樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)建筑節(jié)能中的應(yīng)用

田菲

(南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng),江蘇 南京 211113)

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)建筑節(jié)能中的應(yīng)用

田菲

(南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng),江蘇 南京 211113)

機(jī)場(chǎng)建筑的節(jié)能控制依賴(lài)于樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng).本文對(duì)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,重點(diǎn)分析了樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)建筑節(jié)能中的使用,從而降低投入成本,提高機(jī)場(chǎng)的收益.

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng);機(jī)場(chǎng);節(jié)能

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)等信息化技術(shù)在人們的生活、學(xué)習(xí)和工作中得到廣泛的應(yīng)用.近年來(lái),高層建筑不斷出現(xiàn).據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)的建筑能耗在全社會(huì)資源總能耗中占據(jù)約1/3的比例.可見(jiàn),建筑能耗巨大.隨著資源被不斷的消耗,人們?cè)絹?lái)越重視節(jié)能降耗.而樓宇自動(dòng)化作為智能建筑、綠色建筑的核心組成,對(duì)綠色建筑的節(jié)能起著非常重要的作用,在節(jié)約能源、減少污染方面發(fā)揮著巨大的作用.

機(jī)場(chǎng)建筑是一個(gè)復(fù)雜、龐大的建筑體,集照明系統(tǒng)、中央空調(diào)、飛行區(qū)、候機(jī)樓等為一體,人口流動(dòng)較大,設(shè)備多而復(fù)雜,對(duì)環(huán)境要求高,因此對(duì)建筑的自動(dòng)化控制和管理要求較高.集這么多建筑和設(shè)備,機(jī)場(chǎng)每天的能源消耗也是非常大的,為了實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能,機(jī)場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)揮重要作用,對(duì)機(jī)場(chǎng)建筑各個(gè)設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)控和管理,為機(jī)場(chǎng)提供一個(gè)健康、節(jié)能、舒適、安全的環(huán)境.本文將就樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)如何在機(jī)場(chǎng)建筑中發(fā)揮節(jié)能作用展開(kāi)討論.

1 智能建筑

智能建筑是指將建筑物的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理根據(jù)用戶的需求進(jìn)行最優(yōu)化組合,從而為用戶提供一個(gè)高效、舒適、安全、節(jié)能、便利的人性化建筑環(huán)境.它集現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)于一體,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)備的智能、自動(dòng)監(jiān)控和管理.

建筑智能化工程也可以稱(chēng)為弱電系統(tǒng)工程,主要包括樓宇自動(dòng)化(BA)、辦公自動(dòng)化(OA)、通訊自動(dòng)化(CA)、消防自動(dòng)化(FA)和安保自動(dòng)化(SA)五分部,簡(jiǎn)稱(chēng)5A.其中,樓宇自動(dòng)化用于對(duì)能量的管理和控制.同一棟建筑使用樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)后可帶來(lái)25%以上的節(jié)能效果.因此,建筑智能化工程中廣泛使用該系統(tǒng).

2 機(jī)場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)

2.1 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)是智能建筑的組成之一,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)備和環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)和管理,從而為使用者提供舒適、安全、節(jié)能的環(huán)境.一般來(lái)說(shuō),樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)包括門(mén)禁控制系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)、消防報(bào)警及火災(zāi)控制系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等.該系統(tǒng)通過(guò)前端設(shè)備(如現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字計(jì)算機(jī)DDC)采集數(shù)據(jù),然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳回中央監(jiān)管中心,中央監(jiān)管中心對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析,并以可視化的方式展現(xiàn)給操作者、管理員等,以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作、管理和預(yù)警等;同時(shí)對(duì)采集的信息的自動(dòng)化分析可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的診斷和維護(hù)、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視和自動(dòng)控制,一方面提高了管理人員的工作效率和管理水平,另一方面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制、集中式管理.

2.2 機(jī)場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

機(jī)場(chǎng)建筑不同于一般的建筑,作為人流密度高的場(chǎng)所,機(jī)場(chǎng)設(shè)置了各種不同類(lèi)別的設(shè)備、場(chǎng)所,實(shí)現(xiàn)不同的功能和人員流動(dòng).因此,機(jī)場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能包括以下內(nèi)容.

