ABBi-bus@智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)在北京首都國際機(jī)場擴(kuò)建工程T3航

1、ABBi-bus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)在北京首都國際機(jī)場擴(kuò)建工程T3航    關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；ibus系統(tǒng)；雙層呼吸幕墻文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-11452010)11-0175-02 一、智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)概述 (一)智能生態(tài)建筑 廣義上的智能建筑包含高效能源系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)、高效信息通訊系統(tǒng)和建筑功能自動(dòng)化系統(tǒng)等。但是隨著國際社會(huì)對能耗要求的日益提高，尤其是歐美發(fā)達(dá)國家的智能建筑更加強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能，降低運(yùn)營成本，保護(hù)環(huán)境并提供舒適健康的辦公環(huán)境。因而，智能建筑的高效能源系統(tǒng)就顯得尤其重要。高效能源系統(tǒng)主要是指在保護(hù)環(huán)境、降低排放量的前提下

2、，建筑能夠根據(jù)外界氣候環(huán)境(即陽光、溫度、風(fēng)速、雨水等)的變化而自動(dòng)控制調(diào)節(jié)自身設(shè)備運(yùn)行工況，以達(dá)到最大限度地利用自然的、可再生的資源，如太陽輻射能、空氣自然流通以及地?zé)岬?，從而減少建筑物在運(yùn)營過程中所需的不可再生能源的消耗。因而，目前國內(nèi)也有很多學(xué)者、專家把具有這個(gè)特點(diǎn)的建筑稱為智能生態(tài)建筑。 (二)玻璃幕墻技術(shù) 玻璃幕墻技術(shù)進(jìn)入我國已經(jīng)有十多年的歷史，因其具備一定的隔熱透光性以及良好的立面效果，在公共建筑尤其是高層公共建筑上得到了廣泛的應(yīng)用。早期國內(nèi)建筑以單層幕墻為主，其隔熱通風(fēng)效果均不是很理想，而目前國際流行的雙層呼吸式幕墻因?yàn)槠淞己玫哪苄Э刂埔约案G色、更舒適的自動(dòng)新風(fēng)系統(tǒng)被國內(nèi)很多建

3、筑設(shè)計(jì)師所接受并大力推廣。雙層呼吸幕墻可根據(jù)外界氣候環(huán)境的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)幕墻的保溫、通風(fēng)、遮陽設(shè)備，最大限度地降低建筑物所需的一次能源，同時(shí)創(chuàng)造出更健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。目前市場比較成熟幕墻技術(shù)是：雙層幕墻加遮陽擺葉系統(tǒng)，幕墻自動(dòng)開窗系統(tǒng)。 在夏天室外溫度很高的情況下，采用雙層幕墻，并且在雙層幕墻之間或者室外安裝戶外遮陽擺葉，其遮陽效果比單純地安裝室內(nèi)遮陽擺葉要節(jié)能3060。 另外針對高層建筑開窗難地問題(高層建筑一般出于安全地考慮，不設(shè)計(jì)可開啟地窗戶)，新型地幕墻技術(shù)采用電動(dòng)開窗系統(tǒng)，即保證了安全性(開窗位置較高，人工無法打開)又能夠?qū)崿F(xiàn)在春秋季室外空氣比較良好地情況下采用自然通風(fēng)方式實(shí)現(xiàn)大

4、樓內(nèi)空氣交換，大大地減少了空調(diào)以及新風(fēng)系統(tǒng)的使用時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)舒適節(jié)能的效果。 雙層呼吸式幕墻技術(shù)以及其他建筑節(jié)能手段的應(yīng)用，使智能生態(tài)建筑的真正實(shí)現(xiàn)成為可能。而如何準(zhǔn)確調(diào)節(jié)外墻構(gòu)造機(jī)制，以期配合整個(gè)建筑內(nèi)設(shè)備(諸如燈光、空調(diào)等)之間的互動(dòng)，在保證建筑物內(nèi)舒適、健康的生態(tài)環(huán)境的前提下達(dá)到低能耗運(yùn)行，這就必須依賴于一個(gè)強(qiáng)大的智能生態(tài)建筑控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可分布在大樓的各個(gè)角落，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，對不同設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)，以自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化。可以根據(jù)物業(yè)的要求統(tǒng)一集中調(diào)節(jié)，更可以根據(jù)每個(gè)區(qū)域不同人群的不同需求進(jìn)行個(gè)性化控制。 (三)ABB ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng) ABB ibus智能建筑環(huán)境控制

