2 楼宇自控系统的发展趋势

2.1 我国建筑智能化市场初具规模

近年来，我国许多专家访问了欧美与亚洲发达国家，并与这些国家的专业人士就智能建筑技术进行交流，得到的结论是发达国家并没有象我们那样对智能建筑的热情，也不存在专业权威的智能建筑协会组织，对智能建筑的热烈谈论曾是多年前的历史。现在发达国家的智能建筑系统大都是按照建筑物使用功能进行设置，尽管没有刻意把智能化放在建设目标上，但是智能化系统的装备技术是先进的，系统的设置是完备的，系统的工程设计是合理的，系统的运行状态是良好的。

经过业界各方人士多年来的探索、推进，我国建筑智能化系统工程得到了迅速发展。目前，无论是智能建筑的理论、设计理念、建设法规、设计方法、施工技术、工程管理，还是建筑智能化行业管理及智能物业管理，都通过教训与经验的总结，日臻成熟完善。

就目前而言，我国智能建筑的建设理念与建设目标并不低于国外，某些理念高度甚至超过了一些发达国家。但是，在准确把握智能建筑的设计定位、高质量的工程实施与系统有效运行管理方面，还有一定的差距。

近年来，建设部与各地建设主管部门对智能建筑工程加强行业管理力度是很有必要的，但是政府无法也不可能解决所有的问题，大量的工程与技术问题、市场问题最好由相关的行业协会来牵头解决。

2.2 楼宇自控系统的集成化

2.2.1 以楼宇自控系统为基础的系统集成方式

系统集成主要通过建筑与建筑群综合布线系统和计算机网络技术，使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。

系统集成的方式主要包括：

（1）智能建筑的系统集成可采用以BAS为中心，通过LonWorks或BAC等技术实现和集成模式。

当前BAS的结构大多采用二级网络形式，即上层为以太网，下层采用RS48

5、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式，具备集成的有利条件。此外，以BAS为中心的集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口（网关或网络控制器），将各种系统数据集成到网络主干上，这样BAS网关就能将SAS、FAS等第三方系统的协议转化为BAS级通信主干协议，从而实现了以BAS为中心的集成目的。

各楼宇自控系统厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成，有的楼宇自控系统厂家还专门开发了系统集成的管理软件。

（2）智能建筑是以信息集成为核心，连接所有与之相关的对象，并根据需要综合地相互作用，以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。

（3）新的集成技术是将信息集成建立在建筑物（群）内部网Intra 的基础上通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。

（4）实时数据的集成和管理数据的集成。

智能建筑中包括多个子系统，涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。由于处理对象差异，各个子系统无论在硬件和软件结构上都有着很大的不同。系统集成的实质是一种横向集成，是把各个子系统通过物理集成、网络集成、应用集成而连接成一个完整的大系统。

对于智能建筑来说，实时数据的集成是最为重要的，也是首先实现的要充分利用先进的产品和技术，实现对建筑物消防、安全防范、电梯控制、灯光控制、停车等诸多子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的联动控制。

2.2.2 智能化对建筑物的影响

由于我国经济发展的不同，各地区的智能建筑建设速度及水平也有相应的变化。上海作为我国的现代化大城市，城市智能建筑的建设发展很快，出现了街区智能建筑群的建设现象。上海同济大学社区信息化与智能建筑研究中心曾对上海市淮海中路商业街区建筑群智能化系统深入的调查研究，对该地区智能化系统工程建设的现状作了分析。

表1

表2

（2）智能化系统投资与大楼经营效益

◆ 弱电投资、智能化水平与出租率之间的关系，见表3。

表3

令 x —— 单位建筑面积的弱电系统投资（元/m2）

y —— 大楼设备所达到的智能化水平（%）

z —— 大楼出租率（%）

由表3中的相关关系可见，单位建筑面积弱电系统投资越大，其智能化水平越高，则其出租率也越高。

◆ 弱电投资、智能化水平与大楼租金之间的关系，见表4。

表4

令 x——单位建筑面积的弱电系统投资（元/m2）

y——大楼设备所达到的智能化水平（%）

z—— 大楼租金（$/ m2.月）

各大楼的租金虽然取决于以下诸多方面：大楼的设计、建造标准；大楼建造的年代；物业管理的水平；建筑物所处的地段；大楼的装修标准、风格；物业营销策略，而且大楼租金与实际成交价之间有差异，但是单位建筑面积弱电系统的投资、大楼智能化程度，对大楼租金有着一定程度的影响。［节选摘自《智能建筑与城市信息》2003年第2期《商业街区智能建筑群的工程建设》］。

2.3 楼宇自控系统的数字化

2.3.1 数字化楼宇自控系统的概念

最近几年，未来的楼宇被人们认为将会是充满了各种各样的智能设备。楼宇控制网络中的传感器、执行器、阀门等都是智能的。楼宇的基础设施能无缝隙的将数据网和控制网连接起来，形成整体的楼宇网络。

整体的楼宇网络将成为未来楼宇控制的典范。整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望，今天它正在发生中。提供智能设备、子系统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们，他们对楼宇物业集成度的要求越来越高，这也是合理的。因为在今天，楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保安和消防中的智能产品都已问世了。

虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新，但真正的整体的楼宇网络系统仍然少见。生产厂商们一方面表示他们全面向开放性系统靠拢，但另一方面又限制互操作性产品的发展，因为他们必须面对一个标准网络通信协议和真正的开放性结构所带来的市场变化。大公司愿意维持现状大多是因为利益上的考虑。许多大厂商在他们的底层设备中采用了LonWorks技术，是因为发现使用LonWorks平台这一经济有效的技术可以实现他们的封闭系统中的设备互通信息。

2.3.2 楼宇自控系统的远程监控

基于因特网的楼宇设备远程监控结构可以基于各种操作系统平台。对于市场上的BA系统，如江森和霍尼韦尔等产品，其系统内置有专用的数据库，并提供有接口，可以转化为标准的数据库，通过前面提到的方法，用户可以从远程通过调用数据库来了解整个BA系统的情况。如果他想获得BA系统的实时状况和实时控制BA系统，可以直接通过浏览的方式监控BA系统。

现代的楼宇自动化系统应基于Inter来实现信息交互、综合与共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问，真正做到局域和远程信息的实时监控，数据资源的综合共享，以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。一旦将传统的BAS系统延伸到因特网上，建筑管理人员即便是在千里之外也可以完成他的职责。可以说因特网与智能建筑是分不开的，通过因特网，不仅可以完成监控职责，而且还有很多便利，比如楼宇设备厂家可以通过因特网持续了解自己设备的运转情况，当设备运行在非正常状态时，厂家可以立即采取措施避免事故发生，当然可以减少运行管理费用。可以说，基于因特网的BAS技术代表着楼宇自动化的发展方向。

2.4 楼宇自控系统被控设备日趋智能化

2001年，根据BSRIA的估计，中国的商用中央空调市场总价值约在9亿美元。而家用空调如果按产量来估算价值（考虑到价格战的因素），估计在60～70亿美元之间。两者相加不到80亿美元。而当年美国开利公司的全球销售额就接近90亿美元。 BA系统的价值与意义就在于降低初投资，节约运行费用和人工成本，更好地实现舒适性控制要求并协调各个系统，BA系统是集中空调系统不可或缺的组成部分。

3 智能建筑的节能与管理

智能建筑特别是BAS（楼宇自动化）与研究高层建筑节能有着极为密切的关系，检测建筑物各项能耗的各类传感器和仪表是BAS的组成部分之一，建立能量使用数据库是研究节能的基础，是BAS核心软件的组成部分，集散控制系统是完成BAS各子系统控制功能的主要手段，更是实施节能的媒介。良好的管理可减小高层建筑能耗10%，通过优化设备的运行可节能10%，而这二者都可由BAS的软件来实施。

智能建筑中BAS的核心是HVAC（供热、通风、空气调节）系统，此部分投资比重大，能源消耗大，占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。

智能建筑中实现节电节能，重在HVAC系统节电节能。国外BAS，系统节能率一般可达30%左右，也正是业主投资建筑智能化所期待的主要回报内容之一。然而目前国内在智能建筑中，真正能做到这一点并不多。其主要原因是市场管理和技术管理方面的问题。

技术管理方面的问题是HVAC自控设计与HVAC系统设计存在着脱节现象。在智能建筑中，HVAC及其自控系统的工程实施的步骤大体上是建筑设计院的暖通空调专业人员进行HVAC设计，并提出HVAC自控要求，由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工设计，并安装调试，然后移交给物业管理部门进行运行管理。这几个环节包括了建筑设计院、设备安装、自控厂商和业主等单位。工程实施本应形成密切配合，一环扣一环的运转；然而，实践表明，目前其中各个重要环节常常脱节，遗留后患，给BA系统的正常运行和节能效果带来严重的问题。因此，应针对上述问题采取有力措施加以解决，使节能效果真正实现。

智能建筑中还有其它系统节电节能，如照明、电梯等应通过优化设计，采用先进的节电技术，以获得良好的节电节能效果。照明系统能耗占商业建筑能耗的26%，照明系统的节能设计可以较大比例地减少高层建筑的能耗。

4 2003年楼宇自控系统市场调查数据

主要针对国内外楼宇自控系统品牌进行了调查。

（1）楼宇自控系统的满意度。

◆ 性价比满意度，见表5/图1；

表5

图1

◆ 销售服务满意度，见表6/图2。

表6

图2

（2） 楼宇自控管理软件的满意度，见表7/图3。

表7

图3

（3） 常用的控制器/传感器品牌，见表8/图4。

表8

图4

（4） 常用的执行器品牌，见表9/图5。

表9

图5

（5）常用的变风量控制系统品牌，见表10/图6。

表10

图6

（6）常用控制系统品牌

◆ 常用的空调控制系统品牌，见表11/图7；

表11

图7

◆ 常用的新风机控制系统品牌，见表12/图8；

表12

图8

◆ 常用的变配电控制系统品牌，见表13/图9；

表13

图9

◆ 常用的给排水控制系统品牌，见表14/图10。

表14

图10

5 结论

目前，国内有些智能建筑的BA系统运行情况较为良好。需要指出的是，我国目前事实上已是建筑智能化系统设备的大市场，但是建筑智能化系统设备的产业基本在国外，这将在国家安全、工程投资、技术进步、运行管理等方面带来一定的影响。因此，提高我国建筑智能化系统设备的产业化是一件非常重要且有意义的事情。