概述
樓宇自動化控制系統(tǒng)改變了我們管理和控制建筑物各種功能的方式，從溫度和照明到安全和能源消耗。這些系統(tǒng)集成了不同的技術(shù)和組件，提供高效、自動化的控制和監(jiān)控功能，提高現(xiàn)代建筑的舒適性、安全性和效率。如今，隨著技術(shù)繼續(xù)以前所未有的速度發(fā)展，企業(yè)和設(shè)施管理者了解選擇符合其獨特需求的正確樓宇自動化控制系統(tǒng)的重要性變得至關(guān)重要。
樓宇自動化控制系統(tǒng)的重要性
樓宇自動化控制系統(tǒng)的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。這些系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢，有助于提高運營效率和節(jié)省成本。通過自動化 HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）控制、照明管理和訪問安全等流程，樓宇自動化控制系統(tǒng)可以簡化操作，同時減少能源浪費。
此外，這些系統(tǒng)通過提供溫度控制和照明水平的個性化設(shè)置，在提高居住者舒適度方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對于旨在創(chuàng)造高效工作環(huán)境或醫(yī)院等設(shè)施（患者舒適度至關(guān)重要）的企業(yè)來說，樓宇自動化控制系統(tǒng)可確保始終保持最佳條件。
樓宇自動化現(xiàn)狀
如今，隨著傳感器技術(shù)、無線通信協(xié)議、云計算能力和數(shù)據(jù)分析的進(jìn)步，樓宇自動化已達(dá)到新的高度。物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備的集成使建筑物能夠從分布在整個場所的各種傳感器收集大量數(shù)據(jù)。然后，這些數(shù)據(jù)由復(fù)雜的軟件平臺實時處理，以進(jìn)行智能決策。2023年樓宇自動化的現(xiàn)狀還包括系統(tǒng)內(nèi)不同組件之間更大的互操作性。
具有BACnet、Modbus和Zigbee等標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，將來自不同供應(yīng)商的不同樓宇自動化系統(tǒng)集成到一個有凝聚力的生態(tài)系統(tǒng)中比以往任何時候都更容易。這種互操作性允許子系統(tǒng)之間的無縫通信，從而實現(xiàn)集中監(jiān)控。
此外，樓宇自動化控制系統(tǒng)還將利用人工智能 (AI)算法根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)來優(yōu)化能源消耗。這些人工智能驅(qū)動的系統(tǒng)可以預(yù)測模式并主動進(jìn)行調(diào)整，從而提高效率并節(jié)省能源。
總體而言，當(dāng)前樓宇自動化的現(xiàn)狀是尖端技術(shù)和復(fù)雜軟件解決方案的巔峰，它們改變了樓宇管理方式。通過正確選擇樓宇自動化控制系統(tǒng)，提高舒適度、運行效率和可持續(xù)性的可能性是巨大的。
了解樓宇自動化控制系統(tǒng)
樓宇自動化控制系統(tǒng)的定義和目的
樓宇自動化控制系統(tǒng)通常稱為 BACS 或簡稱為樓宇自動化系統(tǒng) (BAS)，是復(fù)雜的硬件和軟件網(wǎng)絡(luò)，旨在監(jiān)視、控制和優(yōu)化各種樓宇操作。其主要目的是提高居住者的舒適度和生產(chǎn)力，同時確保高效的能源管理。通過集成不同的建筑系統(tǒng)，如供暖、通風(fēng)、空調(diào) (HVAC)、照明、安全等，可以實現(xiàn)集中控制和實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)高效運行。
BAS提供了超越傳統(tǒng)手動控制機(jī)制的全面解決方案。它們可以根據(jù)預(yù)定義的參數(shù)或安裝在整個建筑物中的傳感器的反饋進(jìn)行自動調(diào)整。
這樣可以主動響應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件或占用模式。這些系統(tǒng)的總體目標(biāo)是提供安全、舒適和可持續(xù)的環(huán)境，同時降低能源消耗和運營成本。
