楼宇自动化系统概述

随着计算机技术、控制技术、通信技术及信息技术的飞速发展，人们对生活、办公环境安全性、舒适性的要求日渐增长，智能建筑（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＢｕｉｌｄｉｎｇ）应运而生。智能化综合性大厦的出现是现代高技术的结晶，是建筑技术与信息技术相结合的产物。

智能建筑通常包含三大基本要素，即楼宇自动化系统（ＢＡＳ）、通信网络系统（ＣＮＳ）和办公自动化系统（ＯＡＳ），这三者的有机结合，使建筑物能够提供一个合理、高效、舒适、安全、方便的生活和工作环境。其中，楼宇自动化控制系统是智能建筑的一个重要组成部分。

建筑物的智能化往往总是从楼宇自动化（ＢＡ）开始。楼宇智能控制系统（或称楼宇管理系统ＢＡＳ系统）是由中央管理站、各种ＤＤＣ控制器及各类传感器、执行机构组成的，是能够完成多种控制及管理功能的网络系统，它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。

１楼宇管理系统简介

楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合的控制；并运用相应技术手段，依据一定的技术标准，实现该建筑的智能化，即通信自动化、办公室自动化和楼宇管理自动化。建筑物内所有机电装置和能源设备通常采用集散型控制系统,它的特征是“集中管理,分散控制”,即以分布在现场被控设备处的多台微型计算机控制装置来完成被控设备的实时监测、保护与控制。集散型控制系统主要由传感器、直接数字控制器、执行器、通信网络和中央管理计算机构成。

２楼宇自动化系统的组成

建筑设备自动化系统通常包括暖通空调设备、给排水设备、电气、消防及安防设备等控制系统。根据我国行业标准，楼宇自动化系统又可分为设备运行管理与监控系统、消防与安防系统。一般情况下，这两个系统宜一同纳入楼宇自动化系统考虑，当独立设置消防与安防系统时，建立与楼宇自动化监控中心通信联系，以便灾情发生时，能够按照ＴＣＰ/ＴＰ协议实现远程操作，进行一体化的协调控制。其主要包括以下几个内容：中央空调—冷冻机房自控—新风及空调机—主要的供风和排风机—空调系统分区开/关监控—中央空调计费系统；给水/排水设备计费系统及设备管理；公共照明系统分区/分层开/关监控；变电系统监控—高压及配电监控—通过电力变送器对整个楼宇供电情况作模拟监控；自动扶梯和电梯监控；消防系统报警监控；锅炉机房及热水供应监控系统；防盗系统。

３楼宇自动化系统带来的效益

（１）节省能源。大楼营运能源得到充分合理使用，节省不必要能源消耗，使其能源费用以最经济方式开支。通过ＢＡＳ系统，大厦可以节约１５％～２０％的能源。

（２）优化设备运行。大楼内机电设备进行一体化控制，使设备以最合理方式运行，同时对设备运行有效地监控，可以大大减少设备故障，延长设备使用寿命，降低设备维护费用。

（３）提供舒适环境。提供一个最完美的客人休息环境和工作人员工作环境。

（４）提高效率。利用现代化智能控制技术对系统各设备进行一体化控制，大大节省大楼设备管理人员，同时避免因人为错误操作而造成设备损坏。

４楼宇自动化控制系统的设计

首先，确定建筑物的使用功能，即要求ＢＡＳ系统所要达到的控制目标，有哪些自动化控制及管理系统能满足建筑物内的各功能；根据各系统所包含的设备，制作出楼宇自控系统的被控与监控设备明细，并做出详细的自动化控制功能说明，给出每一系统的控制方案及达到的控制目的。根据系统复杂程度及今后的发展要求，确定监控中心位置和使用面积，并做出足够的预留。

