商业综合体楼宇自动控制系统设计及功能实现

　　摘    要：　文章介绍了大型商业的楼宇自控系统的设计, 详细阐述了楼宇自控系统的结构以及针对冷热源, 暖通空调, 通风, 给水排水, 照明以及各通信接口的监控要求等。

　　关键词：　大型商业; 智能建筑; 楼宇自控系统;
 

 

　　Abstract：　This paper introduces the design of the (BAS) building automation system for shopping mall, and expounds the system and structure of the BAS as well as the monitoring requirements for the cold and heat sources, HVAC, ventilation, the water supply and drainage, the lighting and the communication interfaces, etc.

　　Keyword：　shopping mall; intelligent building; building automation system;

　　1、 项目概况

　　某国内商业综合体项目总占地约7.77hm2, 总建筑面积约66万m2, 规划建设集王府井百货、首座情景体验Shopping Mall、品牌酒店、高端住宅、超甲级写字楼、酒店式公寓及8万m2全天候摩登街区为一体的大规模、现代化、高品质的标志性“世界级城市综合体”。

　　2、 系统总体要求

　　整个项目的楼宇自动系统根据其业态及分别设置“王府井”, “自持物业”, “五星级酒店”三套独立的建筑设备监控系统, 系统之间独立运行, 之间互不联网。三套建筑设备监控系统可分别连入各自的“BIMS”平台。

　　本文针对“王府井”大型商业区域进行设计。“王府井”商业有地下三层, 有停车库, 超市, 商铺组成。地上八层有商业, 电影乐园, 冰雪世界组成。其中电影乐园有独立的空调系统, 不纳入大楼暖通系统中。

　　3、 系统构成

　　在系统选择时主要考虑市场上一线品牌。现阶段一线品牌中主要由总线型如 (江森的METASYS系列) 和网络型如 (霍尼韦尔TREND) 由于总线型的产品成熟, 高中端产品较多, 构架简单, 利于将来的招标, 故选择了总线型。

　　BA系统总体上由中央监控工作站 (BA主机) 、PC工作站、现场总线、网络控制器、现场控制器 (DDC) , 及现场的传感器和执行机构等组成, 并通过数据接口连接冷冻站系统、采暖锅炉系统、变配电系统、泛光照明系统、电梯自控系统、消防自控系统、柴油发电机系统、能源管理系统, 整个BA系统以现场总线相连接。现场总线可以呈现场层、管理层 (楼宇层) 两层结构, 管理层网络选用以太网, 网络传输基于专用安防网 (设备网) , 通过在安防网 (设备网) 上划分BA专用V-lan网段的形式来实现。

　　图1 楼宇自控系统系统图

　　设计思路:由于商场水平面积较大, 机电设备分布较广。网络控制器如集中安装在BA机房内会造成线路过长, 不仅会延迟执行设备响应时间, 还会影响传感器的准确性。所以网络控制器参考“设备网综合布线系统图”分别接入设备网接入层交换机。其中地下室每层设置2~6条总线。地上部分根据其弱电间垂直竖井设置1~2条总线, 系统详见图1。

　　4、 系统控制功能

　　4.1、 空调、通风系统

　　空调控制系统是BA设计的重要部分, 设计过程中需要充分了解暖通设计师的设计意图。首先需要阅读暖通的设计说明理解整个暖通系统的设计, 如冷热源, 空调机组, 新风空调箱的形式, 位置, 服务范围, 控制原理, 。其次要研究材料表, 除一般配置外还需了解空调风机是否为变频设备。过滤网的数量, 是否有加湿装置, 静电过滤装置, 空调为二管制或者四管制等。结合上述信息完成空调机组的控制方案及相应的控制原理图。

