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2022年11月4日 星期五
· 你的建築自動化系統基本指南：它是如何工作的，以及你為什麼需要它
樓宇自動化如何運作？
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
本文將帶你了解有關樓宇自動化系統 (BAS) 的所有資訊。
我們從它們是什麼以及它們如何工作開始。接下來，我們將介紹這項技術如何幫助使設施更安全、更具成本效益 —— 同時減少設施管理工作量。
最後，因為不討論物聯網（簡稱 IoT），關於連接設備的討論是不完整的 - 我們甚至在本文末尾為你創建了一個特殊的 IoT 入門。
需要一個快速的答案？跳轉到任何部分！
那完全沒問題。這就是為什麼我們在下面的菜單中列出了所有部分，以幫助你快速找到所需的內容。......如果你正在尋找完整的圖片，那麼你也來對地方了，所以請繼續閱讀！
什麼是建築自動化系統 (BAS)？
建築自動化系統 (BAS) 是一種網路，目的在連接和自動化建築物內的某些功能。所有建築控制系統，從照明和 HVAC（供暖、通風和空調）到消防和安全系統，都透過一組控件接線。
建築自動化系統 (BAS) 通常也是綠色建築的一部分。
智慧建築，也稱為智慧樓宇，是指安裝了建築自動化系統 (BAS) 的建築。
是什麼讓他們聰明的是，BAS 有助於保持室內空氣品質 一次透過追踪相關系統的狀態能效。它也不必只是一棟建築。如果你管理具有多個建築物的商業物業，則所有建築物都可以通過單個介面進行管理。這有助於你的設施管理團隊更聰明地工作，而不是更努力地工作。
建築自動化系統和其他已知別名
使用比字母湯更多的首字母縮略詞，定義建築自動化系統 (BAS) 似乎很棘手！
BMS、BACS、EMS、BEMS 只是其他一些四處流傳的首字母縮略詞 —— 而且名單還在繼續！一些公司甚至為每個賦予不同的含義。
在所有名稱中，你為什麼選擇 BAS？
首先，其中一些差異只是區域偏好。我們的團隊在北美開展業務，因此我們傾向於跟隨 ASHRAE 的領導 —— 作為美國供暖、製冷和空調工程師協會。
- 看看一些供暖、通風和空調( HVAC) 行業的領導者：
- 北美 ASHRAE 使用建築自動化系統(BAS)
- 歐洲的 REHVA 使用建築自動化和控制系統 (BACS)
- 澳洲的 AIRAH 使用建築管理和控制系統 (BCMS)
此外，你還有建築管理系統 (BMS) 和建築控制系統 (BCS)。但是，這兩者與建築自動化系統 (BAS) 之間沒有太大區別。不過，BAS 是一個更常見的術語，而且我們喜歡 BAS 盡可能強調自動化流程。減少親自監督，可以為貴公司可能正在處理的其他緊迫問題，騰出寶貴的時間和資源。
最後，你可能還會聽到，它被稱為能源管理系統 (EMS) 或建築能源管理系統 (BEMS)。根據你詢問的對象，能源管理系統可以收集更深入的數據，你可以使用這些數據來評估和調整，建築物的能源使用情況。
在實際使用中，很多這樣的術語往往指的是同一個東西。
這些系統的每個名稱可能都有細微差別，只是略有不同，但它們都屬於集中式建築自動化、控制和管理的範疇。
建築自動化系統 (BAS) 如何工作？
對於大多數建築自動化系統 (BAS)，輸入和輸出設備與控制器，和使用者介面相連。這些組件一起工作以收集、處理和調整資訊。
- 大多數 BAS 有五個主要組件：
- 輸入設備（感測器）：測量數據（如空氣和濕度中的 CO2）
- 控制器：系統的「大腦」決定如何響應該數據
- 輸出設備（執行器）：執行控制器的編程響應
