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广州无限极广场屋顶膜结构喷雾系统BA控制技术及工艺要求

发布时间:2022年1月20日 点击数:300

楼宇自动化控制系统(以下简称BA系统)是对楼宇内的各种机电设备进行全面的计算机监控管理,通过对各个子系统进行监控、控制、信息记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为建筑物用户提供良好的工作环境,为建筑物的管理者提供方便的管理手段,从而减少建筑物的能耗并降低管理成本。广州无限极广场项目设置了BA系统,特别是在屋顶膜结构喷雾系统上应用了BA系统控制,既降低了夏季膜结构的温度,又实现了无人自动控制,降低了物业管理人工成本,取得了良好使用效果。

1 工程概况

广州无限极广场位于广州市白云新城飞翔公园以北,总占地面积45,280m2,总建筑面积185,643m2。其中,地上面积约118,200m2,地下面积约67,443m2;项目分为A、B栋8层建筑。A栋办公区为行政自用区,公共区域为物业管理区。B栋均为物业办公区,1-3层为商业功能,4-8层为出租办公楼,二层地下室为停车场和设备用房。

A、B栋南面屋顶层均采用了膜结构作为顶棚(见图1)。为防止夏季膜结构温度过高,设置了喷雾系统来降低温度。通过将喷雾系统的水泵,电磁阀接入BA系统,并在膜内设置温度传感器,根据预设的临界温度值来实现喷雾系统的自动控制。

图1 膜结构顶棚喷雾系统现场图片

图1 膜结构顶棚喷雾系统现场图片  下载原图


喷雾系统在A、B塔各设置了两个喷雾水泵,一主一备。供水管采用双主管供水,主管上下沿半环形布设,支管交叉分布,管材为衬塑镀锌钢管,采用螺纹连接,喷雾系统喷头局部平面布置图见图2。

图2 喷雾系统喷头局部平面布置图

图2 喷雾系统喷头局部平面布置图  下载原图


喷嘴采用广角型喷雾喷嘴,其性能参数如下:工作压力为0.40MPa,流量为4.6L/min,覆盖130°。A塔共206个喷嘴,最多同时开启喷头数103个,总流量8.05L/s,设计流量取9L/s,水箱有效容积2.8m3。B塔共108个喷嘴,最多同时开启喷头数54个,总流量4.29L/s,设计流量取5L/s,水箱有效容积1.8m3

2 BA系统控制原理及系统架构

2.1 BA系统控制原理

喷雾系统水泵控制箱包含恒压供水的功能,通过探头式温度传感器采集外表面温度,根据温度联动喷雾水泵降温,BA控制原理图见图3。

喷淋作息模式采用温度控制器和时间控制器控制。当温度(外表面)超过临界值温度(35℃),则启动喷淋水泵,打开电磁阀;当温度(外表面)低于停泵温度(28℃),则停止喷淋水泵,关闭电磁阀。启动喷淋水泵后,打开电磁阀1,启动5min后停止10min,重新检测外表面温度,如果温度(外表面)还没下降到停泵温度,则打开电磁阀2,同样启动5min后停止10min,重新检测外表面温度,至外表面温度低于临界值温度,停止喷淋水泵,关闭电磁阀(见图4)。

图3 喷雾泵控制原理图

图3 喷雾泵控制原理图  下载原图


图4 喷雾系统设备布置图

图4 喷雾系统设备布置图  下载原图


水箱采用间歇喷水,动态补水。设置液位传感器,运行过程中,当水位达到最高时,停止补水,强制关闭补水阀;当水位达到最低时,停止喷淋水泵,进行补水,并发出警报信号。

2.2 系统架构

考虑到本项目机电设备众多,建筑面积大,使用周期较长,为了项目能保留足够的技术先进性、开放性和升级能力,楼宇自控系统采用了主流最先进的基于Bacnet开放协议的产品。

系统按管理级网络(MLN)以及控制级网络(CLN)层次配置设计。系统由中央站(PC)、网络控制器及现场DDC控制器组成,根据本项目的监控设备的分布情况,中央站和网络控制器直接以TCP/IP的方式连接;网络控制器与现场控制器之间采用BACnet MS/TP手拉手总线方式进行连接,现场控制器与扩展模块之间采用手拉手的菊花连接方式,系统架构成熟先进,布线方便,传输速率高,保证现场控制器的独立工作能力和数据结构以及通讯速度无任何改变,保持在不同应用中数据的一致性和控制的实时性。

