樓宇自動化系統

樓宇自動化系統（BAS，Building Automation System）是智慧型建築的主要組成部分之一。智慧型建築通過樓宇自動化系統實現建築物（群）內設備與建築環境的全面監控與管理，為建築的使用者營造一個舒適、安全、經濟、高效、便捷的工作生活環境，並通過最佳化設備運行與管理，降低運營費用。樓宇自動化系統涉及建築的電力、照明、空調、通風、給排水、防災、安全防範、車庫管理等設備與系統，是智慧型建築中涉及面最廣、設計任務和工程施工量最大的子系統，它的設計水平和工程建設質量對智慧型建築功能的實現有直接的影響。

基本介紹

• 中文名：樓宇自動化系統
• 外文名：Building Automation System
• 縮寫：BAS
• 歸屬：智慧型建築

作用

樓宇自動化系統（BAS）對整個建築的所有公用機電設備，包括建築的中央空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統，進行集中監測和遙控來提高建築的管理水平，降低設備故障率，減少維護及營運成本。

設計系統的目的

設計樓宇自動化系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，採用最最佳化的控制手段，對各系統設備進行集中監控和管理，使各子系統設備始終在有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行；在創造出的一個高效、舒適、安全的工作環境中，降低各系統造價，儘量節省能耗和日常管理的各項費用，保證系統充分運行，從而提高了智慧型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。樓宇機電設備監控系統，作為智慧型建築樓宇自動化系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制，保證所有設備的正常運行，並達到最佳狀態。

補充

摘要

智慧型建築的概念和樓宇自動化系統簡介，並列舉了當今幾大樓宇自控生產廠商的自控系統功能簡介和實際運用。

關於智慧型建築

智慧型建築的概念，在20世紀末誕生於美國。第一幢智慧型大廈於1984年在美國哈特福德市（Hartford）建成。中國於90年代才起步，但迅猛發展勢頭令世人矚目。

智慧型建築是資訊時代的必然產物，建築物智慧型化程度隨科學技術的發展而逐步提高。當今世界科學技術發展的主要標誌是4C技術（即Computer計算機技術、Control控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）。將4C技術綜合套用於建築物之中，在建築物內建立一個計算機綜合網路，使建築物智慧型化。4C技術僅僅是智慧型建築的結構化和系統化。

智慧型建築應當是：

“通過對建築物的4個基本要素，即結構、系統、服務和管理，以及它們之間的內在聯繫，以最最佳化的設計， 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智慧型建築物能夠幫助大廈的主人，財產的管理者和擁有者等意識到，他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。”

建築智慧型化結構是由三大系統組成：樓宇自動化系統（BAS）、辦公自動化系統（OAS）和通信自動化系統（CAS)。

系統簡介

樓宇自動化系統也叫建築設備自動化系統(Building Automation System，BAS），是智慧型建築不可缺少的一部分，其任務是對建築物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等，以提供一個既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人的工作或居住環境。

系統的組成與功能

建築設備自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防範等子系統。根據中國行業標準，BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防範子系統。一般情況下，這兩個子系統宜一同納入BAS考慮，如將消防與安全防範子系統獨立設定，也應與BAS監控中心建立通信聯繫以便災情發生時，能夠按照約定實現操作權轉移，進行一體化的協調控制。

建築設備自動化系統的基本功能可以歸納如下：

（1）自動監視並控制各種機電設備的起、停，顯示或列印當前運轉狀態。

（2）自動檢測、顯示、列印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。

（3）根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使之始終運行於最佳狀態。

（4）監測並及時處理各種意外、突發事件。

（5）實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。

（6）能源管理：水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。

（7）設備管理：包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。

系統的原理

樓控系統採用的是基於現代控制理論的集散型計算機控制系統，也稱分散式控制系統(Distributed control systems，DCS）。它的特徵是“集中管理分散控制”，即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置（DDC）完成被控設備的實時檢測和控制任務，克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝於中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、列印輸出、豐富的軟體管理和很強的數字通信功能，能完成集中操作、顯示、報警、列印與最佳化控制等任務，避免了常規儀表控制分散後人機聯繫困難、無法統一管理的缺點，保證設備在最佳狀態下運行。

發展史及產品

樓宇設備自動化系統到目前為止已經歷了四代產品：

第一代：CCMS中央監控系統（20世紀70年代產品)

BAS從儀表系統發展成計算機系統，採用計算機鍵盤和CRT構成中央站，印表機代替了記錄儀表，散設於建築物各處的信息採集站DGP（連線著感測器和執行器等設備）通過匯流排與中央站連線在一起組成中央監控型自動化系統。DGP分站的功能只是上傳現場設備信息，下達中央站的控制命令。一台中央計算機操縱著整個系統的工作。中央站採集各分站信息，作出決策，完成全部設備的控制，中央站根據採集的信息和能量計測數據完成節能控制和調節。

第二代：DCS集散控制系統（20世紀80年代產品）

隨著微處理機技術的發展和成本降低，DGP分站安裝了CPU，發展成直接數字控制器DDC。配有微處理機晶片的DDC分站，可以獨立完成所有控制工作，具有完善的控制、顯示功能，進行節能管理，可以連線印表機、安裝人機接口等。BAS由4級組成，分別是現場、分站、中央站、管理系統。集散系統的主要特點是只有中央站和分站兩類接點，中央站完成監視，分站完成控制，分站完全自治，與中央站無關，保證了系統的可靠性。

第三代：開放式集散系統（20世紀90年代產品）

隨著現場匯流排技術的發展，DDC分站連線感測器、執行器的輸入輸出模組，套用LON現場匯流排，從分站內部走向設備現場，形成分散式輸入輸出現場網路層，從而使系統的配置更加靈活，由於LonWorks技術的開放性，也使分站具有了一定程度的開放規模。BAS控制網路就形成了3層結構，分別是管理層（中央站）、自動化層（DDC分站）和現場網路層（ON）。

第四代：網路集成系統（21世紀產品）

隨著企業網Intranet建立，建築設備自動化系統必然採用Web技術，並力求在企業網中占據重要位置，BAS中央站嵌入Web伺服器，融合Web功能，以網頁形式為工作模式，使BAS與Intranet成為一體系統。

網路集成系統（EDI）是採用Web技術的建築設備自動化系統，它有一組包含保全系統、機電設備系統和防火系統的管理軟體。

EBI系統從不同層次的需要出發提供各種完善的開放技術，實現各個層次的集成，從現場層、自動化層到管理層。EBI系統完成了管理系統和控制系統的一體化。

目前，規模和影響較大的樓宇設備供應公司有美國霍尼韋爾公司、江森公司、KMC公司、德國西門子公司等。

結束語

樓宇自動化控制技術在中國還是一個新興的技術領域，隨著更多智慧型建築的出現，將有更加先進的技術補充到這一領域中，使這一技術更加成熟、完善。

主流品牌

Honeywell（霍尼韋爾），Johnson（江森），SIEMENS（西門子），美國KMC，施耐德TAC ，BASW，等