建筑設備監控(樓宇自控)系統設計方案
建筑設備監控系統
1建筑設備監控工程概況
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。這樣規模的建筑中,需要大量的機電設施協同運轉才能為在場館內的人員提供安全、舒適并節能的空間環境,這也是樓控節能管理系統的建設目標。另外,為實現整個市民活動中心建筑設施管理的現代化,和最佳的節能需求,設計方在設計系統集成時,充分考慮了全年不間斷地運行需求、電磁環境的影響、宜都地區氣候特點,以及與建筑群內其他系統兼容性等問題。系統工程的設計和實施,以長期的經營需求為主,充分滿足未來發展需要,遵循國內國外的相關規范與標準。
根據樓宇智能化系統集成控制的要求,系統集成控制應具有技術先進、性能穩定、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。本著確保系統整體的安全性和可靠性,并在一定時期內保持技術的先進性,計劃選用樓宇自控系統。
2建筑設備監控系統需求分析
本項目是一集樓宇自控、消防及諸多子系統于一體的綜合性智能化樓宇。系統設計以滿足用戶的要求,采用最先進的技術和系統、根設計院有關圖紙,以技術前瞻性為導向,采用優化的設備配置、運行方案及管理方式,為大樓提供高效率的系統管理,為大樓的機電設備提供良好的運行環境,為大樓提供舒適的工作及生活環境。
根據標書要求,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品,為大樓提供一個高效、節能、可靠的智能控制系統,對大樓的樓宇機電設備予以控制,實現綠色、智能的建設目標,充分展現現代化大廈在智能化管理上的特點。未來的世界是網絡的世界,本項目這樣的現代化建筑,需要采用符合時代發展的樓宇自控系統,西門子公司的全以太網結構樓宇控制系統正是順應這一要求而推出,具有技術的前瞻性,并在同行業中遙遙領先。
我們所采用的系統應是一個具有國際先進水平的一流產品,同時也具有良好的性價比。其先進性應體現在硬件產品成熟、優質,在國際上有過較長時間的應用歷史背景,另外在通訊協議上應能夠具有良好開放性和通用性,并已成為發展主流的先進通訊協議,以確保用戶在日后系統的升級和擴容上不受單一產品通訊協議限制,方便的對原有系統進行升級和擴容。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控制器要保證系統配置的余量和系統擴充能力。我們所有的現場DDC控制器物理控制點均預留了符合標書要求的余量。在通訊協議上我們采用了國際流行的標準開放性通訊協議,以保證系統的開放性。
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控制器具有現場手動控制和手、自動切換裝置。
3建筑設備監控系統設計依據
本項目樓宇自控系統必須要滿足業主的實際要求,同時要符合“智能建筑設計標準”(GB/T50314-2000)。樓宇自控系統設計應充分考慮其技術的先進性、系統的開放性、可靠性及可擴展性。此外,在系統設計中嚴格遵照如下標準與規范:
《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-2008
《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339—2003
《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006
《公共建筑節能設計標準》GB50189-2005
《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)
《數據中心設計規范》GB 50174-2017
《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014)
《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010
4建筑設備監控系統功能說明
4.1冷熱源系統
1)實施目的
1)優化冷熱源系統,提高系統運行效率(COP),保證冷熱源系統服務質量。
2)提高冷熱源系統運行安全性,減少對電網的沖擊,延長設備使用壽命。
3)采用模糊預測算法,自動調節運行工況,達到節能效果。
2)節能效果
對冷熱源系統進行全面優化,從而達到冷熱源系統年平均節能率20%~40%的節能效果,其中冷熱源主機節能率約為10%~30%,輔機節能率約為60%~80%。
3)監測內容
1)DI點:冷水機組、冷熱水泵、冷卻塔的運行狀態、故障報警、自動/手動狀態,水流開關狀態。
2)DO點:冷水機組、冷熱水泵、冷卻塔的啟停控制,蝶閥開關控制。
3)AO點:供回水總管旁通閥,換熱器熱水調節閥水量控制,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系統負荷,并可根據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)根據預置程序或業主的日程安排(例如:節假日、上下班等)自動開關冷熱機組。
3)根據業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系統負荷,并可根據管理部門技術要求書以不同時段累計負荷情況并打印。
5)根據實際負荷,對機組、水泵等進行臺數控制,并監測其運行狀態。對各臺機組水溫進行監測。
