医院综合病房楼楼宇自控系统设计方案.docx
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医院综合病房楼楼宇自控系统设计方案.docx
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医院综合病房楼楼宇自控系统设计方案
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第一章系统设计综述
一、工程概况
本工程为XXX医院医疗综合大楼,地上19层,地下1层。
建筑面积地上部分33728m2,地下室4298m2,建筑高度度80m。
1-3层为门诊,4-6层为医技科室。
7、8两层为手术室,上部为设备层,9-19层为病房。
屋顶为电梯机房,水箱间.地下一层平时为水池、水泵房、制冷机房、变配电室和车库等,战时设五级人防。
二、系统概述
XXX医院综合病房楼建成后将体现21世纪智能化建筑的特点,采用楼宇自动化控制系统对大楼内的机电设备进行监控管理。
该系统一方面为大楼提供健康、舒适、洁净的空气环境,另一方面监控和保障各种设备的正常运行,同时还能够节约能源消耗。
从权威机构的统计数据来看,空调系统占整个大楼的耗能在50%以上,而大楼装有楼宇自动化系统(BAS)以后,可节省能耗约25%,节省人力约30%。
当前大楼的功能越来越复杂、规模增大、标准提高,机电设备的数量也急剧增加,这些设备分散在大楼的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。
如采用楼宇自动化系统,利用现代的计算机技术、控制技术和网络技术,便可实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,确保楼内所有机电设备的安全运行,提高大楼内工作人员的舒适感和工作效率,长期保持设备的低成本运行。
一旦设备出现故障,系统能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。
为了将XXX医院综合病房楼建成一个具有国内先进水平的现代化大楼,向在大楼内的工作人员提供安全、舒适、便利、快捷的卓越服务,建立先进和科学的综合管理机制,提高办事效率,我们设计了一个具有最新技术、高运作效率、低维护成本、高可靠性和高性价比的楼宇设备控制系统。
我们建议选用浙大中控公司生产的OptiSYS楼宇控制系统。
OptiSYS系统对建筑物内的所有空调系统设备、通风排风设备、冷热源设备、给排水系统设备、供配电系统及一些重要电力设备、照明设备实行全天24小时的自动监测和控制,并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息和数据,达到提高运行效率,保证大楼工作环境的特殊需求,节省能源,节省人力,最大限度延长设备寿命的目的。
本方案采用国内知名自控品牌浙大中控OptiSYS系统,整个系统共有监控点位1082个,包括数字输入点633个,数字输出点289个,模拟输入点105个,模拟输出点55个。
整个网络结构由管理级网络和现场网络构成。
本系统监控中心计算机设在综合楼一层保安消控中心监控机房。
三、需求分析
1.对空气的品质要求高,包括温度、新风量、换气次数等;
按照设计院暖通专业的设计要求,对大楼的温度、新风量、公共照明等参数进行监控。
2.节能要求
大楼内部人流密集、人流量大,为了加大空气的流通能力,需要大量使用新风。
由于大量使用新风,对能源的消耗明显的增加,所以对楼宇自控系统的需求也更为明显。
如楼宇自控系统能够在某些新风要求较高的区域,在无人状态下进行新风换气,从而减少正常使用时的能耗。
基于以上分析,我们为XXX医院综合病房楼的楼宇自控系统对以下设备进行监控:
□冷热源系统
□空调通风系统
□送排风系统
□给排水系统
□变配电系统
□照明系统
□电梯系统
整个大楼的楼宇自控系统选用浙大中控的OptiSYS楼宇控制系统。
系统网络结构由管理级网络和现场网络构成。
在考虑系统硬件配置时,除满足目前需要以外,对于DDC控制器及其扩展模块上的输入输出点数量,考虑了大约15%的备用量,作为将来可能的调整及设备增加之用。
