樓宇自動化給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案常用

1、樓宇自動化排水系統(tǒng)系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 方 案 設(shè)計(jì)單位： * 有限公司 樓宇自動化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 給排水系統(tǒng) 一、方案設(shè)計(jì)（品牌： KITOZER,廣州萊安） 綜合型智能建筑由三大基本要素構(gòu)成，即辦公自動化系統(tǒng)（ OAS），建筑設(shè) 備自動化系統(tǒng)（ BAS）和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ CAS），這三大要素也稱之為 3A 系統(tǒng)。 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)保證機(jī)電設(shè)備和安全管理的自動化， 對樓宇溫度、 濕度、含 氧量與照明度等參數(shù)值進(jìn)行測量，并按照使用者要求迅速實(shí)施調(diào)節(jié)和綜合管理， 為用戶提供舒適宜人的室內(nèi)環(huán)境和可靠的安全保障。 給排水系統(tǒng)屬建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)的一部分， 要求其運(yùn)行安全可靠， 實(shí) 現(xiàn)水泵最佳運(yùn)行控制。

2、1、 建筑給水排水概述 建筑給水的種類可概括分為生產(chǎn)、 生活和消防等三類， 建筑給水工程就是為 確保這三類給水的實(shí)現(xiàn)而采取的技術(shù)措施， 即把室外給水工程提供的水量、 水壓 按照建筑物的需要分配到用水地點(diǎn)， 從而為生活和生產(chǎn)提供一定程度的安全和便 利的用水條件。 建筑排水工程的任務(wù)是把生活和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水、 廢水 按照室外排水系統(tǒng)體制和建筑物內(nèi)部是否要求再生回用的， 有組織、分系統(tǒng)的排 放，確定其排放方式、處理方法和綜合利用。 建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)基本的給水方式有以下幾種： （1）直接給水方式。適用于廢水管網(wǎng)的水量、水壓在一天的任何時(shí)間 內(nèi)都能夠滿足建筑物內(nèi)部需要時(shí)采用 （2）水泵和水箱聯(lián)合

3、給水方式。適用于室外給水管網(wǎng)中壓力低于或周 期性低于建筑物內(nèi)部給水管網(wǎng)所需壓力，且建筑物內(nèi)部用水又很不均勻； （3）水泵給水方式。適用于室外給水管網(wǎng)中壓力在一天中大部分時(shí)間 滿足不了室內(nèi)需要，且建筑物內(nèi)部用水量又大又很不均勻； （4）分區(qū)供水的給水方式；適用層數(shù)較多的建筑物，為了充分有效地 利用室外管網(wǎng)的水壓。 將建筑物分成上下兩個(gè)供水區(qū)， 下區(qū)直接在城市管網(wǎng)壓力 下工作，上區(qū)則由水泵水箱聯(lián)合供水。 初步設(shè)計(jì)階段 1）給水系統(tǒng)的監(jiān)控 采用恒壓（無水箱）供水，即應(yīng)用變頻裝置改變水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)用水量 變化。供水系統(tǒng)由水泵和低處蓄水池（地下室）及管網(wǎng)構(gòu)成。（2）采用高位水 箱、低位水地給水系統(tǒng)

4、， 即在屋頂設(shè)高位水箱， 在低處（地下室）設(shè)一低位水池， 中間設(shè)置水泵。 （1）恒壓（無水箱）供水 最初的恒壓供水系統(tǒng)采用繼電接觸器控制電路， 通過人工起動或停止水泵和 調(diào)節(jié)泵出口閥開度來實(shí)現(xiàn)恒壓供水。該系統(tǒng)線路復(fù)雜，操作麻煩，勞動強(qiáng)度大， 維護(hù)困難，自動化程度低。 后來增加了微機(jī)加 PLC監(jiān)控系統(tǒng)，提高了自動化程度。 但由于驅(qū)動電動機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)， 水流量靠調(diào)節(jié)泵出口閥開度來實(shí)現(xiàn)， 浪費(fèi)大量能 源。采用變頻調(diào)速可通過變頻改變驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變泵出口流量。 由于流 量與轉(zhuǎn)速成正比， 而電動機(jī)的消耗功能與轉(zhuǎn)速的三次方成正比， 因此，當(dāng)需要水 量降低時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低，泵出口流量減少，電動機(jī)的消

