建筑智能化室内空气环境监控系统.docx

〔AIR AUTOMATION SYSTEM〕上海置中建筑智能化工程总工程师 张伟摘 要：文章针对我国越来越严重的空气污染问题，提出了将建筑室内的空间环境监测与控制作为一套独立的智能化系统来进行更集中有效管理的AAS理念这不仅使建筑室内空气环境的监控变得更标准统一有效化，还加大了实时监测与治理的力度对于创建绿色建筑起到了必不可少的作用文章不仅仅是推广了一种全新的理念，更重要的是通过互联网智能化系统集成提升出各类空气监测、消毒、净化的价值希望本文能引起相关专业人士的共同探讨，使得在优化室内空气环境中真正发挥出积极有效的作用关键词：建筑智能化系统 数字可视化 细微颗粒物PM2.5 挥发性有机物VOC光化学污染 低温等离子技术 臭氧消毒 实时动态空气消毒净化随着城市化发展，城市空气污染已经成为全世界各国共同关注的话题，而解 决我国城市空气环境的严重污染问题，更是迫在眉睫2013 年 1 月 14 日，由 国内外环境领域专家组成的工作小组及来自亚洲开发银行的专业团队联合完成 了《迈向环境可持续的未来——中华人民共和国国家环境分析》的报告据报告 证实中国的空气污染每年造成的经济损失，基于疾病成本估算相当于国内生产总 值的 1.2%，基于支付意愿估算则高达 3.8%。

调查说明，现代人平均有 90%的时间生活和工作在室内美国专家检测发 现，在室内空气中存在 500 多种挥发性有机物，其中致癌物质就有 20 多种， 致病病毒 有 200 多种危害较大的主要有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙 烯等大量触目惊心的事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀 手”,也成为全世界各国共同关注的问题研究说明，室内空气的污染程度要比室 外空气严重 2-5 倍，在特殊公共场所可到达 100 倍因此，美国已将室内空 气污染归为危害人类健康的 5 大环境因素之一世界卫生组织也将室内空气污 染与高血压、胆固醇过高症以及肥胖症等共同列为人类健康的 10 大威胁分析报告特别指出：“中国还面临着室内空气质量方面的挑战，但目前还没 有对此进行持续或系统的监测和有效的治理方案如何积极有效地全面治理建筑室内的空气环境，这不是靠家电市场上一窝蜂 出现的“空气净化器”就能简单有效地解决的必须采取一整套室内空气环境动态 实时监测、控制、治理的系统集成解决方案一、AAS系统的提出在建筑智能化领域里包括：通信网络系统CNS〕Communication Network System；信息网络系统〔INS〕In formation Network System；建筑设备自动化 系统〔BAS〕Building Automation System ；消防报警系统〔FAS〕Fire Alarm System；安全防范系统〔SAS〕： Safety Automation System ；综合布线系统 〔PDS〕： Premises Distributed System ；办公自动化系统〔OAS〕： OfficeAutomation System。

后来随着智能住宅小区与家居智能化的大力发展，形成了 Smart Home System 〔SHS〕系统建筑智能化系统的定义是：利用现代通信技术、信息技术、电脑网络技术、 监控技术等，通过对建筑和建筑设备的自动检测与优化控制、信息资源的优化管 理，实现对建筑物的智能控制与管理，以满足用户对建筑物的监控、管理和信息 共享的需求，从而使智能建筑具有安全、舒适、高效和环保的特点，到达投资合 理、适应信息社会需要的目标当室外空气污染的日趋严重，当传统的室外新风稀释与室内药物处理已经无 法适用于建筑内动态长治的空气环境治理需求时，随着环境的需要和科技的发 展，就更有必要加大力度，将电脑网络技术、空气质量传感侦测技术、数字可视 化技术、室内空气消毒净化技术进行智能化、网络化、自动化的集成与整合，形 成一个完整的"建筑智能化室内空气环境监控系统”Air Automation System〔称为AAS系统〕来全面和系统有效地监控治理室内空气环境AAS系统建设以各类空气传感器、数字终端、物联网构架、电脑局域网、 信息化系统管理软件、智能终端应用软件、后台云计算、现场移动管理和动态空 气消毒净化技术为应用价值主题的综合性信息化室内空气质量管理平台。

