建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能量監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

徐智童++林昕++王欣

摘要：本文通過對建筑設(shè)備監(jiān)控和能量監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作方式、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸要求的介紹，結(jié)合某辦公樓的設(shè)計需求和控制功能對設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能量監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)、優(yōu)勢對比、功能特點和設(shè)備選型進行系統(tǒng)和方案策略的設(shè)計。通過設(shè)計，可以將公樓的所有建筑設(shè)備在控制器上監(jiān)視他們的狀態(tài)，并實施智能控制。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)備監(jiān)控；能量監(jiān)控；系統(tǒng)控制的方案與策略；系統(tǒng)圖；平面圖

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）17-0252-03

1緒論

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能量監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑的是智能建筑的組成中必不可少的一環(huán)，該系統(tǒng)在全球的智能建筑風(fēng)靡，越來越多的被應(yīng)用在各種功能和類型的建筑中。該系統(tǒng)創(chuàng)造了一個安全、舒適與便利的工作環(huán)境，同時盡量節(jié)約能源，它可以監(jiān)控大廈內(nèi)各種機電設(shè)備的運行情況和故障狀況，并控制這些機電設(shè)備。它不僅可以根據(jù)需要隨時打印各種報表，給管理人員帶來很多的方便，同時，它對機電設(shè)備的實時監(jiān)控，更方便于人員對設(shè)備的維護、維修和管理。在節(jié)能的同時，又節(jié)省了人力、物力，大大降低了管理成本。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1項目概述

本工程建筑面積30191.82平方米，地下1層，夾空1層，主要是設(shè)備房及地下停車車庫等；地上12層，主要是辦公等。建筑耐火等級為一級，結(jié)構(gòu)類型框架，建筑高度53.3米，長度為73.8米，寬度為49.6米。本工程從附近的開閉所，引來10kV電源，穿管埋地引入本工程10kV變配電室；另在夾層的柴油發(fā)電機房內(nèi)設(shè)置柴油發(fā)電機組，作為備用電源。

該公司為適應(yīng)辦公現(xiàn)代化管理以及為滿足安全防范的需求，需設(shè)計功能完善的公共安全系統(tǒng)，使之成為一座具有良好的可升級性、可擴展性并且“節(jié)能、節(jié)資、高效、安全”的綜合性辦公大樓。

此次設(shè)計的機電設(shè)備主要有風(fēng)冷熱泵機組、循環(huán)水泵等冷熱源設(shè)備，空調(diào)機組、新風(fēng)機組、VRV空調(diào)等空調(diào)設(shè)備，送風(fēng)機、排風(fēng)機等送排風(fēng)設(shè)備，集水井、污水泵等排水設(shè)備，電梯設(shè)備和變配電設(shè)備等。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能量監(jiān)控系統(tǒng)將采集和控制整座建筑的機電設(shè)備的數(shù)字型號和模擬信號，再通過數(shù)字信號和模擬信號的輸出，實現(xiàn)辦公大樓建筑設(shè)備管理系統(tǒng)自動化，如此一來系統(tǒng)更加完善，管理更加高效與便捷，減少了管理人員與勞動力，最重要的是實現(xiàn)建筑設(shè)備能耗的節(jié)約。系統(tǒng)以致力于創(chuàng)造節(jié)能、舒適、安全、高效的辦公環(huán)境。本項目的機電設(shè)備主要有冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、膨脹水箱、熱交換器、熱水鍋爐、鍋爐熱水泵等冷熱源設(shè)備，空調(diào)機組、新風(fēng)機組等空調(diào)設(shè)備，送風(fēng)機、排風(fēng)機等送排風(fēng)設(shè)備，集水井、潛污泵等排水設(shè)備等。

2.2 建筑設(shè)備監(jiān)控內(nèi)容

2.2.1 送排風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控

主要監(jiān)控內(nèi)容應(yīng)包括

送/排風(fēng)機：監(jiān)測手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障報警、定時控制風(fēng)機啟停，累計運行時間累計。