5、系統(tǒng)在全球已經(jīng)有近20年的成功應(yīng)用，其總線協(xié)議是全球第一個(gè)符合國際ISOIECl4543-3標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)符合歐洲EN50090標(biāo)準(zhǔn)、中國國標(biāo)GBZ20965標(biāo)準(zhǔn)的智能樓宇控制協(xié)議。系統(tǒng)支持完全開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有先進(jìn)的控制方式。i-bus系統(tǒng)在世界各地諸多著名建筑中的成功應(yīng)用，使其擁有了廣泛而良好的口碑。 ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)主要由傳感器、驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)元件三部分構(gòu)成。傳感器主要負(fù)責(zé)發(fā)送命令給驅(qū)動(dòng)器。常見的傳感器包括智能面板、人體感應(yīng)器、觸摸屏、溫控面板，可安裝在辦公室、公用通道、電梯廳、會(huì)議廳、宴會(huì)廳中，供工作人員現(xiàn)場使用，采用標(biāo)準(zhǔn)86盒安裝，替代了傳統(tǒng)的面板開關(guān)或床頭控制柜。驅(qū)動(dòng)器主要

6、負(fù)責(zé)接受并執(zhí)行ibus傳感器發(fā)送的命令，如開關(guān)燈、調(diào)光、調(diào)節(jié)溫度、窗簾開合等，安裝在各個(gè)樓層的照明箱中，采用35mm標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝。系統(tǒng)元件主要指供整個(gè)系統(tǒng)使用的元件，包括電源供應(yīng)器、線路耦合器、定時(shí)器、光線感應(yīng)器、中控軟件等。ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)的每一個(gè)傳感器和驅(qū)動(dòng)器都是智能的，有內(nèi)置的微處理器、存儲(chǔ)器及固化程序，所有的傳感器和驅(qū)動(dòng)器最終由一根ibus總線電纜連接起來。 智能面板只與ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)總線連接，智能面板通過總線發(fā)送命令信號(hào)控制相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器(即執(zhí)行器)，從而實(shí)現(xiàn)對燈光、窗簾、風(fēng)機(jī)盤管等設(shè)備的控制。由此可見，ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)采用全分散型結(jié)構(gòu)，不需

7、要任何中央控制器之類的設(shè)備，不同于上一代集散式控制系統(tǒng)。另外，對設(shè)備的控制是通過軟件編程實(shí)現(xiàn)的，面板開關(guān)屬于安全低電壓設(shè)備，不直接切斷強(qiáng)電進(jìn)行控制，完全不同于傳統(tǒng)的面板開關(guān)的控制。 針對現(xiàn)代建筑的諸多節(jié)能特點(diǎn)，ABB ibus智能環(huán)境控制系統(tǒng)提供包括環(huán)境亮度(燈光、遮陽設(shè)備)、環(huán)境空氣、溫度(新風(fēng)、空調(diào)設(shè)備)等系統(tǒng)的專業(yè)控制設(shè)備以及豐富的聯(lián)動(dòng)控制手段。 二、ABB ibus智能環(huán)境控制系統(tǒng)在首都國際機(jī)場T3航站樓的設(shè)計(jì)方案        (一)工程概況 北京首都國際機(jī)場是中國國內(nèi)地位最重要、運(yùn)輸最繁忙的大型國際航空

