文｜中程科技有限公司 方倩波

1 概述

目前建筑智能化已經(jīng)是國內(nèi)建筑行業(yè)的大趨勢，一定規(guī)模的建筑都會引入智能化相關(guān)的規(guī)劃設(shè)計。在全球提倡節(jié)能減排、實(shí)施綠色建筑的大環(huán)境下，樓宇自控系統(tǒng)在建筑行業(yè)中早已不可或缺。但真正能利用好樓宇自控系統(tǒng)，發(fā)揮其應(yīng)有作用的項(xiàng)目卻并不是很多。如何建設(shè)一個成功的樓宇自控系統(tǒng)并充分發(fā)揮其對智能建筑的作用，已是智能建筑行業(yè)及各業(yè)主建設(shè)方所共同關(guān)注問題。

2 樓宇自控系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）涵蓋內(nèi)容廣泛

樓宇自控系統(tǒng)的作用是對建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理，建筑物所擁有的機(jī)電設(shè)備直接定義了樓宇自控系統(tǒng)的范圍?，F(xiàn)代化建筑最基本的機(jī)電設(shè)備應(yīng)該包括水、電、暖通三大類，包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、公共照明系統(tǒng)等；而隨著社會的發(fā)展、新興技術(shù)的推廣，建筑中各種新的機(jī)電設(shè)備及系統(tǒng)也在不斷增多，電動開啟窗系統(tǒng)、噴泉系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、中水處理系統(tǒng)等如雨后春筍般出現(xiàn)。此外，機(jī)電設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，細(xì)分出更多的獨(dú)立單元，如空調(diào)系統(tǒng)就有普通組合式空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤管、多聯(lián)空調(diào)機(jī)、VAV等多種形式，其他系統(tǒng)也是如此。所以，樓宇自控系統(tǒng)如何設(shè)計，很大程度上取決于整個建筑物內(nèi)的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的情況。

（2）關(guān)聯(lián)技術(shù)多，控制技術(shù)難度高

在整個建筑項(xiàng)目中，弱電智能化系統(tǒng)所占的比重是較小的，而樓宇自控系統(tǒng)在弱電智能化系統(tǒng)中所占的比重又是較小的。為什么樓宇自控系統(tǒng)是一個重要的系統(tǒng)呢？這是因?yàn)?，評價一幢建筑的智能化程度，樓宇自控系統(tǒng)成功與否是一個重要指標(biāo)。樓宇自控系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)備的監(jiān)測管理，而且要滿足較多高難度的控制要求。各種邏輯聯(lián)動、互鎖聯(lián)鎖、PID調(diào)節(jié)的存在使得樓宇自控系統(tǒng)的技術(shù)指數(shù)高于其他系統(tǒng)。

（3）與多專業(yè)交叉，系統(tǒng)復(fù)雜

作為樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計施工人員，需要有更多的專業(yè)知識。大樓的機(jī)電設(shè)備種類很多，總體上主要包括水系統(tǒng)、電系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)等，其中僅水系統(tǒng)就可根據(jù)作用分為生活冷熱水系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)等，又可根據(jù)水的使用情況分為給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等，電系統(tǒng)及暖通系統(tǒng)也存在著類似的分類。因此要完成好一個樓宇自控系統(tǒng)，需要有較廣的專業(yè)知識及實(shí)際閱歷。

（4）獨(dú)立成系統(tǒng)，接口方式多樣

目前樓宇自控系統(tǒng)已不再局限于DDC控制，對很多系統(tǒng)的接入都是通過接口方式實(shí)現(xiàn)的。隨著新技術(shù)的發(fā)展，新系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，很多機(jī)電設(shè)備具有較強(qiáng)的獨(dú)立控制能力——通過小型PLC或變頻器實(shí)現(xiàn)控制，或是通過廠家自己生產(chǎn)的控制電路實(shí)現(xiàn)控制，又或是通過獨(dú)立管理控制器或管理主機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。對這些自成系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控和管理，樓控系統(tǒng)一般是通過通信接口來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前主流的樓控廠家的網(wǎng)關(guān)接口設(shè)備所支持的基本通信協(xié)議包括Modbus、BACnet、LonWorks及OPC、ODBC、SQL等，在設(shè)計過程中應(yīng)先對樓控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)的接口進(jìn)行前期溝通和明確。