(1)管理级网络:

在本项目的楼宇自控系统中央控制室设立楼宇自控系统管理站,采用标准的TCP/IP联入以太网局域网,通过以太网及相应的通讯接口实现管理站、现场控制器及第三方设备、相关子系统间的及上位I B M S系统的数据通信、资源共享和综和管理功能。数据库支持ODBC,SQL,OPC,DDE,Net DDE网络API函数库。最高级系统报警可直接通过拨号系统联入电话网,将报警信息进行远程传送。数据库的分层管理和软件的模块化设计,使数据访问的安全性得到了保证。没有得到授权将不能访问系统的任何数据,不同级别的授权,只能访问不同级别的数据。

(2)控制级网络:

楼宇自控系统控制层设备通过BACNET MS/TP总线进行连接,连入网络控制器,从而实现与中央站的数据交换及通讯。系统能实现控制器间的通讯,即同层通讯,便于系统参数的共享及不同控制器间的联动控制。中央可通过网络控制器以信息传送至任何指定的分站。

在系统的两层结构中,无论是管理层还是控制层,均具有同层资源共享功能。在系统主机发生故障时,所有网络控制引擎仍保持通讯和数据的交换,而倘若网络控制引擎掉线,其控制网络的全部现场控制器之间亦能保持点对点无主从的方式进行直接通讯,从而保障系统不间断的可靠运行。

3 BA系统施工要点

(1)BA系统线管沿着幕墙单位在膜结构排水沟上固定的钢构件上敷设,通过U型码固定,喷雾系统设备安装支撑节点大样图见图5。镀锌线管与DDC箱箱顶横槽连接时,连接端采用专用接地卡固定保护连接导体;温度传感器末端设备的金属柔性导管与镀锌线管连接处,两端都需采用专用接地卡固定保护联结导体;以专用接地卡固定的保护联结导体应为同芯软导线,截面积不应小于4mm2。柔性短管与刚性导管连接采用专用接头。刚性导管经柔性导管与温度传感器末端设备连接时,柔性导管不宜大于0.8m。施工完成后应按每个检验批导线连接点总数抽查10%,且各不得少于1处。

(2)BA系统控制线缆AI/DI/UI/AO/DO/UO/CO及24VAC/OVAC/E使用线径为1.0mm2的多股铜芯线,DDC箱电源进线使用为线径2.5mm2的多股铜芯线,数字控制器的通讯线使用20AWG3芯屏蔽双胶线。绝缘导线的连接,必须压接冷压接接头,而不允许直接连接,采用搪锡工艺。接线端子的标记用专用端子标号,标示于接线端子上。导线的标识用专用号码管,套在对应的导线上。BA系统控制线缆与DDC箱电源线不应穿于同一导管内;绝缘导线接头应设置在专用的接线盒内,不得设置在线管内。

(3)温度传感器安装在钢构件的固定角钢支架上。

(4)DDC箱设置在喷雾系统电源箱旁,DDC箱采用镀锌钢板,且钢板厚度不小于1.0mm,箱体采用挂墙式安装,使用4枚M6螺丝固定,箱体应封闭良好,并能防潮、防尘。因DDC箱安装在室外,为保证控制器和线路的安全,DDC箱体的防护等级至少达到IP33。箱体需单独敷设接地线到就近接地点,内部也必须留有明显的接地标志及装置。DDC箱需配置液晶控制屏幕,可通过液晶控制屏调节设定温度值、起停泵间隔时间值,以便现场调试。

图5 喷雾系统设备安装支撑节点大样图

图5 喷雾系统设备安装支撑节点大样图  下载原图


4 结语

广州无限极广场屋顶采用膜结构顶棚实现中庭采光照明,为防止夏季膜结构温度过高,设置了喷雾系统来降低温度,并利用BA系统根据预设的临界温度值来实现喷雾系统的自动控制,为建筑物用户提供了良好的工作环境,达到了减少建筑物能耗与降低管理成本的良好效果。未来随着控制器成本的降低和操作模式的简易化,会有越来越多的建筑设备将接入BA系统进一步实现楼宇自动化,BA控制系统也将继续在绿色建筑中扮演重要的角色,保证建筑设备的节能、高效、可靠、安全运行,满足用户需求。

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