智能建筑控制让建筑系统协同工作

在住宅层面，Google Home 或 Home Assistant 等控制器可能比较适合使用。然而，在更大的范围内，智能建筑控制解决方案早在 Google——甚至是我们今天所知的互联网——存在之前就已经在进行了。这些复杂的控制装置可用于保持室内居住者的舒适、安全和健康，同时节省能源和维护成本。

智能建筑控制的三个层次

智能建筑设备控制通常分为三个不同的层次：

•单元控制器：直接控制单台机器的机载或邻近硬件和固件包。该设备（例如，暖通空调控制器）可以与监控硬件进行通信，以获得更高级别的指令并与其他机器进行协调。

•监测控制器：这些控制器控制整个实体（通常是一栋建筑）的硬件和固件包。这些装置类似于工业 PLC，并与不同的单元控制器通信。它们能够协调硬件，如暖通空调系统和 VAV（可变风量）装置，甚至照明、安全和安保系统。这种智能建筑系统可以监控设备故障和预测性维护问题，并允许技术人员远程登录以帮助诊断和修复故障。

•企业级控制：在单一建筑之外，一系列监测控制器也可以通过企业级控制进行通信，这些控制器可能分布在一个工业园区、一所大学，甚至是一个广阔的地理区域。与单元和监控硬件不同，企业级控制通常不采用专门的物理控制器形式，而是作为基于云的 web 应用程序。这使企业级人员能够在高层次上了解建筑物的运作情况，同时允许他们进一步深入了解。

能效优势和未来改进 虽然监控和企业级控制听上去令人瞩目，但它们也有助于节省实际成本和能源。如果监控控制器不仅控制 HVAC 系统，还控制照明、占用传感器和室内空气质量传感器，则可以对建筑物的整体情况进行汇总并采取行动。 例如，如果人们占用某些办公室，但其他办公室空置，则监控控制器可以关闭无人房间的暖通空调气流，同时还关闭灯光以进一步减少电力使用。为应对封闭房间，暖通空调风扇可以降低其速度，以匹配整体气流需求的下降。引入的外部空气量也可以根据室内人数进行调节，以保持适当的水平。 在企业层面，设备的远程监控允许对问题做出即时反应，而不总是需要人员在现场。企业级监控也是长期规划的理想选择，让业主能够了解效率和/或预测性维护方面的投资如何随着时间的推移而发挥效用。

智能建筑的预测性维护和远程维护

一天下来，如果机器未得到最佳维护，会对效率产生非常不利的影响。监控甚至企业级控制设置允许技术人员监控环境水平与系统输入，以确定性能是否随着时间的推移而下降。这可能表明需要进行改装。来自专用预测性维护传感器的数据（例如用于感应机器振动的加速度计）可以在基于人工智能的模型的帮助下，在故障发生之前确定是否需要维护。

无论是通过预测性方法还是通过故障“自行安排的”维护，一旦确定确实有必要进行干预，非现场技术人员都可以远程登录以查找具体问题。例如，如果空气管道压力不足，即使风扇速度调到最大，技术人员（通常通过设备供应商的长期维护协议签约）也可能会建议更换皮带，因为皮带可能会打滑。然后，一名普通的内部维护技术人员就可以去“转动扳手”，省去了昂贵的专家上门服务。

开放标准为互操作性铺平道路

Trane、江森自控、Automated Logic 和 Siemens 等制造商拥有自己专有的单元控制器级编程系统，也有监控和企业级选项。如果一家硬件制造商能满足您的需求，并且您对价格满意（并且相信您将来也会满意），这样的系统可能会非常好用，并且可能会省去安装和维护的麻烦。

同时，技术很少一成不变，满足您当前需求的公司不一定是未来的最佳解决方案。好消息是，大多数现代系统可以在一种称为 BACnet（建筑自动化控制网络）的协议下协同工作。如果在特定机器上定义了设备功能，BACnet 协议提供了一种表示设备功能的标准方式。

BACnet 协议于 1987 年首次提出，并于 1995 年发布，这让该协议有超过 25 年的时间在整个行业传播。这是一个 ANSI/ASHRAE 标准，也在 ISO 下发布。设备供应商通常乐于推荐使用这种可互操作的标准，而且由于 BACnet 是一种开放标准，控制系统可以围绕该标准专门构建。例如，Tridium 生产的控制器和软件，可通过 BACnet 连接各种单元控制器。

智能建筑系统：开放而高效的未来

无论您是单一业主、管理一系列建筑物，还是租赁房东空房，未来似乎比以往任何时候都更高效、更舒适，而且（非计划）免维护。开放标准可能带来更多的进步和供应商之间的竞争，最终为最终用户（我们这些大部分时间都呆在室内的人）带来更好的舒适度和更低的成本。

感谢 AEE 认证能源经理 Brian Stortz 对本文的贡献。