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中国建筑节能研究之群智能建筑控制技术

来源:智能建筑 时间:2022/12/27

群智能技术是一种仿照鸟群、鱼群等智能群落工作机制的新一代人工智能技术。

群智能建筑系统将建筑物理模型与分布式计算深度融合,以集成、智能化的建筑空间和源设备为智能化的基本单元,采用去中心化、自组织计算架构,实现建筑机电设备系统自动化运行、节能优化控制、能耗管理和诊断、故障自诊断、智慧物业管理等功能。

01—建筑自控技术的应用现状

其实建筑自控并不是一项新的技术。早在20世纪90年代,我国就已在大型公共建筑中普遍设计安装了这一系统。

伴随着信息技术的发展,建筑自控技术也在不断迭代更新。如今,物联网、云计算、人工智能、大数据等热门技术也已经被应用在煦联得建筑节能优化控制项目上。

智慧能源管理系统

现代大型公共建筑中的被控设备相关信息动辄以万计,信息背后的设备系统结构复杂并分布在数万平方米的工程中。

对于这样的大规模复杂系统,传统系统架构的弊端导致需要跨专业的工程师为每个项目进行定制化开发,自控功能的实际工程落地通常需要极大的工作量,导致系统建筑成本高、周期长。

典型的传统建筑自控系统架构

于是,在很多实际工程中,出于工程成本和周期的考虑,往往牺牲品质,放弃自控优化功能,仅实现“只监不控”的初步功能。

在人力成本和能源成本不断增加,国家提出“双碳”战略的今天,建筑自控领域迫切需要一种能够真正解决工程落地问题,实现自动、节能运行的新系统。

02—换个角度看建筑自控

传统建筑自控系统工程应用问题的根源是分级中央控制架构,解决这一问题的思路是尝试颠覆传统架构,采用仿照鸟群、鱼群等智能群落工作机制,通过简单的智能个体实现大规模系统的复杂功能。

如何用“群智能”的思路实现建筑自控?需要回答以下两个问题:

第一,什么是建筑自控的基本单元?

从建筑及其机电设备系统的组成单元出发,可以认为建筑自控功能是由若干“空间”和“源设备”拼接而成的。

对应空间的智能控制系统可以看作是建筑自控系统的基本单元,即智能空间单元。

空间单元彼此按所在位置就近连接,组成网格状的控制网络,覆盖大部分建筑区域,也涵盖了大部分建筑机电设备的控制管理需求。

建筑控制系统由基本单元按照位置关系拼接而成的示意图

这样的智能空间单元是可以标准化的。不同建筑中,具体到同一类空间单元(如办公室、会议室、酒店客房、商场公区等),其空间内部的信息内容及控制管理功能相差不大,其差别主要是不同建筑中各类标准化单元的种类和数量不同造成的。

因此,可以根据各类典型空间的功能、尺寸和各机电设备的数量,将空间单元中描述设备运维信息的种类和数量标准化,定义各类空间单元的标准信息集。

结合机电一体化的发展趋势,可以认为智能化机电设备,或者控制箱+传统机电设备标准组合,也是建筑自控系统的基本单元,即源设备单元。

同类型的源设备,虽然厂家和内部工艺机制可能不同,但是从建筑控制和运维的角度所

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