建筑設備監(jiān)控(樓宇自控)系統(tǒng)設計方案
建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)
1建筑設備監(jiān)控工程概況
本項目總建筑面積74492㎡,由大劇院、體育館、射擊館、會展中心等建筑組成。這樣規(guī)模的建筑中,需要大量的機電設施協(xié)同運轉才能為在場館內(nèi)的人員提供安全、舒適并節(jié)能的空間環(huán)境,這也是樓控節(jié)能管理系統(tǒng)的建設目標。另外,為實現(xiàn)整個市民活動中心建筑設施管理的現(xiàn)代化,和最佳的節(jié)能需求,設計方在設計系統(tǒng)集成時,充分考慮了全年不間斷地運行需求、電磁環(huán)境的影響、宜都地區(qū)氣候特點,以及與建筑群內(nèi)其他系統(tǒng)兼容性等問題。系統(tǒng)工程的設計和實施,以長期的經(jīng)營需求為主,充分滿足未來發(fā)展需要,遵循國內(nèi)國外的相關規(guī)范與標準。
根據(jù)樓宇智能化系統(tǒng)集成控制的要求,系統(tǒng)集成控制應具有技術先進、性能穩(wěn)定、安全可靠等特點;并且操作簡單、維護方便、擴展靈活,以滿足使用方運營、管理的需要。本著確保系統(tǒng)整體的安全性和可靠性,并在一定時期內(nèi)保持技術的先進性,計劃選用樓宇自控系統(tǒng)。
2建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)需求分析
本項目是一集樓宇自控、消防及諸多子系統(tǒng)于一體的綜合性智能化樓宇。系統(tǒng)設計以滿足用戶的要求,采用最先進的技術和系統(tǒng)、根設計院有關圖紙,以技術前瞻性為導向,采用優(yōu)化的設備配置、運行方案及管理方式,為大樓提供高效率的系統(tǒng)管理,為大樓的機電設備提供良好的運行環(huán)境,為大樓提供舒適的工作及生活環(huán)境。
根據(jù)標書要求,結合本項目的實際功能和檔次,在本工程的樓宇自動化管理系統(tǒng)的設計和應用中,主要應突出以下重點:
采用先進的技術和產(chǎn)品,為大樓提供一個高效、節(jié)能、可靠的智能控制系統(tǒng),對大樓的樓宇機電設備予以控制,實現(xiàn)綠色、智能的建設目標,充分展現(xiàn)現(xiàn)代化大廈在智能化管理上的特點。未來的世界是網(wǎng)絡的世界,本項目這樣的現(xiàn)代化建筑,需要采用符合時代發(fā)展的樓宇自控系統(tǒng),西門子公司的全以太網(wǎng)結構樓宇控制系統(tǒng)正是順應這一要求而推出,具有技術的前瞻性,并在同行業(yè)中遙遙領先。
我們所采用的系統(tǒng)應是一個具有國際先進水平的一流產(chǎn)品,同時也具有良好的性價比。其先進性應體現(xiàn)在硬件產(chǎn)品成熟、優(yōu)質,在國際上有過較長時間的應用歷史背景,另外在通訊協(xié)議上應能夠具有良好開放性和通用性,并已成為發(fā)展主流的先進通訊協(xié)議,以確保用戶在日后系統(tǒng)的升級和擴容上不受單一產(chǎn)品通訊協(xié)議限制,方便的對原有系統(tǒng)進行升級和擴容。在軟件上應具有良好的人機界面,便于日后樓宇管理人員的維護和管理。
針對本項目機電設備分布特點,配置DDC控制器要保證系統(tǒng)配置的余量和系統(tǒng)擴充能力。我們所有的現(xiàn)場DDC控制器物理控制點均預留了符合標書要求的余量。在通訊協(xié)議上我們采用了國際流行的標準開放性通訊協(xié)議,以保證系統(tǒng)的開放性。
合理的配置DDC控制器,DDC的分配上要考慮日后施工和管理的便利,便于維護和安裝,所有DDC控制器具有現(xiàn)場手動控制和手、自動切換裝置。
3建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)設計依據(jù)
本項目樓宇自控系統(tǒng)必須要滿足業(yè)主的實際要求,同時要符合“智能建筑設計標準”(GB/T50314-2000)。樓宇自控系統(tǒng)設計應充分考慮其技術的先進性、系統(tǒng)的開放性、可靠性及可擴展性。此外,在系統(tǒng)設計中嚴格遵照如下標準與規(guī)范:
《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16-2008
《智能建筑工程質量驗收規(guī)范》GB50339—2003
《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006
《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005
《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》(GB50019-2003)
《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB 50174-2017
