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智能化楼宇自控系统技术方案

1.   楼宇自控介绍

随着科技的不断发展和进步,现代化的建筑物迅速崛起及发展,已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化,必然导致建筑物内机电设备种类繁多,技术性能复杂,维修服务保养项目的不断增加,管理工作已非人工所能应付。因此,采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本,提高建筑物总体运作管理水平。

楼宇自控系统(BAS)是建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术相结合的产物,使大楼具有智能建筑的特性。现代智能化建筑内有着大量的机电设备,如中央空调系统、通风系统、冷热源系统、给排水系统、电梯系统、照明等等系统设备,这些设备多而分散。多,即数量多,被控、监视、测量的对象多,多达上千点以上;散,即这些设备分布在各楼层和各个角落。如果采用分散管理,就地控制、监视和测量是难以想象的。采用楼宇自控系统,就可以合理利用设备,节约能源,节省人力,确保设备的安全运行,加强楼内机电设备的现代化管理并创造安全、舒适与便利的工作环境,提高经济效益。

2.   总体设计思路及原则

智能楼宇建筑面积庞大、建筑功能复杂,为此配置了大量的机电设备,以保证整个建筑良好舒适的环境和便利的工作空间。而大量机电设备的使用,必将引起管理人员的增加、能耗费用的巨额支出和管理工作的复杂。因此,根据用户要求同时,参考相关图纸,我们认为本楼宇自控系统需求实际上是体现在三个层面:

n  技术层面

本工程项目是集自用办公、公寓、餐饮、商业为一体的超高层综合建筑,其建筑物应提供多种使用功能,为业主整体运营发展服务。因此,从技术层面上讲,其BMS系统应采用当今先进且成熟的系统及技术,为建筑物的运行提供高效的监控及管理平台,同时亦应为业主企业的运营与发展服务。

·              基于TCP/IP以及开放式协议的BMS系统架构
要求管理层网络支持TCP/IP协议,中央站可以通过网络把信息传送到任何指定的数据通信分站。现场控制网络要求采用符合BACnet通信协议的网络,同时现场控制器可以独立于网络完成控制功能。

·              先进完备的系统数据库及其应用
提供企业级的数据库交互平台。

·              运行可靠稳定的系统硬件设备及网络设备

·              基于IE以及WEB技术的、人性化的、便捷的且灵活的操作管理软件平台

·              软件系统嵌入式且配置灵活的现场控制器及其I/O模块

·              可靠耐用的现场监控元件

n  建筑运行管理层面

所有的系统以及技术,都是为建筑运行服务的,在技术层面的需求满足的情况下,针对建筑本身的功能特点而设计的系统控制、运行以及管理模式,是确保建筑高效、低耗且节能运行的关键。具体体现为:

·              空调系统运行工况的控制
即根据室外气象条件的变化,对冷冻站及空调系统运行工况的控制及调整,在满足室内温湿度及室内空气质量参数的基础上,最大限度的优化整个空调系统的运行效率。

·              针对建筑内不同的功能区域
在空调系统运行工况控制基础上,实现对不同功能区域的区域化特定控制模式,以满足不同功能区域的对室内空气参数的特定需求。

·              最大限度地保证建筑空气质量
建筑内不同功能区域间的气流组织及微压差监测与控制,实现更能区域间的合理气流分配及压差参数,最大限度的保证建筑内的空气质量。

·              配电系统运行参数采集
配电系统运行参数的实时采集监测以及历史数据的纪录,提供标准的数据库格式以及数据库检索应用接口,实现的历史数据的整理、分析以及归档,便于运行管理了解大厦的用电负载分布情况,同时作数据分析比对,为改进建筑用电分配管理提供数据基础及分析手段。

·              给排水系统监控
给排水系统的分散控制与集中监视管理,给排水系统设备比较分散,相对控制比较独立,集中监视管理所有水箱、水池、水坑的液位状态及报警。

·              照明系统监控
对公共区域和特殊区域的照明个性化控制,优化照明控制模式,在满足照明功能需求的基础上,最大限度的优化控制模式实现照明系统节能运行。

·              中央管理平台
基于企业通用数据库、IE以及WEB技术的中央管理监控平台,提供个性化的管理运行模式以及开放式的应用接口及工具,实现完备的分散控制集中管理的运行模式,为建筑的运行提供整体的管理运行服务。

n  企业运营层面

先进的BMS技术是为建筑物的运行管理服务的,完备的建筑运行管理又是为其服务的企业运营发展而服务的,同时又直接关系到物业管理企业的运营绩效,因此BMS系统运行管理模式亦应体现为企业运营服务的层面上。具体体现为:

