．BAS 技術如何實現智慧建築節能優化

What is Building Automation Systems

來源：千家网

當科技邁入 21 世紀，IT 產業高速發展，人們對於居住環境的要求，也隨著經濟的成長而不斷提高，他們越來越希望看到智慧、舒適、人性化的高品質生活環境。

伴隨著經濟發展的同時，全球能源透支，政府對於能源消耗的標準也越定越高，節能、減碳、環保、低能耗，這都成了智慧建築不斷發展的動力。

在智慧化生活的形勢下，不斷研發節能材料，優化監控系統的智慧建築逐漸成了新一代的主流趨勢。

1、關於建築智慧化的發展與初步研究

1.1 智慧建築的定義及發展

智慧建築是 21 世紀，互聯網科技與建築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，建築安全問題等模組，旨在用科技為使用者，提供一個舒適、高效、人性的居住環境。

1984年，第一座帶有智慧化概念的建築物 CITY PLACE ，在美國的哈特福德市建成，從此智慧建築便在歐、日等地迅速蓬勃起來。

而號稱世界第一座「亞熱帶綠建築教育中心」的成功大學「綠色魔法學校」，也是台灣第一座「零碳建築」，2009 年已順利取得台灣「鑽石級綠建築候選證書」的認證，未來預計取得美國綠建築協會「白金級綠建築」的認證，目前已乘風破浪，順利啟航。

它是台達電子文教基金會鄭崇華董事長捐贈新台幣1億元、成大研究發展基金會出資 6 千萬元，同時募集台灣二十多家企業捐贈最尖端綠色科技，所共同打造的奇蹟，已於 2011 年初落成於成功大學力行校區。

這大樓是地上 3 層、地下1層，樓板面積4,800平方米，內設一間300人國際會議廳、6 間中小型會議室和辦公室，未來將由成大研究發展基金會，和部分規劃設計學院的辦公室進駐其中。大樓內部也會設置一間「亞熱帶綠建築博物館」，儼然是一個充滿趣味的建築教育基地。

台達綠建築－國立成功大學孫運璿綠建築研究中心

（綠色魔法學校）

2009年底探索(Discovery)頻道追蹤本工程3個月，並拍攝紀錄片，2010 年開始在全球各頻道播出，已引起國際媒體的關注。

截至目前，智慧建築在全球的大中城市已基本普遍，住宅社區智慧化在經濟發達地區已達 90％。隨著科技的不斷進步，智慧建築以創造安全高效的生活環境為目標，強調健康、智慧、節能的主題，並將電腦技術，通信技術應用在建築結構中，降低建築在空調、通風、照明等方面的能耗，可比建常規築節能 30％以上。

1.2 智慧化保障－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於管理，但成本之高、效率之低，近幾年，智慧建築逐漸採取設備分散，管理集中的模式，對於建築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 電腦技術、Control 控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）為基礎，透過 BAS 整合技術，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，進行資訊的交換，共同管理系統運行。

Lonworks basics,Lontalk protocol in IoT | What is Lonworks?

2、以BAS 為核心的整合控制技術的運行原理

2.1 BAS 的技術關鍵：整合控制技術

由於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，而整合控制就是透過標準化協議，對設備的生產進行統一規範，使自控設備能夠整合在一起，系統之間可以自由通信，從而節約控製成本，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，也是目前整合控制技術的基礎性技術，它是採用神經元晶片技術，在 IOS 的七層協議上，實現的網路控制技術。

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，並以神經元晶片，作為節點處理，使用同一個通信協議，透過神經元這個高度整合的節點處理器，可以與其他節點互通資訊，完成整個系統的整合。

2.2 三層網格結構實現整合控制

智慧建築的BAS系統，作為智慧建築三大系統的基礎，利用前饋控制技術和數位通信等技術，以三層網格結構實現整合控制：

第一層是乙太網為幹線的控制域，是數據集中處理和控制的中心，完成對系統的智慧調控；

第二層由每個分站，獨立採集現場設備的數據，再將分站集中起來，與中央控制站進行數據傳輸；

第三層各子站透過控制器相互連接，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築智慧

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

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

保全系統：保全是整個建築的安全保障，利用先進的電子監控設備，對建築的全方面進行無死角監控，包括防盜、監控、警報在內的幾大系統，為建築的保全保駕護航。

廣播系統：在建築的廣播程序或者警報程序中，廣播系統是關鍵，會議室、購物場所、客房和多功能廳都需要音訊，所以保證廣播系統的傳輸品質，是必不可少的工作。

佛山環球國際廣場

3、整合控制技術在智慧建築行業中的應用

3.1 舉例探討 BAS 應用部署佛山環球國際廣場：

（1）中央空調採用了 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；同時該系統還有遠端操控、自動開關機等功能，並保留數據，供值班人員監控。

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

（3）透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，具備了遠端自動控制和自動關閥功能，實現建築的節能。

3.2 整合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週期裡，40％的成本都與能源有關。就佛山環球國際廣場來說，每年大廈可節約的用工成本支出約 RMB 350000 元，採用建築智慧化監控系統後，該大廈每年可節約人工成本支出 RMB 270000 元。

中德生態園體驗中心

青島西海岸新區的中德生態園體驗中心，採用智慧RU045J6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築在運行一年後統計，整個建築的節能率為 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慧建築的控制體系中，佔據著非常大的比重，未來幾年，互聯網、雲計算、大數據，這些現代生活中炙手可熱的技術，自然會與智慧建築掛鈎，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採集管理；更完善的系統控制，來更精準地控制日趨複雜的建築系統。

此外，在現有基礎上，智慧建築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，追求更節省的建築面積，更簡單的生物辨識，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。1314180509

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