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摘要：由于消防方面的火災自動報警及聯動系統，消防主管部門不允許將其納入到樓宇自控系統中來，因此，只能將其作為一個獨立的系統。該工程建成使用已近一年的時間，一些國外的較大機構已在里面辦公，從使用效果來看，是令人滿意的，各系統運行均達到設計的要求。
關鍵詞：南銀大廈 電氣設計 VAV系統
南銀大廈地處北京東三環與北三換交界處的三元立交橋東南角處，是目前北京外商投資，智能化較高的一座對外出售和出租的高檔寫字樓。該樓地下二層，停車場為地下三層，在主樓地下室的旁邊；地上辦公層為二十八層。另外，在室外停車場邊上建有一座保齡球館，基上面為網球場；在保齡球館和網球場的外側，建有鍋爐房和柴油發電機房。
該工程，從電氣設計方面，包含有以下內容：
1、變配電系統；
2、電力系統；
3、照明系統；
4、防雷接地系統；
5、火災自動報警及聯動控制系統；
6、樓宇自控系統；
7、語音和計算機的綜合布線系統；
8、保安系統；
9、停車場管理系統；
在以上各系統中，有些系統是由綜合布線系統綜合在一起，即以綜合布線為基礎，將一些系統歸入到其中，如樓宇自控系統，保安系統等。
由于消防方面的火災自動報警及聯動系統，消防主管部門不允許將其納入到樓宇自控系統中來，因此，只能將其作為一個獨立的系統。該工程建成使用已近一年的時間，一些國外的較大機構已在里面辦公，從使用效果來看，是令人滿意的，各系統運行均達到設計的要求。尤其是該工程采用了變風量控制，每個 VAV BOX均由樓宇自控系統進行控制，達到了滿意的效果，這也是北京地區近些年采用VAV系統較為成功的一項工程，以往的幾項工程中，由于設備以及其它方面的原因，變風量系統最后都成為定風量系統，不能進行風量控制。而且，本工程中，變風量控制系統中的空調送回風口，均利用辦公室中的日光燈具，使辦公室中吊頂的布置以及美觀程度更提高了一步。
下面對各系統的設計作一簡單介紹。
一、變配電系統
本工程在地下一層設變配電室，另設有電纜分界小室。由供電部門外線電纜，先進入電纜分界小室，采用兩進四出的系統，其中兩出給本大廈，兩路向外供出。原定電纜分界小室設在室外，后經甲方與供電部門協商，改在地下一層，在四米多層高的分界室內，架起一鋼平臺，將環網柜設在平臺上，平臺高約 1.5米，電纜均在平臺下方敷設。
在地下一層變配電室的下方，是冷凍機房和控制室，因此，在征求供電局的意見后，將向冷凍機等制冷設備等供電的變壓器設在地下二層制冷設備控制室內。在變配電室內，高壓采用兩路高壓供電，四路出線，兩路供本配電室內的照明等設備用變壓器，兩路供地下二層控制室內的變壓器。由于變配電室在地下一層，無法采用電纜下進下出的方式，因此，均采用了電纜上進上出的方式，采用電纜橋架，選用上進上出線方式的高低壓柜。這種做法，節省了土建做夾層或電纜溝的費用。在高低壓柜的后上方，安裝電纜橋架，將高低壓電纜分別敷設在各自的橋架內。從柜內出線的電纜，在從電纜橋架至柜頂這一段，根據電纜數量的多少以及電纜的粗細，采用小些的橋架（或稱金屬線槽）連接，因此，在變配電室內從視覺上看，顯得整齊，大方。另外考慮到變配電室設備運行的環境溫度以及設備的發熱情況，除采取機械送排風外，還專門設置了兩臺柜式空調機，使變配電室的環境溫度控制在30℃以下，創造了一個舒適的工作環境。
本工程變配電系統，根據負荷計算，空調、給排水系統選用兩臺1250KVA帶風機的干式變壓器，照明以及其它負荷選用兩臺1600KVA帶風機的干式變壓器。
為了監測的自動化，在設計中對變配電室選用了一個DDC的工作站，對高低壓系統設有電流、電壓、有功功率、功率因數的監測。對高壓進、出線斷路器和聯絡斷絡器以及低壓主進、聯絡開關和大容量的出線開關的狀況進行監視；對變壓器溫度監測和異常值報警。