- 通信協議：組件相互「交談」的語言
- 使用者介面 (UI)：用於查看建築數據報告的螢幕和儀表板
輸入設備檢測諸如室溫和設備，是否通電等測量值。輸出設備會調整這些測量值，例如降低溫度或關閉設備。該控制器管理在建築物中的主系統的所有裝置，因此它處理來自輸入裝置的數據，和發送給輸出設備的任何必要的修改。這些組件具有共享語言或通信協議，例如 BACnet。所述輸出設備根據編程響應，執行控制器的命令。例如，當 CO2 過高時自動增加通風。最後，使用者介面直觀地顯示數據。這可以是電腦，甚至是基於 Web 的工具。但是使用者介面不需要實際運行控件；它只是為透過輸入設備的所有讀數，提供了一個單一的位置。
但這實際上比聽起來容易。
例如，當你想要調整設置時，你的介面會透過輸出設備，向各個系統控件發出信號並進行調整。建築自動化系統 (BAS) 可以連接到網路，或僅在內部連接 —— 這一切都取決於你的物業需求。擁有多個城市的建築物的大型投資組合，或者擁有多個建築物的大型校園？連接網路的 BAS 可以將它們聯合起來，為你提供集中控制。
HVAC 中的建築自動化系統是什麼？
我們已經多次聽到這個問題。
建築自動化系統（BAS）不一定在加熱、通風和空調（HVAC） - 只是像它們不是在安全或照明。BAS 只是將這些不同的系統統一在一組控制之下，以便對它們進行集中管理。
也就是說，建築自動化系統 (BAS) 通常與 HVAC相關聯。
這可能是因為供暖、通風和空調 (HVAC) 系統嵌入到建築物中，而照明和其他系統則感覺更接近表面水準。或者可能是因為暖通空調，是你在出現問題之前，不會注意到的系統之一，此時你真的注意到了。無論是什麼原因，BAS 都可以實現數量驚人的 HVAC 自動化。
為什麼我應該關心建築自動化系統？
首先，建築自動化有助於節省資金。
例如，考慮一下你建築物的熱量。在夏天，當沒有人時，可能沒有必要將建築物保持在舒適的室溫下。
你可以根據居住者的到達時間，為建築物的正常溫度設置特定的開始和結束時間。如果人們通常在晚上 9:00 離開，並在第二天早上 7:00 到達，你可以在兩者之間設置較低的溫度，以減少能源使用和成本。根據你的供暖、通風和空調 (HVAC) 系統的外觀，此選項可能已經可用，也可能不可用。
你的建築自動化系統 (BAS) 可以更加靈敏。假設你決定將建築物的溫度，保持在 24ºC (75ºF)。輸入設備檢測到特定空間中 22ºC (72ºF) 的讀數。該數據透過控制器，控制器注意到溫度太低。然後它會向該空間中的輸出設備發出信號，將溫度升高兩度，並且確實如此。你可以透過使用者介面觀看所有這些。
我可以用建築自動化做什麼？
除了為你省錢之外，這些系統還有更多好處！
建築自動化系統 (BAS) 不必「一勞永逸」。
想要深入了解建築物中發生的事情、如何改進自動化設置，以及如何應用發現的數據？更進一步，將物聯網添加到組合中 —— 有關這方面的更多資訊，請查看本文末尾專門介紹物聯網 (IoT) 的特別部分。
你可以採集室內空氣品質、溫度、濕度、安全威脅、機械故障等數據，然後對系統進行相應的調整。例如，建築自動化提供即時警報，並自動糾正室內污染物和通風水準等問題。像這樣的自動化保護措施，就是為什麼室內空氣品質獎等認證計劃，通常需要通過建築自動化系統 (BAS) ，才能獲得最高獎項級別的資格。
你的 BAS 甚至可以連接到你的企業資源規劃 (ERP) 軟體，以幫助指導你的業務決策。
當你的系統整合正確完成，並與合適的工具配對時，你的 BAS 將不僅僅控制你建築物的恆溫器設置或打開和關閉燈。它將發現低效率和需要改進的地方。
