摘要：对智能建筑楼宇综合自动化系统的基本功能组成进行简单概述后，对基于Lonworks技术的楼宇自动化系统的设计方案和功能特性进行了详细分析研究。
关键词：高层楼宇住宅楼宇自动化系统（BAS）Lonworks技术
随着自动控制技术、通信技术、传感器技术等在建筑行业中应用的不断成熟，我国楼宇住宅不断像数字化、网络化、智能化等方向快速发展。作为提高楼宇住宅舒适性、可靠性、节能经济性的楼宇自动化控制系统（Bui1dingAutomaticSystem，简称BAS）在智能楼宇建筑中发挥出非常重要的作用。楼宇自动化控制系统是一个集计算机及集成网络技术、自动控制技术、以及通信技术等为一体的高度集成自动化综合运行管理和节能控制系统，其将整个楼宇建筑内部供配电系统、中央空调系统、给排水系统、照明系统、电梯拖拽系统、消防系统、安防系统等机电设备全部整合在一个分散分布式集成控制网络上，通过网络对所有机电设备进行集中监测和远程控制操作，通过集中系统的控制管理，有效提高楼宇建筑综合自动化管理水平，降低机电设备系统故障率，达到减少系统运行维护费用和节能降耗的目的，为用户提供一个既操作维护方便、安全可靠、节约能源，又舒适宜人的工作学习和起居住宅环境。据一些统计资料表明，使用楼宇综合自动化管理系统的运行经济效益与不使用相比，系统运行维修保养人员数可以减少约30%，同时可以达到35%-50%的节能效果。因此，对高层楼宇住宅建筑综合自动化系统的研究具有非常大的工程实际意义，也是建筑节能研究的一个重要课题[1]。
1智能建筑楼宇综合自动化系统
智能建筑是建筑技术与计算机信息通信技术相互交融的优良产物，同时也是楼宇建筑发展的必然方向。智能建筑主要包括楼宇自动化控制系统(BAS)、数据通信自动化系统(CAS)、以及智能楼宇办公自动化系统(OAS)三大功能子系统。BAS楼宇自动化控制系统是智能建筑实现智能网、网络化、集成化的基础系统，是智能建筑内部机电设备安全稳定、节能经济高效运行的基础支撑系统。设计智能建筑楼宇自动化控制系统的主要目的，是将分散在楼宇建筑内部的各种机电设备的运行特性信息进行集中分类管理，并结合相应的优化控制技术手段，实现对各种机电设备系统的集中监测和统一管理维护，即按照计算机逻辑程序使楼宇建筑内部各机电子系统能够按照最优控制要求，进行有条不紊、协同配合的高效稳定运行，在为用户创造出一个安全可靠、舒适便捷、节能经济的工作学习和起居环境的同时，通过控制优化手段降低各子系统综合造价投资，尽量节省子系统在运行过程中的能耗和日常维护管理的各项费用，降低用户的日常开支，从而有效提高智能楼宇建筑的综合自动化水平和现代人性化服务管理水平。智能建筑楼宇综合自动化系统中需要控制管理的机电设备十分多，其对整个控制管理系统自动化水平也要求比较高，如:需要设计根据环境舒适度自动调节的空调系统、照明系统、以及给排水系统等。由于智能建筑内部机电设备种类较多，且这些设备分散在楼层的各个地点或角落。如果采用分散就地控制管理模式，其监视和测控工作量将难以想象。为了提高建筑物内部机电设备系统综合自动化管理水平，达到各种机电设备发挥出最优工况特性、节省降耗等目的，构筑楼宇建筑综合自动化系统是智能建筑设计研究的一个重要内容[2]。
2基于Lonworks技术的楼宇自动化系统设计
Lonworks局部操作网络技术是建筑楼宇自动化系统使用较为广泛的分散集成控制技术，通常称为LON网络管理技术。在LON局部操作网络系统中，大批安装在设备现地的一次元件元件(传感器、执行器等)，与LON网络控制节点进行相互配合，并结合统一标准的通信规约LonTalk协议，完成控制系统与现地设备间数据信息的实时动态通信互相。LonTalk协议被固化在楼宇自动化控制系统中的一个电路芯片中，作为整个Lonworks智能局部操作网络系统中各一次元件设备数据分析、统计、存储、以及远程操作命令生成等功能的核心部件。LonTalk通信协议通过多种传输媒体实现现地分散机电设备节点间数据信息的实时通信。利用节点控制模式便于整个基于Lonworks技术的分布式集中智能楼宇自动化控制系统能够灵活实现机电设备的增加和删除，使整个自动化控制系统组合方式十分灵活多样。Lonworks技术具备低层实时通信功能，它能完全支持OSI的七层协议，是一个直接面向控制对象的集成控制系统。