建築裝置管理系統方案

#頭條創作挑戰賽#

前言：

現在的辦公樓和商場都會設計建築裝置管理系統，今天事兒君分享給大家一套完整的方法，周末一起充電。

正文：

一、需求分析

建築物裝置管理系統的作用是對建築物内的空調系統、冷熱水系統、通排風系統、公共照明系統和電梯系統等機電裝置進行有效的自動監測、控制和管理。保證裝置的正常運作，并達到最佳的狀态，實作有效的節能管理。建築物裝置管理系統在保證獨立運作的同時，還可通過BA伺服器與其他系統進行資料交換及共享，實作連鎖控制和優化運作，達到提高工作效率，改善使用者工作生活環境的目的。

本項目為一個商業、百貨綜合的建築，人員衆多，對空氣品質、溫濕度等舒适性名額要求非常高，必須有一套系統來保證。而且大樓的空調裝置、給排水裝置和冷熱源裝置能耗非常大，對節能要求也比較強，是以設定一套樓宇裝置自控系統是非常必要的。

二、設計原則

樓宇裝置自控系統作為智能化系統建設的重要組成部分之一，在設計時應遵守以下原則：

1、先進性

應盡量采用國際上先進的解決方案，選用先進、成熟的産品，并且考慮各系統間的內建和關聯。避免系統在安裝階段就處于落後或将被淘汰的地步。

2、裝置與系統的開放性和互操作性

樓宇自控系統品牌多，可選範圍大，技術複雜和市場競争力不同。為保證系統獲得最優組合和最佳成本效益，通常會選用多個廠家的産品，是以備選産品應具有開發性和互操作性，以保證系統的可運作性和維護性。

3、選擇符合主流标準的系統和産品

目前業界公認的樓宇自控系統标準有兩個，一個是美國ASHREA制定的BACNET網絡标準，一個是LONMARK制定的LONMARK标準。本方案将選用BACNET網絡标準。

4、系統安全性

系統的構成必須保證系統和資訊的高度安全，采取必要的措施如防雷、後備供電等，使系統在遭受意外時所遭受的損失能降低到最小。

5、可靠性和容錯性

根據裝置的功能、重要性的不同，分别采取熱備份、備援、容錯等技術，確定系統長期工作的穩定性和可靠性。

6、經濟性

這是我們堅持的一項基本設計原則，即在滿足使用者要求和相關标準的情況下，系統造價和運作維護費用越優越好。

三、設計依據

我們根據以下最新規範依據進行設計：

《民用建築電氣設計規範》JGJ/T16-92

《建築電氣安裝工程施工品質驗收規範》（GB 50303－2002）

《智能建築設計标準》（GB/T50314-2006）

《智能建築工程建設标準》（DBJ14-S5-2004）

《建築物電子資訊系統防雷技術規範》（GB 50343－2004）

《電力裝置的電測儀表裝置設計規範》（GBJ63-92）

《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》（GB50062-92）

《繼電保護和安全自動裝置技術規範》（DL400-91）

《靜态繼電器及保護裝置的電氣幹擾試驗》（GB6162-85）

《電力系統實時資料通信應用層協定》（DL476-92）

《公共建築節能設計标準》（GB 50189－2005）

四、建設目标

1、創造舒适環境

為使用者創造一個安全、友善、舒适、高效率、高品質的環境。

2、降低營運能耗

對耗能大戶，如暖通空調、冷熱源裝置、照明、水泵等機電裝置嚴格進行監控、以節約能源、降低營運成本。

3、保障裝置的安全

把樓内的機電裝置納入樓宇自控管理系統内，以實作對每一台裝置的線上實時監控并進行科學的管理，確定各類機電裝置的安全、可靠地運作并得到及時維護，延長其使用壽命。

4、實作物業管理現代化

BAS的主要任務之一是對機電裝置實作優化管理，達到自動化、智能化，進而實作優化物業管理，在合理的投資下盡量提高建築物的智能化與現代化的形象，以求最大的經濟效益。

5、為系統內建奠定基礎

采用國際标準（ISO16484-5）開放型BACnet和LONWORKS協定的BA産品，為樓内其它弱電系統的內建提供軟體、硬體平台和接口。本方案電梯系統的監視就是采用內建接口的方式。