建築自動化如何改善我的設施，並減少我的工作量？
建築和設施經理面臨著許多挑戰，但其中五個是成本管理、建築安全和室內空氣品質、建築安全和緊急情況、環境影響，以及最後但同樣重要的是用戶舒適度。建築自動化系統 (BAS) 解決了所有這些問題。
1. 成本管理
如果營運成本讓你夜不能眠，建築自動化系統 (BAS) 可能是你的最佳選擇。更少的能源意味著更低的電費。因為你將能夠在任何給定時間追踪系統的運行情況，你還可以確切地知道需要修理什麼，以及何時需要修理。這也意味著降低維護成本。
BAS 簡化了大型房地產投資組合的管理。無論你有一個完整的設施管理團隊，來處理你的建築物，還是只有少數策略性安置的工人，他們都能夠更有效地利用他們的時間和資源。
不確定 BAS 的預算是否有空間？節省的成本通常有助於支付費用。此外，對於減少你設施的碳足蹟的項目，可能會有當地的財政激勵措施。
2. 建築安全：室內空氣品質
室內空氣品質差是對建築物居住者的一種常見、代價高昂，且被低估的威脅 —— 早在當前全球 COVID-19 大流行的現實出現之前。
由於建築自動化系統 (BAS) 可以實現室內空氣品質監測的自動化，因此這一核心功能成為幫助您改善室內空氣品質，以保障住戶安全的重要保障。
作為建築經理和業主，我們有法律責任將一氧化碳和二氧化碳水準，保持在安全範圍內。此外，隨著我們邁向 2021 年及以後，建築經理和業主越來越需要限制室內污染物和病原體（如新型冠狀病毒/COVID19），透過我們的供暖、通風和空調 (HVAC) 系統傳播。
這和 BAS 有什麼關係？首先，如果一氧化碳達到不安全水準，你的 BAS 可以向你發送警報，並自動激活通風系統，以開始泵送新鮮空氣。這就是為什麼室內空氣品質獎計劃需要最高認證級別的 BAS。
3. 建構安全威脅和緊急情況
我們已經提到建築自動化系統 (BAS) ，如何與你的安全系統整合，以自動執行威脅響應。例如，如果運動感測器標記了活動，但建築物的租戶都沒有刷安全卡，你的 BAS 可以確定可能有入侵者。然後它可以啟動預定義的安全響應，以幫助保護你的建築物。
想一想你的建築自動化系統 (BAS) ，在發生火災時會如何工作。激活的煙霧探測器會觸發火災響應。例如，整個建築物內的應急照明燈都會打開，警報器會響起，並且預先錄製的安全資訊會告訴人們撤離。同時，BAS 可以透過引入新鮮空氣，來促使暖通空調 (HVAC) 系統管理煙霧。它還可以將數據發送給急救人員，以幫助定位火源。
在這些以及幾乎任何其他可能的緊急情況下，BAS 可以幫助你更好地保護建築物內的住戶。
4. 環境影響
CO2 排放量上升的原因有很多，其中一些與建築物如何使用供暖、通風和空調 (HVAC) 系統有關。
僅空調就約佔全球用電量的 8.5%。與大多數國家相比，加拿大的極端溫度更高和更低，因此我們的建築物必須對這些極端溫度進行補償。這只是能源佔加拿大總排放量 82% 的原因之一。
最重要的是，你是否知道全球生產的能源中有 42% 用於建築？你知不知道那 50％ 的總能量被浪費由於低效建築自動化系統（BAS） ？換句話說…
全球生產的所有能源中，有 21% 用於建築物的廢棄能源 —— 其中大部分可以透過更高效的建築自動化、控制和管理來彌補。
我們仍然期待 100% 高效的系統，因此在此之前，浪費能源仍然是我們必須應對的現實。
但是，有了 BAS，你可以提高供暖、通風和空調 (HVAC) 和其他系統的性能。這有助於盡可能減少浪費的能源，並可能有助於實現你的企業的環境目標。你甚至可以為你的建築，贏得夢寐以求的 LEED® 認證。
5. 用戶舒適度
