田菲

(南京祿口國際機場,江蘇 南京 211113)

樓宇自動化控制系統(tǒng)在機場建筑節(jié)能中的應用

田菲

(南京祿口國際機場,江蘇 南京 211113)

機場建筑的節(jié)能控制依賴于樓宇自動化控制系統(tǒng).本文對樓宇自動化控制系統(tǒng)進行了簡要介紹,重點分析了樓宇自動化控制系統(tǒng)在機場建筑節(jié)能中的使用,從而降低投入成本,提高機場的收益.

樓宇自動化控制系統(tǒng);機場;節(jié)能

隨著經濟的發(fā)展和科技的進步,計算機等信息化技術在人們的生活、學習和工作中得到廣泛的應用.近年來,高層建筑不斷出現(xiàn).據(jù)不完全統(tǒng)計,我國的建筑能耗在全社會資源總能耗中占據(jù)約1/3的比例.可見,建筑能耗巨大.隨著資源被不斷的消耗,人們越來越重視節(jié)能降耗.而樓宇自動化作為智能建筑、綠色建筑的核心組成,對綠色建筑的節(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.

機場建筑是一個復雜、龐大的建筑體,集照明系統(tǒng)、中央空調、飛行區(qū)、候機樓等為一體,人口流動較大,設備多而復雜,對環(huán)境要求高,因此對建筑的自動化控制和管理要求較高.集這么多建筑和設備,機場每天的能源消耗也是非常大的,為了實現(xiàn)有效節(jié)能,機場樓宇自動化控制系統(tǒng)發(fā)揮重要作用,對機場建筑各個設備進行智能監(jiān)控和管理,為機場提供一個健康、節(jié)能、舒適、安全的環(huán)境.本文將就樓宇自動化控制系統(tǒng)如何在機場建筑中發(fā)揮節(jié)能作用展開討論.

1 智能建筑

智能建筑是指將建筑物的結構、設計、系統(tǒng)、服務和管理根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合,從而為用戶提供一個高效、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、現(xiàn)代計算機技術、現(xiàn)代通訊技術和現(xiàn)代控制技術于一體,實現(xiàn)對建筑設備的智能、自動監(jiān)控和管理.

建筑智能化工程也可以稱為弱電系統(tǒng)工程,主要包括樓宇自動化(BA)、辦公自動化(OA)、通訊自動化(CA)、消防自動化(FA)和安保自動化(SA)五分部,簡稱5A.其中,樓宇自動化用于對能量的管理和控制.同一棟建筑使用樓宇自動化控制系統(tǒng)后可帶來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 機場樓宇自動化控制系統(tǒng)

2.1 樓宇自動化控制系統(tǒng)

樓宇自動化控制系統(tǒng)是智能建筑的組成之一,實現(xiàn)對建筑設備和環(huán)境的全面監(jiān)測和管理,從而為使用者提供舒適、安全、節(jié)能的環(huán)境.一般來說,樓宇自動控制系統(tǒng)包括門禁控制系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、中央空調監(jiān)控系統(tǒng)、消防報警及火災控制系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等.該系統(tǒng)通過前端設備(如現(xiàn)場數(shù)字計算機DDC)采集數(shù)據(jù),然后通過網絡將信息傳回中央監(jiān)管中心,中央監(jiān)管中心對這些信息進行綜合分析,并以可視化的方式展現(xiàn)給操作者、管理員等,以實現(xiàn)對設備的操作、管理和預警等;同時對采集的信息的自動化分析可實現(xiàn)對設備故障的診斷和維護、設備狀態(tài)的監(jiān)視和自動控制,一方面提高了管理人員的工作效率和管理水平,另一方面實現(xiàn)了自動化控制、集中式管理.

2.2 機場樓宇自動化控制系統(tǒng)的功能

機場建筑不同于一般的建筑,作為人流密度高的場所,機場設置了各種不同類別的設備、場所,實現(xiàn)不同的功能和人員流動.因此,機場樓宇自動化控制系統(tǒng)的功能包括以下內容.

(1)通過計算機、網絡技術等對機場的監(jiān)控設備進行統(tǒng)一管理,管理過程中涉及設備相關的檔案信息、設備運行過程中產生的報表信息、設備維修報表信息等.

(2)通過計算機技術實現(xiàn)對機場設備的自動監(jiān)視、顯示功能,可以對設備進行啟?？刂?并將設備的各類信息通過可視化方式顯示給用戶,包括設備的基本信息、運行狀態(tài)等.

(3)根據(jù)監(jiān)控設備的各類信息綜合分析設備的實際運行情況,對故障設備進行自動報警,并診斷故障發(fā)生的原因,給出維修建議等.

(4)由于機場所處的環(huán)境較為復雜,需要自動收集機場設備所處的外界環(huán)境、條件信息,將這些信息參數(shù)化后傳遞給控制中心,由控制中心對設備進行自動調控,使設備運行在最佳狀態(tài).

(5)實現(xiàn)對不同系統(tǒng)的分散控制,保持各個系統(tǒng)之間的獨立性,防止相互干擾,便于對各個系統(tǒng)的維護和管理.

