楼宇自控系统负责控制和管理建筑内部的空调、冷热源、通风、给排水、照明等设备，如图1所示。整个系统不仅为大厦的使用者提供一个安全可靠、节能舒适的工作环境，还为大厦的管理者提供一个便捷、高效的管理途径，更为大厦的经营者减少能耗，降低管理成本。本文以某超高层建筑的空调监控、冷源监控、送排风监控设计为例对楼宇自控系统的应用进行阐述。

图1　大厦楼宇自控系统框架图

1　空调监控系统

空调监控系统的作用主要体现在对空调系统的空气处理机组，新风机组，变风量末端，冷水机组，换热器等设备运行状态的监视，故障报警和启停控制，以及相应的节能治理。
空气处理机组由空气加温器、去湿器、加热器、冷却器、净化器、空气混合器等设备组成。这些设备的容量均是按照设计的负荷选定的，但是实际运行中并不经常处于设计的负荷状态，因而需要按实际情况进行相应的调节。空调控制的目的就在于以最大限度的节能与安全生产为条件，自动的调节各类装置的实际输出量，使其与实际的负荷值所适应，从而以满足建筑内部环境对空气参数的要求。此外，还需对建筑物的新风机组、空调机组、送排风机等设备进行集中启停等操作，以及各种参数数据的管理与显示，以保证空调系统能节能环保、安全可靠地运行。

1.1　空调机组

空调机组（AirHandingUnited，AHU）是集中空调系统，在运行中使用一部分回风，为了人员的卫生条件，又必须采用一定的新风。本设计中监控的空调机组有两种形式：组合式和吊顶式。组合式AHU的控制原理图如图2所示。

图2　组合式AHU监控原理图

1.1.1　监测点设计主要监测内容有：回风温、湿度、机组运行状态、故障状态、手动/自动状态和过滤网阻塞报警。
1.1.2　控制方案设计
（1）根据之前设置好的时间顺序，启停送风机。
（2）根据室内外温度差，调节风阀的开度。
（3）空调停止运行时，连锁关闭自动调节阀，关闭新风阀，关闭加湿器。
（4）根据回风口的温度，进行PI运算，再根据运算结果调节水阀的开度，最后使回风湿度达到设定的标准值要求。
（5）根据回风的湿度，直接控制开关加湿器，并使回风的湿度达到设定值的标准要求。
（6）当发生火灾报警时，立即停止区域的空调设备的运行。
吊顶式AHU监控原理图如图3所示。

图3　吊装式AHU监控原理图

1.2　新风机组

新风机组（FreshAirUnited，FAU）是一种半集中式空调系统中用来集中处理新风的机组，新风首先在机组内经过过滤及热湿处理，然后经过处理后的新风通过管道被送往各个服务区域。
用于新风机组FAU的主要监测点有：送风温、机组运行状态、湿度、故障状态、过滤网阻塞报警和手/自动状态。主要的控制方式与组合式AHU类似。新风FAU监控原理如图4所示。
用于厨房的补风机及之相对应的排烟风机同时进行开关。补风FAU监控原理如图5所示。

2　冷热源监控设计

本建筑内的空调系统设置有冷、热源系统，这两套系统相对独立。下面将主要对本建筑的冷源系统的设计进行分析阐述。

图4　新风FAU监控原理图

图5　厨房补风FAU监控原理图

冷源监控设计：
中央空调的冷源系统主要设备包括冷却塔、冷却泵、冷冻泵、输送管道、冷水机组等。通常情况下把冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵等冷源设备安装在一起，放在制冷机房，共同完成制造冷冻水的任务。
对整个水循环系统进行监控与管理，能使空调系统在实现良好的室内冷环境及系统节能方面表现突出。
冷源监控系统功能描述：
在冷水机组中，制冷剂蒸汽在冷水机组内被压缩为高压蒸汽后进入冷凝器，制冷剂和冷却水在冷凝器中进行热交换，制冷剂变热后变成高压液体，通过热力膨胀阀门，液态制冷剂压力急剧下降，变为低压液态制冷剂后进入蒸发器。在蒸发器中，低压液态制冷剂通过与冷冻水的热交换发生汽化，吸收冷冻水的热量而变成低压蒸汽，再经过回气管重新吸入压缩机，开始新一轮制冷循环。
本系统主要在夏季及过渡季运行，系统监控原理如图6所示。

图6　空调制冷系统监控原理图

（1）监测点设计
监测冷源系统中的相关参数，包括供回水流量，温度，压力；膨胀水箱高低水位、冷水机组的运行状态，故障状态，手动/自动状态、各水泵的运行状态等。冷源监控系统与BAS系统连接，并且可在系统中显示各个设备的参数数据。
（2）控制方案设计
冷源监控系统中应能实现对各个设备的启停与节能控制，包括对冷水机组、冷却水泵、蝶阀、冷却塔、冷冻水泵等的启停控制。
①冷水机组台数控制
本系统通过测定供回水流量和回水温度，可以计算出当前的冷量，再根据当前的冷量和供回水流量可以计算出需要冷水机组运行的台数，最后按计算结果启动控制相应数量的冷水机组。当仅需部分负荷运行时，对制冷设备进行轮换启停控制。每一套运行设备由任何一台冷水主机和任何一台水泵组成。一旦某套机组中任意组成设备出现故障，则自动启动下一台累积运行时间较少的备用设备。
②水泵台数控制
冷水机组的运行台数决定了启动冷却水泵和冷冻水泵的台数。
③一次泵定差控制
旁通阀的开关度应根据冷源一次侧回水集水器和供水分水器之间的压差来控制，用来维持两者之间的压差恒定。
④冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔的连锁控制
启动和关闭各设备时需按一定间隔时间和顺序。启动顺序为：冷水机组及冷却塔的电动阀、冷却水泵、冷却塔的风机、冷却机组及冷冻水管上的电动水阀、一次冷水泵、冷水机组。关闭顺序则相反。

3　送排风监控设计

本建筑的送排风设备包括送风机、排风机、排烟风机。送排风设备的主要监控内容为：各设备的开关状态、手/自动状态、故障状态。监控原理如图7所示。

图7　送排风系统监控原理图

本设计中地下二层车库的送排风系统比较特殊。其监控原理如图8所示，控制设置如下：

图8　地下车库送排风系统监控原理图

（1）控制器根据车库CO探测器探测到的气体浓度与设定值的差值来决定开/关送排风机；
（2）送风机与排风机同时开/关，排风机与其风管上的电动风阀进行联动启/闭；
（3）当发生火灾时，消防中心控制相应防烟分区内的双速排烟风机开启并切至高速状态，同时启动相应的送风机联动补风；
（4）当烟气的温度超过280℃时，在排烟风机的入口处的排烟防火阀就会自动关闭，排烟风机和送风机则会随着排烟防火阀关闭而连锁关闭。

4　结论

超高层建筑由于其自身所具有的特殊性，已经成为了智能建筑应用领域的难点与热点，而楼宇自控系统又是建筑智能化系统中的关键部分。本文以实际工程为背景，根据业主的实际需求、大厦的功能结构，进行了合理的方案设计，主要包括对对空调系统、冷源系统、送排风系统等的监控设计。未来，将会有更多前沿的信息技术、以及节能、环保等因素会融入到智能建筑中来，智能建筑将会向着更加智慧、绿色的方向发展前进。