　　4.2、 空调机组

　　主要监控点有过滤网压差开关、送风温度、回温度、新风温度、二氧化碳浓度的监测以及水阀、新风阀、回风阀的控制。

　　回风温度自动控制:冬季自动正向调节热水阀开度, 夏季自动反向调节冷水阀开度, 保证回风温度维持在设定值。

　　联锁控制:根据新风风阀开关控制, 并与风机、水阀联锁控制, 停风机时自动关闭新风阀及水阀, 风机启动时, 延时自动打开风阀。过滤网的压差报警, 提醒清洗过滤网。

　　风机运行状态及故障状态监测, 启停控制。可编制时间程序自动控制风机启停, 并累计运行时间。监测二氧化碳浓度, 自动调整新风阀开度。

　　当冬季温度很低时, 防冻开关发出控制信号, 新风阀关闭开启热水阀, 防止盘管冻裂。

　　累计风机运行时间, 可设置时间表控制。控制原理图见图2。

　　4.3、 新风空调箱

　　主要监控点有过滤网压差开关、送风温度、新风温度、新风量、监测以及水阀、新风阀控制。

　　送风温度自动控制:冬季自动正向调节热水阀开度, 夏季自动反向调节冷水阀开度, 保证送风温度维持在设定值。

　　联锁控制:根据新风风阀开关控制, 并与风机、水阀联锁控制, 停风机时自动关闭新风阀及水阀, 风机启动时, 延时自动打开风阀。

　　过滤网的压差报警, 提醒清洗过滤网。

　　风机运行状态及故障状态监测, 启停控制。可编制时间程序自动控制风机启停, 并累计运行时间。

　　当冬季温度很低时, 防冻开关发出控制信号, 新风阀关闭开启热水阀, 防止盘管冻裂。

　　累计风机运行时间, 可设置时间表控制。

　　4.4、 全热回收新风机组

　　监视风机的开停、手自动、故障状态, 控制风机开停。

　　监测送风温度, 回风温度, 二氧化碳浓度。

　　图2 空调机组控制原理图

　　监测滤网压差, 当滤网堵塞导致压差超过一定限值时, BA报警。

　　BA对新风空调箱风门控制, 对空调箱机组新风风门和回风风门进行控制。

　　累计新风空调箱风机的运行时间, 可设置时间表控制。

　　4.5、 地下室排风机 (兼消防排烟风机)

　　地下室双速排风机控制需设置一氧化碳探测器。探测器的水平位置建议参考相应风机的排风口, 垂直位置建议安装在1.2m至1.5m之间。为了避免探测器遭到损坏, 尽量将探测器安装在隐蔽位置。

　　当地下车库运行一段时间, 形式较规律的风机开关时间表后, 开关可根据时间表运行。

　　监测开停状态、手自动状态、故障状态, 控制风机的开停。监测区域内的一氧化碳浓度, 当浓度达到设定值时, 打开排风机。累计单台设备运行时间。

　　5、 给排水

　　5.1、 变频供水泵

　　供水泵的开停及工作频率由自带控制箱控制, BA监测每个水泵的运行状态、故障报警、手自动状态、变频器故障状态, 运行状态及工作频率。监测每组水泵的供水总管压力。

　　5.2、 集水井、污水井

　　对集水井的水位和排水泵的工作状态在日常运行中只监不控, 启停由自带控制箱根据液位探测控制。

　　在每一个集水井里设一个超高及超低液位开关, 检测是否发生超高及超低水位, 超高液位探测器安装高度比自带高液位探测器更高, 同理超低液位探测器安装高度比自带液位探测器更低。超高液位报警, 则排水泵停转。超低液位报警则排水泵空转。

　　监测每个水泵的运行状态、故障报警。

　　5.3、 生活水箱

　　监测水箱的超高、超低水位, 当发生超高、超低水位时报警。

　　6、 电气系统

　　6.1、 普通照明、应急照明

　　BA远程控制走道公共区域照明回路开关, 监测照明回路开关状态、手自动状态。可按照设定的时间段开关。可对平时模式、周末模式和节日模式分别进行设置。

　　照明控制设计时参考电气照明配电系统图。图中用电子继电器标出的回路座位需要控制的灯光回路。控制回路原则上以公共区为主。

　　7、 接口通信功能

　　7.1、 冷水机组

　　监视机组的运行状态、故障报警、运行参数包括:

　　冷却水供回水温度, 冷冻水供回水温度, 蒸发器冷凝器压力, 冷水主机油压差, 蒸发器冷凝器饱和温度, 油泵温度压力, 主机累计运行时间等。

　　7.2、 锅炉机组

　　监视机组的运行状态、故障报警、运行参数包括:

　　电动蝶阀开关控制及反馈, 排烟管阀门开关控制及反馈, 供回水温度, 水流状态, 水流量反馈, 燃油及燃气量反馈。

　　7.3、 变配电

　　各高低压主开关运行状态、故障报警。

　　电源及主供电回路的电流值、电源各相电压、电源功率因数、频率。

　　变压器绕组高超温报警、两段超高温报警、有功功率、无功功率、三相电压降。

　　应急电源的供电电流、电压、频率

　　EMS系统所具有的电能计量数据

　　其他凡物业公司BA值守人员认为需要、且EMS能够提供的任何信息。

　　7.4、 柴油发电机

　　开停状态、故障报警。

　　开启状态下监测:电压、电流、频率。

　　日用油箱油位、超高超低油位报警、超高由温报警、油泵故障报警、油泵手自动状态、油泵运行状态。

　　柴发启动电池低电压报警。

　　7.5、 电梯、自动扶梯

　　运行状态、故障报警、上/下行状态, 电梯监测轿厢当前所处的楼层位置 (自动扶梯不监测此项) 、电梯正常状态/维护状态。

　　如果是消防电梯, 还应显示:正常服务/消防服务状态、消防控制信号状态、紧急停车状态、正常电源/紧急电源状态。

　　7.6、 泛光照明

　　模式设置和反馈, 时间表设置和反馈, 模式选择, 开关控制, 状态反馈。

　　7.7、 消防自控系统

　　消防设备运行状态、消防报警信息。

　　8、 结束语

　　本文介绍了典型商业综合体的楼宇自控系统的设计, 在设计过程中不仅需要参考水暖电的相关图纸及说明, 清楚计算机网络系统的机构, 以及了解业主方的管理方式, 熟悉市场上主流楼宇自控系统的系统结构, 为将来招标提供便利。结合这些相关知识才能设计出一套较完善的系统。