典型系統(tǒng)的組件和功能
典型的樓宇自動化控制系統(tǒng)由多個互連組件組成，這些組件協(xié)調(diào)工作以監(jiān)視、分析和管理樓宇運行的各個方面。關(guān)鍵組件包括傳感器和執(zhí)行器、控制器和軟件平臺，以及促進(jìn)設(shè)備之間無縫數(shù)據(jù)交換的通信協(xié)議。
傳感器和執(zhí)行器
傳感器是系統(tǒng)的眼睛和耳朵。他們收集有關(guān)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)，例如溫度、濕度、占用水平、空氣質(zhì)量指標(biāo)（例如二氧化碳水平），甚至有關(guān)建筑物不同區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)度的信息。執(zhí)行器負(fù)責(zé)根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)執(zhí)行操作，例如調(diào)整溫度設(shè)置或控制照明水平，確保最佳舒適條件，同時最大限度地減少能源浪費。
溫馨提示：霍尼韋爾、江森自控、施耐德電氣和西門子等知名的主要樓宇控制制造商都擁有自己的品牌傳感器、閥門和執(zhí)行器系列。選擇一個供應(yīng)商為項目提供所有控制具有一定的優(yōu)勢。但也有類似Belimo這樣的公司只生產(chǎn)閥門、執(zhí)行器和傳感器，這意味著他們有時可以使用更先進(jìn)的技術(shù)。而匯勒品牌也是非常不錯的選擇，尤其是在性價比與本土化放，面的優(yōu)勢非常突出。
控制器
控制器充當(dāng)操作背后的大腦，從傳感器接收信息，然后使用預(yù)定義的算法或用戶定義的邏輯對其進(jìn)行處理。這些算法確定最佳設(shè)定點并觸發(fā)執(zhí)行器的適當(dāng)響應(yīng)。此外，控制器還整理和分析數(shù)據(jù)，以提供有關(guān)建筑性能的寶貴見解、識別潛在問題并提出改進(jìn)建議。
軟件平臺
軟件平臺充當(dāng)用戶和系統(tǒng)之間的接口。它們提供用戶友好的儀表板來監(jiān)視和控制樓宇自動化控制系統(tǒng)的不同元素。這包括調(diào)度、趨勢分析、警報管理、能源使用報告等功能。先進(jìn)的軟件平臺還支持遠(yuǎn)程訪問功能，允許授權(quán)人員使用移動設(shè)備或計算機(jī)從任何地方監(jiān)控或修改設(shè)置。
溫馨提示：大多數(shù)控制制造商都會使用自己的或第三方的管理平臺（如，Tridium 的Niagara）作為控制系統(tǒng)和建筑物所用軟件之間的接口，確保你所選擇的樓宇自動化控制供應(yīng)商與對于的平臺無縫對接。
通訊協(xié)議
為了使樓宇自動化控制系統(tǒng)的各個組件有效協(xié)作，可靠的通信協(xié)議至關(guān)重要。這些協(xié)議定義了信息如何在系統(tǒng)內(nèi)的傳感器、執(zhí)行器、控制器和軟件平臺之間傳輸。
當(dāng)今市場上有多種通信協(xié)議可以滿足不同的需求和要求。一些流行的示例包括 BACnet（樓宇自動化控制網(wǎng)絡(luò)）、LonWorks、Modbus TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）、Zigbee、KNX (Konnex) 等。
每個協(xié)議在速度、可擴(kuò)展性、與特定設(shè)備或系統(tǒng)的兼容性、安全功能等方面都有自己的優(yōu)勢。通信協(xié)議的選擇取決于項目規(guī)模、現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施兼容性（舊系統(tǒng)）、靈活性要求等因素用于未來擴(kuò)展或與其他技術(shù)/服務(wù)集成。
選擇樓宇自動化控制系統(tǒng)時考慮這些方面至關(guān)重要，因為它直接影響互操作性并確保系統(tǒng)內(nèi)所有組件的無縫運行。通過了解這些基本方面，包括樓宇自動化控制系統(tǒng)的定義和目的；傳感器和執(zhí)行器等組件以及控制器和軟件平臺；以及關(guān)鍵的通信協(xié)議。人們可以深入了解選擇符合特定建筑要求、優(yōu)化舒適度、能源效率和整體運營性能的適當(dāng)解決方案所涉及的復(fù)雜性。