采用“分散控制,集中监测”的集散型控制模式,从而确保系统使用的可靠性。
四、楼宇自控系统设计依据
我们的设计依据是:
□《采暖通风与空调设计规范》GB50019-2003
□《医院洁净手术室标准》(2002年11月)
□《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002
□《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)
□《综合医院建筑设计规范》JGJ49-88
□《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
□《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
□《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
□《自控专业施工图设计文件编制深度的规定》(1987)
□《中国电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ232-90.92)
□《中国室内给水排水热水供应设计规范》(TJ15-74)
□《电气图用图形符号》(GB4728-85)
□《分散型控制系统工程设计规定》(HG/T20573-95)
□《工业自动化仪表工程施工及验收规范》(GBJ93-86)
□《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
□《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
□《建筑照明设计标准》GB50034-2004
□设计院提供的图纸
□相关产品安装使用手册
五、系统设计思想
1.设计目标
楼宇自动化控制系统(BAS)是XXX医院综合病房楼智能化系统集成工程的重点之一。
建设楼宇自控系统的目的在于为XXX医院综合病房楼提供健康、舒适、安全、可靠的工作环境,对建筑物内的各种机电设备的正常运行提供高效的管理,同时考虑节约运行能耗,延长设备的使用寿命,减轻操作管理人员劳动强度,从而达到减少整个建筑运行费用的目的。
因此,整个大楼的BA系统应体现舒适安全、自动控制、高效管理、节能等特色。
系统设计目标如下:
1)确保建筑物工作环境的舒适性;
2)确保工作人员对于空气质量的要求;
3)确保所有设备时刻处于高效和最佳工作状态,并提供高效的管理;
4)提高建筑物和内部人员整体安全水平和灾害防御能力;
5)通过优化控制提高过程控制水平,提供最佳的能源控制方案,实现合理的能源管理,节约能源消耗,减少劳动强度;
6)提供设备运行状态的有关资料、报表,实现设备维护工作的自动化;优化设备运行的控制,降低运行成本,节省人力,并实现系统功能和信息的共享;
7)成为智能化系统集成的基础网络。
2.设计原则
先进性:
采用国际上先进的“分布式控制系统”,通过中央监控系统的计算机网络将各层的控制器,现场传感器、执行器及远程通信设备进行联网,实现集中管理和分散控制的综合监控及管理功能。
系统支持目前业界先进的以太网技术。
安全性:
系统的构成能保证系统和信息的高度安全性,采取必要的防范措施,使整个系统受到非法入侵或意外故障时,对系统破坏限制在最小程度。
同时在系统控制方案的设计中,充分考虑安保、消防等方面的要求,采取切实可行的联动措施,保障建筑内人员的健康和安全,以及建筑设备的安全运行。
可靠性和容错性:
分散控制、集中管理的特点,保证每个子系统都能独立控制,同时在中央工作站上又能做到集中管理,使得整个系统的结构完善、性能可靠。
可扩展性:
系统方案中的总线能力、软件资源、DDCI/O点均应留有一定的余量,以便根据业主要求灵活增加少量控制点而无需增加额外的费用。
另外,我们选用的BAS系统,允许在统一的集成监控平台下,扩展新的控制网络总线,所以系统规模可以成倍增加。
可集成性:
系统具有充分的开放性能。
OptiSYS楼宇控制系统,具有与其它建筑设备和系统产品进行数据通讯的能力,,以便建立以BAS为基础的建筑设备集成管理系统(BMS),同时BAS系统应能向集成系统提供通信接口,具有和第三方作数据交换和信息共享的能力,以便后期根据业主要求实现管理信息系统集成。