另外，對設在主樓外邊發電機房的柴油發電機進行監測。
二、電力系統
從設計角度分工，一般還是習慣于將除照明以外的其它負荷歸結為電力系統中，盡管其電價有時會有區別。本工程由于屬于高檔的對外出售和出租的寫字樓，供電部門對其電價不作區別，統一一個電價。本工程電力系統主要包括：制冷系統，空調系統，送、排風系統，給、排水系統，消火拴泵和自動噴淋泵系統等。這部分設備，均由設在地下二層冷凍機房旁的控制室內的變壓器供電。（電梯等則由地下一層變配電室供電）。
在控制室內，設有2臺環網柜，從地下一層變配電室高壓出線，直接進入環網柜，再出線至變壓器。由于環網柜為下進下出線，因此，特設置了一個鋼平臺，解決下進下出的問題，其余設備仍采用上進上出方式，引出控制室的電纜采用電纜橋架敷設的方式。
電力控制，是電力系統設計的主要環節。由于采用的是DDC系統，其控制系統圖比以往傳統的控制方式相比，要簡單許多，尤其是對于兩臺設備，一用一備，或只一臺使用，滿足不了要求時，第二臺再投入使用。這在采用傳統繼電控制方式中，其中的聯鎖及備用是比較復雜。而采用DDC系統，則可視之為每臺設備為一個獨立的系統，由DDC系統來統一管理，發出相應的指令，哪臺設備運行，哪臺備用，下一次又是如何輪換。
所以，其控制原理圖中，僅僅需要考慮每一臺設備的控制，考慮運行和就地控制。其它的聯動等，則由軟件來完成。例如，有兩臺電機，運行要求為一用一備，設計時，每臺電機的控制圖完全一樣，當第一次運行時，為1號機運行，2號機備用，當運行結束后的下一次啟動，要求自動輪換，為2號機運行，1號機備用。
DDC控制系統發出指令，1號機運行，同時，1號機將其運行信號返回給控制器，當確認1號機完全處于正常狀態，2號機則處于備用狀態，若1 號機起動失敗或運行過程中出現故障，將其故障信號送至DDC控制器，控制器根據其得到的信號作出判斷，停止1號機，而起動2號機。每次的運行，均有記錄，以便DDC系統作出判定，下一次該哪號機運行或備用。
在整個工程中，電力系統的控制原理圖僅僅考慮采用了三種類型。第一種是普通的風機空調、送排風機、水泵等，它們是與消防無關的設備，均納入 DDC系統。第二種是與消防有關的設備，這些設備，由于進入消防聯動系統，而不納入DDC系統。第三種是一些大容量的設備，需采用降壓起動方式。三種類型，根據不同容量，選擇不同的交流接觸器和熱保護繼電器，因而，對于加工制作來講，就比以往的設備加工要簡單多了。
三、照明系統
本工程的照明，其特點是，照度比國內規定的照度值要高，因為考慮到此樓是面向外商和外企辦公用，因此，在確定其照度值時，既參照國際上的辦公室照度標準，又適當考慮中國的國情，定為500LUX。在光源選擇方面，采用36W節能型日光燈，要求其輸出流明為2700LM，根據燈具的布置，決定每個燈具內選用兩管日光燈。經過手工計算以及請照明專業廠家利用計算機計算，其照度值均為500LUX左右。完全滿足設計要求。本工程中的最大特點，是空調采用變風量控制，所有燈具均作為空調的出風或回風口，因此燈具的造型方面，與普通燈具有所不同。作為出風口的燈具，燈具的上方加有一個H型的靜壓箱。所有燈具均考慮為1200X600的尺寸，少量的燈具為600X600，燈具的兩邊有一開口，作為出風或回風用。靜壓箱做成H型，是考慮到燈管散熱，不至引起空調的冷量損耗。
在標準層中，每層有14間辦公室，照明配電設計時，給每個辦公室留有一個小配電箱，供其照明和插座用電，另外還給自己辦公室內的變風量控制的VAV BOX供電。在每層的電氣豎井內的總配電箱的主進開關，設有分勵脫扣裝置，以滿足在火災情況下，由消防系統切斷正常照明電源。分勵脫扣裝置選用直流24伏型，完全和消防系統的電源匹配，因而省去了不必要的電源轉換或不同電壓等級的電源隔離措施。所有的正常照明，在豎井內部是采用插接母線供電，在從首層到 25層，每層有兩個豎井，每次豎井內均有插接母線。從26層以上，由于建筑平面縮小，變為一個豎井。
