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樓宇自控系統(tǒng)設計說明
發(fā)布時間:2018-3-23 22:57:47   瀏覽次數(shù):
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樓宇自控系統(tǒng)設計說明
 
         當今,世界各地的大廈管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環(huán)境而正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法,他們越來越注重于通過優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性。智能大廈向人們提供全面的、高質(zhì)量的、快捷的綜合服務功能,它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶,是建筑藝術與信息技術完美的結(jié)合。
樓宇自控系統(tǒng)(Building Automation System,簡稱BAS )是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監(jiān)控范圍通常包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。


高新信息技術和計算機網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展,對建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務及管理最優(yōu)化組合的要求越來越高,要求建筑物提供一個合理、高效、節(jié)能和舒適的工作環(huán)境。節(jié)能是一項基本國策,也是建筑電氣設計全面技術經(jīng)濟分析的重要組成部分。樓宇自控系統(tǒng)正是順應了這一潮流,它的建立,對于大廈機電設備的正常運行并達到最佳狀態(tài),以及大廈的防火與保安都提供了有力的保證。同時,依靠強大軟件支持下的計算機進行信息處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯判斷和圖形處理,對整個系統(tǒng)作出集中監(jiān)測和控制;通過計算機系統(tǒng)及時啟停各有關設備,避免設備不必要的運行,又可以節(jié)省系統(tǒng)運行能耗。
當前現(xiàn)代化大廈就空調(diào)系統(tǒng)而言,是一棟大樓耗能大戶,也是節(jié)能潛力最大的設備。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,中央空調(diào)系統(tǒng)占整個大樓的耗能50%以上,而大樓裝有樓宇自控系統(tǒng)以后,可節(jié)省能耗25%,節(jié)省人力約50%。出現(xiàn)故障,能夠及時知道何時何地出現(xiàn)何種故障,使事故消除在萌芽狀態(tài)。
當前隨著建筑物的規(guī)模增大和標準提高,大廈的機電設備數(shù)量也急劇增加,這些設備分散在大廈的各個樓層和角落,若采用分散管理,就地監(jiān)測和操作將占用大量人力資源,有時幾乎難以實現(xiàn)。如采用樓宇自控系統(tǒng),利用現(xiàn)代的計算機技術和網(wǎng)絡系統(tǒng),實現(xiàn)對所有機電設備的集中管理和自動監(jiān)測,就能確保樓內(nèi)所有機電設備的安全運行,同時提高大樓內(nèi)人員的舒適感和工作效率。
**大廈是采用西歐古典三段式的、國際化標準的智能型建筑,采用樓宇自動化系統(tǒng)將為大廈的管理者提供自動化水平較高的先進運行手段,并為用戶提供舒適宜人的生活和工作環(huán)境。
二、設計原則
實用性和先進性
本工程樓宇自控系統(tǒng)按照智能建筑設計標準的甲級標準進行設計,系統(tǒng)的設置既強調(diào)先進性也注重實用性,以實現(xiàn)功能和經(jīng)濟的優(yōu)化設計。
標準化和結(jié)構(gòu)化
系統(tǒng)設計依照國家有關標準外,還根據(jù)系統(tǒng)的功能要求,作到系統(tǒng)的標準化和結(jié)構(gòu)化,能綜合體現(xiàn)出當今的先進技術。
集成性和可擴展性
系統(tǒng)設計遵循全面規(guī)劃的原則,并有充分的余量,以適應將來發(fā)展的需要。
保證樓宇自控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的先進性、合理性、可擴展性和兼容性。
三、系統(tǒng)設計描述
3.1 工程概況
**大廈整棟建筑物基本采用西歐古典三段式。建筑有地下一層,地上主體建筑為十二層。大樓的應用功能可以劃分為四個區(qū),即:業(yè)務區(qū)、辦公區(qū)、科技用房區(qū)、設備管理區(qū)、機動車車庫區(qū)。根據(jù)辦公樓的結(jié)構(gòu),它分為東區(qū)和西區(qū)。
3.2 樓宇自控系統(tǒng)控制方式及網(wǎng)絡型式