开放性和互操作性:
系统容许不同厂家的产品组成一个完整的建筑设备自动化系统,并容许不同厂家的标准产品相互替换,以便系统今后的维护、扩展、更新。
经济性:
以切合大楼的实际情况为出发点,对各设备的监控方案进行优化,充分考虑实际需求,杜绝重复投资,使系统具有较高的性能价格比。
易操作性:
方案推荐一套完整的具有良好人机界面的软件系统,包括操作系统及应用软件,以支持BAS系统的正常工作。
系统的操作界面为中文图形界面,采用网页化的浏览方式。
六、系统特点
本方案所采用的系统符合以下要求:
1.采用单层网络结构
OptiSYS楼宇控制系统采用了单层网络通讯结构和世界先进技术,使得OptiSYS楼宇控制系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。
2.集中管理分散控制
网络管理域:
采用高速以太网组成建筑物的信息主干网,符合TCP/IP协议。
可以利用OPC技术支持多种开放式协议(包括BACnet、ARCnet、LONTALK),兼容多种标准接口软件(包括ODBC、DDE等)
网络数据域:
采用模块式智能型现场控制器PCS300系列,可完全独立于中央站工作,并通过以太网实现相互间的双向通讯和数据交换。
当系统通讯发生故障时,各个DDC仍然能独自完成正常的监控功能。
可以采用网关技术把冷冻机组控制器、变配电系统与BA系统相连接,实现BA系统对冷水机组的群控。
控制数据域
可以在高/低压变配电柜内设置电流、电压、功率等变送单元,或者采用网关技术采集有关电流、电压、有功/无功功率、开关状态等电力数据。
空调系统通常由空气处理机组、新风机组、风机盘管等设备组成,BA系统检测和控制这些设备的运行状况和参数,同时根据对环境的需求调节机组的运行参数。
给排水系统的水泵水箱等设备由附近的控制器进行监测和控制。
3.系统硬件配置
本系统由一层保安监控室的BA主计算机、智能DDC控制器、通讯线、各种现场传感器和执行装置组成,形成楼宇自动化控制系统。
整个医院病房楼楼宇自控系统共配置10个DDC控制箱,DDC控制箱由PAC313系列DDC控制器和若干IO扩展模块,通过大楼内的局域网覆盖整个医院病房楼,以满足冷热源、空调、新风、送排风、给排水、变配电、照明等设施的监控、管理要求。
通用通信接口设备
常规的通讯转化协议接口RS232/RS485转换器,如变配电系统通讯接口、净化空调系统接口、医用汽体监测接口等。
其它相关硬件
风机、给排水、照明等硬件控制连接的控制箱等。
4.系统软件配置
运行于Windows2000中文平台,灵活的动态图形操作界面,软功能键、下拉式菜单,可用鼠标完成大部分功能
面向对象的数据库Objectivity
跨平台数据库数据交换(ODBC)
接口与服务器(DDE)
数据采集与管理应用软件
运行参数与状态显示应用软件
运行记录报表的打印应用软件
中央调度及智能远动控制应用软件
故障诊断及报警应用软件
可制定的权限
运行画面若干张
现地控制单元编程软件
七、本方案的关键技术
1.设计要点
1)中央监控系统软件采用最新的分布式控制系统,功能强大、先进,作为建设大楼智能化系统的第一阶段,不必另外增加投资,即可建立以BAS为中心的集成设备管理系统,为整个大楼的信息化创造条件。
2)充分利用DDC控制网络及其扩展网络通讯的能力,采用分布式扩展模块,系统设计相对比较分散,使得I/O信号布线大为减少。
控制扩展网络采用CANBUS总线。
3)根据不同的功能区域的划分配置各控制点和设备,结合中央监控系统软件对不同功能区域的设备实行分区管理。
做到既可以按照今后管理运行的要求对硬件、软件进行分区,又可以通过网络灵活地将各区域的设备集成在一个BAS系统架构下进行集中管理。
4)作为一个大型的多功能建筑,为降低能耗、减少运行费用而采用先进、成熟的节能控制技术和管理手段十分必要,方案为大楼的节能控制提供技术手段,如冷水机组的群控、空调水泵的控制、冷却塔台数控制、空调分区控制与管理、空调机温度控制、空调机最小新风量控制、新风机送风温度控制、新风门开度控制、新风送风量重设定控制、设备寿命均衡控制等;另一方面是运用能量
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