6)監測機組壓差,如低于設定值,立即關閉冷水機及相關設備。
7)冷凍水系統根據溫度、壓差、流量等,運用模糊控制程序,對水泵進行變頻控制,實現符合負荷要求的合理性調節,達到節能的目的。
8)冷卻水系統根據溫度、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,實現符合冷凍主機冷卻要求的合理性調節,達到節能的目的。
9)實現冷凍水系統-最佳輸出能量控制
10)機組臺數與水泵臺數按相應的序列程序控制。
11)當空調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省冷水機組的運行能耗
4.2空調、新風系統
1)實施目的
遠程監控及管理設備等;
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能的目的;
對空調、新風機進行綜合節能控制,達到既滿足舒適性的要求又節能的目的;
2)節能效果
?風機節能率達到30%~60%的目標;
?精確調節空調使用區域的溫度、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;
?優化設備運行,延長設備使用壽命。
3)監控內容
DI點:風機運行狀態,手自動狀態、故障狀態,狀態、過濾網壓差狀態、狀態;
DO點:風機啟停控制;
AI點:送、回風管溫度、室內溫度、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、新風機組。具有任意周期的實時時間控制功能。(可根據室外焓值自動調整時間表)
根據室內溫度,PID調節冷水/熱水二通閥,使室內溫度保持在設定范圍內。
根據室外溫度、室內空氣質量,調節新、回風風門的開度,達到節能效果。
風機、盤管水閥連鎖程序:
啟動順序:開盤管水閥、啟風機,調節冷水閥、新回風閥;
停機順序:停風機、關水閥、關新/回風風閥;
自動監測過濾網兩端壓差,堵塞時報警,自動提示清洗過濾網,提高過濾效率。
空調機與各設備進行連鎖控制:空調機停止時,關閉各二通閥。
顯示機組的運行狀態和每個參數的值,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,達到空調節能的目的。
按最佳的節能效果和營運環境進行控制。
?中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數,包括狀態、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數據等。
4.3送排風系統
1)實施目的
遠程監控及管理設備等;
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能的目的;
2)監控內容
DI點:風機運行狀態,手自動狀態、故障狀態
DO點:風機啟停控制
AI點:室內空氣質量
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。
根據室內空氣質量,控制送排風機的開啟時間。
監測送排風機的運行狀態和故障信號,并累計運行時間。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數,包括狀態、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數據等。
4.4給排水系統
1)實施目的
遠程監控及管理設備等;
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)監控內容
DI點:水泵運行狀態,手自動狀態、故障狀態,集水井高、低液位檢測報警。
DO點:水泵啟停控制。
AI點:各水箱的實時液位監測。
3)控制策略要求
時間程序自動啟/停送水泵。
根據水箱高低液位,控制水泵的啟停
根據集水坑高低液位,控制潛水泵的啟停
監測水泵的運行狀態和故障信號,并累計運行時間。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數,包括狀態、報警、啟停時間、累計運行時間及其歷史數據等。
4.5供配電系統
1)實施目的
實時監測建筑用能,確切掌握用能總量及動態變化;
通過數據分析和診斷指導合理用能;
協調各種節能策略,實現運行過程的節能;
為綠色建筑星級運行評審提供數據依據;
與大型公共建筑節能監管平臺實現無縫連接;
節能減排實時數據生動形象的宣傳展示。
2)監控內容
空調用電計量,包括冷熱站用電、空調末端用電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,包括室內照明、公共區域照明和景觀照明,統一進行分項計量。
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、空調系統用電分項等數據的報表。報表可以根據日、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
采用網關通訊方式采集電梯系統數據,主要采集電梯運行狀態,故障狀態,上下行狀態,樓層顯示等信息。方便物業人員進行集中管理。
4.7風機盤管系統
本項目辦公室等室內區域空調采用風機盤管方式,要求風機盤管溫控器采用聯網型風機盤管溫控器,風機盤管聯網后進入樓控系統進行集中監控,以達到更優化監控。