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樓宇自動化係統(BAS)簡介與問題淺析

2018-01-10 12:35

一、智能建築概述


  智能建築一詞首次出現1984年1月美國聯合科技集團UTBS於康乃狄克州所設計與興建的“都市辦公大樓”,該大樓用最先進的技術來控製電力,照明,空調,放火,防盜,運輸設備,通信和辦公自動化,除了有舒適,安全的辦公條件外,並具有高效,經濟的特點,這是世界上公認的第一座”智能建築”。智能建築從整個技術角度來看,它是計算機技術,控製技術,通信技術,微電子技術,建築技術和其他很多先進技術相結合的產物,幾乎融合了信息社會中人類所有智慧。智能建築的固有特征是:建築物管理服務自動化,辦公資源自動化,信息通信自動化。智能建築的服務綜合為幾個子係統,這些子係統的資源共享成為整個係統的資源互補,這樣能有效地構成一個綜合係統來滿足建築物的各種複雜要求。“智能建築’,提供一個優越的生活環境和高效的工作環境,且具有舒適性,高效性,方便性,適應性,安全性和可靠性的特征。


二、樓宇自樓宇自動化係統簡介


  樓宇自動化係統(BAS)又稱建築設備自動化係統,是智能建築不可缺少的一部分,主要是用以對建築物內的中央空調係統、給排水係統、照明係統、變配電係統以及電梯等係統設備進行集中監視、控製與管理的綜合係統,一般為集散結構,即分散控製、集中管理。設計樓宇自動化係統的主要目的在於將建築內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷,采用最優化的控製手段,對各係統設備進行集中監控和管理,使各子係統設備始終處於有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行,在創造出一個高效、舒適、安全的工作環境中,降低各係統造價,盡量節省能耗和日常管理的各項費用,保證係統充分運行,從而提高了智能建築的高水平的現代化管理和服務,使投資能得到一個良好的回報。樓宇機電設備監控係統,作為智能建築樓宇自動化係統非常重要的一部分,擔負著對整座大廈內機電設備的集中檢測和控製,保證所有設備的正常運行,並達到最佳狀態。

  樓宇自動化的主導思想是用一個可以控製樓宇中各種設備正常運行的控製中心代替人工思考和操作,幫助人麽實現自動監視並控製機械設備,根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,及時處理各種意外突發事件,實現對大樓內各種機械的統一管理、協調控製、能源管理及包括設備檔案在內的設備管理。樓宇自動化控製係統采用基於現代控製理論的集散型計算機控製係統,就是我們常說的分布式控製係統(DCS),把分布在現場被控製處的微型計算機控製裝置(DDC)采集到的實時數據和控製任務與采集總線網的以太拓撲傳輸網絡以及核心設備——中央處理器有機地結合到了一起,使它們在一個整體層麵上有條不紊地相互協作。


三、樓宇自動化係統的組成


  作為建築智能化係統最主要的子係統和核心組成部門——樓宇自動化係統,其組成主要包括中央監控管理級計算機係統、服務於各個子係統的工作站、網絡服務器、控製器、通信裝置,以及各類傳感器、探測器、執行機構、現場儀表等。BAS的組成內容相當廣泛,可分為狹義和廣義兩種,狹義的BAS主要包括空調子係統、冷水機組子係統、供熱子係統、給水排水子係統、供配電子係統、自發電機組子係統、電梯子係統、照明子係統、環境保護子係統、停車場管理與門禁子係統等。所謂的廣義的BAS應該還包括火災自動檢測與報警係統(FAS)和安全防範係統(SAS)兩部分。


四、樓宇自動化係統的功能


  BAS相比普通建築擁有一些較好的功能,主要表現在以下幾個方麵:(1)自動監視並控製各種機電設備的起、停,製定係統的管理、調度、操作和控製的策略:(2)自動檢測、顯示、存取各種機電設備的有關數據與控製的參數;(3)管理、調度、監視與控製係統的運行,使之處於最佳狀態:(4)顯示係統運行的數據、圖象和曲線;(5)打印各類報表;(6)進行係統運行的曆史記錄及趨勢分析,檢測並及時處理各種意外、突發事件;(7)統計設備的運行時間、進行設備維護、保養管理等;(8)進行水、電、氣等的計量收費,實現能源管理自動化。

