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BAS集成控制技术如何实现智能建筑的节能优化

导读: 当科技迈入21世纪,信息产业高速发展,人们对于居住环境的要求也随着经济的增长而不断提高,他们越来越希望看到智能、舒适、人性化的高质量生活环境。

当科技迈入21世纪,信息产业高速发展,人们对于居住环境的要求也随着经济的增长而不断提高,他们越来越希望看到智能、舒适、人性化的高质量生活环境。伴随着经济发展的同时,全球能源透支,政府对于能源消耗的标准也越定越高,节能、减排、环保、低能耗,这都成了智能建筑不断发展的动力。在智能化生活的形势下,不断研发节能材料,优化监控系统的智能建筑逐渐成了新一代的主流趋势。

BAS集成控制技术如何实现智能建筑的节能优化

1、关于建筑智能化的发展与初步研究

1.1 智能建筑的定义及发展

智能建筑是21世纪互联网科技与建筑艺术结合的新兴产物,根据用户的需要进行优化设计,综合考虑环境友好问题;居住的舒适度;工作的效率,建筑安全问题等模块,旨在用科技为用户提供一个舒适、高效、人性的居住环境。

1984年,第一座带有智能化概念的建筑物CITYPLACE在美国的哈特福德市建成,从此智能建筑便在欧、日等地迅速蓬勃起来。1990年,北京“发展大楼”揭开了我国智能建筑的序幕,随后上海、广东、深圳等地涌现出大批智能楼宇大厦。

截至目前,智能建筑在我国的大中城市已基本普遍,住宅小区智能化在经济发达地区已达90%。随着科技的不断进步,智能建筑智能以创造安全高效的生活环境为目标,强调健康、智能、节能的主题,并将电脑技术,通信技术应用在建筑结构中,降低建筑在空调、通风、照明等方面的能耗,可比建常规筑节能30%以上。

1.2 智能化保障-4C技术的应用

传统的控制技术习惯性将控制系统集中在一个设备上便于管理,但成本之高,效率之低,近几年,智能建筑逐渐采取设备分散,管理集中的模式,对于建筑功能不同的系统如空调、照明等,会分配一个独立的控制器和控制子系统,以4C技术(Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)为基础,通过BAS集成技术对所有的系统、子系统进行监控管理,使得各系统成为一个有机的整体,而分系统之间能够相互连接,进行信息的交换,共同管理系统运行。

2、以BAS为核心的集成控制技术的运行原理

2.1 BAS的技术关键:集成控制技术

由于不同厂商提供的设备子系统不同,各子系统之间的连接变得困难,而集成控制就是通过标准化协议,对设备的生产进行统一规范,使自控设备能够集成在一起,系统之间可以自由通信,从而节约控制成本,减少投资成本,降低运行维护费用,方便操作和维修。LonWorks是设备监控系统的一种开放性控制技术,也是目前集成控制技术的基础性技术,它是采用神经元芯片技术,在IOS的七层协议上实现的网络控制技术。它可以把不同厂家的空调、照明、消防、排水、电梯等设备一体化集中,从而降低安装费用,节约运行费用。与传统的控制系统相比,LonWorks技术没有了中央控制器,在系统的成本上节省了一部分资金和费用,并以神经元芯片作为节点处理,使用同一个通信协议,通过神经元这个高度集成的节点处理器,可以与其他节点互通信息,完成整个系统的集成。

2.2 三层网格结构实现集成控制

智能建筑的BAS系统作为智能建筑三大系统的基础,利用前馈控制技术和数字通信等技术,以三层网格结构实现集成控制,第一层是以太网为干线的控制域,是数据集中处理和控制的中心,完成对系统的智能调控;第二层由每个分站独立采集现场设备的数据,再将分站集中起来与中央控制站进行数据传输;第三层各子站通过控制器相互连接,实现子站与设备之间信号的传入与输出,再由子站连接器与分站总线联结,使整个系统连接称为整体,各系统与子系统之间相互连接,方便安装维修,降低成本。

2.3 四大子系统的应用保障建筑智能

电气设备自动化系统:各种电器设备的自动化是建筑智能化的基础,例如对中央空调的监控,及时调整空调的制冷制热,节约建筑的能耗,同时保证照明和通风系统的正常工作。

消防系统:随着建筑设备的增加,火灾带来的损失不可估量,为此,消防系统专门配备了识烟报警、火灾探测等设备,使得系统可以及时探测到火灾发生点,合理控制灾情,最大程度的减少损失。

安保系统:安保是整个建筑的安全保障,利用先进的电子监控设备对建筑的全方面进行无死角监控,包括防盗、监控、报警在内的几大系统为建筑的安保保驾护航。

声频系统:在建筑的广播程序或者报警程序中,声频系统是关键,会议室、购物场所、客房和多功能厅都需要音频,所以保证声频系统的传输质量是必不可少的工作。

3、集成控制技术在智能建筑行业中的应用

3.1 举例探讨BAS应用部署佛山环球国际广场:

(1)中央空调采用了BA技术为核心的监控系统,自动处理空气质量,根据室内工作人员数量自动调节温度变化;同时该系统还有远程操控、自动开关机等功能,并保留数据,供值班人员监控。

(2)包括室内智能照明、大楼外立面装饰,楼层照明灯在内的照明子系统均采用智能照明与控制系统,最大化减少能源消耗。

(3)通过盘管机的时间型控制计费制度,不仅对大厦的水表、电表以及空调能量表进行及时准确的记表,而且在BA监控技术的条件下,具备了远程自动控制和自动关阀功能,实现建筑的节能。

3.2 集成控制技术带来的成本降低和能耗减少的统计

一栋大楼的整个生命周期里,40%的成本都与能源有关。就环球国际广场来说,每年大厦可节约的用工成本支出约350000元,采用建筑智能化监控系统后,该大厦每年可节约人工成本支出270000元。

青岛西海岸新区的中德生态园体验中心,采用智能楼宇控制技术,每年可节约130万千瓦时的一次能耗,运行费用降低50万元,比国家标准节能达90%以上。重庆首个绿色智能建筑在运行一年后统计,整个建筑的节能率为79%,节水率约58%,每年可省下电费近117万元,水费四万多,标准煤的吨数也减少了828吨,二氧化碳排放降低2174吨。

总  结

互联网技术在现有智能建筑的控制体系中占据着非常大的比重,未来几年,互联网、云计算、大数据,这些现代生活中炙手可热的技术自然会与智能建筑挂钩,例如大规模的数据保存技术,来解决当前数据保存时间少的问题;更高效的数据管理运行技术,实现日益庞大的数据采集管理;更完善的系统控制,来更精准地控制日趋复杂的楼宇系统。此外,在现有基础上,智能建筑的未来还会融入新兴的环保生态学、生物工程学、新材料学等多学科多技术,追求更节省的建筑面积,更简单的生物识别,更美的设计造型,更强大的数据处理以及更舒适的生活环境。

本文来源:《工程管理与技术》

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