Lonworks技术不仅可以优化智能建筑内部机电设备间的互联、数据互通信共享性能，同时在数据传输过程中，能够实现不同机电设备间数据信息安全、可靠、点对点直接通信功能，使各机电设备系统完全智能分散化，实现整个楼宇自动化系统网络的物理构架和逻辑架构的分离集成控制管理功能。基于Lonworks技术的楼宇自动化系统，主要对智能建筑供配电子系统、给排水控制子系统、照明自动调节控制子系统、暖通空调控制系统、电梯拖拽控制子系统、远程集中抄表子系统、安防控制子系统的运行参数进行动态监测、分析运算、以及控制和科学管理，从而为用户构筑一个舒适便捷、安全可靠、高效节能的综合自动化服务管理系统，降低各机电设备系统综合运行能耗和管理费用，延长其综合使用寿命。基于Lonworks技术的楼宇自动化系统其控制网络主要由系统监控计算机、互联网服务器、以及现场机电设备智能控制节点3大部分共同组成。
基于Lonworks技术的楼宇自动化系统能对智能建筑内部各机电设备系统运行状态进行动态监测和控制，并对各机电子系统实时运行数据信息进行实时分析运算，对报警信息数据进行显示和存储纪录，从而实现与智能建筑信息集成数据库间的相互备份和交互。智能建筑楼宇自动化除了对各机电设备运行工况进行动态监测和控制外，还具有实时处理报警信息、联动远程视频报警图像记录、以及火灾消防报警、照明节能、空调最优调节、音响设备联动等动态优化控制功能，同时通过局域网络和互联网络将自动化系统中出现的报警信息实时远传到智能建筑物业及设施集中管理中心，便于相关工作人员及时了解建筑综合安防水平，为整个智能建筑提供一个安全可靠、节能经济、舒适便捷的工作学习和起居环境。
参考文献
关键词：太阳能；空调系统；照明系统；配电系统；综合能效管理；节能
Abstract:thispaperintroducesthemainenergysavingtechnologyareintelligent,suchassolarenergytechnology,hvacsystemenergysavingtechnology,lightingsystemenergysavingtechnology,powerdistributionsystemenergysavingtechnologyandcomprehensiveenergyefficiencymanagementsystem,practicalprojectscanusethesetechnologiescomprehensiveconsideration,achievethepurposeofreducingenergyconsumption.
Keywords:solar;Airconditioningsystem;Lightingsystem;powerdistributionsystem;Comprehensiveenergyefficiencymanagement;Energysaving
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
0引言
目前我国正处于工业化、城镇化进程加快发展的阶段，随着建筑舒适度要求的提高，建筑能耗问题日益严重，给社会、能源和环境带来巨大压力。据统计，国内建筑直接能耗已从20世纪70年代末的10%，上升到近年的25%左右。同时，基于先进的通信、信息和控制技术的楼宇智能化趋势正日益明显，而传统的楼宇智能化主要集中在通风空调、给排水、安全防范、火灾报警等专业的监视和控制，对楼宇节能和综合能效管理关注较少，随着低碳经济的到来，人们希望楼宇的智能化还能提供节能环保、高效舒适的工作生活环境，因此有必要对适用于智能楼宇的节能技术及综合能效管理系统进行深入研究，以实现楼宇用能的智能化，支撑国民经济的可持续发展。
1太阳能技术
太阳能技术在楼宇中的应用主要应用于如下领域：1)太阳能热水系统。太阳能热水器是我国太阳能光热转换中最成熟的方法。太阳能热水系统常常由太阳能集热器、循环管道、储热水箱以及控制部件等相关装置组成[1]。2)太阳能光伏发电。太阳能光伏发电是当前智能楼字住宅利用太阳能的一种重要方式，其基本原理是通过光伏电池板吸收太阳辐射并产生电能，多余的电能被储存于蓄电池中，以满足下次用电需要。随着住宅设计理念的不断更新，光伏构件与玻璃幕墙一体化，出现了光电幕墙、光电屋顶、光电遮阳板、墙面光伏方阵以及屋顶光伏方阵等光伏建筑一体化形式。3)太阳能空调技术。太阳能空调在有两种不同的控制方式，一种是以太阳能发电系统为基础进行光电转换，通过产生的电能来驱动家用空调实现制冷；另一种方式则是充分利用太阳能集热器，通过将其吸收的太阳辐射产生的热空气和热水，输入到制冷机中实现制冷，该种方式特别适合设有中央空调的现代智能楼宇住宅之中[2]。