由于是出租和出售型辦公樓，各用戶的用電根據業主的要求，均需進行計量。因此，在每個電氣豎井內，均設有電表盤。每個電表均采用脈沖輸出的方式，便于物業部門集中管理。用電量的計量，是采用電力載波的方式，將信號由每層的控制器通過插座的電源線，傳至物業管理中心。所以，除了在每個豎井內的電表盤及控制器之間有導線之外，在豎井之外，無任何附加的線路，都是利用插座的電源線。每個豎井內設6～8塊電表不等，在頂層的豎井內設10塊電表。在物業管理中心的控制器上，能很方便地獲取每個用戶的用電量，并能與微機相聯，打印出各種報表或收費單據。
四、防雷接地系統
本工程由于基礎采用了打樁和大扳方式，因此，和以往的結構形式有所不同。樁長在12米左右，盡管大底板采取了防水措施，但每根樁沒有做防水，因而，就利用樁基做接地。沒有在室外專門打接地極。屋頂的防雷引下線，仍舊按規范要求，利用樁內兩根主筋，通長焊接，在樁基處做成方格狀。屋頂周邊設避雷帶。由于本建筑在靠近三環一邊的頂上設有一根∮500的不銹鋼管，作為建筑的裝飾，而且鋼管的頂端高出屋面最高處近20米，對于此突出的金屬物體，一方面與屋頂的避雷帶相連，另一方面，在此鋼管的頂部，增設了法國依麗達的避雷針。從地面看，由于在一百多米的高空，并未影響建筑的裝飾效果，同時，又提高了防雷的效果。在進行防側向雷擊，做均壓環的過程中，與玻璃幕墻承包商也進行了仔細的配合。由于安裝玻璃幕的框架與預埋件的連接過程中，加有絕緣的墊圈，因此，要求承包商在指定的位置進行兩邊的搭接，形成良好的歐姆接觸，從而可利用其框架作為均壓環。從整個建筑完成后實測接地電阻，在1歐姆以下，滿足了規范中強弱電合用接地極，要求接地電阻小于或等于1歐姆的要求。從建筑建成到目前為止，也遇到北京的雷雨天氣，均未發生任何問題。
五、火災自動報警及聯動控制系統
在本工程中，采用的火災自動報警系統是美國江森公司的IFC-2020系統，該系統是一個全智能類比系統，集報警及聯動于一身，可根據不同環境，在中央報警控制盤上對每一個探測器進行靈敏度設定，并可反映其濃度，而當環境有任何變化，中央報警控制盤可對探測器的靈敏度自動做出補償。
每個中央報警控制盤IFC-2020可以有10個回路，每個回路可帶99個智能探測器、99個智能模塊，因此，每一個中央報警控制盤可帶990個智能火災探測器和990個智能模塊。根據工程中數量的多少，可由數個中央報警控制盤相聯在一起，以滿足其點數的要求。
整個系統采用二總線制環路，也可采用樹形接線方式，比較方便靈活。中央報警控制盤對系統不停地進行巡回檢測，80個字符的液晶顯示器向用戶提供如：火警、故障信息、消防聯動設備的啟停狀態、日期、時間和歷史資料等。觸摸式按鈕能實行報警確認、系統復位、系統測試、指示燈檢驗、信號鳴響終止等功能。發光二極管能顯示系統電源、報警信號、系統故障、顯示器故障、信號被抑制等。
中央消防報警控制盤可儲存400個歷史資料，如：以往探測器的報警與故障，操作人員以往曾執行的報警確認、系統復位等。該系統可設定 5～50秒的探測器確認時間，當報警信號送到中央報警控制盤上，所有的聯動程序并不會立即執行，在所設定的時間后，如探測器仍然報出報警信號，此時，系統則執行有關的聯動動作，從而，提高了系統的可靠性，降低了系統誤報和誤動作。
該系統不足之處是其自檢測的時間較長，要對全部探測器進行測試，所需時間在幾十分鐘，甚至一個多小時。這是系統本身的通信制式所造成的，和有的廠商的系統，采取的廣播導址方式比較，有一段差距。
