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傳感器

樓宇自控系統(tǒng)工程質(zhì)量控制淺析[上]

2025China.cn   2008年08月21日

樓宇自控系統(tǒng)是建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的簡稱。建筑設(shè)備主要是指為建筑服務(wù)的、那些提供人們基本生存環(huán)境所需的大量機(jī)電設(shè)備,如暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備以及給排水設(shè)備等。樓宇自控系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線技術(shù)結(jié)合集散控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動化控制,以達(dá)到合理利用設(shè)備,節(jié)省能源、節(jié)省人力,確保設(shè)備安全運(yùn)行之目的。

隨著國家對節(jié)能要求的大力推行,樓宇自控系統(tǒng)實(shí)施的質(zhì)量控制是目前智能化建筑行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。為了使其發(fā)揮應(yīng)有的投資效果,本文結(jié)合樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試以及驗(yàn)收等實(shí)施中存在的問題并通過全國海關(guān)信息中心備份中心的樓宇自控工程案例對實(shí)施質(zhì)量控制進(jìn)行分析和探討,以推進(jìn)樓宇自控系統(tǒng)能更有序、更有效地運(yùn)行,發(fā)揮其應(yīng)有的效果。


1 樓宇自控系統(tǒng)組成及實(shí)施內(nèi)容

樓宇自控系統(tǒng)組成裝置包括檢測裝置(各類型傳感器,如溫度傳感器、壓力、壓差傳感器等)、直接數(shù)位控制器(簡稱DDC,包括DO、DI、AI、AO點(diǎn)等)以及傳輸線路與控制主機(jī)。

樓宇自控是建筑智能化工程的主要系統(tǒng),通常包括對暖通空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等系統(tǒng)的監(jiān)控。集網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、控制和檢測技術(shù)于一身,使得建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備管理高效、環(huán)境獲得最佳舒適度、大幅度節(jié)約建筑運(yùn)行能耗。


2 樓宇自控系統(tǒng)實(shí)施現(xiàn)狀

目前許多現(xiàn)代化大樓尤其是高層大樓內(nèi)安裝了樓宇自控系統(tǒng),不僅極大改善了大樓的環(huán)境效率,而且也使大樓能源消耗在量化控制之下,確保大樓能源成本降低成為可能。

但不可否認(rèn)的是,由于各種原因也確實(shí)造成一些樓宇自控項(xiàng)目不太成功甚至完全失敗。從目前眾多實(shí)施的工程來看效果不甚理想。有調(diào)查顯示:顧客對樓宇自控系統(tǒng)運(yùn)行情況評價(jià),“滿意”的約占30%,“一般”的約占40%,“差”的約占30%。

下面結(jié)合設(shè)計(jì)階段、施工階段以及調(diào)試驗(yàn)收階段對樓宇自控系統(tǒng)的實(shí)施質(zhì)量進(jìn)行探討分析。


3 深化設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制

設(shè)計(jì)階段應(yīng)深入全面了解業(yè)主的最新要求,結(jié)合設(shè)計(jì)院對樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容要求,進(jìn)行施工圖二次深化設(shè)計(jì),提出詳盡的管線施工圖、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、產(chǎn)品型號規(guī)格、設(shè)備材料數(shù)量、接線安裝圖、調(diào)試以及維護(hù)等技術(shù)文件,確保設(shè)備清單、監(jiān)控點(diǎn)表與施工圖三者完全一致。要把握樓宇自控工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的功能定位,從功能需求出發(fā),反映工程的功能特點(diǎn)或某些功能設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。

經(jīng)常出現(xiàn)由于設(shè)計(jì)者對其他專業(yè)受控對象的工藝要求理解上的膚淺,甚至存在認(rèn)識上的錯(cuò)誤而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)失誤使樓宇自控運(yùn)行效果欠佳的事例屢屢發(fā)生,其中暖通空調(diào)系統(tǒng)占較大比重,下面結(jié)合設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)差錯(cuò)的實(shí)際問題進(jìn)行分析及控制。

3.1 針對工程地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)

由于我國幅員遼闊,南北氣候溫度等方面存在很大差異,在樓宇自控設(shè)計(jì)方面的選擇差別較大,在系統(tǒng)配置方面要注意區(qū)分。南方大多空氣溫度高且潮濕,要注重在除濕方面控制的考慮,北方空氣干燥,要注重在加濕方面控制的考慮。

