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BAS技術將如何實現智能建筑節能優化

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-25 19:09 ? 次閱讀

科技邁入21世紀,信息產業高速發展,人們對于居住環境的要求也隨著經濟的增長而不斷提高,他們越來越希望看到智能、舒適、人性化的高質量生活環境。伴隨著經濟發展的同時,全球能源透支,政府對于能源消耗的標準也越定越高,節能、減排、環保、低能耗,這都成了智能建筑不斷發展的動力。在智能化生活的形勢下,不斷研發節能材料,優化監控系統的智能建筑逐漸成了新一代的主流趨勢。

1、關于建筑智能化的發展與初步研究

1.1 智能建筑的定義及發展

智能建筑是21世紀互聯網科技與建筑藝術結合的新興產物,根據用戶的需要進行優化設計,綜合考慮環境友好問題;居住的舒適度;工作的效率,建筑安全問題等模塊,旨在用科技為用戶提供一個舒適、高效、人性的居住環境。

1984年,第一座帶有智能化概念的建筑物CITYPLACE在美國的哈特福德市建成,從此智能建筑便在歐、日等地迅速蓬勃起來。1990年,北京“發展大樓”揭開了我國智能建筑的序幕,隨后上海、廣東、深圳等地涌現出大批智能樓宇大廈。

截至目前,智能建筑在我國的大中城市已基本普遍,住宅小區智能化在經濟發達地區已達90%。隨著科技的不斷進步,智能建筑智能以創造安全高效的生活環境為目標,強調健康、智能、節能的主題,并將電腦技術,通信技術應用在建筑結構中,降低建筑在空調、通風、照明等方面的能耗,可比建常規筑節能30%以上。

1.2 智能化保障-4C技術的應用

傳統的控制技術習慣性將控制系統集中在一個設備上便于管理,但成本之高,效率之低,近幾年,智能建筑逐漸采取設備分散,管理集中的模式,對于建筑功能不同的系統如空調、照明等,會分配一個獨立的控制器和控制子系統,以4C技術(Computer計算機技術、Control控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)為基礎,通過BAS集成技術對所有的系統、子系統進行監控管理,使得各系統成為一個有機的整體,而分系統之間能夠相互連接,進行信息的交換,共同管理系統運行。

2、以BAS為核心的集成控制技術的運行原理

2.1 BAS的技術關鍵:集成控制技術

由于不同廠商提供的設備子系統不同,各子系統之間的連接變得困難,而集成控制就是通過標準化協議,對設備的生產進行統一規范,使自控設備能夠集成在一起,系統之間可以自由通信,從而節約控制成本,減少投資成本,降低運行維護費用,方便操作和維修。LonWorks是設備監控系統的一種開放性控制技術,也是目前集成控制技術的基礎性技術,它是采用神經元芯片技術,在IOS的七層協議上實現的網絡控制技術。它可以把不同廠家的空調、照明、消防、排水、電梯等設備一體化集中,從而降低安裝費用,節約運行費用。與傳統的控制系統相比,LonWorks技術沒有了中央控制器,在系統的成本上節省了一部分資金和費用,并以神經元芯片作為節點處理,使用同一個通信協議,通過神經元這個高度集成的節點處理器,可以與其他節點互通信息,完成整個系統的集成。

2.2 三層網格結構實現集成控制

智能建筑的BAS系統作為智能建筑三大系統的基礎,利用前饋控制技術和數字通信等技術,以三層網格結構實現集成控制,第一層是以太網為干線的控制域,是數據集中處理和控制的中心,完成對系統的智能調控;第二層由每個分站獨立采集現場設備的數據,再將分站集中起來與中央控制站進行數據傳輸;第三層各子站通過控制器相互連接,實現子站與設備之間信號的傳入與輸出,再由子站連接器與分站總線聯結,使整個系統連接稱為整體,各系統與子系統之間相互連接,方便安裝維修,降低成本。

2.3 四大子系統的應用保障建筑智能

電氣設備自動化系統:各種電器設備的自動化是建筑智能化的基礎,例如對中央空調的監控,及時調整空調的制冷制熱,節約建筑的能耗,同時保證照明和通風系統的正常工作。

消防系統:隨著建筑設備的增加,火災帶來的損失不可估量,為此,消防系統專門配備了識煙報警、火災探測等設備,使得系統可以及時探測到火災發生點,合理控制災情,最大程度的減少損失。

安保系統:安保是整個建筑的安全保障,利用先進的電子監控設備對建筑的全方面進行無死角監控,包括防盜、監控、報警在內的幾大系統為建筑的安保保駕護航。

聲頻系統:在建筑的廣播程序或者報警程序中,聲頻系統是關鍵,會議室、購物場所、客房和多功能廳都需要音頻,所以保證聲頻系統的傳輸質量是必不可少的工作。

3、集成控制技術在智能建筑行業中的應用

3.1 舉例探討BAS應用部署佛山環球國際廣場:

(1)中央空調采用了BA技術為核心的監控系統,自動處理空氣質量,根據室內工作人員數量自動調節溫度變化;同時該系統還有遠程操控、自動開關機等功能,并保留數據,供值班人員監控。

(2)包括室內智能照明、大樓外立面裝飾,樓層照明燈在內的照明子系統均采用智能照明與控制系統,最大化減少能源消耗。

(3)通過盤管機的時間型控制計費制度,不僅對大廈的水表、電表以及空調能量表進行及時準確的記表,而且在BA監控技術的條件下,具備了遠程自動控制和自動關閥功能,實現建筑的節能。

3.2 集成控制技術帶來的成本降低和能耗減少的統計

一棟大樓的整個生命周期里,40%的成本都與能源有關。就環球國際廣場來說,每年大廈可節約的用工成本支出約350000元,采用建筑智能化監控系統后,該大廈每年可節約人工成本支出270000元。

青島西海岸新區的中德生態園體驗中心,采用智能樓宇控制技術,每年可節約130萬千瓦時的一次能耗,運行費用降低50萬元,比國家標準節能達90%以上。重慶首個綠色智能建筑在運行一年后統計,整個建筑的節能率為79%,節水率約58%,每年可省下電費近117萬元,水費四萬多,標準煤的噸數也減少了828噸,二氧化碳排放降低2174噸。

總 結

互聯網技術在現有智能建筑的控制體系中占據著非常大的比重,未來幾年,互聯網、云計算、大數據,這些現代生活中炙手可熱的技術自然會與智能建筑掛鉤,例如大規模的數據保存技術,來解決當前數據保存時間少的問題;更高效的數據管理運行技術,實現日益龐大的數據采集管理;更完善的系統控制,來更精準地控制日趨復雜的樓宇系統。此外,在現有基礎上,智能建筑的未來還會融入新興的環保生態學、生物工程學、新材料學等多學科多技術,追求更節省的建筑面積,更簡單的生物識別,更美的設計造型,更強大的數據處理以及更舒適的生活環境。

審核編輯:符乾江
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