5、耗功率大幅度下降， 從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。 為此出現(xiàn)了節(jié)能型的由 PLC和變頻器組成的變頻調(diào)速 恒壓供水系統(tǒng)。水泵啟 / 停自動監(jiān)控：恒壓供水系統(tǒng)由壓力傳感器，可編程序控 制器（ PLC）、變頻器、供水泵組等組成，其原理框圖如圖所示。 圖 恒壓供水控制原理圖 原理如下： 系統(tǒng)采用壓力負(fù)反饋控制方式。 壓力傳感器將供水管道中的水 壓變換成電信號，經(jīng)放大器放大后與繪定壓力比較，其差值進(jìn)行FuzzyPID 運(yùn) 算后，去控制變頻器的輸出頻率， 再由 PLC控制并聯(lián)的若干臺水泵在工頻電網(wǎng)與 變頻器間進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。 自動監(jiān)測及報(bào)警 在低位蓄水池處可設(shè)一液位傳感器或壓力傳感器來檢測水池液面位置。

6、 當(dāng)水 池水位下降至下限（停泵水位）時(shí)，傳感器向 DDC送出信號， DDC給水泵機(jī)組輸 送信號，使水泵自動停機(jī)。當(dāng)水位低于所設(shè)的低位報(bào)警水位時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，但此 時(shí)水地通常仍有水 （ 這部分水供消火栓用水 ） 。當(dāng)水位低于所設(shè)消火栓停泵水位 時(shí)，消火栓水泵受 DDC控制自動停止運(yùn)行。 這種壓力傳感器可以通過壓力連續(xù)檢 測水池液位，并把信號送入 DDC中，而停泵和報(bào)警液位的設(shè)定是可改變的。 自動監(jiān)測及報(bào)警 2）高位水箱供水 高位水箱供水如圖 2 所示，通常的供水系統(tǒng)從原水地取水， 通過水泵把水注 入高區(qū)水箱及中區(qū)水箱， 再從高位水箱及中區(qū)水箱靠其自然壓力將水送到各用水 點(diǎn)。 高位水箱供水監(jiān)控原理圖

7、 水泵啟/ 停自動監(jiān)控 各水箱及蓄水池內(nèi)可設(shè)液位傳感器，當(dāng)測得水箱水位低于下限水位時(shí)， 液位傳感器把信號送入 DDC中，然后 DDC輸出信號，自動啟動水泵；當(dāng)水箱 水位高于上限水位時(shí)，則自動停止水泵。水泵位一備一用，當(dāng)一臺水泵出現(xiàn) 故障，信號送入 DDC中，系統(tǒng)自動報(bào)警，且另一臺水泵接收 DDC指令，自動 投入運(yùn)行，并自動顯示啟 / 停狀態(tài)，累計(jì)水泵運(yùn)行時(shí)間及用電量。 （2）自動監(jiān)測及報(bào)警 高、中區(qū)水箱水位還設(shè)有上上限及下下限，即溢流水位及低報(bào)警水位。 當(dāng)水箱水位到達(dá)上上限水位時(shí)，說明水泵在水箱水位到達(dá)上限時(shí)沒有停止， 此時(shí)上上限水位開關(guān)發(fā)出溢流水位報(bào)警信號送到 DDC報(bào)警；當(dāng)水箱水位到達(dá) 低

8、報(bào)警水位時(shí)，說明水泵在水箱水位到達(dá)下限時(shí)沒有開啟，此時(shí)下下限水位 開關(guān)發(fā)出低位報(bào)警信號送到 DDC報(bào)警；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，蓄水池水位低于消火 栓泵停泵水位，則信號送入 DDC， DDC輸出信號自動控制消火栓泵停止運(yùn)行。 2）排水系統(tǒng)的監(jiān)控 生活排水系統(tǒng)分集水坑排水和污水池排水排水系統(tǒng)監(jiān)控原理與給水系統(tǒng)監(jiān) 控原理相似；排水系統(tǒng)構(gòu)成 : 集水坑（污水池）、排水泵（污水泵）、液位傳感 器等構(gòu)成。監(jiān)控原理圖如圖 3 所示。 排水泵起停監(jiān)控 如圖 3 所示，排水泵為一用一備，集水坑有三種液位，液位由液位傳感器 把信息傳遞給直接數(shù)字控制器 DDC，實(shí)現(xiàn)排水自動控制。當(dāng)集水坑中水位超過啟 泵水位，液位傳感器把信