**大廈樓宇自控系統(tǒng)采用集散型控制方式,即現(xiàn)場區(qū)域控制,計算機局域網(wǎng)通訊,最后進行集中監(jiān)視、管理的系統(tǒng)控制方式。這種控制方式保證每個子系統(tǒng)都能獨立控制,同時在中央工作站上又能做到集中管理,使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、性能可靠。
樓宇自控系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可分為三級,第一級為中央工作站,即控制中心,控制中心內(nèi)設中央工作站,中央工作站系統(tǒng)由PC主機、彩色大屏幕顯示器及打印機組成,是BAS系統(tǒng)的核心,整個大廈內(nèi)所受監(jiān)控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示,它可以直接和以太網(wǎng)相連;第二級為直接式數(shù)字控制器,第三級為采集現(xiàn)場信號的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)。直接數(shù)字控制器、傳感器及執(zhí)行機構(gòu)隨被控設備就近設置。
樓宇自控系統(tǒng)留有與消防報警系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的通訊接口,這有利于實現(xiàn)對各弱電子系統(tǒng)的信息集中管理,系統(tǒng)之間的事件聯(lián)動,提高系統(tǒng)總體決策能力。
3.3 樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容
冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、 送排風系統(tǒng)、 給排水系統(tǒng)、 變配電系統(tǒng)、
照明系統(tǒng)、 電梯監(jiān)測等。
3.3.1冷熱源系統(tǒng)
**大廈的冷熱源由位于11層的冷熱水系統(tǒng)提供。系統(tǒng)監(jiān)控對象:6臺風冷熱泵機組、8臺離心水泵及相關溫度、壓力、流量參數(shù)。由于冷熱源系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的用電大戶,也是直接決定辦公環(huán)境好壞的重要系統(tǒng),并且該系統(tǒng)設備價格昂貴、日常保養(yǎng)和維護工作所需的人力和物力也很大。因此,對冷/熱源系統(tǒng)實施有效的監(jiān)控和管理是至關重要的。
樓宇自控系統(tǒng)能實施以下功能:
系統(tǒng)負荷控制
通過監(jiān)測空調(diào)水供回水溫度和空調(diào)水流量計算出大樓的冷/熱負荷,在此基礎上對機組進行臺數(shù)控制。
領先/滯后的控制
在擁有多臺風冷熱泵機組的情況下,為了使每臺機組的運行時間趨于合理,通過比較各臺機組的運行時間,從而決定各臺機組開啟的順序。
對于冷熱源系統(tǒng),樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容如下:
· 監(jiān)測
-風冷熱泵機組手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài);
-風冷熱泵機組累計運行時間,發(fā)出定時檢修提示;
-離心水泵手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài);
-離心水泵累計運行時間,發(fā)出定時檢修提示;
-空調(diào)水(冷凍水/空調(diào)熱水)供、回水溫度和回水流量;
-空調(diào)水供、回水壓差;
-空調(diào)膨脹水箱高、低液位報警。
· 控制
-定時控制;按預先編排的時間程序控制系統(tǒng)啟停。
-根據(jù)空調(diào)水供、回水溫度和回水流量,計算大樓實際冷或熱負荷,進行機組臺選控制,并控制相應的水泵;
-根據(jù)DDC內(nèi)部存儲的風冷熱泵機組累計運行時間,對風冷熱泵機組進行時間均衡調(diào)節(jié),系統(tǒng)為優(yōu)先權(quán)設計:需要啟動時,開啟累計運行時間最短的機組;需要關閉時,關閉累計運行時間最長的機組;
-按正確順序依次聯(lián)鎖啟停設備;
啟動:離心水泵→風冷熱泵機組
停機:風冷熱泵機組→離心水泵
-根據(jù)空調(diào)水供、回水總管壓差,PID調(diào)節(jié)旁通閥開度,保持空調(diào)水供水壓力穩(wěn)定。
3.3.2空調(diào)系統(tǒng)
**大廈空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控對象為空調(diào)機組、新風機組,空調(diào)/新風機組位于各層空調(diào)機房內(nèi)。
樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括:
· 監(jiān)測
-過濾器阻塞狀態(tài),提醒操作人員及時清洗;
-風機的手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài);
-風機累計運行時間,定時發(fā)出檢修提示信號;
-對新風機組,監(jiān)測送風溫度;對空調(diào)機組,監(jiān)測回風溫度。
· 控制
-定時控制;按預先編排的時間程序控制機組啟停。
-新風風閥與風機聯(lián)鎖;風機停機時,新風風閥關閉。
-在冬/夏季,采用最小新風量;在過渡季,采用焓值控制方式。
-根據(jù)送風溫度(回風溫度)與設定值(可調(diào))的偏差,通過PID運算,輸出相應的控制信號,調(diào)節(jié)回水管上電動閥的開度,以保持送風溫度(回風溫度)的恒定。
