西门子工程师告诉你楼宇自控设计的工作内容有哪些？

楼宇自控设计的工作内容包括：

1. 楼宇自控设计的工作内容有：冷热源系统空调系统，新风系统，VAV末端控制系统，送排风系统，给排水设备监控，公共照明系统，变配电设备监控，电梯运行监控，遮阳系统，音视频系统等。
2. 楼宇自控系统的目的：延长设备寿命：预防突发事故发生，保护设备的投资，合理调度设备运行， 延长楼宇内机电设备的寿命。节约人工成本：在图形化操作界面上完成一切操作，设备自动运行，减少人工干预，降低运维难度与强度，降低运维人工成本，降低建筑能耗。
3. 智能楼宇是未来的发展方向，楼宇自控设计就业前景还是看好，最好在掌握基础暖通空调的基础上，再增加编程方面的学习，掌握一到两门计算机编程语言就更好了。

在楼宇自控设计中，一般自控都是辅助。楼宇自控系统设计和建筑设计息息相关，需要根据不同的建筑特点选择不同的设备，再根据功能需求，选择合适的控制方案。

自控和楼宇的结合是个跨学科跨专业的综合领域。要想做好楼宇自控，首先要了解楼宇的工艺需求。

首先普及一下暖通空调工艺基本概念，区分出哪些是能够参与控制的量，哪些是手动的不能参与控制的，需要如果想控制需要什么样的传感器和执行装置，这些都搞清楚了，然后再谈如何控制。

在楼宇自控设计中懂得了设计才能知道为什么，举个例子比如参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》，有讲室内空气设计参数的规范，室外空气设计参数的规范供暖的规范，通风的规范，冷源与热源的规范，要实现这些规范，哪些部分是可以检测与监控的。至于该职业以后的发展方向，看看编写规范的几十个参编单位，都是将来该职业就业的主要方向，有各种研究型大学，建筑设计院，有机电安装公司，有阀门传感器设备厂商，有自动化控制集成厂家等等，可以按照自己的人生规划和学校专业方向结合选择。

下面从楼宇自控中的一个侧面暖通空调的原理和设计实践，说明一下楼宇自控设计的具体工作。

暖通空调即供暖、通风、空调3个方面的简称：

HVAC, Heating, Ventilation and Air Conditioning

主要功能：向室内提供热量或冷量，并稀释污染物

目的是保证室内具有热舒适条件及良好的空气品质

建筑内良好的热舒适环境是工作效率的保证，室内人的热舒适性是涉及生理和心理的十分复杂的问题。一般情况下，人体体温保持在36.5～37°C，人体散热和新陈代谢产热相平衡时，人就感觉舒适。人体在室内的热舒适度是由许多因素决定的，主要有：