(1)通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對(duì)機(jī)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,管理過(guò)程中涉及設(shè)備相關(guān)的檔案信息、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的報(bào)表信息、設(shè)備維修報(bào)表信息等.

(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視、顯示功能,可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行啟停控制,并將設(shè)備的各類(lèi)信息通過(guò)可視化方式顯示給用戶,包括設(shè)備的基本信息、運(yùn)行狀態(tài)等.

(3)根據(jù)監(jiān)控設(shè)備的各類(lèi)信息綜合分析設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況,對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,并診斷故障發(fā)生的原因,給出維修建議等.

(4)由于機(jī)場(chǎng)所處的環(huán)境較為復(fù)雜,需要自動(dòng)收集機(jī)場(chǎng)設(shè)備所處的外界環(huán)境、條件信息,將這些信息參數(shù)化后傳遞給控制中心,由控制中心對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控,使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài).

(5)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同系統(tǒng)的分散控制,保持各個(gè)系統(tǒng)之間的獨(dú)立性,防止相互干擾,便于對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和管理.

(6)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息共享,并實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)與其他智能控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享,提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率.因此,樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇中的暖通空調(diào)、照明等系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控和優(yōu)化控制,達(dá)到節(jié)能、降低成本、提高效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等目的.為了達(dá)到上述功能,機(jī)場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)一般采用兩級(jí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和控制器采用第一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)總線為第二級(jí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)通信和控制,并通過(guò)路由器將設(shè)備信息傳遞給監(jiān)控計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)與第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的相互通信.把控制功能分散到各個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn),避免一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題影響另一個(gè)節(jié)點(diǎn),提高管理控制的可靠性和穩(wěn)定性.

3 場(chǎng)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的節(jié)能模式

機(jī)場(chǎng)人流量大,全年365天均處于工作狀態(tài).在這過(guò)程中,空調(diào)、照明占據(jù)了機(jī)場(chǎng)能源消耗的75%.因此,實(shí)現(xiàn)對(duì)這些系統(tǒng)的節(jié)能控制可降低機(jī)場(chǎng)的能源消耗,達(dá)到節(jié)能、綠色環(huán)保的目標(biāo).

3.1 中央空調(diào)的節(jié)能控制模式

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制,可以從四個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn).一是冷卻水循環(huán)節(jié)能改進(jìn).一般中央空調(diào)的冷凍水泵和冷卻水泵由多臺(tái)水泵構(gòu)成,為實(shí)現(xiàn)其溫差和溫度控制,多調(diào)節(jié)啟停泵的臺(tái)數(shù)實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方式"粗糙"不能實(shí)現(xiàn)精確控制.改進(jìn)后采用變頻系統(tǒng),使用變頻一拖多方式,不但實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié),而且節(jié)約能耗.二是冷凍水循環(huán)節(jié)能改進(jìn).由于設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)是按最大負(fù)荷考慮,在大部分時(shí)間里冷凍水還未充分將"冷量"放出,就循環(huán)回主機(jī),因此大量的能量被損耗在水循環(huán)中了.改進(jìn)后同樣采用變頻控制,系統(tǒng)根據(jù)溫差自動(dòng)地調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)快慢,使冷凍水在盤(pán)管中充分地釋放冷量.三是冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制.冷卻塔風(fēng)機(jī)冷卻的效果隨著天氣的變化而變化,這是能量損耗的中心.當(dāng)溫度較低時(shí),風(fēng)機(jī)的作用幾乎是多余的,而當(dāng)溫度較高時(shí),風(fēng)機(jī)的散熱效果就較為明顯.因此,需要根據(jù)外界溫度的變化對(duì)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)控制,降低風(fēng)機(jī)帶來(lái)的能量損耗.四是末端風(fēng)機(jī)的控制.末端風(fēng)機(jī)采用啟?？刂苼?lái)達(dá)到粗略的恒溫控制目的,這樣使得室內(nèi)的溫度在很大的一個(gè)區(qū)間內(nèi)波動(dòng),使得人的感受不佳.改進(jìn)后直接使用變頻器內(nèi)部自帶的PI控制系統(tǒng),建立一個(gè)恒溫控制系統(tǒng).