注:在大樓的典型位置,測取室外新風的溫、濕度,為整個系統(tǒng)使用。
3.3.3送、排風系統(tǒng)
納入樓宇自控系統(tǒng)的送排風機為用于地下室配電間、汽車庫、自行車庫的送/排風機;用于衛(wèi)生間的屋頂排風機;用于會議室、餐廳的通風機;用于廚房的通風機。
樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括:
· 監(jiān)測
-各風機手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài);
-各風機累計運行時間,定時發(fā)出檢修提示信號。
· 控制
-定時控制:按預先編排的時間程序控制風機啟停。
3.3.4給排水系統(tǒng)
納入樓宇自控系統(tǒng)的給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)和生活污水系統(tǒng)。系統(tǒng)中的水泵與水箱或水池液位狀態(tài)聯(lián)動,僅在需要時才投入運轉(zhuǎn),避免不必要的浪費,節(jié)約水源。
樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括:
· 監(jiān)測
-各水箱高、低液位監(jiān)測;
-水泵手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài);
-水泵累計運行時間,定時發(fā)出檢修提示信號;
-水箱及水池超高(低)液位報警;
· 控制
-根據(jù)水箱及水池高、低液位信號,控制水泵的啟停;
3.3.5變配電系統(tǒng)
納入樓宇自控系統(tǒng)的供配電系統(tǒng)包括其高壓、變壓器、低壓配電。大廈內(nèi)高壓進線,通常為兩路10KV獨立電源,兩路可自動切換,互為備用。電力的管理是大廈內(nèi)最重要的部分之一。基于目前的技術水平和管理水平,樓宇自控系統(tǒng)對變配電系統(tǒng)只監(jiān)測不控制。
樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括:
· 監(jiān)測
-變壓器超溫報警;
-低壓進線開關狀態(tài)、三相電壓和三相電流;
-低壓母線聯(lián)絡柜開關狀態(tài)。
3.3.6照明系統(tǒng)
樓宇自控系統(tǒng)對建筑照明實行監(jiān)控不僅可簡化操作,還可以按時間要求或照度要求進行控制,使被控燈具要求點亮或熄滅,利于節(jié)約電能。**大廈照明系統(tǒng)包括泛光/航空標志燈照明、車庫照明。
樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括:
· 監(jiān)測
-要求控制的照明回路的手/自動狀態(tài)、開關狀態(tài)。
· 控制
-根據(jù)工作時間表進行照明回路的開關控制。
3.3.7  電梯監(jiān)測
樓宇自控系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)、故障報警進行監(jiān)測,以保證電梯系統(tǒng)的正常運行。
3.4 管線敷設和設備安裝
從中央控制站至現(xiàn)場直接數(shù)字控制器之間采用專用的通訊電纜沿鍍鋅鋼管敷設,從直接數(shù)字控制器至執(zhí)行機構(gòu)采用屏蔽或非屏蔽線,在冷凍站、變配電所、空調(diào)機房等處線纜集中的地方采用金屬線槽進行敷設,其它零散測點線纜較少的地方采用穿鍍鋅鋼管進行敷設。
通訊系統(tǒng)由通訊卡、現(xiàn)場通訊接口和通訊線路組成,通訊卡安裝在中央管理工作站,與中央管理工作站的計算機相聯(lián),現(xiàn)場通訊接口安裝在每臺現(xiàn)場控制機內(nèi),通訊線將中央通訊卡與現(xiàn)場通訊接口依次相連。
為控制器配置的控制柜可提供控制器工作所必需的電源、繼電器板、接線端子等,控制器內(nèi)置于控制柜中??刂乒癜惭b在被控對象附近,便于操作及施工,每臺現(xiàn)場控制柜需提供一個220V,1000W的電源,或在附近留有電源插座。需要控制的風機或水泵等設備的配電柜內(nèi)需設置手自動轉(zhuǎn)換開關,轉(zhuǎn)換開關置于手動狀態(tài)時,用手動啟停按扭控制風機或水泵啟停;轉(zhuǎn)換開關置于自動狀態(tài)時,由現(xiàn)場控制機提供的無源常開觸點控制風機、水泵啟停。被控風機或水泵配電柜需提供一對常開無源輔助觸點,留有現(xiàn)場控制機使用,以檢測風機或水泵的運行狀態(tài)。
傳感器、執(zhí)行器安裝在工藝管道上,每個元件需要的電纜視不同產(chǎn)品而有所不同。當風道溫度傳感器與濕度傳感器一同安裝時,應注意順風走向,溫度應置濕度傳感器上測。
各個傳感器不應安裝于管路彎頭處。
風閥驅(qū)動器安裝一定要注意閥的葉片軸與驅(qū)動器軸同心。
電動閥門驅(qū)動器安裝,注意閥的實際開啟方向與驅(qū)動器指示方向相符。
流量計一定要注意于直管段豎直安裝,流量計前至少要有10倍流量計通徑的距離;流量計后至少要有5倍流量計通徑的距離。
3.5 系統(tǒng)供電
中央控制室設專用配電盤,采用末端自動切換的雙回路供電方式,直接數(shù)字控制器由現(xiàn)場供電。
3.6 接地
本系統(tǒng)采用聯(lián)合接地,接地電阻不大于1歐姆。
對于正常情況下不帶電的儀表外殼、設備及控制箱均應接地。
 
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