智能建筑是适应发展的必然产物,通过智能化技术可增强建筑功能、提高管理水平、节约建筑运营能耗、保障建筑及人身安全、提高建筑内环境舒适度。上述内容直接关系到建筑物未来几十年的使用效果以及业主投资的回报。

    楼宇自控(BA) 是建筑弱电工程的主要系统,集网络、计算机、控制和检测技术于一身,使得建筑内机电设备管理高效、环境获得最佳舒适度、大幅度节约建筑运行能耗。采用先进的楼宇自控系统(即开放、实时控制结构) ,可为用户提供楼宇自控系统的综合解决方案。

1 楼宇自控系统需求分析

1. 1 楼宇自控被控对象分析

1. 1. 1 建筑物特点

1) 运营能耗大。2) 功能分区多。

1. 1. 2 机电设备特点

1) 机电设备种类繁多、位置分散。2) 能耗设备占的比率大。

1. 2 楼宇自控系统特点分析

1. 2. 1 系统结构复杂

1) 建筑无论是高层还是扁平结构,其设备机房都会纵横分散,因此,BA 系统的网络拓扑结构应满足建筑结构的特点。为提高系统可靠性(即危险分散) ,将DDC 控制器和被控机组一对一进行配置才是最佳选择。

2) 在庞大建筑物内,DDC 控制器节点数目多、现场总线距离长, I/ O 容量大,为了保证网络结构的合理性及系统实时性,应采用多个系统控制器(即主控制器) ,它们与工作站间采用以太网结构以提高传输速率(10 Mb) 。

1. 2. 2 监控要求高

1) 楼宇自控的主要功效之一是节约建筑运营能耗,为了提高计量及监控精度,主要现场DDC 控制器应选用位数为32 位的DDC 控制器。

2) 对建筑中最大的耗能设备冷冻机组的控制,除满足常规控制功能外,还应引入冷量负荷台数控制,如果冷冻机组自身带监控设备时,应通过网络接口(网关) 纳入BA 系统,以便监控机组内的运行参数,同时实现冷机群控。

3) 有的建筑对电量参数监视要求高,点数相对也很多,为提高系统的可靠性且降低工程成本,选用传感器、变送器、通讯为一体的多功能智能电计量产品为宜。

4) 建议对所有纳入BA 系统的送/ 排风机,都应同时纳入消防的监控之下,而且消防的级别应高于楼控。消防、楼控和电气的控制接口,可通过对电控箱线路的联合设计实现。

1. 2. 3 产品选型的要点

1) 为便于用户的维护,应对BA 系统所用各类现场设备,如传感器、控制器、阀门、执行机构采用同一品牌的产品。

2) 为使业主在选择BA 产品和系统日后的扩展中有充分的自主权,且便于与第三方设备或系统集成,应选择采用开放性、国际标准( ISO 1648425)BACnet 协议通讯的BA 产品为宜。

3) 考虑BA 系统I/ O 的不确定性以及便于修改、调整等因素,应采用具备通用输入/ 输出功能,且可进行本地和远程扩展的BA 产品为宜。

2 楼宇自控系统达到的目标

1) 创造舒适环境。

2) 降低运营能耗。

3) 保障设备安全。

4)实现物业管理现代化。

5) 为系统集成奠定基础。

3 楼宇自控系统的选择

楼宇自控(BA) 系统的选择要遵循“高性价比”原则,充分考虑其技术的先进性、系统的开放性、可靠性及扩展性(或灵活性) 。

在选用产品时,首先应从该智能建筑的要求出发,要充分分析和考虑市场可供商品的特性及其产品的市场定位,选择适合于自己建筑特性的产品。业主在选择楼宇自控系统产品时首先要对产品进行性能/ 价格比较,其次一定要与自控集成商和使用单位一起对建筑物的自控系统方案进行优化,根据自己的投资预算和实际需求,合理选择最具有节能功能、方便管理的自控方案,使自控系统达到先进、完善、易用的水平。

4 楼宇自控系统设计范围

楼宇自控系统要对建筑物内的各机电设备,包括暖通空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等,采用集散系统进行自动监控和管理,以便于对各类机组提供可靠的、经济的优化控制。

4. 1 暖通空调系统

通过楼宇自动化系统(BA) 实现对空调末端设备的节能自动控制。当空调负荷发生变化时,通过采集相关数值,经系统运算后改变冷水机组工作状态、冷冻水和冷却水流量以及冷却塔风机的风量,确保冷水机组始终工作在效率最佳状态,使主机始终处于高转换效率的最佳运行工况。

另外,通过楼宇自控系统,对中央空调系统末端的新风机、空调机以及风机盘管等装置进行状态监视及“精细化”控制,以实现节能的目的,也就是通过DDC(直接数字控制器) ,将检测的相关量值进行PID 运算,实现对上述设备的PID 控制,达到一定的节能效果,同时创造舒适性环境。

4. 2 送排风系统

根据时间表(日常和节假日) 合理启停送排风,达到节能目的;监视风机的运行状态和故障报警,记录风机工作时间,及时维护、维修,达到延长设备使用寿命的目的。

4. 3 给排水系统

给排水系统的检测控制功能主要体现在检测生活水池、消防水池以及污水池等的水位,控制水泵的开关以及高低水位和水泵故障报警。系统主要通过对水泵的合理控制达到延长设备使用寿命和节省能源的目的。

4. 4 供配电系统

BA 系统对供配电系统只监不控,针对高/ 低压回路检测其电压、电流、功率等参数。尤其是低压供电部分,其每个供电回路的供电对象比较具体,因此,这些参数对于建筑物的管理人员非常有用,通过这些参数可以分析建筑物内各主要用电设备的用电情况,为更有效和科学地用电提供帮助。

4. 5 照明系统

照明控制系统可以将建筑物的照明设备按需分成若干组,以时间、区域程序来设定设备的开关,以达到节能的效果。另外,当有紧急事件发生时,照明设备可以做出相应的联动配合,将相应的区域照明打开。

4. 6 电梯系统

建筑物内的电梯是由专门的控制系统控制的,由电梯供应商提供。楼宇系统通常只是监视每部电梯的状态,如:运行、故障、上/下行等参数,以便操作人员可随时获得这些信息,如遇紧急情况可以及时发现和处理。

4. 7 语音界面系统

当下班或假期时,许多设备已经按预先设定的时间程序关闭,操作人员可用电话输入密码发出开启指令,设备运行时间在系统中预先设定,这样设备运行一段时间后自动关闭。可以通过电话密码输入,根据授权进入系统,提取温度、湿度、流量等数据,也可发出指令开启空调、照明设备。系统产生报警时,可通过电话进行报警。实时记录电话拨号登陆数据,并进行打印。

5 结语

楼宇自控系统使得建筑物内机电设备的管理在统一的界面上完成一切操作,极大地方便了机电设备的操作与维修,减少了管理和维护人员数量以及其劳动强度,基本上可以做到“无人职守”,同时节约了建筑能耗,为用户创造更舒适、安全的环境。