一種基于樓宇建筑的自動控制系統(tǒng)設(shè)計方法

蘭飛

摘要：近年來，樓宇自控系統(tǒng)在智能建筑中扮演著極其重要的角色。針對具體的樓宇建筑，如何對其該系統(tǒng)進行合理的設(shè)計以達到預(yù)期節(jié)能等目標已變得非常重要。為此，本文提出了一種基于樓宇建筑的自動控制系統(tǒng)設(shè)計方法，從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計等方面詳細闡述了如何對建筑物中的自控系統(tǒng)進行合理的設(shè)計。這對從事樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計的人員具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：樓宇自控系統(tǒng) 智能建筑 DDC

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

隨著社會的發(fā)展，智能建筑如雨后春筍般崛起，樓宇自控系統(tǒng)作為智能建筑的重要組成部分，已引起了人們廣泛的關(guān)注。

在建筑物中建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)是為了對其中的電氣設(shè)備進行自動監(jiān)控與管理，以達到節(jié)省人力、物力、財力及能源等目標[1]。在一棟大樓內(nèi)，電氣的消耗率占整個能源消耗的70%～90%，因此，從電氣設(shè)備著手，即建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)，可極大的提高能源的利用率，一般可節(jié)約25%的能源[2]。

既然建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)功效如此之大，如何對其進行合理的建設(shè)已變得尤為重要。針對該系統(tǒng)的建設(shè)，需經(jīng)歷設(shè)計、施工、驗收等步驟，而設(shè)計又是其建設(shè)的重中之重，若設(shè)計不合理，系統(tǒng)建成后不但達不到節(jié)約能源的效果，反而會增加更多的能源消耗[3]。因此，提出一種合理的基于樓宇建筑的自動控制系統(tǒng)設(shè)計方法已變得非常有意義。

1概述

對于樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計，首先應(yīng)進行需求分析，只有在明晰其需求之后，才能提出適合其的系統(tǒng)架構(gòu)，并同時規(guī)范系統(tǒng)功能，以作為后期施工驗收的依據(jù)。因節(jié)能是該系統(tǒng)最為突出的作用，為此，本文還提出了建設(shè)該系統(tǒng)的節(jié)能措施。

2需求分析

2.1監(jiān)控范圍

冷熱源系統(tǒng)：包括對離心式冷水機組、冷凍水循環(huán)泵、熱水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵及冷卻塔的監(jiān)控。

暖通通風(fēng)系統(tǒng)：包括對組合式空調(diào)機系統(tǒng)、全回風(fēng)空調(diào)機組、新風(fēng)機系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、平時或消防合用風(fēng)機的監(jiān)控。

給排水系統(tǒng)：包括對排水系統(tǒng)、生活水箱的監(jiān)控。

電梯系統(tǒng)：包括對垂直電梯和扶梯系統(tǒng)的監(jiān)控。

環(huán)境參數(shù)檢測：包括對溫濕度、CO及CO2濃度等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控。

此外，還需對建筑物內(nèi)變配電智能儀表及柴油發(fā)電機組進行監(jiān)控。

2.2系統(tǒng)需求

建筑物內(nèi)建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)，需達到降低設(shè)備使用能耗、降低建筑運營費用、提高物業(yè)管理水平、創(chuàng)造舒適環(huán)境、保障建筑及人身的安全等需求。

3系統(tǒng)設(shè)計

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)需求分析，設(shè)計基于樓宇建筑的自動控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖1：

如上圖1所示，樓控系統(tǒng)采用分布式智能系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為兩層：管理層和控制層。管理層為IP控制器，采用TCP/IP通訊協(xié)議，服務(wù)器、操作站、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等通過管理層網(wǎng)絡(luò)相連；控制層采用現(xiàn)場控制器DDC，現(xiàn)場終端的各種傳感器、執(zhí)行器接入DDC中，實現(xiàn)信號采集與實時控制，所有控制器通過控制層網(wǎng)絡(luò)以現(xiàn)場總線方式通信，允許在線增減設(shè)備，其靈活的結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)實施和維護帶來了極大的便利。

3.2系統(tǒng)功能

（1）可集中監(jiān)控和管理機電設(shè)備的工作狀態(tài)，及時診斷、顯示設(shè)備的故障，并進行報警、存儲、統(tǒng)計和打印。（2）能根據(jù)管理計劃及資源分配信息，進行預(yù)設(shè)，自動啟停機電設(shè)備。（3）每個監(jiān)控點的報警具有告警和極限報警兩種方式，能設(shè)置自動處理和設(shè)備安全保護功能。（4）系統(tǒng)能為中央控制管理人員提供系統(tǒng)編程工具，設(shè)計控制順序，編制符合現(xiàn)場要求的應(yīng)用程序。（5）系統(tǒng)能實現(xiàn)與集成系統(tǒng)接口，可根據(jù)日常工作要求及資源分配信息，自動生成各設(shè)備的時間控制程序，轉(zhuǎn)發(fā)各分站及DDC控制器，控制設(shè)備的運行。（6）系統(tǒng)能自動接收各級分站及DDC控制器上傳的統(tǒng)計信息及設(shè)備狀態(tài)信息，并記錄、打印、分析和管理，且能將能耗、維修記錄、統(tǒng)計資料等定時傳入中央數(shù)據(jù)庫。

3.3節(jié)能措施

在不影響舒適性的前提下，設(shè)計節(jié)能措施如下：（1）冷凍水溫度設(shè)定：系統(tǒng)節(jié)能程序根據(jù)不同季節(jié)及每天室外溫度的變化情況，自動調(diào)節(jié)冷凍水的出水溫度，對系統(tǒng)進行動態(tài)控制。（2）空調(diào)場所溫度設(shè)定：對于辦公建筑，在大廳、走道等公共區(qū)域，適當(dāng)提高設(shè)定溫度可減少能耗。如辦公區(qū)溫度設(shè)定25℃、走道27℃～28℃。（3）克服設(shè)備容量冗余：根據(jù)末端實際所需冷負荷，動態(tài)調(diào)整設(shè)備運行時間和投入臺數(shù)，保證冷量供求平衡，有效克服因設(shè)備容量冗余而造成的能源浪費。（4）提高室內(nèi)溫濕度控制精度：據(jù)計算，若在夏季將溫度設(shè)定值下調(diào)10℃，將增加9%的能耗，因此需將大廈內(nèi)溫濕度控制在設(shè)定值精度范圍內(nèi)。

4結(jié)語

通過建設(shè)樓宇自控系統(tǒng)，可提高建筑設(shè)備的管理效率，節(jié)省人力物力。在創(chuàng)造高效、便捷、舒適的建筑空間環(huán)境的同時，極大的節(jié)約了能源，為我國建設(shè)綠色環(huán)保的社會做出了一定的貢獻。本文基于建筑樓宇，結(jié)合工程實際，從需求分析、系統(tǒng)設(shè)計及節(jié)能措施等方面提出了一種合理的樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計方法，為構(gòu)建節(jié)能環(huán)保的智慧樓宇提供借鑒和參考。

參考文獻

[1]于震，李懷.樓宇自動化技術(shù)研究進展[J].建筑科學(xué)，2013，29（10）：106-113

[2]余德候.智能建筑中的樓宇自動化控制系統(tǒng)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（10）.

[3]黎連業(yè).智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.