8、港之一，新建的T3航站樓是首都機(jī)場擴(kuò)建工程的標(biāo)志性建筑，在此建筑中將更多的采用很多新的技術(shù)和設(shè)備，為屆時(shí)往來于北京的航空旅客帶來的全新體驗(yàn)。 航站樓平面呈曲邊等幅三角形，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土內(nèi)筒外框結(jié)構(gòu)。航站樓建筑西南和東南立面采用雙層呼吸幕墻、低反射玻璃，外層為“x”形鋁合金框架，達(dá)到美觀和節(jié)能效果；北立面采用單層幕墻，窗間墻以金屬或石材裝飾。所有幕墻均按照安全、環(huán)保、節(jié)能要求設(shè)計(jì)，基本沒有光污染。 (二)系統(tǒng)控制設(shè)備 1.幕墻設(shè)備控制。由于整個(gè)建筑采用了呼吸幕墻設(shè)計(jì)思路，因而整個(gè)建筑中存在著大量的電動(dòng)開窗設(shè)備以及遮陽設(shè)備，如何合理有序地對這些設(shè)備進(jìn)行控制將直接影響到整個(gè)大樓的能源消耗。同時(shí)大量

9、的遮陽百葉(卷簾)的開啟或者關(guān)閉將直接影響到室內(nèi)環(huán)境的照度。如何合理安排室內(nèi)燈具照明，對整個(gè)大樓的節(jié)能效果影響也非常大。 2.燈光控制。項(xiàng)目把所有大堂、電梯廳、走廊等公共區(qū)域照明以及會(huì)議室、接待室觀光區(qū)的照明控制納入整個(gè)智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)。 (三)系統(tǒng)要求 采用ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對幕墻、燈光等設(shè)備的控制?；诂F(xiàn)場面板獨(dú)立控制的基礎(chǔ)上，采用可視化軟件對航站樓幕墻開啟窗、電動(dòng)門、遮陽簾及照明執(zhí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。ibus樓宇氣象中心將綜合室內(nèi)外的氣象狀況按實(shí)際需求自動(dòng)的完成幕墻開啟窗，電動(dòng)門及遮陽簾的開閉、升降、調(diào)整角度等控制功能。同時(shí)，ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)能夠與消防 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根

10、據(jù)要求打開或關(guān)閉幕墻。 (四)系統(tǒng)功能 采用ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)后，整個(gè)航站樓能夠?qū)崿F(xiàn)以下控制功能： 1.智能面板手動(dòng)控制方式。通過安裝在窗側(cè)的ibus智能面板，業(yè)主可以根據(jù)區(qū)域內(nèi)實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電動(dòng)幕墻設(shè)備的獨(dú)立開啟或者關(guān)閉，還可以根據(jù)區(qū)域的特點(diǎn)進(jìn)行特定燈光、遮陽場景的組合控制。 2.定時(shí)控制方式。通過ibus系統(tǒng)的硬件定時(shí)器或者軟件定時(shí)設(shè)置，整個(gè)系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)主的需求，對系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備進(jìn)行定時(shí)操作。ibus能夠提供時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間段以及周、月、年度定時(shí)功能。通過定時(shí)功能確保在非正常工作時(shí)間內(nèi)的最小能源消耗。 3.氣象中心(傳感器)的自動(dòng)控制功能。ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)安裝在

11、室外的氣象傳感器能夠根據(jù)室外的氣象條件自動(dòng)執(zhí)行對大樓幕墻設(shè)備的保護(hù)功能。例如：當(dāng)室外下雨或者風(fēng)速過大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)窗實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。 4.光線傳感器控制方式。由于整個(gè)建筑大量采用了遮陽卷簾以及遮陽百葉，根據(jù)室內(nèi)溫度需要，當(dāng)遮陽百葉角度不同時(shí)，將直接影響室內(nèi)的實(shí)際照度，ibus系統(tǒng)的室內(nèi)光線感應(yīng)器根據(jù)室內(nèi)照度值的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)照明回路的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照度的舒適性。 5.ibus太陽經(jīng)緯度自動(dòng)跟蹤控制方式。雙層幕墻的使用，使整個(gè)建筑的保溫和隔熱性能有了很大的提高，如何最大限度地發(fā)揮雙層幕墻的低碳效益呢?ibus系統(tǒng)提供專業(yè)的“向日葵”遮陽控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可以根據(jù)大樓的經(jīng)緯度位置測算全年(36

