建筑设备监控系统在写字楼中的应用

摘要：随着科技的进步与社会的发展，建筑智能化成为了现代建筑发展的一个趋势，而建筑智能化中一个重要的组成部分就是建筑设备监控系统。

关键词：建筑设备监控系统，写字楼，应用

中图分类号： U672.7+4 文献标识码： A 文章编号：

前言

随着科技的进步与社会的发展，建筑智能化成为了现代建筑发展的一个趋势，而建筑智能化中一个重要的组成部分就是建筑设备监控系统。由于建筑设备监控系统并不属于国建强制执行的标准范围，所以设计时应根据物业运行管理的需要，各系统设备实际监控的要求，以及项目的定位和预算来进行设计，避免设计出一些不实用的功能和过于复杂的功能，画蛇添足不利于管理。希望通过本文的介绍，可以给正在做或者准备做建筑设备监控系统的项目工程师一个参考，做出一个实用的可靠的系统，避免盲目追求各种技术先进而功能复杂不利管理和维护的功能及不必要的投资浪费。

一、什么是建筑设备监控系统

建筑设备监控系统也称楼宇自控系统，是运用自动化仪表、计算机过程控制和网络通信技术，对建筑物的环境参数和建筑物机电设备的运行状况进行自动化检测、监视、优化控制及管理。通过设置建筑设备监控系统，可以优化建筑物内机电设备的运行状态，调整设备的运行参数，节省机电设备的能耗，提高设备自动化监控和管理水平，为建筑物内提供良好环境，以及提高运行和管理人员效率、减少运行费用。

二、写字楼中的建筑设备监控系统

在写字楼的建筑设备中，主要可以分为暖通设备、给排水设备和电气设备三大类。

（一）暖通设备

暖通设备是写字楼建筑设备监控系统中最主要的组成部分，是整个系统中监控设备最多、点数最多、控制功能最复杂的部分。在写字楼用的空调种类里，有各式各样的系统，包括风冷热泵系统、变冷媒流量多联系统、水源热泵系统、冷冻机系统等。本文主要讨论其中比较常用的冷冻机系统，它包括了热源系统控制、冷却塔控制、板换控制、空调机控制。

（1）热源系统控制

热源机组作为暖通系统的核心设备，也是节能的主要重点，它的控制也是最复杂的，本文讨论的是二次泵系统的控制（如图1）。

我们将这个系统的控制拆分为以下几个部分：

①热源机（冷冻机或锅炉）台数控制：根据负荷侧的流量及负荷侧送回水的温差计算出负荷侧的热量，并依此计算出负荷侧的热量，再根据负荷侧的热量对热源机进行启停控制。同时按累积运行时间进行热源机的自动次序替换，故障机不属于台数控制对象。同时为了对热源容量变动进行补偿修正，通过送水温度进行增加台数控制；回水集水器内温度进行减少台数控制。

②1次泵联动控制：要运行热源机之前，先运行1次泵再启动热源机；要停止热源机时，先停止热源机，再延时停1次泵。

③２次泵的台数控制：根据负荷流量算出２次泵所必要的台数后，对2次泵进行启停控制。另外按累积运行时间进行常用泵的自动切换，故障机不属于台数控制对象。

④送回水差压控制：根据送回水的差压，对2次泵的输出频率和旁通阀开度进行如图2方式调整。

（2）冷却塔控制

冷却塔是冷冻机的配套设备，它为冷冻机提供冷却水，保障冷冻机的稳定运行（冷却塔系统示意图见图3）。它的控制也可以分为以下几部分：

①冷却水泵的联锁控制：冷却水泵先于冷冻机启动，后于冷冻机关闭。冷冻机故障停机时，冷却水泵不自动停机；冷却水泵故障时，冷冻机立即停机。

②冷却塔风机的启停控制：根据冷却塔出口水温进行冷却塔风机的启停控制。

③冷却水温度控制：根据冷却水送水温度，对冷却塔出水总管上的控制阀和旁通管上的控制阀进行控制，使冷却水送水温度保持在一个稳定的值，达到对冷冻机保护的目的。

（3）板换控制

在高层建筑中，冷冻水管道的垂直高差比较大，通常采用板换进行接力，使管道内的压力保持在合理的范围内，避免提高管道和设备的压力等级（板换系统示意图见图4）。它的控制可以分为以下两部分：

