智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用

智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用

冯文娟

武汉地大建筑设计有限公司 湖北省武汉市 430070

摘要：与传统建筑相比，智能建筑更能满足当今人们对生活环境的需求，也在各种功能的设计中引入了更智能的技术。1984年，美国建造了第一座智能建筑，我国上世纪末才开始建造，但我国在这一领域发展迅速，未来智能建筑仍有巨大市场。楼宇自动化是一种控制系统，通过计算机指令控制整个楼宇的所有功能系统，可以管理楼内的水、电、照明和其他设备，从而实现相应工作的自动化，提高楼宇管理水平，降低运营成本，为居住者提供更好的生活环境。

关键词：智能建筑；楼宇自动化设计；应用

1智能建筑中的楼宇自动化设计

1.1设计原理

作为提高楼宇智能化的关键，楼宇自动化的设计原则必须科学合理，使楼内各类设备能够正常运行，同时尽可能降低运营成本，从而实现对楼宇和楼宇内部设备的全面监控和管理。楼宇自动化包括楼内的水、电、照明、供热等系统，以及电梯、安全等的楼宇管理。楼宇自动化是通过将子系统集成到涵盖楼宇所有电气设备的完整系统中而设计的，通过使用现代监控技术获取有关自系统运行的信息，以了解其即将发生或已经发生的安全问题，也在一般系统中发出警报，使控制室能够向现场设备或相关人员发出控制指令，从而在发生事故时尽快将人员疏散建筑物，从而确保居住者的生命和财产安全。此外，楼宇自动化设计在实现机电设备综合管理的同时，还应通过监控子系统减少设备故障的产生，同时优化设备的运行系统，例如，在空调和通风监控系统中，楼宇空调在运行中会消耗大量能量，但在楼宇自动化管理下，该系统可以基于建筑物内的实际情况，结合国家对节能环保的要求，给出系统运行的合理方案，从而减少电力、水电等资源的消耗，进一步降低运营成本。

1.2设计思路

在楼宇自动化设计中，为了确保通用系统能够控制所有子系统，实现楼宇所有电气设备的管理和控制，可以使用以太网实现通用系统和子系统的组合，从而使整个系统形成一个连接到网络的整体，从而使通用系统能够控制和管理子系统。该设计通过以太网交换机连接通用控制台工作站和建筑物各子系统的控制器，并使用传感器和执行器传输信息。以太网的使用使系统能够相互连接，并在此基础上管理所有连接，从而简化控制过程，并使管理人员能够轻松访问他们需要的有关建筑物的信息。用户可以通过系统的计算机或移动电话获得有关楼宇自动控制系统运行的信息，并可以使用系统中包含的监控功能来保存和分析收集的信息，从而使整个系统能够分析子系统的情况。这种自动化的系统优势在于，它比手动管理反应更快，更有利于建筑物的安全运行。

2智能建筑楼宇自动化系统的设计方法

2.1明确设计需求，树立设计思路

早期智能建筑中楼宇自动化系统的开发带来了单功能使用、子系统之间连通性差、实际应用场景有限、系统资源和楼宇功能利用不足的问题。因此，在现代智能建筑工程中，集成是楼宇自动化系统发展的必然趋势，具有主要使用需求，建筑企业应采用功能集成、接口集成、系统集成、网络集成作为系统设计目标。其中，功能集成依赖于整体控制系统，该系统在单独状态下互连子系统的功能模块，以增强整体系统连通性并形成增值业务。接口集成涉及开发具有良好兼容性的人机界面环境，访问所有子系统的操作界面，并在接口环境中实现用户工具，如虚拟图形生成、报告生成、电子地图等。系统集成的目标是建立一个开放的一体化信息交换网络，其中可以访问访问传感器、现场控制器和中央监控站以及其他设备，为实现系统和功能集成目标提供基本物理条件。网络集成基于广域网，连接视频监控、访问控制管理等子系统，为设备和系统之间的信息共享提供通信信道，授权用户可以远程访问楼宇自动化系统及其下属子系统。

