樓宇自動(dòng)化給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案常用

1、樓宇自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)（ OAS），建筑設(shè) 備自動(dòng)化系統(tǒng)（ BAS）和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ CAS），這三大要素也稱(chēng)之為 3A 系統(tǒng)。 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)保證機(jī)電設(shè)備和安全管理的自動(dòng)化， 對(duì)樓宇溫度、 濕度、含 氧量與照明度等參數(shù)值進(jìn)行測(cè)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(hù)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(dòng)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(lèi)可概括分為生產(chǎn)、 生活和消防等三類(lèi)， 建筑給水工程就是為 確保這三類(lèi)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(guò)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(mǎn)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(mǎn)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(wú)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(wú)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(guò)人工起動(dòng)或停止水泵和 調(diào)節(jié)泵出口閥開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水。該系統(tǒng)線路復(fù)雜，操作麻煩，勞動(dòng)強(qiáng)度大， 維護(hù)困難，自動(dòng)化程度低。 后來(lái)增加了微機(jī)加 PLC監(jiān)控系統(tǒng)，提高了自動(dòng)化程度。 但由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)， 水流量靠調(diào)節(jié)泵出口閥開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)， 浪費(fèi)大量能 源。采用變頻調(diào)速可通過(guò)變頻改變驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵出口流量。 由于流 量與轉(zhuǎn)速成正比， 而電動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，泵出口流量減少，電動(dòng)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(dòng)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(hào)，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(tái)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(dòng)監(jiān)測(cè)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(lái)檢測(cè)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(hào)， DDC給水泵機(jī)組輸 送信號(hào)，使水泵自動(dòng)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(dòng)停止運(yùn)行。 這種壓力傳感器可以通過(guò)壓力連續(xù)檢 測(cè)水池液位，并把信號(hào)送入 DDC中，而停泵和報(bào)警液位的設(shè)定是可改變的。 自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(guò)水泵把水注 入高區(qū)水箱及中區(qū)水箱， 再?gòu)母呶凰浼爸袇^(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(dòng)監(jiān)控 各水箱及蓄水池內(nèi)可設(shè)液位傳感器，當(dāng)測(cè)得水箱水位低于下限水位時(shí)， 液位傳感器把信號(hào)送入 DDC中，然后 DDC輸出信號(hào)，自動(dòng)啟動(dòng)水泵；當(dāng)水箱 水位高于上限水位時(shí)，則自動(dòng)停止水泵。水泵位一備一用，當(dāng)一臺(tái)水泵出現(xiàn) 故障，信號(hào)送入 DDC中，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，且另一臺(tái)水泵接收 DDC指令，自動(dòng) 投入運(yùn)行，并自動(dòng)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(dòng)監(jiān)測(cè)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(shuō)明水泵在水箱水位到達(dá)上限時(shí)沒(méi)有停止， 此時(shí)上上限水位開(kāi)關(guān)發(fā)出溢流水位報(bào)警信號(hào)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(shuō)明水泵在水箱水位到達(dá)下限時(shí)沒(méi)有開(kāi)啟，此時(shí)下下限水位 開(kāi)關(guān)發(fā)出低位報(bào)警信號(hào)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(hào)送入 DDC， DDC輸出信號(hào)自動(dòng)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(dòng)控制。當(dāng)集水坑中水位超過(guò)啟 泵水位，液位傳感器把信

9、號(hào)送給 DDC，DDC再把啟泵信號(hào)送給工作泵，工作泵啟 動(dòng)，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(hào)送給 DDC，DDC把信號(hào)送至工作泵，工作泵立即自動(dòng)停止運(yùn)行，排水過(guò)程結(jié)束。 （3） 當(dāng) 集水坑中液位超過(guò)報(bào)警水位時(shí)，液位傳感器把信息送至 DDC，DDC再把信號(hào)送給 備用泵，備用泵則立即自動(dòng)啟動(dòng)。 檢測(cè)與報(bào)警 當(dāng)集水坑中液位超過(guò)報(bào)警水位， 液位傳感器把信號(hào)送給 DDC，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警， 當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，信號(hào)送給 DDC，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。水泵運(yùn)行時(shí)間、用電量自動(dòng) 累計(jì)。 三、 施工設(shè)計(jì) 1)設(shè)計(jì)說(shuō)明 給排 水系 統(tǒng)主 要是 主動(dòng) 泵和 備 用泵 。BAS監(jiān)視水泵 的工作狀 態(tài)，

10、 檢測(cè) 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(dòng)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(cè) 內(nèi)容 如 下： a) 測(cè)各主動(dòng)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(duì) 給 排水 設(shè)備 進(jìn)行 監(jiān)控 。 b) 傳感器的安裝：在各主動(dòng)泵和備用泵安裝高低水位開(kāi)關(guān)，DDC 控 制模塊通過(guò)采集水位開(kāi)關(guān)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)水池水位的檢測(cè)。DDC 控制 模塊通過(guò)采集水泵控制箱的手自動(dòng)開(kāi)關(guān)、水泵運(yùn)行狀態(tài)觸點(diǎn)、故 障觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的監(jiān)測(cè)。所有信號(hào)

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(cè)到。 c) 當(dāng)水池水位上 升到高水位時(shí)，停止主動(dòng)泵和備用 泵進(jìn)行；當(dāng)水池 水位下降到低水位，啟動(dòng)主動(dòng)泵和備用泵。 2)監(jiān)控表 名 自動(dòng)啟 故障輸 輸 水位 =6 水位 =2 主動(dòng)泵啟 備用泵啟 水位 8 水位 1 稱(chēng) 動(dòng) 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(chǔ)水池水位、 樓層水池、地面水池水位的檢

12、測(cè)及當(dāng)高 / 低水平超限 時(shí)的報(bào)警。 (2) 對(duì)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(cè) 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(huì)自 動(dòng)投入工作。 (3) 氣壓裝置壓力的檢測(cè)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(kāi)關(guān)用于檢測(cè)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(kāi)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(cè)的供水水壓而定。如水壓偏高則只令一臺(tái) 工作，而水壓過(guò)低則可令兩臺(tái)或三臺(tái)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(cè)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