在進行系統的設計和安裝過程中，曾想與樓宇自動控制系統聯網，這在國外已有這么做的，但未得到消防部門認可，因此，仍舊采取獨立的一個系統。在首層的消防中心內除設有報警控制主機外，還設置了彩色圖形顯示裝置，用圖形方式顯示報警的區域、報警的探測器位置、有關聯動設備的工作狀態等，使工作人員能更清楚地了解火災情況。另外配備打印機，能將所有報警信號及消防設備啟停狀態和系統的歷史資料打印出來。
在工程實施中，承包商提供的均為類比式探頭，該種智能探頭將周圍環境中的煙霧濃度或溫度等物理量轉變為電信號，并連續向主控機報告，以便測出由于環境變化引起探頭本身靈敏度變化，從而減少誤報。這種探頭可設置高、中、低三種靈敏度，以滿足各種場所的要求。對于IFC-2020系統中采用的智能摸塊，從其功能分類，只有三種，從設計角度看，便于記憶，選用較方便，省事。第一種為監視模塊，它是一種能監視觸發裝置電路且可編址的設備。它可與非智能型探測器以及接觸型裝置相接口，如：水流開關、手動報警按鈕、排煙閥等。第二種為控制模塊，它是控制和管理報警設備的電路。用于觸發警鈴或其它需控制動作的設備。例如分勵脫扣、防火卷簾門、排煙閥開啟、消防泵動作、排煙風機動作、加壓閥和加壓風機動崐作等等。第三種則是隔離模塊。它起到回路中短路保護的作用，使在某處發生的故障不會影響別處設備的工作，提高系統的可靠性。
在聯動系統中，自動噴淋和消火栓系統，除了報警系統可采用模塊控制外，還有專門的硬線拉到水泵房的這兩種泵的控制柜內。另外，對于排煙風機、加壓風機、防火卷簾門也同樣如此，除系統中有控制模塊控制外，還有硬線直接控制。對于防排煙系統，當火災發生時，IFC-2020報警控制主機接收到火災信號并確認后，立即開啟排煙風機和打開著火層以及著火層的上、下層的排煙閥；滅火后先停排煙風機，后關閉排煙閥。對于加壓送風系統，當火災發生時，控制主機接收到火災信號并確認后，立即開啟加壓送風機和打開著火層及其相鄰上、下層的送風閥，以保證消防前室和樓梯間為正壓狀態，防止煙氣侵入，保證人員安全疏散。
當發生火災時，報警控制主機將有關新風、空調機組停止運行，并切斷火災相關層的正常照明電源。系統發出指令，將所有電梯降至首層，消防電梯降至首層待命。緊急廣播系統在火災時，向著火層及上、下相鄰層進行廣播，（當地下層發生火災時，向首層及全部地下層廣播，首層發生火災時，向全部地下層及首層、二層進行廣播）。樓內設置的消防電話，可向消防及有關人員提供通話，便于火災的撲救工作。
六、樓宇自控系統
本工程中，將空調專業的制冷系統、空調通風系統，VAV系統、給排水專業的生活泵、排污泵、熱水循環泵等以及電氣專業的變配電系統監測，樓內公共區域照明，室外立面照明、
路燈照明，航空障礙燈以及鍋爐房等，均納入樓宇自控系統中來。
樓宇自控系統的優點，在許多文章中都有介紹，在此不再敘述。本工程采用的樓宇系統，是美國江森公司的產品。
對制冷系統，由于冷凍機本身帶有一系列的控制和保護，因此，對制冷系統的自動控制主要是針對冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔以及閥門等的控制以及該系統的順序起停。如開機時，先開啟電動閥，冷卻塔風機、閥門、再開啟冷卻水泵、冷凍水泵，最后開啟冷凍機。當需停機時，順序與上述過程相反。此制冷系統，在冬季，還擔負著向大樓供暖的任務，由鍋爐房過來的熱水，經本系統向樓內各空調機供出熱源。（冬季冷卻塔崐停止工作）。