·              系统上纳入业主企业整体管理体系
通过标准的数据库及网络技术融入业主企业整体资产管理体系,实现对其资产的整体管理。

·              提高用户工作运营环境的舒适度
提高用户已及其客户的满意度,大量机电设备的应用其最主要的一个目的就是为日常工作和生活带来便利,同时也保证环境的舒适和安全。楼宇自控系统的应用是完全尊重和坚持这一原则的,所有的控制措施和节能措施,均不能违背这一基本点。而且,正是采用了楼宇自控系统,使我们能够更直观更方便的对环境指标进行监视,通过楼控系统的分析,对空调、送排风等设备进行控制,保证环境的舒适度,通常楼控系统可以有效的保证环境温度的变化不大于+/-20C,这是传统工艺所无法实现的。楼宇自控系统还可以对环境综合质量进行监测,如室内CO、CO2等和其它有害物质的含量,一旦超标,联动送排风机及时补充室外新风,排出室内污浊气体,保证室内环境的洁净。

·              节能以及能源管理
通过先进的技术手段以及优化的控制管理模式,实现对建筑耗能的监测、数据采集、能源绩效分析,利用最有能源策略实现能源使用效率持续改进。楼宇自控系统通过电脑控制程序对全楼的机电设备进行监视和控制,统一调配所有设备用电量,可以实现用电负荷的最优控制,有效节省电能,减少不必要的浪费。本工程作为现代化的建筑来说,电力的消耗是非常惊人的。大楼中各种设备都是“耗电大户”。以空调系统为例,由此处所消耗的电能更是惊人;在大楼配置楼宇自控系统之后,系统可根据设置在楼内各处的传感器所检测的数据,计算出大厦实际的冷负荷,与机组的制冷能力进行比较,如果能力富裕很多,说明设备组全部开动是没必要的,就按程序中事先指定的顺序关闭其中的一台;如果此时能力仍然富裕很多,就顺序关闭第二台。反之,当冷负荷增加时就顺序开启设备。通过调节设备开启,既保证正常需要,又降低能源消耗。当前,在世界上有数万座建筑使用楼宇自控系统,在这些建筑中,一般的情况下节约的能量可以达到20%,这种效益采用人工操作是绝对无法实现的。

·              节省人力
通过楼宇自控系统先进的管理监控平台,在投入使用后可以大量减少运行操作人员和设备维护维修人员,并能及时处理设备出现的问题,提高人员的工作效率。

·              延长设备的使用寿命
在建筑内配置楼宇自控系统之后,设备的运行状态始终处于系统的监视之下,楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录,同时可以定期打印出维护、保养的通知单,这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养,并能及时发现和处理设备的故障及故障隐患,因此可以使设备的运行寿命加长,也就是降低了建筑的运行费用。

·              保证建筑及人身安全
此外,大厦本身的安全和人员生命的安全是非常重要的。先进的楼宇自控系统可以将保安管理、停车管理融在同一系统中,同时可方便地与消防报警系统联网,因此可极大地提高建筑的管理水平,减少部门之间的协调。在美国,在对大楼进行保险时,配有楼宇自控系统的建筑可享受到很大的优惠,由此可见楼宇自控系统的重要程度。

 

3.   方案介绍

楼宇中电力设备,如电梯、水泵、风机、空调等,其主要工作性质是强电驱动。通常这些设备是开放性的工作状态,也就是说没有形成一个闭环回路。只要接通电源,设备就在工作,至于工作状态、进程、能耗等,无法在线及时得到数据,更谈不上合理使用和节约能源。现在楼宇自控是将上述的电器设备进行在线监控,通过设置相应的传感器、行程开关、光电控制等,对设备的工作状态进行检测,并通过线路返回控制机房的中心电脑,由电脑得出分析结果,再返回到设备终端进行调解。

 

(楼宇自控系统图)

 

 

我们能够提供楼宇自控系统中从上至下完整的产品解决方案。

包括楼宇管理系统,全局网络控制权,现场控制权DDC,变风量控制器,风机盘管控制器,输入输出模块,各类水阀,风阀,执行器,传感器,墙面模块,变频器,照明设备,燃烧控制等等。能够覆盖酒店中绝大部分的楼宇自控需求。

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