往往設(shè)計(jì)者依據(jù)常規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì),沒有結(jié)合我國各地氣候特點(diǎn)和地方要求進(jìn)行分析研究及慎重確定,使設(shè)計(jì)方案選擇不當(dāng),結(jié)果不但對投資、運(yùn)行、能源消耗起負(fù)面的影響,而且還危及人員的健康。

3.2 針對工程實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)

進(jìn)行深化設(shè)計(jì)前要了解工程中被控設(shè)備的情況以及被控精度要求,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。有些工程,尤其是政府出資興建的工程,業(yè)主方往往從業(yè)績方面考慮進(jìn)行大而全的要求,工程商也出于為了多贏利的角度出發(fā)迎合業(yè)主需求擴(kuò)大設(shè)計(jì)。但經(jīng)常由于設(shè)計(jì)不配套,在使用結(jié)果方面大打折扣,真正發(fā)揮作用的功能卻很少,性價(jià)比極低。在這種情況下,就要站在工程實(shí)際情況及需要的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)

在樓宇自控系統(tǒng)未招標(biāo)選定設(shè)備前,設(shè)計(jì)院往往對樓宇控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)不是很明確,DDC的布置比較隨意,只注重控制原理及點(diǎn)表,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)選用等方面的設(shè)計(jì)相對來講比較薄弱。目前,在樓宇各自動化控制系統(tǒng)中底層流行采用現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò),隨著工控計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展在建筑業(yè)廣泛普遍的應(yīng)用,現(xiàn)場總線技術(shù)必將成為智能建筑領(lǐng)域主要的發(fā)展方向之一。

3.4 系統(tǒng)設(shè)備選型設(shè)計(jì)

在滿足功能要求的基礎(chǔ)上,針對被控對象要求控制精度進(jìn)行設(shè)備選型,這樣才能保證系統(tǒng)的性價(jià)比達(dá)到最佳,也不會造成因?yàn)樵O(shè)備選擇的失誤對使用造成影響。

在設(shè)備選型中最主要的是電動水閥的選擇,包括特性選擇及口徑選擇。電動水閥的口徑?jīng)Q定了閥門的調(diào)節(jié)精度。常規(guī)設(shè)計(jì)中電動水閥口徑確定是根據(jù)被控設(shè)備管徑縮小一個(gè)級別進(jìn)行的,水閥口徑選擇過大,不僅增大業(yè)主投資成本,而且使閥門基本行程變大導(dǎo)致閥門調(diào)節(jié)精度降低,達(dá)不到節(jié)能目的。水閥口徑選擇過小,往往會出現(xiàn)即使水閥全部打開時(shí)系統(tǒng)也難以達(dá)到設(shè)定溫度值,無法實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。根據(jù)在全國海關(guān)信息中心備份中心樓宇自控中的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對電動水閥型號的選擇可采用下述辦法進(jìn)行。

電動調(diào)節(jié)水閥的流量特性是指空調(diào)水流過閥門的相對流量與閥門的相對開度之間的函數(shù)關(guān)系,目前工程上常用的主要有直線流量特性、等百分比流量特性的電動水閥。等百分比流量特性水閥可調(diào)范圍相對較寬,比較適合具有自平衡能力的空調(diào)水系統(tǒng),因此樓宇自控系統(tǒng)中大量應(yīng)用的是等百分比流量特性的電動水閥。

工程上我們常用的是通過計(jì)算電動閥門的流量系數(shù)Cv值來推導(dǎo)電動水閥口徑,因?yàn)榱髁肯禂?shù)和水閥口徑是成對應(yīng)關(guān)系的,也就是說,流量系數(shù)定了,水閥口徑大小也就確定了。Cv值是當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí),閥兩端的壓差ΔP為100KPa,流體重度r為1gf/cm3(即常溫水)時(shí),每小時(shí)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù),以㎡/h或T/h計(jì)。

水閥流量系數(shù)Cv值可采用公式計(jì)算:Cv=Q/√ΔP

其中:Q為設(shè)備(空調(diào)/新風(fēng)機(jī)組)的冷量/熱量;

ΔP為調(diào)節(jié)閥門前后壓差比。

理論上講,在不同的空調(diào)回路中,ΔP值是不同的,是一個(gè)動態(tài)變化的值,取值范圍一般在1~7之間。但由于在流量系數(shù)的計(jì)算過程中ΔP 是開根號取值,所以對Cv計(jì)算影響并不是很大。因此,在工程設(shè)計(jì)中一般選ΔP值為4。然后用計(jì)算出來的流量系數(shù)Cv來選用與其相應(yīng)口徑的調(diào)節(jié)水閥。

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