3 如何才能設(shè)計好樓宇自控系統(tǒng)

（1）掌握國家規(guī)范

樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計者所使用的最主要的設(shè)計規(guī)范是《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50314-2006）、《智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50339-2003），也可使用一些建筑相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》等。此外，樓宇自控系統(tǒng)作為智能化系統(tǒng)中最為復(fù)雜的系統(tǒng)之一，也可以說是一個工業(yè)控制系統(tǒng)，所以其設(shè)計可以參照自動化系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范，如《自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》等。只有充分掌握這些國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范，設(shè)計者才能在設(shè)計時有據(jù)可循。

（2）做好業(yè)主需求分析

樓宇自控系統(tǒng)最終是服務(wù)于業(yè)主方的，所以業(yè)主在前期設(shè)計時提供的信息至關(guān)重要。不同的業(yè)主對于樓宇自控系統(tǒng)的要求是截然不同的。筆者在與業(yè)主的接觸中發(fā)現(xiàn)，智能化弱電系統(tǒng)中的樓宇自控系統(tǒng)對大部分業(yè)主來說是相對陌生的。在這樣的大環(huán)境下，要讓業(yè)主提供準(zhǔn)確的設(shè)計需求是不容易的。這就需要樓控設(shè)計人員發(fā)揮主動性，在不斷和業(yè)主交流的同時，提升業(yè)主對樓控系統(tǒng)的認(rèn)識，來解決前期設(shè)計需求分析的問題。

（3）做好建筑機(jī)電設(shè)備分析

在建筑物的各類機(jī)電設(shè)備當(dāng)中，空調(diào)、動力、照明、給排水設(shè)備等是能耗大戶，也是建筑物的主要機(jī)電設(shè)備，因此通過樓宇自控系統(tǒng)來監(jiān)控和管理好這些設(shè)備是十分重要的。如果將水、電、暖通等設(shè)備比作電氣回路中的主回路，那么樓宇自控系統(tǒng)就是電氣回路中的二次回路。因此在進(jìn)行樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分理解原水、電、暖通設(shè)計的思路。只有充分理解了整個建筑的水、電、暖通設(shè)計，才能清楚整個樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計需要包括哪些內(nèi)容、達(dá)到何種深度、實(shí)現(xiàn)哪些功能等。

以某項(xiàng)目暖通設(shè)計為例，其設(shè)計說明如下：

◆-1F為出租或出售類小型餐飲商鋪，采用小型吊裝整體式水環(huán)熱泵系統(tǒng)；公共水環(huán)路夏季由設(shè)在裙房屋面的閉式冷卻塔輔助散熱，供回水溫為32/37℃；冬季由設(shè)在-1F的真空熱水機(jī)組經(jīng)水—水板換換熱后輔助加熱，供水溫度為21℃；

◆1～3層區(qū)域冷源由設(shè)置在-1F冷凍機(jī)房內(nèi)的兩臺250RT水冷螺桿式冷水機(jī)組提供，冷凍水供回水溫度為7/12℃；空調(diào)熱源由設(shè)置在-1F真空熱水機(jī)房內(nèi)的一臺真空熱水機(jī)組提供，空調(diào)熱水供回水溫度為60/50℃；

◆4層以上區(qū)域采用“多聯(lián)空調(diào)器+新風(fēng)機(jī)組”的模式，室外機(jī)分層擺放，以有效縮短冷媒管長。

本例的空調(diào)系統(tǒng)有三種不同的形式，分別是水環(huán)熱泵系統(tǒng)、“冷熱源＋組合式空調(diào)箱系統(tǒng)”以及VRV多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。針對不同形式的空調(diào)系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計要采取不同的設(shè)計思路。組合式空調(diào)箱的控制基本上是不會獨(dú)立成系統(tǒng)的，都是通過DDC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)采集的被控對象溫度對水閥進(jìn)行控制，從而保證室內(nèi)溫度。對于冷熱源主機(jī)系統(tǒng)，最好從DDC控制和接口控制兩方面考慮，在多方溝通的基礎(chǔ)上選擇合適的控制方式將其接入到樓控系統(tǒng)中；同時明確控制的范圍，如要實(shí)現(xiàn)簡單的遠(yuǎn)程監(jiān)控還是冷源群控等。對于VRV多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)而言，室內(nèi)機(jī)就像風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)一樣，其溫度、啟停、模式等都是由溫控面板來控制的，獨(dú)立成系統(tǒng)。樓控系統(tǒng)對VRV系統(tǒng)的集成，最主要的目的是對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動，進(jìn)行整體控制，比如統(tǒng)一開關(guān)機(jī)、統(tǒng)一設(shè)定溫度等。所以，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)一般通過接口接入到樓控系統(tǒng)中；不同廠家的不同產(chǎn)品，其接口協(xié)議也不盡相同，對此一定要在前期設(shè)計中進(jìn)行明確。