将从建 筑室内各个区域采集的实时空气质量监测数据经过运算分析后通过有线和无线 网络，将数据化成为可视化公告、多媒体触摸屏查询或智能 查询方式，让每 个在建筑室内的人都能实时掌握自己所处室内空气环境的质量状况，为公众提供 知情权同时，在遇到特殊严重的室内空气污染状况时，也能及时向所处区域人 员报警系统还能针对室内各个不同区域的环境状况自动有效地采取定期消毒、 净化和治理和超标状况下自动治理的措施让我们能安心地生活在一个安全、健 康、舒适和无害无毒的空气环境里AAS的理念由我国的上海置中建筑智能化工程率先提出，并通过了知识产 权登记和中国科学院在世界范围内的查新认证作为建筑智能化系统中针对治理 建筑室内空气环境的一套专用的独立系统，将为当前倡导的绿色建筑与智慧化城 市起到最重要的积极作用同时也是国家最新倡导的健康产业中不可或缺的组成 部分二、AAS系统的构成“建筑智能化室内空气环境监控系统”〔AAS〕由：监测、治理、控制这三个 最基础环节构成是在“建筑智能化室内空气环境监控系统软件”〔AAS软件〕平 台的基础架构上起一整套对室内空气质量实现全覆盖、全应用、全过程、全数字 终端的实时管理和治理的系统集成方案。

在系统配置、体系结构、集成方式和产 品选型方面都能提升对建筑室内空气环境监控的整体信息化管理价值1. 监测前端由安装在室内各个区域的氧浓度传感器、二氧化碳、空气灰尘颗粒浓度 PM 和挥发性有机物 VOC 传感器及其它各类监测室内空气质量的传感器构成 通过数字485以太网关连接，或WIFI并网到建筑内局域网，由电脑对整个建筑 内每个区域监测点进行定时间隔扫描读取数据，然后建立数字模型进行建筑内空 气质量环境的实时运算分析强大的数据分析软件能比较真实地反映出室内不同 区域的空气污染指数 API 的阶层指标和其它如氧浓度、 PM、 VOC 的各项阶层指标精准地监测与数据采集分析，是有效控制和治理室内空气环境的前提2. 告示查询与控制所有定时扫描巡视采集的现场实时空气质量数据会通过系统管理软件将所 有各型数据采集汇总、存储整理、配置显示、归类组合、统计分析，形成多模式、 多条件的报告模版提供管理者作为直接决策依据管理者通过智能终端应用软件 和云电脑服务模式，将远端服务器管理软件的计算能力直接支持到现场的管理者 手中，可在现场实时查看数据，建立起运营和管理者之间线上线下的信息对接和 互动，实现移动管理。

对于广阔公众，通过有线和无线网络，系统会把每个区域 空气质量指标的数据转化成为可视化公告、多媒体触摸屏查询或智能查询方 式进行公告，让每个在建筑室内的人都能实时掌握自己所处室内空气环境的质量 状况，为公众提供实时空气质量的知情权AAS将整个室内空气环境治理表达出智能化特征，兼容大楼的中央空调B A系统，消防控制系统、楼宇智能化系统家庭或独立单位内也将采取小型智能 化控制系统系统能依据不同区域的不同环境状况，对有空气污染的区域自动开 启当地消毒净化设备，实现动态的精确消毒净化治理3. 治理针对室内空气环境污染程度，可自动采取换气、释氧、消毒、除味、净化、 除尘等综合治理措施实施动态可持续实时消毒净化与除尘的室内自动化空气消 毒净化等多种积极有效的处理方案使室内空气环境符合国家《室内空气质量标 准》〔GB/T18883-2002〕和《民用建筑工程室内环境污染控制标准》 〔GB50325-2001〕治理技术依据建筑特点，采用物理方法或低温等离子、臭 氧技术、光触媒技术等无二次污染的空气消毒、除臭除害新技术，不采用简单无 效和落后的吸附或化学剂喷洒方法建筑智能化室内空气环境监控系统的原理见图1比轧设吉由◎化.吊殴 BA8A■11t-g hjn h4waft ftVFN二取比■图 1 ： AAS 系统单元构成示意图三、AAS系统的创新理念目前在国内外建筑智能化领域的各项系统中，还没有针对建筑室内空气环境 特定独立的监测、发布、管理、控制治理系统。