五、具體設計

1、設計範圍

本項目的建築裝置管理系統的控制和管理内容包括：

1）冷源系統的監測

2）空調通風系統的監控

3）給排水系統的監控

4）照明系統

5）電梯系統

2、通信鍊路及系統結構

BA系統現場總線網絡采用TCP/IP的傳輸速率不低于10Mbps，無需任何轉接裝置，每條總線長度可達到1000米，總線上所連接配接的DDC控制器的數量将依據樓宇系統的設計的點數确定。

本項目的裝置主要集中在地下一層，像冷水機組、換熱機組、各種泵等。是以，設計采用帶CPU子產品及擴充子產品的DDC來控制。其他樓層的裝置，如新風機組、照明和通排風機等采用小型DDC控制器來控制。

本方案DDC子產品配置以箱體為機關，以一定集中區域的裝置為對象進行設計，以便使每個DDC至受控裝置的距離最短，進而節省線纜，進而提高系統的性能。

管理工作站設在負一層消防控制中心。

3、各子系統具體設計

1）冷源系統的監測

冷源系統：包括冷凍機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、及相關水箱、供回水溫度、流量等；

冷凍站系統的群控由空調專業本身獨立完成，群控系統包括對冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水壓差等的監控，BAS隻對上述裝置進行相關參數監測，但是不控制。

2）空調通風系統的監控

空調通風系統的監控包括如下裝置：

空調機組；

新風機組；

送風、排風機；

3）給排水系統的監控

給排水系統監控包括如下裝置：

給水系統；

排水系統；

4）照明系統

照明系統監控包括如下裝置：

室内公共部分的照明（主要走廊）；

地下室公共照明；

5）電梯系統

檢測内容：

電梯運作狀态；

電梯故障報警；

電梯上行；

電梯下行；

配合電梯廠家完成五方通話。

六、被監控裝置配電盤、櫃的接口要求

手動啟/停(開/關)與自動啟/停(開/關)信号為并聯關系。

所有由建築裝置監控系統監測的裝置的運作(開關)狀态信号均應自無源觸點引出。有關裝置的運作(開/關)狀态信号可由接觸器的無源輔助觸點引出。如果沒有輔助觸點，可在接觸器的下口與零線之間增加一個繼電器，将其無源常開點(常閉點也可以)作為該裝置的運作(開/關)狀态的監測點。

所有由建築裝置監控系統監測的裝置的故障報警信号均應自無源觸點引出。有關裝置的故障報警信号可由熱保護繼電器的無源輔助觸點引出。如果沒有輔助觸點，可在該繼電器的常開點與電源線之間增加一個繼電器，将新增繼電器的無源常開點(常閉點也可以)作為該裝置故障報警的監測點。但其前提是熱保護繼電器的動點(刀)使得在裝置發生故障時熱保護繼電器既能切斷裝置的供電回路，又能同時将新增繼電器的供電回路接通，進而實作報警功能。

所有由建築裝置監控系統發出的控制裝置啟/停(開/關)的信号均隻能串接在以220VAC為電源的控制回路裡。

所有與建築裝置監控系統相關的裝置的配電盤、櫃内均應為建築裝置監控系統留出接線端子排。将需要由建築裝置監控系統監控的信号統一、清楚、正确的編号，壓号後接至上述端子排的一側。

除上述信号外，該端子排還應為建築裝置監控系統的自控箱留出電源接線端子(火線，零線，地線)。

供給建築裝置監控系統使用的電源應取自同一相(比如A相),并且與所控回路同相。總之,建築裝置監控系統控制箱内不得出現380VAC電壓。

直接控制器和總線的屏蔽部分都接入聯合接地，接地電阻不大于1歐。

七、工程實施中對建築裝置監控系統所需電源的考慮

本項目建築裝置監控系統的電源主要分為三部分，一是中控室裝置需要的電源，二是現場控制器需要的電源，三是部分傳感器及風閥執行器、閥門執行器需要電源。

1、中控室部分

中控室裝置主要包括伺服器、工作站、列印機等，其電源取自中控室集中UPS。建築裝置監控系統中控室所需電源的用電負荷約為5.0KVA，供電品質應以電壓波動不大于±10％、頻率變化不大于±1Hz、波形失真率不大于20 ％為标準。