其次，在确定被控设备的数量及相应的控制方案后，确定被控设备的监控点数及其性质，核对监控点的技术可行性，绘制出相应的平面布置及其走线、布点平面图。

最后，根据相应的平面布置及其走线、布点平面图，画出ＢＡＳ总控制网络图，并画出各被控设备的控制原理图及监控中心设计及平面布置。

５楼宇自动化系统的发展历史

在２０世纪７０年代，伴随着计算机可靠性提高、价格大幅下降，出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统，它是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。一台中央计算机操纵着整个系统的工作，中央站采集各分站信息，作出决策，完成全部设备的控制，中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。它的测量变送仪表一般是模拟仪表，因此它属于一种模拟数字混合控制系统。

ＢＡＳ从仪表系统发展到计算机系统，通过散设于建筑物各处的信息采集站ＤＧＰ（连接着传感器和执行器等设备）与计算机键盘和ＣＲＴ构成的中央站总线连接，组成中央监控型自动化系统，打印机代替了记录仪表；上传现场设备信息到中央站的控制命令是ＤＧＰ分站的主要功能。一台中央计算机操纵着整个系统的工作，依靠信息与能量计测数据的采集来完成命令的发布，起到调节与监控的作用。

网络集成系统（ＥＤＩ）是采用Ｗｅｂ技术的建筑设备自动化系统，它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。以太网作为局域网组网的主要技术，多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网，在一些新开发的楼宇自控系统中，以太网直接进入了控制层，从管理层（信息网）到现场设备控制层（控制网）的“一网到底”，即实现人们期望的通信协议的兼容和统一。这样系统扩展起来也比

楼宇自动化系统概述

吴兴

（太原市建筑设计研究院，山西太原，０３０００２）

摘要：简要介绍了楼宇自动化系统，分析了楼宇自动化系统的组成、结构和主要特

征，简述了楼宇自动化系统的主要设计步骤，论述了当前楼宇自动化系统及智能建筑

的发展趋势。

关键词：智能建筑；楼宇自动化系统；局部区域网络

中图分类号：TU243文献标识码：Ａ

183

较方便，与智能建筑中其他系统

（信息网通信自动化系统和办公自动化系统）集成起来更加容易。从不同层次的需要出发，提供各种完善的开放

技术，实现各个层次的集成，从现场层、自动化层到管理层，完成了管理系统和控制系统的一体化。

就目前而言，应用在楼宇自控网络中的以太网有其优点和缺点，随着时间的推移和技术的进步，它也必将会被进一步完善。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，建筑和社区的数字化建设正在兴起，以太网必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用。据国外媒体预测，近期在中国兴建的大型建筑将占全球的一半，２１世纪，全世界的智能建筑将有一半以上在中国建成。中国的智能建筑将面向２１世纪、面对信息时代，做好一切准备，迎接更大的发展。

参考文献

［１］郭维均，俞洪．智能建筑基础［Ｍ］.北京：中国计量出版社，２００１：６.［２］

王再英.楼宇自动化系统原理与应用［Ｍ］.北京：电子工业出版社，２００５.［３］盛啸涛.楼宇自动化［Ｍ］.西安:西安电子科技大学出版社，２００４.［４］

沈晔.楼宇自动化技术与工程［Ｍ］.北京：机械工业出版社，２００４.

（责任编辑：戚米莎）

───────────────

第一作者简介：吴

兴，男，１９８０年１１月生，２００３年毕业于中北大

学通信工程专业，助理工程师，太原市建筑设计研究院，山西省太原市，

０３０００２.