對地下室停車場進行空氣監(jiān)測，根據(jù)Co含量控制送/排風(fēng)機的啟停。

控制要求：

排煙風(fēng)機、加壓風(fēng)機在消防報警系統(tǒng)中已獨立自成系統(tǒng)， BA系統(tǒng)只做監(jiān)測，不作任何控制 。

2.2.2 給排水系統(tǒng)的監(jiān)控

本工程中給排水系統(tǒng)主要有集水井、潛污泵、消防水泵、生活水泵、補水泵、生活水箱等設(shè)備 。

本系統(tǒng)的主要監(jiān)控內(nèi)容如下：

監(jiān)控生活水泵、補水泵的手/自動、運行狀態(tài)、故障報警。

監(jiān)測消防水泵的運行狀態(tài)、故障報警，只監(jiān)不控。并按照相關(guān)專業(yè)對于系統(tǒng)的要求完成整個自控系統(tǒng) 。

監(jiān)測潛污泵的運行狀態(tài)、故障報警，只監(jiān)不控。按照相關(guān)專業(yè)對于系統(tǒng)的要求完成整個自控系統(tǒng)。

監(jiān)視生活水池、水箱、集水井的超高、超低液位報警。

2.3 建筑能量監(jiān)控內(nèi)容

2.3.1 冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控

本項目要求BA通過接口通訊的方式監(jiān)測冷熱源系統(tǒng)等參數(shù) 。

本系統(tǒng)的要求監(jiān)控內(nèi)容如下：

監(jiān)控機組的運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)及啟?？刂啤?/p>

監(jiān)控水泵的運行狀態(tài)、 故障報警、 手自動狀態(tài)及啟?？刂?。

監(jiān)控壓差旁通， 保持系統(tǒng)流量和壓力的恒定 。

監(jiān)控蝶閥的啟停和開關(guān)狀態(tài) 。

監(jiān)控設(shè)備的累計運行時間，優(yōu)先開啟運行時間最短的機組，均衡設(shè)備的工作。

監(jiān)控列表匯報所需設(shè)備的趨勢顯示圖， 進行比較和存檔 。

監(jiān)控當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時， 進行備用設(shè)備自動切換和報警顯示。

根據(jù)當(dāng)天室外氣象參數(shù)（室外溫濕度）及最近幾天數(shù)據(jù)記錄， 對當(dāng)天所需負荷進行預(yù)測， 決定開啟的機組最小臺數(shù)。

監(jiān)控實現(xiàn)設(shè)備的最優(yōu)啟停時間控制 。

2.4 系統(tǒng)控制策略設(shè)計

2.4.1系統(tǒng)自動監(jiān)控內(nèi)容與策略

集水泵：通過DDC設(shè)置報警水位，設(shè)備自動檢測到水位位置并判斷是否到達報警液位，從而實現(xiàn)自動報警。

風(fēng)機：通過DDC設(shè)置風(fēng)機自動開啟、停止時間，從而在一定程度上實現(xiàn)節(jié)能。

VRV空調(diào)：由于圖紙中空調(diào)設(shè)備已選好，我們設(shè)計中，設(shè)置了VRV接口，從而可以在控制界面上監(jiān)測到空調(diào)的狀態(tài)以及室內(nèi)溫度。由于VRV空調(diào)多聯(lián)機是獨立控制的，所以我們不能對其進行控制。但是我們可以通過空調(diào)廠家獲得控制權(quán)限從而根據(jù)送風(fēng)溫度來設(shè)定預(yù)定值，來控制啟停。這樣可以實現(xiàn)能量最優(yōu)控制。

紅外探測器：每個房間裝有紅外探測器，監(jiān)測這個房間是否有人，并與VRV 空調(diào)機組聯(lián)動。

2.4.2 建筑能量監(jiān)控與節(jié)能策略

通過設(shè)置VRV空調(diào)通信協(xié)議，通過授權(quán)，可由我們的軟件控制。這樣的話，我們可以根據(jù)辦公大樓各層樓的使用情況對空調(diào)啟停狀態(tài)以及時間段進行設(shè)置。盡量保證空調(diào)不會處于無用運行，保證其利用率，從而進一步節(jié)能。