類似的情況同樣會存在于生活給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)排煙機(jī)系統(tǒng)等其他機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)中。因此在項(xiàng)目設(shè)計時要多方面考慮，結(jié)合原水、電、暖通設(shè)計的思路，設(shè)備的工藝控制要求，業(yè)主需求等，保證設(shè)計方案的先進(jìn)性及可行性。

（4）充分理解控制工藝和控制邏輯

樓宇自控系統(tǒng)之所以有別于智能化系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)，是因?yàn)樗且粋€控制系統(tǒng)，涉及自動化專業(yè)和控制專業(yè)。因此，在進(jìn)行樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該了解并掌握所控設(shè)備的工藝過程，對被控設(shè)備有何作用、如何進(jìn)行工作、關(guān)鍵的控制過程是如何實(shí)現(xiàn)的等有充分的掌握。以冷熱源系統(tǒng)為例，如果一個樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計師不了解冷熱源系統(tǒng)的工作原理、工作過程，他是不可能設(shè)計好一個冷熱源的自動控制過程的，最終必將導(dǎo)致樓宇自控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，而無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)群控這樣的功能。

冷熱源群控系統(tǒng)主要包括冷水主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔等主要設(shè)備，牽涉到各類溫度、壓力、流量等參數(shù)。冷機(jī)群控主要包括機(jī)組的啟停順序控制、冷機(jī)的負(fù)荷臺數(shù)控制、冷凍水的供回水壓差控制、系統(tǒng)運(yùn)行模式控制等。

空調(diào)機(jī)組的溫度控制包括送風(fēng)溫度控制、回風(fēng)溫度控制、室內(nèi)溫度控制、混風(fēng)溫度控制，大致流程為采集不同區(qū)域的溫度，由DDC控制器進(jìn)行PID計算，進(jìn)而對水閥進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

空調(diào)機(jī)組風(fēng)閥控制主要包括新、回風(fēng)閥控制，有時也有排風(fēng)閥控制；有些是簡單的機(jī)組聯(lián)鎖控制，有些則是根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行的新風(fēng)閥調(diào)節(jié)控制。

機(jī)組的聯(lián)鎖控制包括水閥和機(jī)組的聯(lián)鎖控制、風(fēng)閥與機(jī)組的聯(lián)鎖控制、風(fēng)機(jī)壓差的保護(hù)聯(lián)鎖控制、防凍開關(guān)聯(lián)鎖控制、機(jī)組故障聯(lián)鎖控制、水流開關(guān)保護(hù)聯(lián)鎖控制等，所有的聯(lián)鎖設(shè)計都應(yīng)該納入前期設(shè)計當(dāng)中。

除了以上這些常規(guī)控制外，一些設(shè)備或系統(tǒng)還有很多其他控制。如VAV系統(tǒng)，除了上述控制外還涉及定靜壓控制、變靜壓控制、VAV BOX與機(jī)組的聯(lián)動控制、風(fēng)機(jī)頻率控制等。所以要想把樓宇自控系統(tǒng)做好，就必須清楚其所控制設(shè)備或系統(tǒng)的工藝特性，了解其工作過程，掌握其控制關(guān)鍵。

（5）做好前期配合協(xié)調(diào)