溫馨提示：當(dāng)前，BACnet 仍是主流，當(dāng)涉及到與舊系統(tǒng)配合使用的設(shè)備時，將有更多選擇空間。但幾年后，隨著IP 控制變得越來越流行，情況可能會改變。
實施樓宇自動化控制系統(tǒng)的好處
能源效率和成本節(jié)約
樓宇自動化控制系統(tǒng)徹底改變了我們管理商業(yè)建筑能源消耗的方式。通過集成傳感器、執(zhí)行器和控制器等各種組件，這些系統(tǒng)優(yōu)化了 HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）系統(tǒng)的性能。這種優(yōu)化為建筑業(yè)主和運營商帶來了顯著的節(jié)能和成本降低。能源效率的一個關(guān)鍵方面是能夠精確監(jiān)測和控制 HVAC 系統(tǒng)。
樓宇自動化控制系統(tǒng)不斷從整個建筑中放置的溫度傳感器收集數(shù)據(jù)。然后，該數(shù)據(jù)用于根據(jù)占用模式或外部天氣條件調(diào)整供暖或制冷設(shè)置。通過避免在無人居住或天氣溫和時進(jìn)行不必要的加熱或冷卻，這些系統(tǒng)可以減少能源浪費并降低公用事業(yè)費用。
此外，通過將照明控制集成到樓宇自動化系統(tǒng)中，可以進(jìn)一步節(jié)省能源。先進(jìn)的照明控制算法考慮了自然光的可用性和占用模式，可以在不需要時自動調(diào)暗或關(guān)閉燈光。這確保了整個建筑明智地使用能源，而不影響居住者的舒適度。
提高使用者舒適度和生產(chǎn)力
樓宇自動化控制系統(tǒng)不僅可以提高能源效率，還可以顯著提高居住者的舒適度和生產(chǎn)力。這些功能有助于打造更健康的室內(nèi)環(huán)境，從而實現(xiàn)最佳工作績效。個性化溫度設(shè)置就是樓宇自動化控制系統(tǒng)提供的功能之一。根據(jù)服裝選擇或新陳代謝率等因素，居住者有不同的舒適偏好。
通過這些系統(tǒng)提供的單獨溫度控制選項，居住者可以根據(jù)自己的具體需求調(diào)整周圍環(huán)境，而不會不必要地影響建筑物的其他區(qū)域。除了個性化的溫度設(shè)置之外，照明控制集成還可以根據(jù)個人喜好或任務(wù)要求定制照明場景。
無論是為會議室營造氛圍，還是為專注工作提供充足的照明，樓宇自動化控制系統(tǒng)都可以調(diào)整照明條件，以滿足每個空間及其占用者的需求。這種靈活性通過創(chuàng)造最佳的工作環(huán)境來提高居住者的滿意度和生產(chǎn)力。
此外，室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）是居住者舒適和健康的一個重要方面。樓宇自動化控制系統(tǒng)可以監(jiān)測 IAQ 參數(shù)，例如溫度、濕度、二氧化碳水平和揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC)。
如果這些參數(shù)中的任何一個超過定義的閾值，系統(tǒng)可以自動調(diào)整通氣率或觸發(fā)警報以立即引起注意。通過維持高 IAQ 標(biāo)準(zhǔn)，這些系統(tǒng)可促進(jìn)更健康的室內(nèi)環(huán)境，從而有助于改善居住者的福祉。
實施樓宇自動化控制系統(tǒng)給商業(yè)建筑帶來諸多好處。從通過暖通空調(diào)優(yōu)化和與照明控制集成實現(xiàn)能源效率和成本節(jié)約，到通過個性化溫度和照明設(shè)置提高居住者舒適度，這些系統(tǒng)為現(xiàn)代建筑管理提供了全面的解決方案。
此外，通過監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)并在必要時采取適當(dāng)?shù)拇胧?，這些系統(tǒng)可確保健康的工作環(huán)境，從而提高員工的生產(chǎn)力?？紤]到這些優(yōu)勢，樓宇自動化控制系統(tǒng)成為智能樓宇管理領(lǐng)域不可或缺的工具的原因就顯而易見了。
選擇樓宇自動化控制系統(tǒng)時要考慮的因素
技術(shù)要求
選擇樓宇自動化控制系統(tǒng)時，必須仔細(xì)評估多項技術(shù)要求。關(guān)鍵考慮因素之一是可擴(kuò)展性，它是指系統(tǒng)適應(yīng)未來擴(kuò)展或建筑物布局變化的能力。
選擇一個能夠輕松適應(yīng)和隨著設(shè)施不斷變化的需求而發(fā)展而無需進(jìn)行大量重新配置或更換的系統(tǒng)至關(guān)重要。這確保投資從長遠(yuǎn)來看仍然可行，并防止未來擴(kuò)建或翻新時產(chǎn)生不必要的費用。