此外，除電源外還應對中控室的環境進行要求如下：

（1）周圍環境相對安靜。

（2）無有害氣體或蒸汽以及煙塵侵入。

（3）遠離變電所、電梯房、水泵房等易産生電磁輻射的場所，距離不宜小于15米。

（4）無蟲、鼠害、忌潮濕。

（5）應設空調，一般可取自集中空調系統，否則應設專用空調并采取噪聲隔離措施。

（6）中控室宜設鋁合金支架活動地闆，高度不低于0.2米。各類導線在活動地闆下線槽内敷設，電源線與信号線之間應采取隔離措施。

（7）中控室宜采用天棚暗裝室内照明，室内最低平均照度150～200Ix，必要時采用壁燈做輔助照明。

2、現場控制器部分

現場控制器的電源主要取自現場的強電控制箱，電源管線與其它監控信号的管線要單獨分開，電控箱的廠家要事先為建築裝置監控系統預留出電源端子排。如空調機房裡面的DDC，其電源取自空調機組的電控箱。

3、傳感器及執行器部分

傳感器主要是指需要外部單獨供電的傳感器，如濕度傳感器、壓力傳感器、室外溫濕度傳感器等；執行器主要是指風閥執行器與閥門執行器；傳感器與執行器的電源取自建築裝置監控系統現場的DDC槽箱。一般是DC24V或AC24V。

4、系統接地

中控室裝置的接地取自強電的電控箱的接地端子，現場控制器的接地取自現場的強電控制箱的接地端子。系統接地電阻同整個大樓的聯合接地電阻，一般情況下理論值是小于1歐姆，但實際測試時，一般都是在0.4歐至0.5歐之間。

【設計要點說明】

為保證系統安全運作的可靠性，建築裝置監控系統所用的電源，必須全部取自同一相電源，如現場DDC全部取自A相的話，則中控室部分的裝置也必須全部取自A相電源，且與系統內建有關的其它子系統也必須取自同一相電源。

八、管線敷設和裝置安裝

從中央控制站至現場直接數字控制器之間采用專用的通訊電纜沿鋼管或橋架敷設，從直接數字控制器至執行機構采用屏蔽或非屏蔽線，在冷凍站、變配電所、空調機房等處線纜集中的地方采用金屬線槽進行敷設，其它零散測點線纜較少的地方采用穿鋼管進行敷設。

通訊系統由通訊卡、現場通訊接口和通訊線路組成，通訊卡安裝在中央管理工作站，與中央管理工作站的計算機相聯，現場通訊接口安裝在每台現場控制機内，通訊線将中央通訊卡與現場通訊接口依次相連。

為控制器配置的控制櫃可提供控制器工作所必需的電源、繼電器闆、接線端子等，控制器内置于控制櫃中。控制櫃安裝在被控對象附近，便于操作及施工，每台現場控制櫃需為DDC控制器提供獨立回路220V工作電源。需要控制的風機或水泵等裝置的配電櫃内需設定手自動轉換開關，轉換開關置于手動狀态時，用手動啟停按扭控制風機或水泵啟停；轉換開關置于自動狀态時，由現場控制機提供的無源常開觸點控制風機、水泵啟停。被控風機或水泵配電櫃需提供一對常開無源輔助觸點，為現場控制機使用，以檢測風機或水泵的運作狀态。并提供熱保護繼電器常開幹觸點作為被控裝置故障狀态回報采樣。

傳感器、執行器安裝在工藝管道上，每個元件需要的電纜視不同産品而有所不同。當風道溫度傳感器與濕度傳感器一同安裝時，應注意順風走向，溫度應置濕度傳感器上測。

各個傳感器不應安裝于管路彎頭處。

風閥驅動器安裝一定要注意閥的葉片軸與驅動器軸同心。

電動閥門驅動器安裝，注意閥的實際開啟方向與驅動器訓示方向相符。

流量計一定要注意于直管段豎直安裝，流量計前至少要有10倍流量計通徑的距離；流量計後至少要有5倍流量計通徑的距離。

DDC箱體一般靠近控制被控對象的電控箱，采用明裝壁挂式安裝，控制箱安裝高度為底距地1.2m。

DDC箱内有變壓器、空切開關、繼電器、接線端子排、走線線槽和DDC裝置，我們在裝置安裝前會設計出每個DDC箱内所有裝置的安裝、排列以及接線端子的連接配接圖紙（稱為盤表），盤表是系統竣工資料的内容之一，同時也将每個DDC箱的盤表貼在DDC箱蓋的内側，友善系統安裝、調試及維修。

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