2暖通空调系统节能技术
对智能楼宇建筑而言，其内部暖通空调系统在运行过程中产生的能耗占据整个楼宇建筑能耗的60%以上[3]，暖通空调节能是建筑节能的重要环节，在智能楼宇建筑节能中具有非常重要的战略意义。
1）冰蓄冷空调节能技术。冰蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用冰蓄冷介质的显热或者潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。在电力负荷较高的白天，把储存的冷量释放出来，以满足空调或生产的需要[4]。冰蓄冷空调有移峰填谷、均衡用电的作用，同时利用电力公司分时段电价刺激机制，可降低整个楼字建筑空调系统运行费用，节省了整个楼宇建筑电费开支。
2）变频调速节能技术。当变频空调系统达到设定温度后，可以利用内部自动控制策略，使空调自动进入低频运转阶段，从而有效提高了空调系统的能效比，达到暖通空调系统节能降耗运行控制的目的，节能效果大于30%。
3照明系统节能技术
智能楼字建筑电气照明系统的能耗与照明系统运行过程中的很多因素有关，其具体函数表达式可以表示为[5]：
式中：P为为电气照明系统各电气设备总耗电量；F为光通量；N为照明设备的发光效率。
而
式中：E为房间最小照度标准；K为减光补偿系统；S为照明设备所安装的房间面积；Z为照明器的数量；Q为光通量的综合利用系数。
在进行智能楼宇建筑照明系统节能优化设计时，要充分结合楼宇建筑工程实际情况，，通过合理设置和搭配，构筑完善的照明系统节能优化方案，达到节能降耗的目的[6]。
智能楼宇节约照用电还要充分利用自然光等光源。在靠近室外部分的建筑面积，可以采用透光率较好的玻璃门窗等来增加建筑物白天照度，按建筑物照明设计中的照度标准检测现场照度情况，并配备相应的灯光控制系统实现灯具照明的自动调节，以满足不同照明区域功能需求，从而达到充分利用自然光源节约电能资源的目的[7]。
4配电系统节能技术
利用具有高效节能特性的非晶合金变压器或S12、S11节能变压器替代传统的S7、S9高能耗变斥器是建筑电气系统配电变压器节能降损的主要措施。建筑区变配电所或变电站的选址应尽量靠近用电负荷中心，这样可以减少楼宇建筑电半径，降低线损，减少供电电力电缆总长度，降低供电系统的投资；同时在配电变压器运行过程中，合理优化变压器调度运行模式也是建筑配电变压器节能降耗的另一重要技术措施；在建筑供配电系统中合理设计无功补偿方案，通过对无功补偿装置容量、安装位置、以及切投方案的优化调度，可以有效提高建筑供配电系统功率因素值，从而有效降低配电变压器和整个供配电系统的综合能耗，达到节能降耗的目的。
5楼宇综合能效管理系统
智能楼宇综合能效管理系统是利用通信、控制以及信息化技术，对楼宇进行综合能效管理，从管理角度实现建筑的节能减排。综合能效管理系统采用高度集成的楼宇智能化管理模式，系统以能效管理系统为中心，利用三维综合展示系统进行虚拟现实再现，通过与楼宇自动化系统（安保系统、楼宇物业管理系统等）、楼宇微网及其他各自动化系统的协同工作，实现能耗的实时分项监测、环境数据分析、能效评估、自动电源调配、实时用能预警、综合能效可视化展示等智能化能效管理功能。典型的智能楼宇综合能效管理系统架构如图1所示。
图1典型楼宇综合能效管理系统架构
6结束语
在智能楼宇设计中，每个环节都应考虑相应的节能方案。因此，在实际设计过程中，不仅要充分了解相关建筑节能原则和标准规范，同时还要掌握先进的节能设计技术方法和新型节能产品特点，以全面综合的视角，把各种节能措施灵活运用到智能楼宇建筑节能中，在保证楼宇舒适便捷，安全可靠的前提下，有效改进用能方式，实现科学用能、合理用能、节约用能，提高清洁能源在终端能源消费中的比重，促进节能减排，服务“两型”社会建设。
6参考文献
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[4]张悦.冰蓄冷空调系统研究[J].中国新技术新产品，2011(13)：145.
