在建筑楼宇自动化系统（BAS）中，空气质量传感器和温湿度传感器是核心监测设备，通过实时数据采集与联动控制，可显著提升室内环境舒适度、降低能耗并保障人员健康。以下是两类传感器的具体应用场景、技术原理及系统集成方案：
一、空气质量传感器：监测与控制室内污染物
1. 核心监测参数
CO₂浓度：反映人员活动强度，浓度过高（>1000ppm）会导致头晕、嗜睡。
VOCs（挥发性有机物）：监测甲醛、苯等装修污染物，长期暴露可能引发呼吸道疾病。
PM2.5/PM10：实时监测空气颗粒物，超标时触发空气净化或新风系统。
CO浓度：检测燃气泄漏风险，浓度超过30ppm时需紧急报警。
2. 典型应用场景
会议室/教室：
当CO₂浓度>800ppm时，PLC通过DDC控制器逐步增大新风阀开度（如从30%增至60%）。
浓度>1200ppm时，强制启动排风机并推送报警至楼宇管理平台。
需求：人员密集导致CO₂浓度快速上升，需动态调节新风量。
控制逻辑：
地下车库：
CO传感器（量程0-300ppm）检测到浓度>25ppm时，启动排风机并保持低速运行。
浓度回落至10ppm以下时，延时5分钟关闭排风机以节约能耗。
需求：汽车尾气排放导致CO浓度升高，需及时排风。
控制逻辑：
3. 技术选型要点
精度与量程：
CO₂传感器：选择NDIR（非分散红外）原理，量程0-5000ppm，精度±50ppm。
VOCs传感器：采用金属氧化物半导体（MOS）或光离子化检测器（PID），量程0-10ppm（甲醛）。
输出信号：优先选择4-20mA（抗干扰强）或Modbus RTU（便于集成至BAS）。
校准周期：CO₂传感器建议每2年校准一次，VOCs传感器每1年校准。
二、温湿度传感器：优化热舒适性与设备保护
1. 核心监测参数
温度：影响人体热舒适性（ASHRAE标准：夏季22-26℃，冬季20-24℃）。
湿度：控制范围40%-60%，过高易滋生霉菌，过低导致静电问题。
露点温度：预防冷表面结露（如空调盘管），避免微生物滋生。
2. 典型应用场景
数据中心：
温度>23℃时，PLC启动精密空调并增加制冷量；温度<21℃时，减少制冷量。
湿度>60%时，启动除湿机；湿度<40%时，启动加湿器。
需求：维持服务器机房温度22±1℃，湿度45%-55%。
控制逻辑：
医院手术室：
采用冗余传感器（主备切换），当主传感器故障时自动切换至备用传感器。
温湿度偏离设定值±1℃/5%时，触发声光报警并推送至护士站终端。
需求：严格控制温湿度以降低感染风险（温度22-25℃，湿度40%-60%）。
控制逻辑：
3. 技术选型要点
精度与响应时间：
温度传感器：选择PT100铂电阻（精度±0.1℃），响应时间<15秒。
湿度传感器：采用电容式原理（精度±2%RH），响应时间<30秒。
防护等级：数据中心等高湿度环境需选择IP65及以上防护等级。
安装位置：避免阳光直射、远离热源（如空调出风口），距离地面1.5m（人员活动区）。
三、系统集成与联动控制
1. 数据采集与传输
传感器→DDC控制器：通过4-20mA或RS485信号将数据传输至直接数字控制器（DDC）。
DDC→BAS平台：采用BACnet/IP或Modbus TCP协议将数据上传至楼宇管理平台（如西门子Desigo CC）。
2. 联动控制策略
新风系统联动：
当CO₂浓度>800ppm且温度在舒适范围内时，优先增大新风量而非启动制冷。
冬季新风预热：通过温度传感器监测新风温度，若<5℃则启动预热盘管。
空调系统节能优化：
基于温湿度传感器数据，采用“变风量（VAV）”控制，根据负荷动态调节送风量。
过渡季节（春/秋）利用室外新风免费制冷，减少机械制冷能耗。
3. 故障诊断与预警
传感器故障检测：
通过比较同区域多个传感器数据（如3个温湿度传感器均值±5%偏差触发报警）。
定期自检（如每24小时发送测试信号，未响应则标记为故障）。
数据可视化与报表：
在BAS平台生成温湿度/CO₂浓度趋势图，支持按日/周/月导出Excel报表。
设置阈值报警（如CO₂>1500ppm持续10分钟），通过邮件/短信推送至运维人员。
四、实际应用案例
案例1：某商业综合体节能改造
改造前：定风量空调系统，能耗高且室内CO₂浓度超标（>1200ppm）。
改造后：
安装CO₂传感器（每层4个）和温湿度传感器（每层8个）。
实现新风量动态调节，空调能耗降低28%，室内CO₂浓度稳定在800ppm以下。
案例2：某医院ICU温湿度精准控制
需求：维持温度24±0.5℃，湿度50%±5%。
解决方案：
采用高精度温湿度传感器（精度±0.1℃/±1.5%RH）。
通过PID算法控制精密空调，超调量<1℃，调节时间<5分钟。
五、未来趋势
多传感器融合：集成CO₂、温湿度、PM2.5传感器于一体，减少安装空间与成本。
AI优化控制：利用机器学习预测室内负荷变化，提前调整设备运行策略。
无线化部署：采用LoRa或NB-IoT传感器，降低布线成本，适用于老旧建筑改造。