沒有好的溝通就沒有好的設(shè)計，沒有好的配合也就沒有好的實(shí)施。樓宇自控系統(tǒng)所涉及的機(jī)電設(shè)備極為廣泛，因此樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計者和各個專業(yè)的人員都會有接觸，其中和強(qiáng)電專業(yè)人員的溝通是必不可少的。建筑機(jī)電設(shè)備中所有的空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明等設(shè)備都有自己的控制電箱，讓這些電箱為樓宇自控系統(tǒng)提供有效的I/O采集點(diǎn)和控制點(diǎn)至關(guān)重要。無論樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計得多么好，如果在最后的實(shí)施過程中才發(fā)現(xiàn)強(qiáng)電專業(yè)的電箱中沒有二次回路的信號接入點(diǎn)，必將導(dǎo)致強(qiáng)電電箱重新更改設(shè)計，或是樓控系統(tǒng)對這些設(shè)備不監(jiān)控。

因此，在進(jìn)行樓宇自控系統(tǒng)前期設(shè)計時一定要重視和機(jī)電專業(yè)人員的溝通，在設(shè)計前期中就對樓控系統(tǒng)所要控制設(shè)備的電箱二次回路、設(shè)備接口要求等進(jìn)行明確，最好對與其他專業(yè)的工作接口界面等都進(jìn)行確認(rèn)。

（6）重視深化設(shè)計的跟進(jìn)

任何一個設(shè)計都會因?yàn)榍捌诘牟幻鞔_或者后期的變更而出現(xiàn)問題，因此在樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計的過程中，也要不斷跟進(jìn)項(xiàng)目的進(jìn)度情況。

大部分項(xiàng)目在進(jìn)行弱電設(shè)計時，其建筑設(shè)計也處在一個更改變化的過程中——即使本已全部完成，也可能因?yàn)闃I(yè)主要求的變化而有新的變更產(chǎn)生。所以樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計也將是一個不斷變化、不斷更新的過程。設(shè)計者要根據(jù)水、電、暖及其他系統(tǒng)的變化，對所設(shè)計的樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行更新設(shè)計以使之滿足要求。深化設(shè)計的跟進(jìn)不僅應(yīng)該在前期設(shè)計過程中得到重視，更應(yīng)該在后期項(xiàng)目實(shí)施過程中進(jìn)行，保持一個連續(xù)的狀態(tài)，從而保證整個樓宇自控系統(tǒng)的可控性。

4 樓控系統(tǒng)實(shí)施過程中該注意些什么

樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)施是不可分的，項(xiàng)目的實(shí)施是設(shè)計的下一個階段，是設(shè)計的推進(jìn)過程。

（1）理解樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計思路

樓宇自控系統(tǒng)的實(shí)施需要業(yè)主單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位、機(jī)電設(shè)備單位等多方的參與。作為項(xiàng)目具體實(shí)施者的施工單位尤其應(yīng)該多花些時間來理解樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計思路，只有這樣才能清楚施工應(yīng)該包括哪些施工內(nèi)容、施工工序等。

一份樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計的資料大致包括設(shè)計說明、設(shè)計方案、系統(tǒng)原理圖、平面施工圖以及點(diǎn)位表等部分。對于這些內(nèi)容，施工單位相應(yīng)的人員應(yīng)該充分地理解其設(shè)計理念，分析整個樓宇自控系統(tǒng)所監(jiān)測的機(jī)電設(shè)備的范圍、分布情況、設(shè)計功能等，掌握樓宇自控系統(tǒng)點(diǎn)表的設(shè)計、DDC控制器的配置、DDC箱的設(shè)置等情況，理解樓宇自控系統(tǒng)的系統(tǒng)原理、產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，特別要注意整個系統(tǒng)的通信設(shè)計、點(diǎn)位設(shè)置、功能設(shè)計等方面的內(nèi)容。只有實(shí)現(xiàn)了對整個樓宇自控系統(tǒng)的全方位的掌握，才能在后面的實(shí)施過程中游刃有余。

（2）保證技術(shù)交底到位，提升施工工藝

樓控技術(shù)人員應(yīng)該對施工單位進(jìn)行技術(shù)交底，不是僅僅對各項(xiàng)目設(shè)備簡單交底，而是對整個樓控項(xiàng)目進(jìn)行整體交底。技術(shù)人員應(yīng)該將自己對整個系統(tǒng)的理解向主要施工人員進(jìn)行介紹。比如同樣是裝一個送風(fēng)溫度傳感器，有的施工人員安裝在送風(fēng)管道上，有的安裝在回風(fēng)管道上。之所以會這樣是因?yàn)槭┕と藛T對整個空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的了解不夠，對他們來說只要安裝在風(fēng)管上就可以。這樣的現(xiàn)象在實(shí)際施工中非常多見。因此對施工人員的技術(shù)交底要到位，不僅要讓他們明白該怎樣做，還要讓他們明白為什么要這樣做。

