1 前言

在国家政府部门提出建设资源节约型社会的口号后，建设主管部门、建设单位及物业管理单位均在大力倡导环保、安全、节能、高效、舒适的建筑。当前的住宅楼盘为了给人们提供基本生存环境，配置了数量极多、分布离散的机电设备，如排风送风设备、照明设备、变配电设备及给排水设备、电梯等。如何采用一些科技手段，以达到及时掌握设备运行情况，合理利用设备，节约能源和劳动力，确保设备安全运行，为业主提供节能、高效、环保的生活工作环境的目标，是建设主管部门、建设单位、物业管理单位等各方迫切希望解决的问题。

楼宇自控系统是提高机电设备能源绩效的一个普遍及有效的工具。数年前，楼宇自控系统主要的应用范围还仅局限于建筑物内暖通空调设备的自动化控制。近几年，楼宇自控系统的控制对象已涵盖了建筑或楼盘中所有可控的机电设备，楼宇自控系统已成为了“智能建筑”或“智能小区”中不可缺少的基本元素。

2 楼宇自控系统在住宅小区中的应用

楼宇自控系统可以对住宅楼盘中的各种设备进行工作状态的实时监测和控制，从而实现公共机电设备的最优化管理，并降低设备的故障率和能耗，延长设备的寿命。

通常，楼宇自控系统采用传感器和计算机网络通信控制技术，根据使用要求，以智能联动开关方式和定时自动控制方式实现对设备的自动监测和控制，具体的功能要求如下所述：

◆给排水设备（水泵、电控阀等相关设备）运行状态监测、控制、故障报警、查询；

◆蓄水池（含消防水池）、污水池的水位高低监测、报警、查询；

◆变配电设备状态显示、故障报警、查询；

◆电梯运行状态显示、故障报警及停层显示、查询；

◆公共照明控制回路的状态监测、时序及联动启停控制、查询；

◆灯光场景的设定及照度的调整、查询；

◆送排风控制回路的状态监测、故障报警、启停控制、查询。

3 楼宇自控系统在住宅小区中的作用

（1）降低机电设备的能耗、有效节约能源支出

在满足使用要求的前提下，楼宇自控系统通过计算机控制程序，合理组织设备运行，对所有的设备进行监视和控制，有效节省电能，减少不必要的浪费，使其运行费用降至最低。具体的控制模式及效果如下：

①对住宅小区公共照明系统的控制：按照时间表（或根据照度）进行控制，使被控灯具按时（或按需）熄灭，避免长明灯。据统计，此举每年节约的电费约合楼宇自控系统造价的10%左右。

②对给排水系统中水泵与水箱、水池内水位状态联动的控制：控制水泵仅在需要时才投入运转，避免不必要的浪费；同时保证不跑水，节约水资源。据统计，此举每年节约的电费与水费约合楼宇自控系统造价的5%左右。

③控制住宅小区的送排风系统：按照时间表（或根据环境中的二氧化碳浓度）进行控制，使风机设备按时（或按需）启停。据统计，此举每年节约的电费约合楼宇自控系统造价的5%左右。

（2）预防突发事故，保护设备的投资

楼宇自控系统能够监视设备运行状况，一旦发现其中某台设备运行异常，立即报警，通知检修人员前去检查和维修；还能在一组设备中的某台设备发生故障时，自动切换到备用设备。

对于临时停电的情况，当恢复供电后，楼宇自控系统能够自动执行顺序启动程序，从而保证设备顺利投运，避免启动失败对设备造成的损害。

（3）延长设备使用寿命、降低管理及操作成本

楼宇自控系统能够通过以下方式延长设备的使用寿命，有效降低维护成本：

①实时监测设备的运行状态，提供设备运行的完整记录，定期提醒用户维护、保养。

②自动记录设备的累计运行时间，控制主、备设备自动切换运行，使各台设备累计运行时间基本相近。

（4）集中管理整个楼盘所有的机电设备，有效降低劳动力成本

楼宇自控系统能使管理和维护人员在控制中心计算机界面上完成所有对设备的操作，极大地方便了机电设备的操作与维修，减少了管理和维护人员数量以及其劳动强度。据统计，每年因此节省的劳动力成本约合楼宇自控系统造价的40%左右。

由此可见，采用楼宇自控系统控制机电设备以后，建筑的管理水平、经济效益均能得到明显提高。

4 适合住宅小区的楼宇自控系统的特点

对住宅小区自身的建筑特性和使用人员的实际情况分析可知，适合住宅小区的楼宇自控系统应该具有如下特点：

（1）功能实用

楼宇自控系统应能切实反映小区公共设备运行情况和关键故障状态，并提供实时准确的量化数据；应易于维护。整个系统操作应易学。软件要有友好的人机界面。

（2）实施方便

楼宇自控系统的建设应充分考虑到小区的信号传输距离和信号离散的特点，布线应简单可靠。

（3）高性价比

楼宇自控系统的造价、服务及维护成本应保持在合理的水平上，不能过多地增加业主及物业管理单位的经济负担。

（4）高开放性

楼宇自控系统的结构应是开放性的，能支持随楼盘建设的延续或应管理需要而增加设备。

5 当前楼宇自控系统的架构和技术趋势

当前的楼宇自控系统通常是集散控制系统，一般采用现场控制总线技术，如LonWorks、CAN总线等，系统架构大致如图1所示。

随着新技术的不断推出，也涌现出了大量采用其他技术的系统和产品，如采用LAN、TCP/IP网络技术的产品。

6 楼宇自控系统的设计要点

总结上海格瑞特公司GREAT-HBA楼宇自控系统的研发、改进和工程实践之中获得的经验，我们归纳了楼宇自控系统的设计要点。其中最重要的一点就是，为充分发挥楼宇自控系统的功能，实现设计的全部功能，使用户的投资得到充分的利用，需在设计时进行周密详细的论证、规划，明确需求、明确界面。一般而言，应当在工程前期或在业主进行设备定货之前，明确对设备接口和界面的要求，从而实现楼宇自控系统的完整性。对设备接口和界面的主要要求如下：

（1）对电控箱的界面要求

电控箱一般用于照明、给排水、送排风系统的现场供电和现场控制及监测。要实现对电控箱所控设备的监测和控制，势必要求电控箱能提供符合楼宇自控系统DDC（现场控制器）要求的I/O信号，如有源信号或无源信号、驱动方式、驱动功率等。二者的联动如图2所示。

图1 系统应用架构图

（2）对电梯的界面要求

应明确电梯的运行、故障停层等信号是以编码（通常是8421码）还是以标准通信方式（如RS485）提供的，以及电梯是否配置了提供接口信号的信号接口设备。

（3）对变配电设备的界面要求

需要明确变配电系统所提供的信号类型是干触点、RS485，还是其他形式。

（4）对网络结构的要求

应对网络结构进行合理的设计，以保证有效地平衡网络中的负载，保证网络信道的高效性和可靠性、实时性。

图2 DDC与电控箱的联动图

7 结束语

随着环保和节能理念的不断提升，随着用户对楼宇自控了解的不断加深，楼宇自控系统必将成为房地产业的新宠，得以广泛应用于住宅小区及建筑智能化领域。