  BAS同樣也存在一些社會效益,主要表現在以下幾個方麵:(1)優化工作、生活環境,提高工作效率及舒適性能;(2)降低能源(電、泠、熱、水、煤氣、燃油、蒸汽等)消耗及運行費用;(3)大樓內全部機電設備的運行操作、安全報警維修監視集中在中央進行,達到科學管理及節省勞力的目的:(4)提高大樓防災、防火、防盜、防事故能力;(5)先進的保安監視、巡視及出入口傳感器鑒別設備,提高了大樓保安功能。


五、樓宇自動化係統具有的優點


1.提高大樓的管理水平,降低工作人員的勞動量。現代化的大樓,設備眾多,且散落於大樓的各個角落,大樓的設備管理相當困難,有些設備如吊裝於吊項內部的新風機組,其送風溫度靠人根本無法調節,BAS則可很容易地解決這些問題,使大樓的設備管理維持在一個較高水平:現代化大樓裏的眾多設備,依靠人力維持日常檢修,勞動量巨大,需要相當多的工作人員,BAS係統則能自動診斷設備是否發生故障,因而隻需少量工作人員即可維護設備管理。

2.節約能源。采用了BAS後,對於設備的管理可以根據預先編排的時間程序(如辦公時間、節假日時問、晝夜時間等)對電力、照明、空調等設備進化最優化的節能控製,關閉不需要運行的設備,可以節約大量能耗。

3.節省管理費用。采用了BAS後,原先的人工管理可以完全被取代。相應的管理費用,如人員工資、福利、住房、辦公環境、費用等均可節省。

4.延長設備使用壽命。通過BAS管理的設備,可以完全依照設備的性能來進行控製,不會出現誤動作導致設備損壞,也不會有長時間超負荷運轉等對設備有損傷的現象發生,使設備能在最優狀態長期穩定運行。

5.提高管理可靠性。采用BAS,可以提高管理係統的可靠性,不會出現由於人工管理的疏忽疲勞、判斷失誤的出現,這些問題往往會給業主帶來無法估量的經濟損失。

6.規範管理製度。BAS本身可以依據管理慣例對設備進行自動控製,它具有自動分析人員管理指令的能力,使得一些不規範的管理規範化。


六、國內樓宇自動化發展現狀


  在智能樓宇較發達國家和地區,較早就在普通高校與職業教育院校成立了培養樓宇自動化人才的相關專業,如英國、香港、台灣已經形成從職高、高職專科、本科、碩士直至博士完整的人才培養體係。英國、香港還有專門對應的屋宇裝備工程師協會,建立起高等職業教育與職業資格認證之間的互通橋梁。國內智能建築的迅速發展對專門從事樓宇智能化相關技術工作的專業技術人才的迫切需求,引起很多高校的高度關注。普通高校自2000年以來,主要基r建築環境與設備工程”或“電氣工程及自動化”或“建築電氣工程”等本科學科專業,開設“樓宇智能化”專業方向,探索培養樓宇智能化工程技術專業人才的課程方案。但受普通本科學科專業範疇限製,僅以專業方向來培養跨多學科新技術應用的“樓宇自動化”專門人才,不能滿足行業對樓宇自動化關鍵技術研究與開發人才的需求。目前國內樓宇自動化從業人員數量巨大,已達到約100萬人,且主要集中在上海、北京、廣州、深圳、天津、重慶、杭州、寧波、大連等大中城市,仍缺口達40萬,特別是樓宇自動化係統設備運行維護人才、樓宇自動化工程設計、管理、安裝與調試人才等各層次人才嚴重不足。


七、樓宇自動化係統的發展趨勢


  實現樓宇建設與電氣技術更加精密的結合是今後樓字建設發展的必然趨勢。樓字自動化控技術在我國正處於一個快速發展的階段,隨著人們對於優質生活的不斷追求以及科學技術的不斷更新,一些更加先進的電氣自動化技術將被應用到這一領域。


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