此外，在選擇過程中應(yīng)徹底評估與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和協(xié)議的兼容性。兼容的系統(tǒng)可與當(dāng)前的系統(tǒng)無縫集成，減少潛在的中斷并最大限度地減少與更換或升級基礎(chǔ)設(shè)施元素相關(guān)的額外成本。
建議選擇支持開放協(xié)議并在與設(shè)施內(nèi)常用的不同設(shè)備和技術(shù)集成方面提供靈活性的系統(tǒng)。此外，所選的樓宇自動化控制系統(tǒng)必須支持您特定需求所需的各種應(yīng)用。
這些應(yīng)用通常包括 HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）、照明控制、安全系統(tǒng)、訪問控制、消防噴淋頭等。評估特定系統(tǒng)是否可以有效處理所有這些不同的應(yīng)用，確保全面控制建筑物運營的所有重要方面。
溫馨提示：幾乎所有樓宇自動化控制系統(tǒng)都具有相同的技術(shù)能力，因此請關(guān)注供應(yīng)商的品牌聲譽，特別是安裝系統(tǒng)的集成商的聲譽。
成本考慮
成本考慮在選擇樓宇自動化控制系統(tǒng)時起著關(guān)鍵作用，因為它們直接影響初始投資成本以及整個生命周期的持續(xù)費用。初始投資主要包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等硬件采購、軟件許可證、熟悉相關(guān)技術(shù)的專業(yè)人員的安裝費用。此外，重要的是要考慮經(jīng)常性維護(hù)成本以及未來可能需要的升級。
日常維護(hù)可確保最佳性能并延長系統(tǒng)的使用壽命，而定期升級則可以訪問新功能、提高安全性以及與新興技術(shù)的兼容性。不應(yīng)忽視的一個重要方面是評估特定樓宇自動化控制系統(tǒng)提供的潛在投資回報 (ROI)。
評估通過優(yōu)化 HVAC 控制、照明管理和其他智能功能可實現(xiàn)的節(jié)能效果有助于確定特定持續(xù)時間內(nèi)的預(yù)期投資回報率。此外，高效系統(tǒng)帶來的乘員舒適度和生產(chǎn)力的提高還可以通過提高員工滿意度和減少停機(jī)時間來間接提高投資回報率。
溫馨提示：如果你正在投標(biāo)一個項目，請警惕低成本供應(yīng)商，特別是如果他們的報價遠(yuǎn)低于其他出價，否則你將以某種方式為此付出代價。
供應(yīng)商選擇標(biāo)準(zhǔn)
在打造自動化控制系統(tǒng)時，選擇可靠的供應(yīng)商至關(guān)重要。供應(yīng)商在行業(yè)中的聲譽和經(jīng)驗是證明其可靠性和專業(yè)知識的關(guān)鍵因素。尋找具有在與你的建筑類似的建筑物中成功實施類似項目的記錄的供應(yīng)商。
此外，技術(shù)支持的可用性對于確保系統(tǒng)安裝后順利運行至關(guān)重要。如果操作或維護(hù)期間可能出現(xiàn)任何問題或疑問，供應(yīng)商應(yīng)及時提供幫助，以盡量減少停機(jī)時間。
系統(tǒng)操作員的培訓(xùn)計劃是另一個需要考慮的重要標(biāo)準(zhǔn)。全面的培訓(xùn)計劃為員工提供有效操作和維護(hù)系統(tǒng)所需的必要知識和技能，減少對外部支持的依賴，同時確保其最佳利用。
由于樓宇自動化技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，評估供應(yīng)商對產(chǎn)品開發(fā)的長期承諾至關(guān)重要。確保選擇的供應(yīng)商積極投資于研發(fā)計劃，定期發(fā)布具有新功能的軟件更新、安全補(bǔ)丁，并始終致力于不斷提高其產(chǎn)品的性能。
溫馨提示：如果想要有選擇自由，請確保系統(tǒng)真正開放。許多供應(yīng)商會說他們的系統(tǒng)是開放的，因為它與 BACnet 等開放協(xié)議進(jìn)行通信。如果想有選擇，需要向樓宇自動化控制供應(yīng)商詢問所有合格公司的清單，這些公司可以為系統(tǒng)提供報價和服務(wù)。有些公司只有一個授權(quán)經(jīng)銷商或分支機(jī)構(gòu)可以為你的系統(tǒng)提供報價和服務(wù)。如果希望自己的員工來為系統(tǒng)提供服務(wù)和工作，需要確保自己的員工能夠獲得與安裝人員相同的培訓(xùn)和編程工具。