確保使用你的商業物業的每個人，都感到舒適非常重要。該溫度最好應 20-26ºC（68-79ºF），允許季節變化，以 40-50％ 的相對濕度。借助建築自動化系統 (BAS) 追踪溫度和濕度，建物租戶將更加舒適，工作效率也會更高。
快樂的租戶會告訴朋友和同事，他們有多喜歡他們的空間。這種高水準的滿意度，可以為你的商業開發，帶來更高的推薦率、更低的空置率，和更好的銷售。
我怎樣才能讓我的 BAS 為我工作？
也許你已經為你的商業開發，設置了建築自動化系統 (BAS)。如果它對你有用，那就太好了！我們希望它會在很長一段時間內證明是有效的。但是，如果它不是特別成功，你可能會感到沮喪，並想知道建築自動化系統是否真的有任何好處。
你的 BAS 可能不適合你的原因有多種。例如，它可能有一個糟糕的使用者介面，無法輕鬆訪問數據，或者它可能太舊而無法與你的業務系統正確整合。你可以透過升級或改造現有系統，來解決這個問題，具體取決於你面臨的挑戰。
你也可能需要 BAS 提供商的更多支持，來幫助你解鎖其所有功能。即使是世界上最先進的 BAS，也只有在其建築經理完全了解如何使用它的情況下才會有所作為。在目前使用 BAS 的所有建築物中，只有 20% 的建築物使用了系統 80% 的潛力。
這裡的要點是，如果你對現有的建築自動化系統 (BAS) 不滿意，請與當地的供暖、通風和空調 (HVAC) 服務提供商聯繫，了解如何合作以優化你的系統。
升級：BAS 和物聯網 (IoT)
物聯網在本質上，是描述能夠遠端傳遞資訊的設備。雖然這些設備或「愚蠢的項目」的複雜程度各不相同，但它們本身並不是特別的有「智慧」。他們的控制範圍可以從基本到複雜，但設備本身無法管理這些控制。
最重要的是，就我們今天的目的而言，將物聯網視為可用於優化 BAS 的工具。
物聯網是什麼樣的？
簡短回答：請放心，它不像你想像的那麼像駭客帝國！
在你的家裡，你每天都習慣了許多小任務。例如，你用遙控器打開電視，睡覺時關燈，離開家時關上車庫門。
現在，與這些基本任務相關的所有設備，都可以連接到智慧揚聲器，如 Amazon Alexa、Google Home 或 Apple HomePod。只需語音命令或 app 的快速運動，你可以在一個完成這些任務的地方，即使你是不是在家裡。不確定你是否記得設置安全系統或關閉車庫門？你可以在幾分鐘內檢查你的手機並解決問題。
物聯網如何應用於商業發展？
對於商業建築自動化系統 (BAS)，物聯網連接看起來非常相似。想像一個電燈開關。它很常見，相當有效，並且由使用空間的人管理。但是只有當有人在那個空間內時<才需要打開它，他們可以在離開時忘記關燈。你可以安裝運動感測，器並將它們連接到建築物的照明系統。當工人 進入空間時，燈亮了。他們一走，燈就滅了。
如果你想更密切地管理系統，則可以。假設你透過 BAS 將建築安全系統與照明系統連接起來。建築自動化系統 (BAS) 檢測到安全系統已布防，這意味著不應將任何人留在建築物內。然而，它也看到其中一間辦公室仍然亮著燈。因此，你會收到有關情況的警報，以便你了解正在發生的事情。
為什麼智慧建築使用物聯網？
將笨拙的物品變成智慧設備，可以減少基本建築系統的工作量，而當人們不在時，這些系統就不是那麼必要了。有許多系統並排運行，其中一些系統相互連接，你的設施管理團隊需要監控大量數據。如果你管理不止一座建築物，並且沒有資源在現場，和親自完成所有工作，則尤其如此。
物聯網建築控制系統安全嗎？
