基于 PC 的楼宇自动化解决方案助力打造数字孪生平台

武汉东风院 H 栋大楼从设计开始就考虑到绿色建筑要求，他们通过倍福的开放式控制技术将所有设备轻松集成到由东风院自主研发的智慧建筑管理系统中。现在，建筑数字孪生令建筑具有自我诊断、自我分析，甚至自我决策的功能。

建筑面积为 82000 m² 的东风院 H 栋项目是武汉市经济技术开发区的地标性建筑。大楼采用 H 型设计造型，可以最大限度地利用自然光照明。屋顶搭建光伏电站，年发电量超过 20 万度，基本满足大楼的照明年用电量。屋顶上有一个 300 立方米的雨水收集装置，它提供的循环水可以用于大楼清洁和绿植浇灌，最大限度地减少了清洁水和能源的消耗。所有这些设备均接入倍福的自动化控制系统，保障设备的可靠运行。

该项目依托国家高新技术企业东风院在 BIM（建筑信息模型）技术、数字化工厂、智慧建筑等领域全数字化设计体系的技术储备，打造了一个满足全产业链和工程建设全周期智能应用及管理服务的智慧大厦。H 栋大楼也是武汉市内建筑数字孪生的标杆项目。

智能建筑管理系统包含楼宇自动化、能源管理、设施设备管理、智慧消防、安防、环境监控等子系统。由东风院自主研发的“DFD 智能建筑运维管理平台”将各个子系统有机整合在一起，实现了现实物理环境与数字虚拟空间相互映射和双向控制的数字孪生系统，并在管理者设定框架内令建筑具有自我诊断、自我分析以及自我决策等功能。总体目标是让建筑在最优运行状态下达成人、建筑、自然的和谐共生，践行国家 2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和的重要策略。

楼宇自动化典范

整座大楼公共部分照明没有一个墙体开关，所有的灯都通过倍福的控制系统自动控制。控制系统在硬件方面由 CX9020 嵌入式控制器（也被认证为 BACnet 楼宇控制器）和用于 Ethernet TCP/IP 通信的 BK9050 总线耦合器以及各种总线端子模块构成，采用星形拓扑结构，易于组网，便于管理和维护。控制系统还应用了最新的 DALI 2 总线照明技术和 KNX 总线红外人体感应传感器，大幅简化了布线工作。倍福的 TwinCAT 自动化软件简化了工程设计流程。

根据大楼区域的不同，采用了不同类型的人体感应，例如公共区域人员移动频繁；而办公区域，尤其是独立办公室，人员通常不会有大幅动作，因此对人体感应的要求也不同。将所有探测器无缝集成到控制平台中是实现基于需求的资源利用和避免能源浪费的基础。结合经过不断进化的智能控制算法，运行两年多以来，照明节能率超过 40%。通过这种方式，大楼在空调方面也取得了显著的节能效果。“大楼使用 VRV（变冷媒流量多联系统）空调，它通过 BACnet 现场总线连接到倍福控制平台，布线简单，维护方便。结合人体感应的节能算法，暖通空调的节能率超过了 20%。”H 栋大楼项目实施经理柯振宇说道。大楼的整套智能运维系统基于倍福的开放式自动化平台和主流的楼宇行业国际总线标准，使得这栋楼不仅充满了现代化气息，同时也给未来的功能扩展预留了空间。

建筑数字孪生平台

众所周知，一栋建筑的生命周期一般至少为 20 至 30 年，甚至更久。而在以往没有信息化平台的建筑，在投入运营数年后，由于管理不善会遇到各种问题。而 BIM 能够很好地在建筑全生命周期内实现数据的信息化管理。此外，BAS（楼宇自动化系统）为建筑内所有机电设备提供了监控平台。因此，通过 BIM 和 BAS 两者的有效结合，数据在虚拟空间中完成映射，平台反映并展现实体建筑的全生命周期过程，这就是从传统信息化和自动化向“数字孪生“的重大进化。

倍福基于 PC 的控制技术具有互联互通性，是缩小 IT 和自动化之间差距的理想解决方案。因为高度集成且开放的自动化系统平台可以帮助用户在短时间内快速实现建筑内所有设备的监测和控制数据的对接，助力构建建筑数字孪生平台，大大降低产品投入及施工时间成本，这也是东风院选择倍福的最重要原因之一。

项目示范效应显著

该项目自建成以来，吸引国内众多建筑方和同行的来访。来自武汉地区知名的中南建筑院、中建三局和武汉中信设计院等领导和同行参观后，纷纷表示 H 栋大楼中将许多先进的理念都付诸于实际，取得了实际的成效，并对武汉东风设计院独树一帜的理念表示赞扬。他们认为，H 栋大楼代表了智能楼宇行业最新的标准，为行业的发展奠定了新的方向。