楼宇自控系统工程质量控制浅析1

楼宇自控系统是建筑设备自动化控制系统的简称。建筑设备主要是指为建筑服务的、那些提供人们基本生存环境所需的大量机电设备，如暖通空调设备、照明设备、变配电设备以及给排水设备等。楼宇自控系统通过现场总线技术结合集散控制系统来实现建筑设备自动化控制，以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行之目的。

随着国家对节能要求的大力推行，楼宇自控系统实施的质量控制是目前智能化建筑行业关注的重点。为了使其发挥应有的投资效果，本文结合楼宇自控系统设计、施工、调试以及验收等实施中存在的问题并通过全国海关信息中心备份中心的楼宇自控工程案例对实施质量控制进行分析和探讨，以推进楼宇自控系统能更有序、更有效地运行，发挥其应有的效果。


1 楼宇自控系统组成及实施内容

楼宇自控系统组成装置包括检测装置（各类型传感器，如温度传感器、压力、压差传感器等）、直接数位控制器（简称DDC，包括DO、DI、AI、AO点等）以及传输线路与控制主机。

楼宇自控是建筑智能化工程的主要系统，通常包括对暖通空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等系统的监控。集网络、计算机、控制和检测技术于一身，使得建筑内机电设备管理高效、环境获得最佳舒适度、大幅度节约建筑运行能耗。


2 楼宇自控系统实施现状

目前许多现代化大楼尤其是高层大楼内安装了楼宇自控系统，不仅极大改善了大楼的环境效率，而且也使大楼能源消耗在量化控制之下，确保大楼能源成本降低成为可能。

但不可否认的是，由于各种原因也确实造成一些楼宇自控项目不太成功甚至完全失败。从目前众多实施的工程来看效果不甚理想。有调查显示：顾客对楼宇自控系统运行情况评价，“满意”的约占30%，“一般”的约占40%，“差”的约占30%。

下面结合设计阶段、施工阶段以及调试验收阶段对楼宇自控系统的实施质量进行探讨分析。


3 深化设计阶段质量控制

设计阶段应深入全面了解业主的最新要求，结合设计院对楼宇自控系统的设计内容要求，进行施工图二次深化设计，提出详尽的管线施工图、系统结构图、产品型号规格、设备材料数量、接线安装图、调试以及维护等技术文件，确保设备清单、监控点表与施工图三者完全一致。要把握楼宇自控工程的设计标准和系统的功能定位，从功能需求出发，反映工程的功能特点或某些功能设计亮点。

经常出现由于设计者对其他专业受控对象的工艺要求理解上的肤浅，甚至存在认识上的错误而导致的设计失误使楼宇自控运行效果欠佳的事例屡屡发生，其中暖通空调系统占较大比重，下面结合设计中容易出现差错的实际问题进行分析及控制。

3.1 针对工程地点进行设计

由于我国幅员辽阔，南北气候温度等方面存在很大差异，在楼宇自控设计方面的选择差别较大，在系统配置方面要注意区分。南方大多空气温度高且潮湿，要注重在除湿方面控制的考虑，北方空气干燥，要注重在加湿方面控制的考虑。

往往设计者依据常规进行设计，没有结合我国各地气候特点和地方要求进行分析研究及慎重确定，使设计方案选择不当，结果不但对投资、运行、能源消耗起负面的影响，而且还危及人员的健康。

3.2 针对工程实际需求进行设计

进行深化设计前要了解工程中被控设备的情况以及被控精度要求，根据实际情况进行系统设计。有些工程，尤其是政府出资兴建的工程，业主方往往从业绩方面考虑进行大而全的要求，工程商也出于为了多赢利的角度出发迎合业主需求扩大设计。但经常由于设计不配套，在使用结果方面大打折扣，真正发挥作用的功能却很少，性价比极低。在这种情况下，就要站在工程实际情况及需要的角度进行设计。

3.3 系统网络构架设计

在楼宇自控系统未招标选定设备前，设计院往往对楼宇控制网络架构规划设计不是很明确，DDC的布置比较随意，只注重控制原理及点表，网络架构形式、执行标准、设备配置标准选用等方面的设计相对来讲比较薄弱。目前，在楼宇各自动化控制系统中底层流行采用现场总线控制网络，随着工控计算机及网络技术发展在建筑业广泛普遍的应用，现场总线技术必将成为智能建筑领域主要的发展方向之一。

3.4 系统设备选型设计

在满足功能要求的基础上，针对被控对象要求控制精度进行设备选型，这样才能保证系统的性价比达到最佳，也不会造成因为设备选择的失误对使用造成影响。

在设备选型中最主要的是电动水阀的选择，包括特性选择及口径选择。电动水阀的口径决定了阀门的调节精度。常规设计中电动水阀口径确定是根据被控设备管径缩小一个级别进行的，水阀口径选择过大，不仅增大业主投资成本，而且使阀门基本行程变大导致阀门调节精度降低，达不到节能目的。水阀口径选择过小，往往会出现即使水阀全部打开时系统也难以达到设定温度值，无法实现控制目标。根据在全国海关信息中心备份中心楼宇自控中的设计经验，对电动水阀型号的选择可采用下述办法进行。

电动调节水阀的流量特性是指空调水流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的函数关系，目前工程上常用的主要有直线流量特性、等百分比流量特性的电动水阀。等百分比流量特性水阀可调范围相对较宽，比较适合具有自平衡能力的空调水系统，因此楼宇自控系统中大量应用的是等百分比流量特性的电动水阀。

工程上我们常用的是通过计算电动阀门的流量系数Cv值来推导电动水阀口径，因为流量系数和水阀口径是成对应关系的，也就是说，流量系数定了，水阀口径大小也就确定了。Cv值是当调节阀全开时，阀两端的压差ΔP为100KPa，流体重度r为1gf/cm3（即常温水）时，每小时流经调节阀的流量数，以㎡/h或T/h计。

水阀流量系数Cv值可采用公式计算：Cv=Q/√ΔP

其中：Q为设备（空调/新风机组）的冷量/热量；

ΔP为调节阀门前后压差比。

理论上讲，在不同的空调回路中，ΔP值是不同的，是一个动态变化的值，取值范围一般在1～7之间。但由于在流量系数的计算过程中ΔP 是开根号取值，所以对Cv计算影响并不是很大。因此，在工程设计中一般选ΔP值为4。然后用计算出来的流量系数Cv来选用与其相应口径的调节水阀。