通過VRV空調(diào)內(nèi)部的傳感器，傳感器監(jiān)測到房間溫度后，實時向控制終端傳輸溫度數(shù)據(jù)，使我們可以在監(jiān)控屏上實時觀測到室內(nèi)溫度。

通過紅外線傳感器檢測到房間是否有人，若在一段時間內(nèi)無人，系統(tǒng)會自動將該房間的空調(diào)關(guān)閉。

2.4.3本系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)的聯(lián)動

聯(lián)動內(nèi)容：

門禁系統(tǒng)聯(lián)動燈光控制以及空調(diào)控制：主要設(shè)置在高管辦公室，當(dāng)刷卡進入時，自動開啟燈光和空調(diào)。

一卡通與電梯聯(lián)動：當(dāng)辦公人員刷卡出門或者進門時，電梯自動到相應(yīng)的樓層。

停車場出入口與CO探測器聯(lián)動：當(dāng)CO探測器檢測到地下一層的CO濃度高于設(shè)定值，入口關(guān)閉，自動開啟排風(fēng)扇。等到CO濃度小于設(shè)定值，入口打開。

3 初步設(shè)計

設(shè)計內(nèi)容包括設(shè)計說明、點位表、系統(tǒng)圖、平面圖、原理圖、主要設(shè)備列表。圖紙目錄由總目錄給出。

3.1 設(shè)計說明

3.1.1 設(shè)計依據(jù)

1）建筑概況：說明建筑類別、性質(zhì)、面積、層數(shù)、高度及智能化設(shè)計標準等級等。

2）相關(guān)專業(yè)提供給本專業(yè)的工程設(shè)計資料。

3）本工程采用的主要標準及法規(guī)。

3.1.2 設(shè)計范圍：建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能量監(jiān)控系統(tǒng)

3.1.3 需要請在出設(shè)審批時解決或確定的主要問題

3.2 項目系統(tǒng)圖

A） 系統(tǒng)前端采集控制量

模擬量：一氧化碳濃度監(jiān)測（輸入端）；被動式紅外探測器（輸入端）

數(shù)字量：設(shè)備故障報警、設(shè)備開關(guān)狀態(tài)、超高液位報警、手動自動狀態(tài)、液位高低報警（輸入端）；設(shè)備開關(guān)狀態(tài)（輸出端）；

B） 系統(tǒng)前端控制設(shè)備

冷源：冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔；

熱源：水熱交換器、熱水循環(huán)泵、燃氣熱水鍋爐、鍋爐熱水泵、膨脹水箱等；

消防雙速排煙風(fēng)機

混流風(fēng)機

C） 傳輸方式

DDC與DDC之間的傳輸方式用485總線方式，該方式采用RVSP通訊線進行性通信，由于DDC 數(shù)量不是特別多，所以傳輸距離在100米左右。

DDC與設(shè)備之間的傳輸方式用485總線方式。

交換機與控制機之間用：超五類網(wǎng)線。

3.3 平面圖

包括各分站DDC平面布置，只畫出設(shè)備平面分布，并作出線路連接。

3.4 前端控制設(shè)備列表

經(jīng)過布置和統(tǒng)計，前端數(shù)字量輸入點位一共有307個；前端數(shù)字量輸出點位一共有49個；前端模擬量輸入點位一共有10個；模擬量輸出點位一共有0個。

DDC共用了20個PUB6438SR控制器和13個SIO12000拓展模塊。

4 深化設(shè)計

深化設(shè)計有詳細的分系統(tǒng)圖、設(shè)備原理圖、詳細的設(shè)備機房內(nèi)DDC與監(jiān)控設(shè)備的連接平面圖和接線圖及詳細的設(shè)備材料清單。

5 結(jié)束語

本文就某公司辦公樓的建筑設(shè)備監(jiān)控與能量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計進行介紹，并且通過設(shè)計，將辦公樓的所有建筑設(shè)備實施智能控制?？刂菩Ч己?。

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