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绿色建筑中如何设计BA系统

    文章来源:绿建之窗 发布时间:2017年05月17日 点击数: 字号:

  在当前建设节约型社会,降低建筑能耗,实现绿色低能耗建筑,解决建筑髙能耗问题的背景下,楼宇自控系统(Building Automation,BA)作为智能建筑的核心,在节能建筑、绿色建筑中发挥着重要作用。
  “绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是代表一种概念或象征,指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。
  楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统,包括空调机组控制系统、冷冻站系统、热交换系统、给排水控制系统、送排风控制系统(不含消防送排风机)、变配电监测系统、公共照明控制系统等子系统。常用设备由传感器、现场控制器(DDC)以及中央监控站组成。
  绿色建筑BA设计的目的:
  (1)要保证为室内的人员提供一个舒适、安全的环境,比如说要对室内的温度进行科学的调控,来达到令人感到舒适满足的效果。
  (2)要提供最佳的能源供给方式,可以达到节能降耗的目的,根据不同地区的使用功能不同,像空调,在不同的区域给予不同的空调移机通风系统的设计与管理,这样便能够实现使用该系统的区域内达到空调效果,而没有使用该系统的区域则不开通空调,则能够降低空调的运行成本,达到节能降耗的目的,另外,对于不同区域的系统运行状况要做好详细的记录和使用效果分析,实现建筑物的统一管理。
  (3)要实现设备管理的现代化和自动化,在建设物内部的一些设备进行参数的设置时,要以楼宇设备自动化系统作为依据,通过对众多设备的运行参数进行采集和处理,水、电等,对这些数据进行分析,然后可以对它们的维修时间、能源的耗费情况和运行运用等数据的计算提供依据,同时可以减轻工作人员的工作负担,而这些功能都是通过自动化来实现的。
  BA系统将通信、计算机和自控等技术通过有效的信息传输网路,将建筑物内的电力、照明、空调、电梯、给排水、消防等设备或系统连接起来,各子系统之间信息相互联动,实现对建筑物内所有机电设备运行状态的监控和自动化管理,保证建筑物内所有设备均处于高效、节能和最佳运行状态,为用户提供良好的工作和生活环境。
  为实现对设备的灵活控制以及集中管理,采用集散控制系统(DCS)。集散控制系统可划分为三级结构:第一级为现场控制级,承担单个设备控制以及与监控站联系;第二级为监控级,主要对建筑设备控制信息进行集中管理;第三级为管理级,将建筑设备自动化系统和整体智能建筑系统有机结合,构成安全的监控管理系统。
  1、供配电监控系统
  供配电监控系统对供配电设备运行状况进行监测,对建筑物内各耗能环节(如输/配电系统、冷热源、照明、办公设备和热水能耗等)进行独立分项计量。BA系统通过开放的标准通信接口连接供配电监控系统,读取各配电设备的详细运行参数,并对各参量(如电流、电压、功率、频率、功率因数、变压器温度等)进行实时检测,一旦发现异常,BA系统会立即报警,提醒运维人员迅速采取措施进行处理,从而有效地实施建筑节能。此外,BA系统可将各项监控数据定期生成数据报表并存档,管理人员可对数据报表进行分析和对比,分析建筑的能耗结构和各设备的能耗水平,查找供电异常情况,并提出改进措施,从而有效地维持建筑的低耗运行状态。
  2、照明、风机盘管、新风联动控制系统
  采用自行研发的集照明、风机盘管、新风系统于一体的自动化系统,以无线射频识别(RFID)、4.8GHz微波传感器为输入端,通过微波、RFID对人体进行定位,集成室内照明、风机盘管及新风末端的智能控制,将三者的控制与建筑内部的活动关联起来,避免人为操作带来的不必要能源消耗。
  自动化控制系统基于FID技术进行人员动态识别,有效记录人员的进出及留存情况,上传数据到监控中心,并以S7-1200PLC为下位机控制输出,控制建筑内的照明、空调、新风等电气设备的运行及关闭状况。
  智能控制系统可以通过开放的标准通信接口集成到BA系统中,可以实时监视每个照明回路、风机盘管、新风阀门的运行状态、手动/自动状态,并且可以远程控制每个回路的开启/关闭。照明、空调、新风的联动控制系统实现了建筑与人的互动,极大地降低了建筑能耗,实现建筑年节能20%以上。
  3、给排水系统
  给排水系统对水箱、水池、排污泵、集水坑、给水泵等设备进行监控,并按使用用途合理设计分项计量水表,分别对建筑办公用水、绿化灌溉用水、道路广场冲洗用水、空调冷却水补水等设置计量水表。通过对各类型的用水情况进行统计分析,可合理地调整项目用水量的分配,有效提高用水效率。
  4、空调冷热源系统
  空调系统是建筑物最主要的耗能系统之一,约占建筑总耗能的40%。为实现建筑节能,建筑设备自动化系统实时调节空调控制系统,降低空调能耗。
  绿色建筑中主要采用中央空调进行供冷,配置独立的空调冷热源自控系统,通过现场状态监测点、参数监测传感器、DDC控制器对设备和系统运行状态及相关参数进行监测,应用变频调节技术对冷水机组、水泵、冷却塔及相关阀门进行整体协调控制,实现空调系统的高效运行。
  5、电梯系统
  系统共配置3台能量回馈电梯,采用1套独立的电梯运行系统,并运用群控技术管理,实现在不同客流时期电梯自动进行调度控制,可大大缩短候梯时间,避免多台电梯同时响应而造成空载运行的现象,大幅降低电梯能耗,每年约节能30%。电梯系统提供开放的接口给BA系统集成,可实时监视电梯的各运行参数,掌握电梯设备的运行情况,当发生电梯故障时及时报警。电梯系统对于各种自然灾害现象也有一定的防范作用,当发生火灾、地震灾害等紧急事件时,可以配合消防系统实现协同工作。另外,管理人员可以在监控系统上对电梯系统进行强制干预,以便根据需要随时对任何一台电梯进行启停控制。
  6、多功能光伏幕墙自然通风系统
  多功能光伏幕墙自然通风系统通过网关接口并入到BA系统中,进行设备的监控。在建筑幕墙的非透明部分采用多功能光伏通风遮阳构件,兼顾通风、遮阳、光伏发电等功能。
  多功能光伏幕墙自然通风系统主要通过控制顶部穿孔铝板处可旋转式通风器变换不同季节下的通风模式,室外新风由下倾斜面和底部穿孔铝板进入通风腔体,将所有通风器采用RS-485方式连接,并接到控制中心。控制中心采集相关的数据信息,通过程序判定后发送控制指令进行通风器的开合控制。
  结 语
  在绿色建筑中,以BA系统为平台,整合各子系统数据,进行各子系统的联合控制,使建筑室内各子系统始终在最优状态下运行。采用控制技术降低了建筑能耗,促进大型公共建筑室内各系统联动控制相关领域的发展。另外,通过对采集的建筑设备运行及能耗数据进行分析,可及时发现问题,对建筑设备进行优化改造,从而提高设备能效。