（3）提升施工隊(duì)伍水平

目前國內(nèi)施工隊(duì)伍的水平參差不齊，施工人員的文化水平、專業(yè)知識都達(dá)不到設(shè)計人員的要求，大部分施工人員都只有初高中文化水平。因此培養(yǎng)一批專業(yè)的樓宇自控系統(tǒng)施工隊(duì)伍也很重要，至少要保證在一批施工人員中有幾個主要人員能夠接受樓宇控制系統(tǒng)的主要設(shè)計意圖及基本專業(yè)知識，有一定的施工素質(zhì)、責(zé)任心。筆者在以往的項(xiàng)目實(shí)施中，經(jīng)常會安排指定的幾名施工人員專門負(fù)責(zé)樓宇自控系統(tǒng)設(shè)備的安裝、傳感器的安裝、通信線纜的連接、DDC箱及傳感器的接線，并負(fù)責(zé)后期配合測線及調(diào)試。這樣的安排能收到更佳的操作效果。

（4）做好系統(tǒng)調(diào)試及完善

樓宇自控系統(tǒng)的調(diào)試大致可分為前期的單點(diǎn)調(diào)試和后期的系統(tǒng)功能調(diào)試。單點(diǎn)調(diào)試即對樓宇自控系統(tǒng)所監(jiān)測的點(diǎn)位進(jìn)行逐個測試，檢查所采集信息或所控制的點(diǎn)位是否正確。前期的設(shè)備安裝接線對這一階段的調(diào)試有著相當(dāng)重要的影響。筆者經(jīng)手的幾個項(xiàng)目大多都花了很大的精力對點(diǎn)位進(jìn)行檢測，這也反映了當(dāng)前樓宇自控系統(tǒng)整體施工水平薄弱的問題。只有單點(diǎn)測試通過，才能保證系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的完成。整個系統(tǒng)聯(lián)調(diào)包括樓宇自控系統(tǒng)總體通信、各機(jī)電設(shè)備的獨(dú)立控制、系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制等內(nèi)容。

調(diào)試一般有兩種方式：一種是對單個DDC控制器運(yùn)行獨(dú)立下載程序，并對其所控制的點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)試；一種是聯(lián)網(wǎng)后通過系統(tǒng)總線統(tǒng)一下載程序，然后對每個DDC進(jìn)行點(diǎn)位調(diào)試。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的現(xiàn)場情況進(jìn)行選擇。

（5）做好試運(yùn)行及后續(xù)完善工作

樓宇自控系統(tǒng)項(xiàng)目的調(diào)試后期，應(yīng)盡量對已調(diào)試的系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行測試，以保證系統(tǒng)的可靠性、完整性。在項(xiàng)目后期也會有來自業(yè)主的不同想法、意見，大到一些控制、程序，小到一些界面文字都可能涉及。可以根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)配合業(yè)主進(jìn)行系統(tǒng)完善。同時，可積極安排物業(yè)人員參與到項(xiàng)目的后期試運(yùn)行及完善的過程中，為后期的項(xiàng)目培訓(xùn)和移交作準(zhǔn)備。

5 結(jié)束語

成功的樓宇自控系統(tǒng)能為各方帶來多方面的利益，能在管理好建筑物內(nèi)的設(shè)備的同時，大幅減少能源的消耗，同時也能減少物業(yè)管理所需的人員投入，提高工作效率——其價值是巨大的。做好一個樓宇自控系統(tǒng)項(xiàng)目卻是不易的，參與的各方人員都要對項(xiàng)目提起重視，從設(shè)計、施工、調(diào)試、運(yùn)行、使用、維護(hù)等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全程的嚴(yán)格控制，才能保證樓宇自控系統(tǒng)真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

1 全國智能建筑情報網(wǎng)，中國建筑設(shè)計研究院.建筑設(shè)備監(jiān)控與管理系統(tǒng)應(yīng)用手冊.2006.

2 霍小平.中央空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計.中國電力出版社，2004.

3 GB/T 50314-2006 智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).

4 GB 50339-2003 智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.