[5]王震.智能楼宇建筑电气节能现状及优化方案研究[J].应用方法论，2011（17）：197.
[6]林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].自动化与仪器仪表,2011.3:135-136.
关键词：楼宇自动化、建筑、监控
Abstract:therapiddevelopmentofinformationtechnology,makestheautomationcontrolarchitecture.Buildingautomationsystemforautomaticcontroltechnologyofcomputernetworktechnologyandcommunicationtechnologyasthefoundation,realizethesupervisorycontrolsubsystemofdistributedcontrolcentralizedmanagementandeffectiveimprovethebuildingmonitoringmanagementfunctions.Thispaperfirstintroducesthebuildingautomation,andthendiscussesthebuildingautomationsystemsandintelligentbuildingrelationships,atlast,thepaperintroducesthebuildingautomationsystemforbuildingtheroleofthemonitoringsystem.
Keywords:buildingautomation,building,monitoring
中图分类号：G267文献标识码：A文章编号：
信息技术已经融入到了生活的各个领域，强有力的促进了国民经济的迅猛发展。随着人们对楼宇智能化的要求不断增强，楼宇监控的对象越趋多样化，楼宇自动化系统的应用也越来越广泛，楼宇自动化系统对建筑的监控已经成为智能楼宇一个重要的组成部分，具有重要的经济效益。
一、楼宇自动化概述
楼宇自动化系统（BAS，BuildingAutomationSystem）是智能建筑的一个十分重要的组成系统，它包含了监视、控制和管理建筑物内的灯光照明、灾害预防、安全保护、广播通信等设备，是一个结构复杂的综合的系统。楼宇自动化系统根据建筑集成的特点，采用了通信与网络技术、现代控制技术、计算机技术和图形显示技术，把楼宇内部大量而分散的自动扶梯、电力照明、空调通风、灾害预防、安全保护和声频视频监控等设备实行综合自动化管理，通过各子系统的实时监视和自动控制，实现各种运行监控、安全保护以及科学管理等多种功能，提高了整个楼宇系统运行的安全可靠性。
楼宇自动化监控系统是楼宇自动化系统的一个重要组成部分，其由电子巡更子系统、电视监控子系统、家庭防盗报警子系统以及楼宇可视对讲子系统等子系统组成。楼宇自动化监控系统采用各类先进的传感器检测技术，实现进出人员的身份识别与管理；实现智能建筑灾害的自动监控与报警，提高建筑内人身和财产的安全性。目前，楼宇自动化监控系统的要求越来越高，不仅具有可靠性高、互操作性好、适应能力强、开放性好、安装、应用和维护方便等特点，还具有以下发展趋势。
(1)具备信息互通互联，交互处理的能力；
(2)各个子系统之间能交互通信，交互范围可能会超出建筑物内部；
(3)实现建筑物内各子系统的综合自动化管理；
(4)实现多种设备运行状态实时监测和统计分析的自动化完成；
(5)预留接口，能实现功能的无缝升级。
楼宇安防自动化系统设计应体现以人为本的原则，做到舒适、安全和方便。采用高科技智能化手段实现楼宇快速便捷的现代通信条件，安全舒适的居住环境，高效科学的物业管理三大功能目标。
二、楼宇自动化与智能建筑的发展
伴随着信息技术的深入发展，楼宇自动化系统发生了革命性的变化。传统形式上，建筑系统与楼宇自动化系统是分别独立的两个系统。随着企业级管理日益流行，开放系统技术以及计算机技术的发展，单一的物业管理必将会纳入企业管理之中；单一的通信协议的自动化系统将会被开放式通信协议的自动化系统取而代之，整个楼宇自动化系统内部实现完全互操作，并会进一步形成网络化的楼宇系统，最终发展为一个企业级信息系统的子系统。楼宇自动化系统所提供的建筑环境能适应信息技术的飞速发展和满足人们对建筑环境信息化智能化的需求。