在建筑室内空气环境方面，目前 所采取的是中央的空调新风系统，但由于新风的启动会增加中央空调三分之一以 上的电力耗能，同时在我国室外的空气污染更加严重，因此在我国管理方很少开 启新风系统室内的空气环境由于得不到优质新鲜的室外空气的稀释，会变得污 秽浑浊和有毒有害，通常室内细菌、病毒、恶臭和挥发性有机物所产生的空气污 染大大高于室外 5 倍以上由于空调系统自身的通风管道也是藏污纳垢的最大污 染源因此，单靠简单的通新风方式来净化室内空气，已是力不从心建筑智能化室内空气环境监控系统〔AAS〕的提出，第一次将建筑室内的空 气质量监控管理形成一个独立系统，并通过各种先进的技术手段来集成、强化和 提升效能，这将更有利于加强建筑室内空气消毒净化的集中化统一化管理如果说，整个城市的空气污染治理是一项复杂的社会化系统工程，需要动用 强大的社会资源来经过一段长期的治理才能实现的话那么我们当下完全可以通 过AAS系统来有效地以建筑为单元实现小环境内空气质量的管控和治理让我 们的室内局部空气环境先优化起来建筑智能化室内空气环境监控系统〔AAS〕倡导者的另一个最具社会意义的 理念是系统的开放性与兼容性开放性表达在：1. 对公众的开放性：系统通过WIFI/3G网络连接管理平台，实现智能 、 平板电脑的现场空气质量的实时查询和管理。

这种开放性让在建筑室内的公众对 所处环境的空气质量有了知情权，生活得更安心与惬意2. 对管理者的开放性：本项目拟采用当今国内、国际上最先进和成熟的电 脑软、硬件技术，使系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化 的需要该系统采用三层应用结构，即“Browser + Application + Databas各 级、各区域部门的管理者可以通过授权，很方便地获得管理、查询、记录数据的 需求3. 对各类产品集成的开放性：系统拟采用J2EE开发技术，能够保证软件 的开放性、先进性和可扩展性通过这个公共开放的室内空气环境监控平台，通 过简单的转换接口把各类与室内空气环境治理的产品、设备都结合起来让相关 产品和设备之间达成资源共享，优势互补的合作关系可防止一些独有专长的企 业去重复投入研发自己不专长的技术当这些企业把自己的独具优势与核心竞争 力的产品加入到系统中为大家分享的同时，它也将自己单一的产品与服务从 AAS系统里获得增值能使其单一的产品从AAS系统里增添出八项资源共享的 功能：〔1〕网络通讯资源共享〔2〕监测信息资源共享〔3〕空气消毒资源共享 〔 4〕空气除臭资源共享〔 5〕空气净化资源共享〔 6〕与 BA 系统对接资源共享 〔7〕与消防系统联动资源共享〔8〕与家居智能系统对接资源共享。

治理建筑室内的空气环境是一项新兴的健康产业，除了技术领先，健康产业 还必须有一个积极健康的全新理念我们把建筑智能化室内空气环境监控系统〔AAS〕的解决方案与大家分享，表达的不仅是我们技术层面的兼容性、开放性 和先进性，更重要的是为了有效地节省社会资源与成本，表达出社会化大协作的 整体概念我们希望在这样公共平台上让一起从事室内空气环境治理的相关企业 在AAS系统的架构里凝聚起来，通过产品资源共享，技术优势互补共同把室内 空气环境治理得更好。