①出水温度控制：根据二次侧出水温度对一次侧二通阀进行比例控制。

②送回水差压控制：根据二次侧送回水差压对二次侧旁通阀进行比例控制。

③二次侧水泵联锁控制：当二次侧水泵全关时，一次侧二通阀关闭，二次侧旁通阀关闭。

（4）空调机控制

空调机是写字楼空调的重要组成部分，它为写字楼内提供舒适的新风，并保持合适的温湿度。它的控制功能比较多，通常可根据写字楼所在地的气候条件及室内温湿度的具体要求进行选择调整，本文主要讨论一些典型的主要功能（空调机系统示意图见图5）。将它的控制分为以下几个部分：

①送风温度控制：根据送风温度进行冷水阀、热水阀、新风阀的比例控制（如图6）。在过渡季节时，通过新风对送风温度进行控制。

②送风湿度控制（加湿,除湿）：

加湿：根据送风湿度进行加湿器的ON/OFF控制。

除湿：根据送风湿度进行冷水阀的比例控制，温度控制与湿度控制同时操作冷水阀时，取大值（如图7）。

③预冷预热控制：启动时，通过关闭新风阀和排风阀，全开回风阀进行预冷和预热。同时，禁止加湿。

④空调机停止时的联锁控制：关闭新风阀和排风阀，全开回风阀。关闭二通阀。关闭加湿器。

⑤新风空调控制：新风引入有效时（通过通信获得室外温度），根据送风温度进行各风阀的比例控制。

⑥CO2控制：通过调节CO2的浓度进行新风阀的比例控制。新风空调控制与CO2控制同时动作时，取大值。

（二）给排水设备

给排水系统通常为自带控制柜，单独构成一个独立的闭环控制系统，建筑设备监控系统对此只监视不控制，自带控制柜内应预留监视点位。它可分为给水设备监控和排水设备监控。

（1）给水设备监控

给水设备监控主要包括低位生活水箱液位控制、高位生活水箱液位控制、给水泵变速调节控制。

①低位生活水箱液位控制：根据低位生活水箱液位信号，控制进水阀门开关动作。将低位生活水箱的高、低液位警报和水箱液位控制柜的失电故障警报反馈到建筑设备监控系统中进行监视。

②高位生活水箱液位控制：根据高位生活水箱液位信号，控制转输水泵启停动作。将高位生活水箱的高、低液位警报和各水泵的故障警报以及水箱液位控制柜的失电故障警报反馈到建筑设备监控系统进行监视。

③给水泵变速调节控制：根据水压信号调节给水泵的转速，以保持供水压力的恒定。将给水泵的故障信号反馈到建筑设备监控系统中进行监视。

（2）排水设备监控

排水设备监控主要是集水坑水位监控，根据集水坑的液位信号对潜污泵进行启停控制。将潜污泵的故障警报及集水坑液位控制柜的失电故障警报反馈到建筑设备监控系统中进行监视。

（三）电气设备

电气设备主要分为供配电系统和照明系统两部分，其中供配电系统通常只监测不控制，照明系统则只对公共区域的照明进行开关控制。

（1）供配电系统

供配电系统主要监测的设备有变压器、高低压配电柜、发电机组，主要监测的参数有电压、电流、功率因数、频率等。

（2）照明系统

照明系统主要监控的区域有写字楼大堂、电梯厅、公共走道，通过在照明控制箱上设手/自动切换开关等控制电器实现对照明回路的控制。

结语

根据当今的技术能力，建筑设备监控系统的功能已经非常的强大，夸张点说，“只有想不到，没有做不到”，但是我们在实际应用的过程中，必须要追求功能和成本的一个合理的平衡点，本文所介绍的也只是一些当前写字楼常用的、主流的功能，希望可以给大家提供一个参考。

参考文献

[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院编，全国民用建筑工程设计措施：2009年版 电气，2009.12，256-278