9、號送給 DDC，DDC再把啟泵信號送給工作泵，工作泵啟 動，實(shí)現(xiàn)排水功能。當(dāng)集水坑中水位低于停泵水位時(shí)，液位傳感器把信號送給 DDC，DDC把信號送至工作泵，工作泵立即自動停止運(yùn)行，排水過程結(jié)束。 （3） 當(dāng) 集水坑中液位超過報(bào)警水位時(shí)，液位傳感器把信息送至 DDC，DDC再把信號送給 備用泵，備用泵則立即自動啟動。 檢測與報(bào)警 當(dāng)集水坑中液位超過報(bào)警水位， 液位傳感器把信號送給 DDC，系統(tǒng)自動報(bào)警， 當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，信號送給 DDC，系統(tǒng)自動報(bào)警。水泵運(yùn)行時(shí)間、用電量自動 累計(jì)。 三、 施工設(shè)計(jì) 1)設(shè)計(jì)說明 給排 水系 統(tǒng)主 要是 主動 泵和 備 用泵 。BAS監(jiān)視水泵 的工作狀 態(tài)，

10、 檢測 水池 的液 位。 當(dāng)設(shè) 備發(fā) 生 故障， 液 位異常 時(shí)， BAS馬上 發(fā)出聲光報(bào)警，記錄備案，并自動顯示故障的情況和區(qū)域，提示 工作人員進(jìn)行解決。 A. 基本 監(jiān)測 內(nèi)容 如 下： a) 測各主動泵和備用泵的運(yùn)行狀態(tài), 故障 狀態(tài)。 b) 水箱 溢流 水位 報(bào)警 B. 具體 實(shí)現(xiàn) 方法 a) 用 DDC Excel5000控 制模塊對 給 排水 設(shè)備 進(jìn)行 監(jiān)控 。 b) 傳感器的安裝：在各主動泵和備用泵安裝高低水位開關(guān)，DDC 控 制模塊通過采集水位開關(guān)信號實(shí)現(xiàn)對水池水位的檢測。DDC 控制 模塊通過采集水泵控制箱的手自動開關(guān)、水泵運(yùn)行狀態(tài)觸點(diǎn)、故 障觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對水泵的監(jiān)測。所有信號

11、經(jīng) DDC控制模塊發(fā) 送給管理 計(jì)算機(jī)，均可在中央控制室監(jiān)測到。 c) 當(dāng)水池水位上 升到高水位時(shí)，停止主動泵和備用 泵進(jìn)行；當(dāng)水池 水位下降到低水位，啟動主動泵和備用泵。 2)監(jiān)控表 名 自動啟 故障輸 輸 水位 =6 水位 =2 主動泵啟 備用泵啟 水位 8 水位 1 稱 動 入 出 0 0 停 停 0 0 DI 1 1 1 1 1 1 1 DO 1 2 表 1 給排水系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)表 3）設(shè)備控制原理圖 4）中央監(jiān)控室平面圖 5) 主要設(shè)備安裝調(diào)試 給水系統(tǒng) 的主要設(shè)備有：生活給水泵、氣壓裝置和消防給水泵等。給水系 統(tǒng)監(jiān)控功能有下列三種： (1) 地下儲水池水位、 樓層水池、地面水池水位的檢

12、測及當(dāng)高 / 低水平超限 時(shí)的報(bào)警。 (2) 對于生活給水泵，根據(jù)水池 (箱)的高/ 低水位控制水泵的啟 /停，檢測 生活給水泵的工作狀態(tài)和故障現(xiàn)象。當(dāng)使用水泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用水泵會自 動投入工作。 (3) 氣壓裝置壓力的檢測與控制。 典型生活恒壓供水系統(tǒng)監(jiān)控原理如圖 2.9 所示。圖中液位開關(guān)用于檢測生活 供水池的水位高度。 當(dāng)水位低于低限值時(shí)， 系統(tǒng)控制相應(yīng)的進(jìn)水管使其開通； 當(dāng)水位高于高限值時(shí)則令進(jìn)水管關(guān)閉。三個(gè)補(bǔ)水泵可互為冗余備份，也可同 時(shí)工作，一般視壓力反饋點(diǎn)所檢測的供水水壓而定。如水壓偏高則只令一臺 工作，而水壓過低則可令兩臺或三臺同時(shí)工作。 圖 1.9 排水系統(tǒng) 的主要設(shè)備有：排水水泵等。其監(jiān)控功能主要包括： (1) 集水井和廢水集水井水位檢測及超限報(bào)警。 (2) 根據(jù)污水集水井與廢水集水井的水位，控制排水泵的啟