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　　本文以某醫(yī)院的樓控設計方案為例，針對醫(yī)院建筑的特點，闡述了其樓宇自控系統(tǒng)的方案設計、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)功能及運行的經(jīng)濟及節(jié)能分析。
　　
　　1、概述
　　
　　某醫(yī)院門、急診及病房樓由地下一層、地上十三層構成，建筑物總高度為49.45m，總建筑面積為42868.3m2，其中地上建筑面積39745.5m2，地下建筑面積3122.8m2。整個建筑按樓層和東西部劃分功能區(qū)域，其中地上1~5層為門、急診各科室，手術室，ICU病房及醫(yī)院辦公區(qū)域，6~13層為普通及干部病房。
　　
　　醫(yī)院建筑的使用特點與一般的大樓有很多不同之處，本項目的使用特點為時間性強、人員流動率高，因此應根據(jù)人員流量，門、急診時間及診室分布等情況來調(diào)節(jié)相應機電設備的啟停。
　　
　　醫(yī)院大樓內(nèi)根據(jù)功能不同分為公共區(qū)、手術區(qū)、病房區(qū)、潔凈區(qū)等，不同區(qū)域的空氣流向應分開，以防止交叉感染，因此應對空調(diào)、通風系統(tǒng)分區(qū)域設計；樓宇自控系統(tǒng)也應分區(qū)控制以滿足醫(yī)患對樓內(nèi)溫度、濕度、通風等環(huán)境條件的要求，降低患者因空氣不潔而被感染的幾率，縮短治療周期，提高*。
　　
　　此外，樓宇自控系統(tǒng)平臺還可實現(xiàn)與消防報警系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等的接口的連接和聯(lián)動。
　　
　　2、設計思路
　　
　　本項目的樓宇自控系統(tǒng)設計主要遵循舒適、節(jié)能、安全可靠、開放、的設計原則：
　　
　　◆根據(jù)季節(jié)、人員和空氣流動情況的變化，對空調(diào)通風系統(tǒng)進行高精度的控制和調(diào)節(jié)，從而提供舒適的溫度、濕度，滿足使用需求；
　　
　　◆在滿足舒適性的前提下，通過合理組織設備運行，自動地控制設備能耗，能夠降低運行成本和設備管理成本，提高管理效率；
　　
　　◆通過對機電設備的實時檢測、異常報警和及時處理，使大樓具備預防機電設備突發(fā)故障的有效方法，以確保設備和財產(chǎn)安全；
　　
　　◆系統(tǒng)結構是開放式的，支持BACnet、LonWorks和RS485等總線方式，便于今后接入其他系統(tǒng)；
　　
　　◆通過對設備運行狀況的監(jiān)測、診斷和記錄，及早發(fā)現(xiàn)和排除故障，及時發(fā)出維護和保養(yǎng)通知，保證設備始終以良好的狀態(tài)工作，可靠運行。
　　
　　3、系統(tǒng)結構
　　
　　在本工程中，樓宇自控系統(tǒng)可實現(xiàn)對冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)及送排風系統(tǒng)、變配電設備，以及照明、給排水、醫(yī)療氣體監(jiān)視和電梯等系統(tǒng)的自動監(jiān)測或控制，并同時收集、記錄、保存及管理有關系統(tǒng)的重要信息及數(shù)據(jù)。
　　
　�。�1）管理網(wǎng)（MLN）
　　
　　系統(tǒng)的圖形工作站可以進入以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)區(qū)域性數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，提高管理水平。
　　
　�。�2）自控網(wǎng)（ALN）
　　
　　每臺現(xiàn)場控制器DDC可以通過PeertoPeer網(wǎng)絡（同層總線共享無主從方式）連接多達100臺ALN控制器，速率可達到115.2kbps。
　　
　�。�3）樓層網(wǎng)（FLN）
　　
　　每臺模塊化可編程控制器的LAN網(wǎng)可連接多達216個獨立式或非獨立式單元控制模塊（PXM、TX-IO等），為系統(tǒng)擴展及組建大型集散系統(tǒng)提供方便。