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢＡＳ（ＢｕｉｌｄｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｃＳｙｓｔｅｍ）

ＷＵＸｉｎｇ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ:ＴｈｉｓｐａｐｅｒｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅＢＡＳ,ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ,ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍａｉｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅＢＡＳ,

ｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｏｆｔｈｅＢＡＳ,ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓｏｆｔｈｅＢＡＳａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇ.ＫＥＹＷＯＲＤＳ:ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇ;ＢＡＳ;ＬＡＮ（ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）

进入２１世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。随着经济的持续发展和人们生活水平的不断提高，对室内环境的舒适性、室内空气品质的要求也越来越高，如何能既有效节省能源、减少污染，又可做到供热、供冷两全其美，并且达到环保、科学、节能、舒适的目的，成为当今需研究解决的问题。下元村安居小区规划总面积４０万ｍ２，一期工程为８万多ｍ２

，对于冬季采暖，按常规可选择集中供热和锅炉供热。但城市集中供

热暂时不能为该小区提供热源，假如能提供热源，热网接口费为６０元/ｍ２

，

接口费共计２４００万元，除此之外还需要建热交换站,增加占地和投资费用。采用锅炉采暖，初投资表面上看可能要少一点，综合分析,其初投资和运行费用更高。因为锅炉采暖既不节能、不环保，又不安全，占地面积很大，最少需占用０.１３ｈｍ２

以上的建筑用地（约６００万元），使用寿命一般在１０

年左右，效力逐年衰减，增加了人工费和环保费；随着能源短缺和煤矿的压产，煤价逐年递增，其运行费用也不比集中供热低。夏季空调同样需要用电制冷机组，这样一来多了一套系统，同时增加了人员管理。随着市政府对蓝天碧水工程的建设，在３～５年内该地区也需要使用集中供热，政府有法规，在有集中供热到达的区域均不许再使用燃煤锅炉采暖，到时候锅炉需要拆除另行处理，还要交集中供热入网费，得不偿失。如果采用水源热泵与蓄能相结合，可制冷、制热，一套设备两种用途，可以替代原来的锅炉或集中供热加单冷机组的两套装置，是一套完全独立的冷热源系统，不受任何因素的影响，减少了设备的初投资和大量的运行费用。

１水源热泵技术简介

水源热泵技术起源于欧美发达国家，是可再生能源的开发和利用技

术，是将低位能源转化成高位能源的技术。它利用自然界可再生的能源，如地下水、城市污水、中水等，其中储存着大量的低位能源，通过少量的电能，将其转化成高位的能源供我们使用，可以实现冬季供暖、夏季供冷及生活热水制取，即可以实现“一机三用”，其能效转化比（ＣＯＰ值）可达到１∶５，即消耗１ｋＷ的电能可以得到５ｋＷ的热量或冷量。

水源热泵技术一般多采用水井方式，提升地下水，并从中提取能量，但必须保证井水１００％能够回灌到地下，同时保证水质不受任何污染。在华北地区，大多数地表水资源丰富的地区都适合用这种技术。所以水源热泵技术是既可供热又可制冷的高效节能空调，同时又是绿色无污染的可再生清洁能源。

２

水源空调系统组成及主要技术介绍

２.１

水源中央空调系统组成

水源中央空调系统包括５个部分：用户系统，小区管网系统，主机系

统，水源水管网系统，水源水系统（见图１）。

２.２水蓄能技术

水蓄能技术主要针对供电部门推出的昼夜峰谷电价差政策。在夜间

利用电力低谷时段很便宜的电力向蓄能设备蓄得能量，在日间电力高峰价格时段释放其蓄得的能量，减少电力高峰时段制冷、制热设备的电力消耗成本。

大多数公用建筑（尤其是商业类建筑）夜间没有负荷，设备闲置，我们通常在夜间利用非常便宜的低谷电价进行蓄冷（热），白天放出，这样白天空调设备可以少开或不开，从而避免使用了昂贵的高峰电价，这样

下元村安居小区水源热泵方案探讨

胡家斌

（山西省发展和改革委员会行政学院，山西太原，030002）

摘

要：介绍了水源热泵技术、水源空调系统组成及主要技术，并将水源热泵方案同其

他方案进行比较，以下元村安居小区为例，指出采取水源热泵是最佳的方案。关键词：水源热泵技术；水源空调系统；集中供热；下元村安居小区中图分类号：TU833

文献标识码：A

184