1）室内空气温度

2）室内空气相对湿度

3）人体附近的气流速度

4）围护结构内表面温度（辐射温度）

5）衣着情况

6）人的活动情况

7）性别、年龄及身体状况

8）种族和个人习惯

空调的任务：创造并保持能满足一定要求（通常是舒适性要求）的特定空间空气环境。

空气调节的技术手段

要保持舒适性要求的空气环境，需要采取技术手段排除室内、外湿热量及有害物的干扰。

一个典型的中央空调系统由冷热源、空调设备、流体输送与分配系统及控制系统组成

新、回风混合段是对空气进行混合，主要是完成空气的导入，并且可调节回风与新风的比例，以满足空调环境的需要。也可单独作为新风段或回风段。

监控设备：风阀执行器，通过风阀执行器控制新风阀、回风阀开度

控制方式：

• 连锁控制
• 根据室内空气质量要求调节混风比
• 根据节能要求调节新风量

初效段

过滤器效率对照表

初效（粗效）空调过滤器， 主要用于过滤 5μm 以上尘埃粒子，一般采用板式过滤器。

监控设备：压差开关，通过压差开关监测过滤器集尘程度。

气流通过过滤器会产生阻力﹐积尘愈多﹐阻力愈大。

初效过滤器一般初阻力25～45Pa，终阻力一般取100~150Pa

通过压差开关的监测，可以提示清洗滤网，以使空调机组在低阻力负荷下运行，节约电费。

组合式空调机组 – 基本监控内容

知道了空调的基本构成和控制方法和原理就可以进一步设计具体功能了。

图1 组合式空调机监控点

图2 组合式空调机PID调节点

楼宇设计中要达到的效果包括风平衡，水平衡，光平衡。上面介绍的HVAC主要是讲风平衡，下面介绍一下水平衡。

冷源系统监控理念 – 按需控制

图3 按需控制

主要控制能量传递的五个循环：室内空气循环、冷冻水循环 、冷媒循环、冷却水循环 和室外空气循环。

控制目的：满足制冷需求，满足工艺需求设备状态/能耗监控。

监控设备：

• 温度传感器
• 压力/差传感器
• 水流开关
• 流量计
• 阀门及执行器
• 控制器

图4 冷源控制示意图

以上内容大致介绍了楼宇自控的基本设计和控制，一般楼宇自控分设备级，自动化级，和管理级。以上是楼宇设计中的一部分，如下图系统中的HVAC 设计部分。

子系统分类不同系统控制策略也不同

还有冷热源的控制、新风空调的控制、照明的控制、消防安防的控制、视频监控的控制、电梯系统的控制、遮阳窗帘的控制和影音投影系统控制等。

要想综合联动，智慧楼宇自动化，设计要点有很多：各级别有统一的通讯总线协议如KNX和BACNet/IP，有统一的设备符号，缩写，统一的数据库，各个子系统协同联动。

同时还要综合考虑很多因素，比如建筑的角度朝向的不同，对建筑的控制策略也是不同的。

地理位置:南方北方选择的冷热源不同。

建筑属性:办公楼和酒店控制控制策略不同，实验室和医院各有各的需求

建筑特点:开放式大空间和小型公寓不同。

图5 楼宇设计系统关系图

在设计智慧楼宇时单个系统会有不同的控制策略和优先级，不同的房间有不同的控制策略，需要协调好每个设备的执行顺序，如下图带中央控制功能和时间表等16个优先级控制的中央空调系统。

下面，以西门子楼控系统系统为例进行讲解：

图6 根据楼宇需求选择产品和应用

可以参考不同的应用场景自动生成整体解决方案，其中就包含了原理图，产品接线图，安装施工图，控制器功能实现等，是学习楼宇自控设计的很好的一个学习途径。

图7 供暖系统自控设计

图8 供暖系统功能选择

比如我们选择对楼宇供暖控制进行设计，点到供暖模块，里面会有具体的热源，供暖形式，要实现的节能等级，具体供暖功能等，根据实际项目需要选择适合你的整体解决方案，并可以将设计原理图连带整个产品说明打包下载。

图9 供暖系统整体方案列表

要熟悉西门子楼控系统系统，还可以从配置清单，和系统图做起。

系统图

图10 控制原理图

图11 将控制原理和监控设备点与控制系统对应形成点表

举个简单的例子：

空调机组两管制的设备，从原理图如何落实到DI，DO，AI，AO的点表，DI表示数字量输入信号，DO表示数字量输出信号，AI表示模拟量输入信号，AO表示模拟量输出信号。

图12 两管制空调原理图对应的点表

图13 四管制空调原理图对应的点表

图14将设备点进行优先级的划分

优先级为1的指令级别最高，设备优先响应。

图15 带16个控制优先级和中央功能的空调控制图

图16 遮阳系统联动火灾，气象站，场景，示意图

遮阳系统不仅可以联动火灾，气象站的下雨检测，狂风保护，场景控制，时间表等功能，还能联动空调系统实现整个房间充分利用自然能源实现节能，还能自动调节房间办公桌照度值，以及防眩光的功能。

图17 智能照明的控制策略

除了能联动窗帘空调系统实现恒照度下的三系统最优控制，结合人体感应及场景模式实现光的完美平衡，还能联动消防安防系统。