　　
　　系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容
　　
　　4系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容
　　
　　本項目樓宇自控系統(tǒng)的監(jiān)控對象包括：冷源系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、空調(diào)機組、新風機組、送排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、醫(yī)療氣體監(jiān)視系統(tǒng)、風機盤管、照明系統(tǒng)。通過集成方式實現(xiàn)監(jiān)控的系統(tǒng)包括：冷水機組、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)（監(jiān)控、報警及出入口控制系統(tǒng)）、停車場管理系統(tǒng)。
　　
　　5、系統(tǒng)軟件功能
　　
　�。�1）控制軟件
　　
　　網(wǎng)絡控制器及直接數(shù)字式控制器能實現(xiàn)的標準及完備的控制模式包括：兩態(tài)控制、比例控制、比例加積分控制、比例加微積分控制、控制回路的自動調(diào)節(jié)。
　　
　�。�2）節(jié)能軟件
　　
　　可在系統(tǒng)內(nèi)自動運作而不需要操作人員介入的軟件程序包括：每日/每年的預定時間表、假期的安排表、臨時操控安排表、*啟/�？刂�、夜間設定點自動調(diào)節(jié)控制、焓值切換、用電量高峰期的限制、溫度設定點的重置、制冷機的組合及次序控制。
　　
　�。�3）報警管理
　　
　　報警的管理包括監(jiān)察、緩沖、儲存及將報警顯示在操作站上。所有的報警均應顯示相關報警監(jiān)控點的詳細資料，包括報警發(fā)生的時間及日期。報警應根據(jù)嚴重性分級，以便更有效及快速地處理嚴重的報警。用戶可以自行設定不同的報警嚴重性級別。
　　
　�。�4）監(jiān)控點歷史紀錄及動態(tài)趨勢記錄
　　
　�、俦O(jiān)控點歷史記錄
　　
　　樓宇自控系統(tǒng)內(nèi)所有監(jiān)控點的歷史都自動存放在相關的網(wǎng)絡控制器內(nèi)。模擬量輸入監(jiān)控點應該每半小時取樣本一次，過去24小時的記錄應隨時可以被用戶提出來分析研究。
　　
　　②動態(tài)趨勢記錄
　　
　　用戶可根據(jù)需要將動向趨勢軟件應用在系統(tǒng)內(nèi)任何的監(jiān)控點，并可自行選擇抽取樣本的時間（一分鐘一次至兩小時一次可選）。每個網(wǎng)絡控制器zui少可以儲存5000個樣本資料。
　　
　�。�5）累積記錄
　　
　　每個網(wǎng)絡控制器均可進行下列累積記錄：
　　
　　◆運行累積記錄，如水泵的運行累積時間記錄；
　　
　　◆模擬量及脈沖累積記錄，如用電量記錄；
　　
　　◆發(fā)生事項的累積記錄，如水泵、風機啟/停累積次數(shù)記錄。
　　
　　若累積值超過用戶所定下的限額，系統(tǒng)將自動把用戶的警告信息發(fā)放出來。
　　
　　系統(tǒng)采取的節(jié)能措施及效果
　　
　　6、系統(tǒng)采取的節(jié)能措施及效果
　　
　　本項目選用的樓宇自控系統(tǒng)具有良好的節(jié)能管理功能，系統(tǒng)正常運行后帶來了顯著的節(jié)能效益：能源得到了充分合理的使用，不必要能源消耗得到削減，能源費以的方式開支，實現(xiàn)了15%~20%的能源節(jié)約。
　　
　　本項目主要通過以下三個方面實現(xiàn)節(jié)能：
　　
　　◆操作和管理成本的有效控制；
　　
　　◆能源的獲取和使用的管理，即根據(jù)本地區(qū)電力部門所采用的峰值和非峰值不同計費方式的政策，在用電期內(nèi)對機電設備的耗電情況進行判斷，適時完成對超額用電設備的卸載，以避免在用電峰值階段承擔高額的電費；
　　
　　◆其他一系列降低能源消耗的措施和方法。
　　
　�。�1）照明系統(tǒng)的節(jié)能控制
　　
