摘要：本文简要介绍了楼宇自控系统及其组成，论述了其在博物 馆建筑中发挥的重要作用，对其空调系统的节能控制做了论述和分析。 关键词：楼宇自控 参数设置 空调系统 节能减排
党的十七届六中全会提出要推动社会主义文化大发展大繁荣，加之近些年国家对文化越来越重视，各类博物馆纷纷进行改建、扩建，但由于博物馆属于特殊建筑，馆内珍藏大量珍贵文物，这些文物年代久远，对环境的要求很高，温度、湿度、空气质量、灯光强度等对文物都会产生很大影响，尤其在建筑面积较大的博物馆中，单靠人工手动控制这些参数，是一件费时费力的工作，此时楼宇自控系统便显示出其巨大的作用。
1 楼宇自控系统简介
随着科技的不断发展，楼宇自控系统在现代社会中得到了广泛应用，并逐步成为智能建筑不可或缺的一部分。楼宇自控系统的主要任务是对各个建筑物内的能源使用、环境及安全设施进行实时监测及控制，以便提供安全可靠、节约能源且舒适宜人的工作或居住环境。楼宇自控系统对整个建筑的机电设备，包括空调系统、新风系统、给排水系统、供配电系统、恒温恒湿系统、电梯系统，进行集中监测和遥控，提高整个建筑的管理水平，降低设备故障率，减少营运及后续维护成本。
2 楼宇自控系统组成
楼宇自控系统的组成主要包括中央操作站（OWS）、网络控制器（NCU）和直接数字控制器（DDC），通过Ethernet网（N1网）将中央操作站及网络控制器各节点连接起来，Ethernet/IP使用标准的网络硬件在网络控制器与用户操作站之间传递信息。同时安装在建筑物各处的直接数字控制器（DDC），将通过现场总线（N2网）连接到网络控制器上，与其它网络控制器上的直接数字控制器及中央操作站保持紧密联系。现场被监控设备上的传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内，从而实现了分散控制、集中管理的功能。该系统采用分布式集散控制方式的两层网络结构，管理层建立在以太网络上，控制层则采用开放的标准化BACnet总线技术，将一系列通用控制器、专用控制器等现场设备连接在一起。其组成如图1所示。
楼宇自控系统整体如图2所示。
3 楼宇自控系统在博物馆建筑中的作用
3.1 能够方便快捷的实时采集各个设备参数并进行调整。楼宇自控系统通过分布于博物馆各个楼层设备间和展厅内的各类专用传感器，如温湿度传感器、压力传感器、电磁流量传感器、压差传感器、水箱液位传感器、CO2浓度检测传感器、空气质量检测传感器（主要监测醛类、酮类、苯类、烷类、氨类、氟里昂等有机气体）实时采集设备运行信息和各类环境参数。这些传感器将采集到的数据传送给DDC直接数字式控制器，通过DDC的数字通道和模拟通道与上位机进行通信，反馈信息可以使DDC通过预先写入的软件程序对现场的执行器如水流开关、电动开关蝶阀、压差开关、防冻开关、风阀执行器、电动二通调节阀（球阀）进行控制，从而根据现实需要进行调整。
3.2 能够降低机电设备的能耗，实现节能减排。随着社会经济的发展与城市化进程的加快，我国建筑能耗总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已上升到近年的27.45%，且这个比例仍呈上升趋势。据了解，目前建筑用能的增加对全国的温室气体排放的影响已经达到了25%。因建筑耗能高，仅北方采暖地区每年多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元。建筑耗能如此惊人，提高建筑能源利用效率势在必行，因此推广建筑节能已被列为国家”十二五”规划的十大重点节能工程之一。
楼宇自控系统对于建筑物设备的管理可以由管理人员通过预先编排的时间程序(如正常上班时间、休息时间、昼夜时间等)对供配电、照明、空调机组等进行最优化的节能控制。如根据正常上班时间程序来控制照明系统的开启，根据空调机组的冷负荷量，调整冷冻机和相关水泵的开启情况，实现最优化控制，达到节能减排的目的。
3.2.1 空调系统。空调系统所消耗的能量是博物馆所有机电设备中最多的，约占全馆全部能耗的57%，而通过楼宇自控系统的控制，所有的空调、新风、恒温恒湿机组甚至风机盘管系统都可以在比较合理的温湿度范围内运行，避免了夏季较冷、冬季较热这种浪费能源现象的发生。此外空气过滤器堵塞报警能够及时提醒物业人员对其进行清扫，表冷器上的低温自动报警装置亦可对设备起到较大的保护作用。
楼宇自控系统能够根据冷冻水供回水温度与流量，计算出空调系统的实际负荷，将计算结果与当时冷水机组投运台数的总供冷量作比较，自动调整冷水机组运行台数，达到节能的目的；依据冷却水的回水温度来控制冷却塔的启停台数，不致于造成设备无效的运转；依据总供回水的压力差，调节压差旁通阀的开度，维持供水压差恒定，使冷机工作在效率最佳状态；通过对安装于风机盘管回水侧双通电动阀的自主调整，实现对温度的控制；DDC控制器通过监测被控温度并将它与预设的温度值（可由用户自己进行调校）作比较，做出相应数学运算，再输出至冷水或热水阀门，以便调节温度。此外冷水或热水阀门会与风机状态联锁，即在没有风机运转的情况下，夏天将冷水阀门关死，冬季则保留热水阀门一定的开度（可有用户自行设定），这样既满足了节能减排的需要，又能对风机盘管起到保护作用；通过调节新风/回风阀门，夏冬季节在保证满足空调房间新风量要求的前提下，尽可能的减少室外新风的引入，以达到充分节能的目的；在过渡季节，通过调节新风/回风阀门，充分利用室外新风，一方面可以推迟使用冷水/热水的时间达到节能的目的，另一方面可增加空调房间内人员的舒适感。
3.2.2 给排水系统。通过楼宇自控系统的控制，可以使给排水系统中的水泵和水箱、蓄水池内的水位状态联动，监测集水坑的溢流水位报警、停泵液位、启泵液位，并仅在需要时才自动投入运行，避免不必要的浪费，节约宝贵的水资源。
3.3 能够提供健康、舒适的参观和办公环境。楼宇自控系统可根据不同的功能区域进行不同需求的人工环境控制，通过安装于展厅、办公空间内的环境监测传感器，实时调节空调运行状态，提供最舒适的温度、湿度，满足馆内观众和办公人员的使用需要，降低因为空调环境不适而带来的人身健康问题。
3.4 能够大幅延长设备使用寿命，降低运行费用。楼宇自控系统可以完全依照设备的性能来进行控制，不会出现由于误动作而导致的设备损坏，也不会出现由于设备长时间超负荷运转而对设备造成损伤，使设备尽可能的处在最优状态长期稳定运行。由于楼宇自控系统可以使设备的运行状态始终处于监视之下，且能够提供设备运行的完整记录，能够定期打印出维护和保养通知单，这样可以保证设备维护人员及时、按时地进行设备维护和保养，因此可以加长设备的使用寿命，即降低了设备的运行费用。
3.5 能够显著提高设备管理的可靠性。楼宇自控系统可以显著提高设备管理的可靠性，不会出现由于人工管理的疏忽、疲劳和决策失误而导致的问题，另外，由于楼宇自控系统采用了大量高科技、高可靠性的传感器、执行器设备，可以实时精确采集文物所处环境参数，并根据文物的不同类别对温湿度等参数设置不同的设定值，通过软件程序自动调节控制文物库房温湿度环境，既达到严格精确的控制，又节约了人力成本。