系統(tǒng)是否免受網(wǎng)絡(luò)威脅？
盡管樓宇自動化控制供應(yīng)商采取了一切可能的措施來確保其控制網(wǎng)絡(luò)安全，但這還不夠。樓宇自動化控制系統(tǒng)為黑客進(jìn)入建筑物提供了另一個可能的入口，咨詢具有樓宇自動化控制經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)安全專家來對樓宇自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行審核以確保他們是安全的。
市場上可用的樓宇自動化控制系統(tǒng)類型
有線與無線系統(tǒng)
在現(xiàn)代樓宇自動化時代，有線和無線系統(tǒng)之間的一個關(guān)鍵區(qū)別，是有線系統(tǒng)利用物理電纜連接各種組件，確?？煽俊踩耐ㄐ拧?span style="box-sizing:border-box;">由于其穩(wěn)定性和抗干擾性，這些系統(tǒng)長期以來一直是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。然而，它們的安裝可能更加復(fù)雜和耗時，因為它們需要大量的布線基礎(chǔ)設(shè)施。
另一方面，無線系統(tǒng)由于其靈活性和易于安裝而近年來獲得了廣泛的普及。這些系統(tǒng)采用 Zigbee 或 Wi-Fi 等無線通信協(xié)議來無縫連接組件。無線技術(shù)無需大量布線，從而減少了安裝時間和成本。此外，它還具有更大的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，因為可以在建筑物內(nèi)輕松添加或重新安置無線設(shè)備。
雖然有線和無線系統(tǒng)都具有明顯的優(yōu)勢，但在它們之間進(jìn)行選擇取決于特定的要求，例如預(yù)算限制、建筑布局限制和所需的系統(tǒng)集成水平。對這些因素的綜合評估將指導(dǎo)決策者選擇最適合其需求的系統(tǒng)。
在每個類別（有線或無線）中，到 2023 年，市場上將有多種不同的樓宇自動化控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在提供的功能、與第三方設(shè)備的兼容性、可擴(kuò)展性選項、用戶友好性、安全性方面采取各不相同的措施以及制造商的支持。一些流行的有線系統(tǒng)包括基于 BACnet 的解決方案，例如Honeywell 的 WEBs-AX或Johnson Controls 的 Metasys 系統(tǒng)。
這些強(qiáng)大的平臺提供先進(jìn)的功能，例如能源管理算法、故障檢測診斷 (FDD)、用于遠(yuǎn)程監(jiān)控/控制操作的云連接以及與各種設(shè)施管理軟件的集成。在無線產(chǎn)品方面，支持LoRaWAN 的解決方案，例如西門子 Desigo C C 提供遠(yuǎn)程通信功能，使其適合大規(guī)模安裝。
其他著名的無線系統(tǒng)包括施耐德電氣的 EcoStruxure Building Operations，它提供了一套全面的 HVAC、照明和安全管理應(yīng)用。此外，還有Niagara Framework等開源選項，可以靈活地進(jìn)行定制以及與不同設(shè)備的集成。
總結(jié)
未來，樓宇自動化控制系統(tǒng)將不斷發(fā)展，可供選擇的選擇可能會非常多。然而，通過對有線和無線系統(tǒng)的優(yōu)缺點以及對具體要求的評估的細(xì)致了解，建筑業(yè)主和設(shè)施經(jīng)理可以做出明智的決策，以滿足他們的自動化需求。隨著技術(shù)不斷快速發(fā)展，樓宇自動化的未來看起來充滿希望。
隨著行業(yè)不斷進(jìn)行的研究和開發(fā)工作，我們預(yù)計更多的創(chuàng)新解決方案很快就會上市。這些進(jìn)步將進(jìn)一步提高能源效率，優(yōu)化居住者的舒適度，并為決策者提供數(shù)據(jù)驅(qū)動的見解，以進(jìn)一步簡化運營。
投資合適的樓宇自動化控制系統(tǒng)不僅可以帶來節(jié)能等直接效益，還可以確保長期運營效率。通過利用當(dāng)今智能自動化技術(shù)的力量并緊跟未來新興趨勢，建筑物將繼續(xù)發(fā)展成為優(yōu)先考慮可持續(xù)性的智能生態(tài)系統(tǒng)，并以顯著的方式提高居住者的生活質(zhì)量。