　　照明系統(tǒng)能耗很大，在本項目中照明系統(tǒng)的耗電量約占總用電量的30%，僅次于冷凍站及空調(diào)系統(tǒng)的耗電量（40%）。樓宇自控系統(tǒng)通過事先在操作站的日歷上確定程序，并配以相應的傳感器，區(qū)分“工作”與“非工作”、“有人”與“無人”時間，用程序設定相應回路的開/關燈時間。
　　
　　本項目對所有公共區(qū)域的照明進行控制。經(jīng)過3個月的試運行，醫(yī)院管理方提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，照明系統(tǒng)的用電量比未采用BAS時減少了30%以上，取得了非�？捎^的經(jīng)濟效益。
　　
　�。�2）空調(diào)與冷熱源系統(tǒng)的節(jié)能控制
　　
　　空調(diào)與冷熱源的能耗在本項目能耗中占比zui大，針對其采取的具體節(jié)能措施如下：
　　
　　◆縮短冷凍機等冷熱源設備的運行時間，減少、降低運行臺數(shù)與輸出功率，避免出現(xiàn)設備無功運行的情況，使冷熱源系統(tǒng)處于*節(jié)能運行狀態(tài)；
　　
　　◆在空氣處理過程中，避免冷熱量相互抵消；采用變新回風的方法，zui大限度利用新風；
　　
　　◆利用變風量與變水量等控制技術，實現(xiàn)水泵與風機的*狀態(tài)點控制和*啟停時間控制，降低能耗；
　　
　　◆對非連續(xù)工作的空調(diào)對象，通過工作與非工作時間的設定值和控制目標值的自動調(diào)整實現(xiàn)節(jié)能控制；
　　
　　◆利用采用自適應控制與模糊控制等原理的控制軟件實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度設定值的自動調(diào)整，提高控制精度，以達到節(jié)能的目的。
　　
　　（3）室內(nèi)溫度浮動（新風補償）控制
　　
　　采用室外新風溫度補償調(diào)節(jié)策略，隨著室外空氣溫度的變化，適當提高夏季室內(nèi)空氣溫度和降低冬季的室內(nèi)空氣溫度，為室內(nèi)提供健康、舒適的動態(tài)熱環(huán)境，同時為空調(diào)制冷系統(tǒng)帶來顯著的節(jié)能效果。
　　
　�。�4）空調(diào)系統(tǒng)與冷凍站聯(lián)機節(jié)能優(yōu)化控制
　　
　　本項目空調(diào)制冷設備的容量配置是按zui大負荷需求選擇的。然而設備一年中處于zui大負荷狀態(tài)下的時間是很少的，當空調(diào)負荷變小時，冷水機組應隨之進行調(diào)節(jié)，才能既滿足空調(diào)需求又降低運行能耗。
　　
　　將空調(diào)機組與冷凍站結合起來考慮其聯(lián)機運行節(jié)能方案，為冷凍站提供量調(diào)節(jié)和質(zhì)調(diào)節(jié)綜合節(jié)能控制方案。
　　　　
　　7、針對醫(yī)院特殊需求的控制措施
　　
　�。�1）不同區(qū)域的分區(qū)控制
　　
　　本項目的公共區(qū)、手術區(qū)、病房區(qū)、潔凈區(qū)，以及同一樓層的南、北區(qū)對空調(diào)系統(tǒng)的需求各不相同，本項目的空調(diào)系統(tǒng)采用了按樓層分南區(qū)、北區(qū)控制的模式，不但滿足了各區(qū)域?qū)照{(diào)的要求，還實現(xiàn)了節(jié)能。
　　
　　本項目共有8個手術室，各手術室對溫濕度及空氣潔凈度有嚴格的要求，且使用率高，因此采取了單獨設置手術室潔凈空調(diào)系統(tǒng)，即手術室潔凈空調(diào)系統(tǒng)與公共區(qū)、病房區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)分開設置的模式。
　　
　　為了使各手術室始終處于受控狀態(tài)，本項目設置了值班風機，對處于非工作狀態(tài)的手術室僅開啟值班風機以維持手術室的壓力梯度。在這種形式的系統(tǒng)下可以方便地調(diào)節(jié)各個房間的溫濕度，且不同壓力級別的設置相互間不會產(chǎn)生影響，可以很好地實現(xiàn)對各手術室的壓力控制。
　　
　　潔凈空調(diào)系統(tǒng)除了監(jiān)測常規(guī)空調(diào)機組的相關狀態(tài)和對空調(diào)機組進行控制外，還應對新風初效過濾器堵塞報警、中效過濾器堵塞報警、過濾器堵塞報警、手術室溫濕度、手術室微正壓情況進行實時監(jiān)測，并在出現(xiàn)報警時及時處理。