3.2 變流量節(jié)能控制模式

暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可占據(jù)能耗的50%.因此,一般的暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)按照全負(fù)荷工況設(shè)計(jì),而實(shí)際中,暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)處于部分負(fù)荷狀態(tài).故可對(duì)暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制,其中變流量節(jié)能模式是應(yīng)用最廣泛的模式.變流量包括變風(fēng)量、變水量和變制冷劑流量三部分.變風(fēng)量通過(guò)改變送入房間的風(fēng)量來(lái)滿足室內(nèi)對(duì)溫度、濕度的要求.變風(fēng)節(jié)能控制模式是當(dāng)房間的熱負(fù)荷低于設(shè)計(jì)值時(shí),在保持其他送風(fēng)參數(shù)不變的情況下通過(guò)減少送風(fēng)量來(lái)保持室內(nèi)的溫度不變.變水量是采取一定的水溫供應(yīng)空調(diào)機(jī)的方式以提高熱源機(jī)器的工作效率,以特殊水泵改變送水量,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和節(jié)能的控制.變制冷劑流量利用暖風(fēng)空調(diào)的變頻技術(shù),根據(jù)室內(nèi)開(kāi)啟的機(jī)器數(shù)量控制室外渦旋式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到對(duì)制冷劑流量的控制.

3.3 照明系統(tǒng)的節(jié)能控制模式

照明系統(tǒng)對(duì)人員的活動(dòng)、工作人員的辦公有著重要的影響,特別是夜間照明.因此,照明系統(tǒng)的節(jié)能控制尤為重要.機(jī)場(chǎng)照明可分為辦公室照明、公共區(qū)域照明和泛光照明.辦公室照明一般情況下不做節(jié)能控制,但是可以進(jìn)行智能監(jiān)控,避免因?yàn)槿藛T走時(shí)忘記關(guān)閉照明而浪費(fèi)能源.公共區(qū)域和泛光照明是機(jī)場(chǎng)照明系統(tǒng)能源消耗的大部分,是節(jié)能控制的重點(diǎn).首先,在設(shè)計(jì)時(shí)選取LED節(jié)能燈,實(shí)現(xiàn)高亮度、低能耗;其次,根據(jù)光感應(yīng)等方式實(shí)現(xiàn)照明回路控制,避免照明系統(tǒng)過(guò)早開(kāi)啟;再次,可以設(shè)置多種情景模式,例如,晴天模式、陰天模式,根據(jù)天氣開(kāi)啟適合的燈具數(shù)量,高峰模式、低峰模式,根據(jù)航班公司的航班計(jì)劃對(duì)公共區(qū)域的照明進(jìn)行合理控制,對(duì)人多的地方加強(qiáng)照明,人少的地方可以只開(kāi)啟部分燈源等;最后,建立照明系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)管理機(jī)制,如果沒(méi)有合適的管理,就會(huì)造成不必要的能源浪費(fèi).

3.4 過(guò)渡季節(jié)新風(fēng)的利用

室外新風(fēng)是自然界提供的能源,最大限度的利用室外新風(fēng),相當(dāng)于使用免費(fèi)空調(diào)為機(jī)場(chǎng)提供所需要的風(fēng)資源.但是由于自然界的風(fēng)是變化的,所以在使用室外新風(fēng)的時(shí)候要采用自動(dòng)控制策略對(duì)新風(fēng)和回風(fēng)的控制,保證最小新風(fēng)量,避免機(jī)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境受到干擾.

4 結(jié)語(yǔ)

樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)場(chǎng)建筑智能化管理和節(jié)能具有重要作用.采用樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)場(chǎng)建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)和控制,可大大降低機(jī)場(chǎng)的能源消耗,從而降低運(yùn)維成本,進(jìn)而提高機(jī)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益.

[1]尹偉臣. 樓宇自動(dòng)化控制在醫(yī)院的應(yīng)用與節(jié)能[J]. 科技咨詢導(dǎo)報(bào), 2007(23): 83-84.

[2]陳銳. 智能建筑中的樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J]. 建材與裝飾,2014: 116-117.

TP273;TU855

A

1671-0711(2017)11(上)-0062-02