12、5天x 24小時(shí)x60分鐘)的日照情況，同時(shí)根據(jù)氣象中心實(shí)時(shí)提供的氣象數(shù)據(jù)，綜合大樓的實(shí)際需要，判斷遮陽百葉開啟角度，盡可能的吸收(冬季)或者反射(夏天)太陽光，從而大大降低室內(nèi)的空調(diào)能耗(如圖2所示)： 6.計(jì)算機(jī)圖形化軟件集中控制功能。在一樓消控中心，ibus智能樓宇系統(tǒng)提供專業(yè)的人機(jī)操作界面，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。管理人員可以根據(jù)實(shí)際需要對系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備進(jìn)行控制。 7.消防聯(lián)動(dòng)控制。ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)有專業(yè)的消防模塊，能夠與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)要求打開或關(guān)閉幕墻通風(fēng)窗，打開應(yīng)急照明。 8.與BA系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制功能。ibus智能建筑環(huán)境控制系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)的OPC軟件接口協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)

13、與BA系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，在BA系統(tǒng)內(nèi)可以監(jiān)控ibus系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。 (五)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 1.節(jié)能。ibus系統(tǒng)能根據(jù)人員的活動(dòng)狀況、工作規(guī)律、自然光狀況調(diào)節(jié)室內(nèi)照明環(huán)境、溫度環(huán)境、遮陽環(huán)境，以最大限度地減少能源消耗，體現(xiàn)了綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)理念。 采用ibus系統(tǒng)后當(dāng)氣象傳感器探測到室外空氣比較舒適地情況下(尤其是春秋季)，可以自動(dòng)開啟電動(dòng)窗實(shí)現(xiàn)空氣對流，既實(shí)現(xiàn)辦公環(huán)境地舒適性又可以最大限度節(jié)約能源。每年可以少開新風(fēng)系統(tǒng)近5個(gè)月(春季3月下旬6月上旬，共3個(gè)月：秋季10月上旬11月下旬，共2個(gè)月)。 根據(jù)遮陽系統(tǒng)測算，在制冷情況下：使用單層遮陽節(jié)約能源20；使用雙層遮陽(戶內(nèi)戶外)節(jié)約能源40-60；

14、如果單純通過人為的方式控制僅僅只能發(fā)揮其節(jié)能效率的30(單層遮陽40，雙層遮陽20)，并且造成很大的人力成本。 但是通過ibus自動(dòng)遮陽控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，并控制遮陽擺葉時(shí)刻最佳角度(夏天遮陽擺葉跟著太陽光角度轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)最大限度反射陽光)，可以發(fā)揮遮陽節(jié)能效率至80，并且整個(gè)系統(tǒng)完全自動(dòng)運(yùn)行。 2.系統(tǒng)操作簡單。系統(tǒng)提供各種靈活的就地以及集中操作模式，并且提供完備的自動(dòng)控制功能，可大量減少管理與維護(hù)工作，降低管理費(fèi)用，提高工作效率，并提高管理水平。        3.系統(tǒng)構(gòu)成簡單。考慮到北京首都國際機(jī)場擴(kuò)建工程T3航站樓控制設(shè)備種類復(fù)雜、控制點(diǎn)數(shù)多的情況，ibus系統(tǒng)作為一種總線開放式的系統(tǒng)，采用了大跨度的框架結(jié)構(gòu)，以簡單的方式構(gòu)建，并且可靈活地接入BAS系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)只有一條ibus總線，沒有大量的電纜附設(shè)和繁雜的控制設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊均帶有微處理器，可自主工作，無主從關(guān)系，也無系統(tǒng)主機(jī)，即使