　　
　　（2）病房區(qū)特殊溫濕度要求及相應解決方案
　　
　　項目調(diào)試過程中，筆者在和院方的交流中了解到，合適的空調(diào)對于治療和調(diào)養(yǎng)有促進作用，甚至在一些場合是重要的治療方法，然而不同的患者對于空調(diào)的要求往往差異很大。
　　
　　由于各種病房對溫度要求的區(qū)別較大，并且病人對環(huán)境的要求也不一樣；筆者在對病房空調(diào)控制進行設計的時候，根據(jù)實際使用情況對空調(diào)進行了分區(qū)，在使用功能相近的區(qū)域采用閉環(huán)控制算法，滿足區(qū)域內(nèi)普通病人的需要，而對有特殊需要的病人，則利用室內(nèi)的加熱或局部加濕等手段滿足其需要。
　　
　　（3）空氣過濾措施
　　
　　本項目采用了3級空氣過濾，即初效、中效和過濾。
　　
　　由于細菌不能夠獨立存活，必須依附在較大的浮游顆粒上，因此對這些載有微生物的粒子進行過濾就可以達到除去細菌的目的。使用過濾器過濾空氣就是除去這些細菌zui為經(jīng)濟和有效的方法。
　　
　�。�4）手術室的正壓控制措施
　　
　　在本項目中，為了維持手術室的無菌狀態(tài)，需要在手術室控制設計中考慮正壓問題。在本項目的調(diào)試過程中，正壓的作用體現(xiàn)在以下三個方面：
　　
　　◆在門窗關閉的情況下，防止?jié)崈羰彝獾奈廴居煽p隙滲入到潔凈室內(nèi)；
　　
　　◆在門開啟的瞬間保證有足夠的氣流向外流動，減少門開啟或人進入瞬間的干擾氣流；
　　
　　◆保證潔凈區(qū)域內(nèi)氣流流向的合理、有序與氣流流量的充足。
　　
　　本項目在調(diào)試和試運行過程中，將緩沖間與負壓隔離病房的zui小靜壓差設定為8Pa，病室與衛(wèi)生間的zui小靜壓差設定為4Pa，醫(yī)務人員工作走廊與緩沖間及清潔區(qū)與半污染區(qū)之間的zui小靜壓差設定為4Pa，得到了比較好的效果，同時也得到了院方的認可。
　　
　　8、結束語
　　
　　本項目樓宇自控系統(tǒng)對樓內(nèi)的機電設備及醫(yī)用氣體監(jiān)測系統(tǒng)等進行分散控制和集中監(jiān)視、管理，實現(xiàn)了控制、監(jiān)測和管理的一體化，從而提供了一個舒適、安全的生活和工作環(huán)境；通過優(yōu)化控制提高了管理水平，達到了節(jié)約能源和人工成本的目的，并方便地實現(xiàn)了物業(yè)管理自動化。樓宇自控系統(tǒng)經(jīng)過3個月的試運行，達到了滿足醫(yī)院特殊需求、實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能、實現(xiàn)物業(yè)管理現(xiàn)代化的目標。
　　
　　（1）滿足了醫(yī)院的特殊需求
　　
　　本項目的樓宇自控系統(tǒng)滿足了醫(yī)院的特殊需求，保證了樓內(nèi)環(huán)境滿足各種功能分區(qū)的要求。系統(tǒng)通過對樓內(nèi)冷熱源、空調(diào)系統(tǒng)的分區(qū)控制，溫、濕度的自動調(diào)節(jié)，對新風量的控制，以及對供排水、照明等的合理設計，保證樓中各個區(qū)域的環(huán)境和功能滿足要求；根據(jù)治療、康復等要求設定環(huán)境參數(shù)，根據(jù)醫(yī)院醫(yī)療活動的日程安排自動設定設備控制策略，使設備運行數(shù)量與環(huán)境控制要求相匹配。
　　
　�。�2）實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能
　　
　　根據(jù)為本項目設計的*能源供應方案，系統(tǒng)采取了優(yōu)化運行方式，實現(xiàn)了節(jié)能運營，從而降低了運行費用。
　　
　　（3）實現(xiàn)了物業(yè)管理現(xiàn)代化
　　
　　樓宇自控系統(tǒng)實現(xiàn)了現(xiàn)代化的物業(yè)管理，包括管理功能、顯示功能、設備操作功能、實時控制功能、統(tǒng)計分析功能及故障診斷功能等，降低了人工管理成本，延長了設備的使用壽命。