《建筑設計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)
《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010
4建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)功能說明
4.1冷熱源系統(tǒng)
1)實施目的
1)優(yōu)化冷熱源系統(tǒng),提高系統(tǒng)運行效率(COP),保證冷熱源系統(tǒng)服務質量。
2)提高冷熱源系統(tǒng)運行安全性,減少對電網(wǎng)的沖擊,延長設備使用壽命。
3)采用模糊預測算法,自動調(diào)節(jié)運行工況,達到節(jié)能效果。
2)節(jié)能效果
對冷熱源系統(tǒng)進行全面優(yōu)化,從而達到冷熱源系統(tǒng)年平均節(jié)能率20%~40%的節(jié)能效果,其中冷熱源主機節(jié)能率約為10%~30%,輔機節(jié)能率約為60%~80%。
3)監(jiān)測內(nèi)容
1)DI點:冷水機組、冷熱水泵、冷卻塔的運行狀態(tài)、故障報警、自動/手動狀態(tài),水流開關狀態(tài)。
2)DO點:冷水機組、冷熱水泵、冷卻塔的啟??刂疲y開關控制。
3)AO點:供回水總管旁通閥,換熱器熱水調(diào)節(jié)閥水量控制,水泵頻率控制。
4)AI點:冷凍水總管供回水溫度、水流量和壓力,冷卻水供回水溫度;鍋爐供回水溫度、壓力、水流量;水泵進出口壓力等。
5)自動記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負荷,并可根據(jù)管理部門技術要求書以不同時段累計負荷情況并打印。
4)控制策略要求
1)程序控制熱泵機組啟/停,以達到最低能耗,達到最低的主機折舊。
2)根據(jù)預置程序或業(yè)主的日程安排(例如:節(jié)假日、上下班等)自動開關冷熱機組。
3)根據(jù)業(yè)主的要求自動切換機組,累計每臺機組運行時間,自動選擇運行時間最短的機組,使每臺機組運行時間基本平均,以延長機組使用壽命。
4)自動記錄及打印空調(diào)系統(tǒng)負荷,并可根據(jù)管理部門技術要求書以不同時段累計負荷情況并打印。
5)根據(jù)實際負荷,對機組、水泵等進行臺數(shù)控制,并監(jiān)測其運行狀態(tài)。對各臺機組水溫進行監(jiān)測。
6)監(jiān)測機組壓差,如低于設定值,立即關閉冷水機及相關設備。
7)冷凍水系統(tǒng)根據(jù)溫度、壓差、流量等,運用模糊控制程序,對水泵進行變頻控制,實現(xiàn)符合負荷要求的合理性調(diào)節(jié),達到節(jié)能的目的。
8)冷卻水系統(tǒng)根據(jù)溫度、冷凍主機工況、室外溫濕度、冷卻塔排熱等,運用模糊控制程序,對水泵進行變頻控制,實現(xiàn)符合冷凍主機冷卻要求的合理性調(diào)節(jié),達到節(jié)能的目的。
9)實現(xiàn)冷凍水系統(tǒng)-最佳輸出能量控制
10)機組臺數(shù)與水泵臺數(shù)按相應的序列程序控制。
11)當空調(diào)末端側對冷負荷的需求降低時,提高冷水機組的供水溫度可以大大節(jié)省冷水機組的運行能耗
4.2空調(diào)、新風系統(tǒng)
1)實施目的
遠程監(jiān)控及管理設備等;
按照時間表自動投運設備,合理自動運行設備,達到從管理的角度節(jié)能的目的;
對空調(diào)、新風機進行綜合節(jié)能控制,達到既滿足舒適性的要求又節(jié)能的目的;
2)節(jié)能效果
?風機節(jié)能率達到30%~60%的目標;
?精確調(diào)節(jié)空調(diào)使用區(qū)域的溫度、濕度及空氣質量,滿足舒適性的要求;
?對初效/中效過濾器進行檢測,并報警提醒清潔;
?優(yōu)化設備運行,延長設備使用壽命。
3)監(jiān)控內(nèi)容
DI點:風機運行狀態(tài),手自動狀態(tài)、故障狀態(tài),狀態(tài)、過濾網(wǎng)壓差狀態(tài)、狀態(tài);
DO點:風機啟??刂?;
AI點:送、回風管溫度、室內(nèi)溫度、空氣質量、室外溫濕度;
AO點:水閥控制、新風閥控制、回風閥控制
4)控制策略要求
在預定時間程序和最佳起、停程序下控制空調(diào)、新風機組。具有任意周期的實時時間控制功能。(可根據(jù)室外焓值自動調(diào)整時間表)
根據(jù)室內(nèi)溫度,PID調(diào)節(jié)冷水/熱水二通閥,使室內(nèi)溫度保持在設定范圍內(nèi)。
根據(jù)室外溫度、室內(nèi)空氣質量,調(diào)節(jié)新、回風風門的開度,達到節(jié)能效果。
風機、盤管水閥連鎖程序:
啟動順序:開盤管水閥、啟風機,調(diào)節(jié)冷水閥、新回風閥;
停機順序:停風機、關水閥、關新/回風風閥;