2.2系统设计

本设计采用三级分散控制系统结构进行控制，采用现场控制级、监控级、管理级执行单个设备的控制任务，进行监控管理。现场控制水平应与每个现场设施相关，并由其控制，包括过程数据采集、直接数字控制、设备监控和系统测试与判断、安全操作；监控级别监控每个装置的运行状态，并在观察到异常时发出警报，通过操作站处理操作请求；管理层负责整个系统的协调和管理，以便系统的监控和处理能够在系统内协同工作，保持系统的稳定性。

2.3视频监控系统设计

视频监控子系统是楼宇自动化系统的重要组成部分，在系统模型感知、通信和网络开发、可视化和高清系统中发挥作用。在制定闭路电视系统设计方案时，应根据使用需要合理选择系统结构的形状，将系统结构分为三部分：前端数据采集、网络数据传输、本地存储。前端数据采集部分由多种摄像机设备组成，将采集的视频图像数据上传到接入交换机，并具有视频编码、图像参数提取、视频编码率选择等功能。网络的数据传输部分由基本交换机和接入交换机组成，负责将视频流数据上传到本地存储部分和客户端接口进行显示、完成摄像机和交换机、接入交换机和用于数据交换的基本交换机以及计算数据传输容量的任务，要求数据传输流量曲线保持相对平滑。本地存储部分由一体式计算机、服务器、存储设备和LCD监视器组成，可采用全新的连续存储技术，具有结构化数据呈现、数据访问机会平等和数据组织一致性的优点。同时，结合实际应用计算数据存储容量，例如，在一些智能建筑项目中，数据存储容量的理论值为800.29T，考虑到单个设备的过剩容量损失、硬盘格式化容量损失等问题，额外配置一些冗余存储容量，最终选择是将4T硬盘数量从201增加到288，理论存储容量高达1152T。

2.4楼宇自动化系统设计

空调系统。建筑系统中的空调系统是能耗相对较高的系统之一，建筑系统中有大量自动化设备，这也使得系统负载比传统建筑高得多。在此基础上，首先进行系统负荷分析，通过调查建筑物内的空气参数，可以了解休闲娱乐区、办公区、机房等冬季和夏季两个季节的温度和湿度差异，根据不同区域的温度和湿度特征，给系统供水和排水系统主要监控主备用泵的启动和停止控制、水泵故障报警、水泵运行、水箱液位监控等，系统控制和设备预警通过监控获得的数据信息。由于系统和设备的长期运行可能会出现问题，如果出现异常或故障，系统会发出警报信号，使人员能够尽快处理问题。同时，考虑到消防问题，系统可以在火灾发生时自动启动消防泵。照明系统。照明系统主要负责建筑物Z的照明和指示灯的操作，在照明系统的设计中，由于室内照明主要由居住者或用户控制，主要管理的照明设备是公共照明设备和指示灯，系统使用传感器，分析前室内外的照明情况，通过系统管理实现路灯照明的自动切换和调节，并保持指示灯点亮。电梯系统。由于Z楼楼层较高，需要配置电梯系统，大楼内包括多部电梯，但在某些时段，电梯处于待机状态。在此基础上，为了实现节能目标，电梯系统被设计成与安全系统联网。通过将两个系统联网，使用安全系统监控功能检测电梯，当电梯不靠近或长时间使用时关闭其工作电路，当有人接近时将电梯置于待机状态。安全系统。安全系统的主要作用是保持建筑物处于安全稳定的状态，该设计的主要内容是闭路电视监控系统。根据设计的架构方案，不同的监控设备安装在相应的位置，允许对Z楼进行全面监控。

3结论

总之，为了牢牢把握时代发展机遇，建设真正意义上的现代智能建筑，建筑企业应加大对楼宇自动化系统设计和应用的研究力度，掌握正确的系统设计方法，加强系统利用功能，改善系统结构，实现楼宇自动化系统在能源管理、集成自动控制、门禁管理、照明控制等领域的地面应用。

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