智能建筑是指将楼宇自动化系统、通讯自动化系统通过结构化布线、办公自动化系统和计算机网络有效结合，便于集中统一管理，能实现安全、舒适高效和节能等特点的建筑物。智能建筑是在一般建筑的基础上，配置可实现智能化功能的若干设施，组成智能建筑系统，使建筑实现智能化服务。其拥有的最显著的特征就是它的智能化。以最先进的技术来控制空调设备、照明设备、防灾和防盗系统、垂直交通运输、通信和办公自动化等，除可实现舒适安全的办公环境外，还具有高效、经济的优点。它采用多元信息传输、监控、管理及一体化集成等一系列高新技术，大楼的用户可以获得语音文字、数据等各类信息服务，而大楼内的空调、供水、防火防盗、供配电等系统均为计算机控制，实现信息资源和任务的共享，达到经济高效的目的。
三、楼宇自动化系统对建筑的监控管理
3.1楼宇自动化系统监控管理功能
楼宇自动化监控系统典型地体现了智能楼宇集成的特点。楼宇自动化系统的主要监控管理功能包括：中央空调系统的监控管理、给排水系统的监控管理、供配电监控系统以及发电机系统等。
（1）中央空调系统的监控管理
中央空调系统的监控管理包括监视控制整个大厦的空调系统，通过冷冻水的供/回水温度和流量测量，在楼宇自动化系统的CRT上显示其自动计算出的空调系统的冷负荷结果。根据实际的冷负荷通过空调冷冻水机组带的群控装置来决定冷冻水机组的启停数，以达到最佳的节能效果，实现空调柜机、风机盘管、排风机、冷水机组、冷却水泵、集水器和水箱的集中监控和联锁控制。
（2）给排水系统的监控管理
给排水系统的监控管理功能包括：监控给排水系统的所有水泵的运行状态；实时监测给排水系统的设备运行时间状态、水量、压力值；当水泵出现故障时，通过联锁控制备用泵自动投入运行；监控给排水系统的各种水泵和水池的各项参数。
（3）供配电监控管理
为保证整个小区供电数据采集的一致性、控制的灵活性及负荷的高可调性，在每个单体建筑内装设电力监控系统，采用总线方式综合布线，实现控制层照明与层空调配电箱间的互投，监控整个大楼照明、空调及动力的电流模拟量及开关量状态，并对整个小区负荷进行统计、分析，达到供电可靠性及高供电等级的目标，提高整个系统的安全及可靠性。
（4）发电机与照明系统监控管理
发电机监控管理实现对主断路器状态、电压、电流频率、油箱位高低、水温等显示，并根据分析结果进行故障报警，实现断路器状态控制；照明监控系统主要是根据大厦内的使用功能，把照明区域分成不同的功能区域进行管理，如办公室照明、走廊照明、大厦立面照明、室外环境照明等，根据实际功能需求，由中央监控系统控制开、关状态。实现节能。环保的目的。
3.2楼宇自动化系统监控体系结构
楼宇自动化系统监控体系结构分为三级架构，分别为现场设备级、直接控制级和监控管理级。楼宇自动化系统监控系统可以实现对整个系统的监视、控制、调度和管理。现场设备级包括现场控制器以及监控设备等，实现楼宇自动化系统监控的直接管理，并且是直接数据来源，现场控制器是执行结构的核心，通过总线连接，将从现场监控到的信息传输到上一层进行处理；直接控制级负责监控管理级与现场设备级的数据传递以及其它相关任务，实现各子系统之间的数据共享，处理各种信息；监控管理级根据实际应用需要设计了一套界面友好、功能强大、性能可靠的用户管理软件，用户可以通过IE等浏览器来访问系统的数据，从远程查看系统的运行数据，及时了解楼宇内的信息。
楼宇自动化系统监系统采用计算机集散式控制系统，分散控制以及集中监控管理，任何一个子节点出现故障均不会影响到其他子节点的正常运行。可以实现每个子系统相对独立的控制，并且实现终端服务机上的集中管理。不同的子系统之前不是完全孤立的，可根据管理需要实现子系统之前的互通互联。
四结束语
楼宇自动化监控系统是一门综合性很强的新兴监控技术，它囊括了计算机技术，信息与通信技术以及自动控制技术，并结合管理学知识，实现对智能建筑的监控和管理，是多学科的集成。楼宇自动化控制技术在我国还是一个新兴的技术领域，随着更多智能建筑的出现，将有更加先进的技术补充到这一领域中，使这一技术更加成熟，完善。
参考文献
[1]叶雷.变电站自动化系统通信结构及规约的研究[D].北京：华北电力大
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[2]刘瑶.浅谈楼宇智能化控制系统架构[J].中国新技术新产品,2010.
[3]吴栋,葛宝荣.关于智能建筑楼宇自控系统的研究[J].中国新技术新产品,2012.