(6)通過網絡技術實現(xiàn)樓宇自動化控制系統(tǒng)內部各個子系統(tǒng)之間的信息共享,并實現(xiàn)樓宇自動化控制系統(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)運行質量和效率.因此,樓宇自動化控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對樓宇中的暖通空調、照明等系統(tǒng)的自動監(jiān)控和優(yōu)化控制,達到節(jié)能、降低成本、提高效率、延長設備使用壽命等目的.為了達到上述功能,機場樓宇自動化控制系統(tǒng)一般采用兩級的網絡結構,服務器、監(jiān)控計算機和控制器采用第一級的網絡結構,現(xiàn)場總線為第二級的網絡結構,現(xiàn)場設備通過總線實現(xiàn)通信和控制,并通過路由器將設備信息傳遞給監(jiān)控計算機,實現(xiàn)與第一級網絡結構之間的相互通信.把控制功能分散到各個設備節(jié)點,避免一個節(jié)點出現(xiàn)問題影響另一個節(jié)點,提高管理控制的可靠性和穩(wěn)定性.

3 場樓宇自動化控制系統(tǒng)的節(jié)能模式

機場人流量大,全年365天均處于工作狀態(tài).在這過程中,空調、照明占據(jù)了機場能源消耗的75%.因此,實現(xiàn)對這些系統(tǒng)的節(jié)能控制可降低機場的能源消耗,達到節(jié)能、綠色環(huán)保的目標.

3.1 中央空調的節(jié)能控制模式

為了實現(xiàn)對中央空調系統(tǒng)的節(jié)能控制,可以從四個方面進行改進.一是冷卻水循環(huán)節(jié)能改進.一般中央空調的冷凍水泵和冷卻水泵由多臺水泵構成,為實現(xiàn)其溫差和溫度控制,多調節(jié)啟停泵的臺數(shù)實現(xiàn)有級調節(jié),這種調節(jié)方式"粗糙"不能實現(xiàn)精確控制.改進后采用變頻系統(tǒng),使用變頻一拖多方式,不但實現(xiàn)精確調節(jié),而且節(jié)約能耗.二是冷凍水循環(huán)節(jié)能改進.由于設計空調系統(tǒng)時是按最大負荷考慮,在大部分時間里冷凍水還未充分將"冷量"放出,就循環(huán)回主機,因此大量的能量被損耗在水循環(huán)中了.改進后同樣采用變頻控制,系統(tǒng)根據(jù)溫差自動地調節(jié)冷凍水循環(huán)快慢,使冷凍水在盤管中充分地釋放冷量.三是冷卻塔風機的控制.冷卻塔風機冷卻的效果隨著天氣的變化而變化,這是能量損耗的中心.當溫度較低時,風機的作用幾乎是多余的,而當溫度較高時,風機的散熱效果就較為明顯.因此,需要根據(jù)外界溫度的變化對冷風機進行自動啟動控制,降低風機帶來的能量損耗.四是末端風機的控制.末端風機采用啟?？刂苼磉_到粗略的恒溫控制目的,這樣使得室內的溫度在很大的一個區(qū)間內波動,使得人的感受不佳.改進后直接使用變頻器內部自帶的PI控制系統(tǒng),建立一個恒溫控制系統(tǒng).

3.2 變流量節(jié)能控制模式

暖風空調系統(tǒng)可占據(jù)能耗的50%.因此,一般的暖風空調系統(tǒng)按照全負荷工況設計,而實際中,暖風空調系統(tǒng)處于部分負荷狀態(tài).故可對暖風空調系統(tǒng)進行節(jié)能控制,其中變流量節(jié)能模式是應用最廣泛的模式.變流量包括變風量、變水量和變制冷劑流量三部分.變風量通過改變送入房間的風量來滿足室內對溫度、濕度的要求.變風節(jié)能控制模式是當房間的熱負荷低于設計值時,在保持其他送風參數(shù)不變的情況下通過減少送風量來保持室內的溫度不變.變水量是采取一定的水溫供應空調機的方式以提高熱源機器的工作效率,以特殊水泵改變送水量,實現(xiàn)對溫度和節(jié)能的控制.變制冷劑流量利用暖風空調的變頻技術,根據(jù)室內開啟的機器數(shù)量控制室外渦旋式壓縮機的轉速,從而達到對制冷劑流量的控制.

3.3 照明系統(tǒng)的節(jié)能控制模式

照明系統(tǒng)對人員的活動、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.機場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,但是可以進行智能監(jiān)控,避免因為人員走時忘記關閉照明而浪費能源.公共區(qū)域和泛光照明是機場照明系統(tǒng)能源消耗的大部分,是節(jié)能控制的重點.首先,在設計時選取LED節(jié)能燈,實現(xiàn)高亮度、低能耗;其次,根據(jù)光感應等方式實現(xiàn)照明回路控制,避免照明系統(tǒng)過早開啟;再次,可以設置多種情景模式,例如,晴天模式、陰天模式,根據(jù)天氣開啟適合的燈具數(shù)量,高峰模式、低峰模式,根據(jù)航班公司的航班計劃對公共區(qū)域的照明進行合理控制,對人多的地方加強照明,人少的地方可以只開啟部分燈源等;最后,建立照明系統(tǒng)運行和維護管理機制,如果沒有合適的管理,就會造成不必要的能源浪費.

3.4 過渡季節(jié)新風的利用

室外新風是自然界提供的能源,最大限度的利用室外新風,相當于使用免費空調為機場提供所需要的風資源.但是由于自然界的風是變化的,所以在使用室外新風的時候要采用自動控制策略對新風和回風的控制,保證最小新風量,避免機場內部環(huán)境受到干擾.

4 結語

樓宇自動化控制系統(tǒng)對機場建筑智能化管理和節(jié)能具有重要作用.采用樓宇自動化控制系統(tǒng)對機場建筑進行節(jié)能設計和控制,可大大降低機場的能源消耗,從而降低運維成本,進而提高機場的經濟效益.

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

TP273;TU855

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