近传感器的信息并对附近的执行器进行即时控制，如调节HVAC系统中的温度和湿度。现场控制器也负责将信息传递给中央控制系统，并执行中央系统下达的命令。

2.2传感器和执行器

传感器和执行器构成了BAS系统的感知和行动部分，确保系统能够监测环境变化并实施必要的物理调整。

传感器：它们是检测设备，用于监测建筑内外的各种环境参数，如温度、湿度、光照强度、空气质量等。传感器的种类繁多，包括温湿度传感器、CO2浓度探测器、烟雾探测器等，它们为BAS系统提供实时数据以供分析和决策。

执行器：执行器则是实际执行控制命令的装置，它们直接作用于建筑设备，如调节阀门开度、开关灯光或调节空调风量。执行器的种类繁多，包括但不限于电动阀门、继电器、调光器和电机启动器[2]。

2.3通讯网络

为了实现控制层与传感器及执行器之间的有效沟通，BAS系统依赖于一个可靠的通讯网络。这个网络可以基于有线或无线技术，涵盖多种通信标准和协议，如BACnet、Modbus或LonWorks等[3]。

有线与无线通信技术：有线通信通常使用以太网或其他工业标准线路，而无线通信则可能利用Wi-Fi、ZigBee或其他RF（射频）技术。每种技术都有其优缺点，例如有线通信更稳定但布线成本高，而无线通信更灵活但可能存在干扰问题。

数据通信协议：这些协议是设备之间交换信息的规则集，确保发送和接收的数据能够被正确解读。选择合适的通信协议对于系统的兼容性和扩展性至关重要。

3楼宇自控系统在现代智能建筑中的应用实践

3.1照明系统

在现代建筑领域，能效和环保是核心议题，尤其鉴于目前建筑的能源消耗普遍偏高，有效的能耗管理变得尤为关键。智能楼宇现已广泛部署了各种LED照明系统，这些系统接入网络并通过自动化编程控制，以实现灯光的智能调节，此举不仅带来了约20%的节能效益，成本效益比突出，还降低了灯具故障率，从而减少了照明设备的成本。

随着我国建筑业向“绿色”转型，节能和环保理念被深入融入各项建设工作中，旨在最大程度地降低能耗。利用楼宇自动化系统，能够为灯光带来智能化控制。将这一系统集成到智能建筑中，管理者可以自定义设置自动控制系统与灯光系统的运作模式，并与建筑内多样的传感器整合，实现灯光的个性化智能控制，并允许单独操作。

为了优化建筑内照明控制的效能，计划采取“分区控制”策略进行灯光管理，结合不同区域使用者的需求进行自动调整。此外，也可以手动调节各层照明强度；如果选择声音控制照明，则可将声控的分贝信息集成进建筑自动化系统中，实现基于声音响度的自动灯光调节。

3.2新风系统控制

该建筑自动化系统能够分析并调整周边环境，根据室内外的温差变化，通过智能调节新风系统来优化室内环境。举例来说，如果外部温度低于室内温度，系统会依据既定的控制策略进行调节。在实际运行中，该系统能够自动检测室内外的温度差异，并根据预先设定的程序调整新风系统的操作模式，执行节能操作，以减少能源消耗。

系统还负责监控室内环境，并在空调调节策略的指导下，为空调系统提供最佳的节能建议，进一步优化节能效果。数据显示，在使用变风量系统并结合建筑自动控制系统的协助下，可以实现高达40%的能源节约。当室内外温度发生变化时，系统会相应调整送风量，以降低能耗并提高效率。

3.3冷热源系统

该自动化系统由两个主要部件构成：冷却组件和散热组件。这一设备能够对大楼内的环境进行持续监测，并据此调整制冷设备的工作状态。建筑自动化系统还具备时间控制功能，通过检测冷水主管道的回流量，准确分析出回水的实际工况，从而在控制系统的支持下，有效管理机组泵，优化其运行模式。

此外，系统可以基于现场控制器和一个特定的运行时间点来改进整体性能，创建新的操作模式。当一个单元接入系统后，每个单元会根据各自需求依次整合进系统，并在最佳时机对工作时间较长的单元进行调节。

建筑自动化系统能够收集和处理各种关键操作参数，实现对各级管道阀门的自动调节，确保系统工作压力的稳定性。同时，该系统能够自动控制排放组件，利用排放单元的工作数据调整备用泵的工作状态，以及读取管道内的压力和水温等关键数据。

3.4给排水系统

在智能建筑中，给排水系统扮演着至关重要的角色。楼宇自动化系统主要负责监测供水和排水系统的液位情况，检查设备运行状态，并在发生故障时进行处理。第一，系统会持续跟踪液体的水位，尤其是对消防和家用水箱进行实时监控。一旦发现水位超过预设上限，系统将自动触发报警，确保工作人员能迅速作出响应。第二，系统会关注频率转换器的状态，特别是排液系统中的变频器。如设备运行中出现异常，系统会在控制界面上显示其状态，并具备声音、光线等多种报警功能。第三，系统会对水泵的运行进行监督，尤其是监控污水收集池的水位以及污水排放设施的工作状态。一旦检测到问题，系统会根据预设的自动控制程序进行紧急处理。

结语

总而言之，BAS系统是未来建筑发展的关键焦点，它对于改善人们的居住环境、提升自动化水平以及打造舒适生活空间具有重要作用。BAS在给排水、电气控制、通风等众多领域都有广泛应用，已成为现代建筑中不可或缺的集成控制系统。在未来的建筑规划中，建筑自动化系统将成为建筑核心的一环，因此，对这一领域的工作进行回顾和总结至关重要，这将促进系统的持续完善，并为智能化建筑的发展贡献更多力量。

参考文献

[1]唐翠丽.浅析智能建筑中的楼宇自动化设计及应用探究[J].中国设备工程,2022,(21):33-35.

[2]雷显臻,雷福元.物联网结合智能建筑的发展研究[J].江西建材,2021,(10):360-361.

[3]王建明.探析楼宇自控系统在现代智能建筑中的应用[J].大众标准化,2021,(12):31-33.