你可能聽說過一些對物聯網系統安全性的擔憂。物聯網設備與網路連接，因此與我們每天使用的許多其他連接系統一樣，它們也有可能被駭客入侵。但是，這只是您的建築以安全第一的心態接近物聯網的問題。仔細選擇你的設備並培訓你的員工使用技術安全最佳實踐，通常足以降低這些風險 —— 當然，每個操作在上下文、敏感性和易感性方面都不同。始終進行研究並與專業機械承包商聯繫，他們可以幫助你了解適合你情況的方案。
· MIT 可穿戴黑科技：你的衣服可由電子設備編織而成
麻省理工學院的研究人員創造了一種可穿戴的無線電子皮膚
來源： 太平洋電腦網
你知道嗎？你的衣服可由電子設備編織而成。近日，麻省理工學院的研究人員在可穿戴技術方面取得重大突破，成功將包含了發光二極管（LED）和光敏二極管在內的高速光電子半導體器件嵌入纖維內，織成耐水洗的柔性布料，實現用布料製成一個通信系統。
這標誌研究人員終於實現將半導體融入紡織物以創造智能面料的目標，同時這也填補了紡織製造業中複雜功能性面料技術的空白。研究人員預測這種纖維在未來數十年內將以指數增長的速度迅速發展。
本週，這項研究成果在《自然》上發表。作者分別是畢業於麻省理工學院的研究生Michael Rein，麻省理工學院材料科學與電子工程系的教授、面料公司Advanced Functional Fabrics of America（AFFOA）的CEO Yoel Fink，以及一個來自AFFOA、Inman Mills、洛桑聯邦理工學院和林肯實驗室的團隊。
光纖的傳統製造方法是製作一個放大版的光纖作為預製件，將預製件加熱軟化後，在張力下拉伸得到的光纖。
製造新型纖維的關鍵突破是將一個只有沙粒大小的發光半導體二極管和一對極細的銅線聚合成預製件。在將纖維的加熱拉伸過程中，聚合物預製件部分液化，形成長纖維，二極管沿纖維中心軸向分布並通過銅線連接。
這個過程使用的半導體器件是由發光二極管（LED）和光敏二極管構成。在拉伸過程中，半導體和銅線尺寸保持不變，同時纖維在兩者四周收縮，得到的光纖在織成整塊面料後，還需要經過10次洗滌，來驗證其作為衣服材料的實用性。
論文的第一作者Rein說：「這種新工藝給光纖製造打開了新的思路，我們不是將所有材料以液態的形式聚合在一起，而是將金屬線與顆粒狀的部件聚合在一起。」
聚合功能的纖維材料本身的一個優點，是天然具有防水性。為了證明這一點，該團隊將一些光電探測纖維放入魚缸內。在魚缸外的讓一盞燈以光學信號的形式，將音樂傳送到水中光纖。魚缸中的光纖將光脈衝轉換成電脈衝信號，最後轉換成音樂。
雖然這種纖維製造的原理聽起來十分簡單，但要實現保質保量的規模化生產，則是一個漫長而艱難的過程。AFFOA的工作人員開發 的這種提高纖維產能的方法，為實現這種纖維的工業化生產做好了準備。與此同時，Inman Mills的Marty Ellis則開發出了一項新技術，讓功能纖維能夠透過傳統大規模紡織機製成紡織面料。
Fink說：「這篇論文為將半導體器件結合到纖維上提供了捷徑。我們預計這種纖維技術會在未來幾年中高速發展。如今，我們已經能夠拓展面料的一些基本功能，包括通信，照明，生理監測等。在未來幾年，面料將能夠提供更多的智能服務。」
Fink表示，這項技術最初的商業應用，將是與通信和安全相關的產品，第一批產品將於明年進入市場。這將是第一個紡織物通信系統。他說，「我們正以前所未有的速度和規模，將這項技術向國內製造商推廣。從實驗室研究到商業化的過程非常迅速。要實現快速的科研成果商業轉化的關鍵是要像AFFOA一樣去建立「學－產業－政府」三方合作。」
除了商業應用，Fink說，美國國防部作為AFFOA的主要支持者，也正在探索柔性硬體面料在工作制服上的應用。
研究人員還提到，除了通信領域外，這些纖維在生物醫學領域，也有重要的應用價值。例如，製造可測量脈搏或血氧水準的腕帶，或是持續監測傷口愈合過程的繃帶。