自動監(jiān)測過濾網(wǎng)兩端壓差,堵塞時報警,自動提示清洗過濾網(wǎng),提高過濾效率。
空調(diào)機與各設備進行連鎖控制:空調(diào)機停止時,關閉各二通閥。
顯示機組的運行狀態(tài)和每個參數(shù)的值,通過修改設定值,以求達到最佳工況。
在遠程工作站上對機組的運行參數(shù)進行列表匯報,趨勢分析,超限報警。
通過采用新、回風焓值比較的運行工況判斷新風比,最大限度的減少人工冷熱源的使用,達到空調(diào)節(jié)能的目的。
按最佳的節(jié)能效果和營運環(huán)境進行控制。
?中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數(shù),包括狀態(tài)、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
4.3送排風系統(tǒng)
1)實施目的
遠程監(jiān)控及管理設備等;
按照時間表自動投運設備,合理自動運行設備,達到從管理的角度節(jié)能的目的;
2)監(jiān)控內(nèi)容
DI點:風機運行狀態(tài),手自動狀態(tài)、故障狀態(tài)
DO點:風機啟??刂?/span>
AI點:室內(nèi)空氣質量
3)控制策略要求
時間程序自動啟/停送排風機,具有任意周期的實時時間控制功能。
根據(jù)室內(nèi)空氣質量,控制送排風機的開啟時間。
監(jiān)測送排風機的運行狀態(tài)和故障信號,并累計運行時間。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數(shù),包括狀態(tài)、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
4.4給排水系統(tǒng)
1)實施目的
遠程監(jiān)控及管理設備等;
確保集水井、變頻生活給水裝置、排污水泵、屋頂水箱和地下生活水池等設備正常運行。
2)監(jiān)控內(nèi)容
DI點:水泵運行狀態(tài),手自動狀態(tài)、故障狀態(tài),集水井高、低液位檢測報警。
DO點:水泵啟??刂?。
AI點:各水箱的實時液位監(jiān)測。
3)控制策略要求
時間程序自動啟/停送水泵。
根據(jù)水箱高低液位,控制水泵的啟停
根據(jù)集水坑高低液位,控制潛水泵的啟停
監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)和故障信號,并累計運行時間。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數(shù),包括狀態(tài)、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。
4.5供配電系統(tǒng)
1)實施目的
實時監(jiān)測建筑用能,確切掌握用能總量及動態(tài)變化;
通過數(shù)據(jù)分析和診斷指導合理用能;
協(xié)調(diào)各種節(jié)能策略,實現(xiàn)運行過程的節(jié)能;
為綠色建筑星級運行評審提供數(shù)據(jù)依據(jù);
與大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺實現(xiàn)無縫連接;
節(jié)能減排實時數(shù)據(jù)生動形象的宣傳展示。
2)監(jiān)控內(nèi)容
空調(diào)用電計量,包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電2個子項。子項分別分項計量。
照明用電計量,以建筑、樓層和用途進行分項計量,包括室內(nèi)照明、公共區(qū)域照明和景觀照明,統(tǒng)一進行分項計量。
插座用電計量,以建筑、樓層為基準進行分項。
動力用電計量,是集中提供各種動力服務的設備用電的計量。包括電梯用電、水泵用電、通風機用電,共3個子項。各子項分別分項計量。
3)控制策略要求
能耗統(tǒng)計:
能效分析:
報表管理:
報表管理包括:按照不同時間尺度展示和輸出建筑總用能賬單、建筑總用能報表、建筑總用電、建筑用電分項、空調(diào)系統(tǒng)用電分項等數(shù)據(jù)的報表。報表可以根據(jù)日、月等靈活的查詢、顯示和輸出。報表管理還支持由用戶自定義報表的輸出樣式。
4.6電梯系統(tǒng)
采用網(wǎng)關通訊方式采集電梯系統(tǒng)數(shù)據(jù),主要采集電梯運行狀態(tài),故障狀態(tài),上下行狀態(tài),樓層顯示等信息。方便物業(yè)人員進行集中管理。
4.7風機盤管系統(tǒng)
本項目辦公室等室內(nèi)區(qū)域空調(diào)采用風機盤管方式,要求風機盤管溫控器采用聯(lián)網(wǎng)型風機盤管溫控器,風機盤管聯(lián)網(wǎng)后進入樓控系統(tǒng)進行集中監(jiān)控,以達到更優(yōu)化監(jiān)控。