對于新風機組和進風機組，它們和空調機不同，空調機帶回風系統。對于新風機組，DDC控制器控制和監測的參數主要有：控制新風進入系統的風門，其控制，根據江森公司的產品，可利用兩個DO點來進行。監測過濾器兩邊的壓差，即可得知過濾器清潔狀態如何，一旦壓差超過一定值，則給出一個DI信號，通知人員進行清潔處理。對于閥門和溫、濕度的控制和監測，閥門開度控制為AO，溫度和濕度值為AI，另外，風機的起停控制及狀態、故障等為DO和DI 信號，風機的狀態是取自風機兩端的壓差值。對于空調機組，還需要監測其回風溫度。由于本工程采用的是變風量控制，對于變風量系統的新風和空調機系統，還需對風機進行變風量控制。另外，變風量系統中的每一個VAVBOX，其本身就是一個小型的DDC控制器。
對于給排水系統的監控，則是監測水池和屋頂水箱的液位，決定是否到達啟泵或停泵的條件，或是否達到報警的超高或超低水位。另外就是對水泵（生活泵或排污泵）的起停、狀態和故障的控制和監視。這種控制與監測，與空調系統相比，并無什么節能的效果。空調系統采用DDC控制，可使系統達到最佳運行效果，從而節能效果明顯。給排水的這些設備的監控，則效果沒什么，僅僅是可集中進行監視，便于設備的控制或輪換工作。例如生活泵系統，當屋頂水箱的液位下降到該起動水泵時，無論是采用傳統的控制還是DDC控制，都要起泵，當達到高水位時，均需停泵。一種是傳統的液位計，信號一般到就地控制箱處，
DDC系統則傳到中心。一旦系統有什么故障，在中心能很快獲得信息。
對于變配電系統的監視，這是受到供電部門限制，因此不能進行任何控制。但是，對于照明系統，則可以對前面所提到的那些內容進行控制，一方面可以節省人力，同時也可節省電能。根據不同區域的照明，先從配電回路上加以分開，以便采用較合理的點數來控制全樓公共區域和室外的照明。照明控制全部都為開關量信號。
七、綜合布線系統
在本工程中，綜合布線系統承包商擔當了弱電系統（除火災報警系統外）的總協調工作。將樓宇自控系統、通訊、計算機系統以及保安監控系統、會議電視系統、金融信息系統等綜合在一起。綜合布線系統采用了加拿大北方電訊產品，其產品的選型為：
a：信息插座
數據及話音用插座均選用北電第五級RJ45模塊插座，根據跳線架上的接線，既可接電話，也可接計算機，具備通用性，插座選用有單孔和雙孔型。從信息點的分布，原則上是按每10平方米為一個工作區，每個工作區內設有一個話音，一個數據點。由于大廈是出租和出售型辦公樓，用戶及其辦公室內的裝修一般在設計階段尚不確定，因此采用了地面線槽的方式。從線槽內敷設三類和五類線纜至信息插座。
b：水平布線
由各層接線間至各個工作區子系統的電纜，根據需要，話音部分選用北電第三級非屏蔽雙絞線，DIW四對八芯線，它可支持10MHZ的傳輸速率，完全滿足話音，以太網以及ISDN傳輸要求。數據線選用北電第五級非屏蔽雙絞線BDNPLUS四對八芯線，它可支持高達155MHZ傳輸速率。
對于樓宇自控的信息點，選用的為第三級非屏蔽雙絞線，
DIW四對八芯線，因為就目前樓宇自控系統的信號傳輸速率，普遍都在10MHZ以下，就算采用以太網為基礎的大樓控制系統，也只需要10MHZ。
c：垂直干線
話音用的垂直干線，采用北電100對非屏蔽雙絞線，根據各層信息點的數量，計算出垂直干線的數量，因此，自地下一層的主配線架MDF至各層的垂直干線，各有一至四根不等。
為了提高各系統在布線上的靈活性，在地下一層程控交換機房的MDF與首層樓宇自控室的MDF之間，多布三根300對電纜，方便各系統的走線至各層。
保安系統采用北電50對三級非屏蔽雙絞線，型號為ATMM，自首層的MDF引至各層接線間。
電視會議的垂直干線，采用北電25對五級非屏蔽雙絞線，型號為2550025，自地下一層的MDF引至各層各有二根。
樓宇自控系統的垂直干線，采用北電25對三級非屏蔽雙絞線，自首層樓宇自控室的 MDF引至各層接線間各一根。
數據傳輸則采用多模光纜作為垂直干線，其優點是:
1、大樓總高度超過90米，用多模光纜可突破雙絞線在長度上的限制。
2、保密性能好，對金融業的客戶更顯信心。
3、對未來高速率的傳輸有一長遠的保障。
從信息中心至各層接線間各引一根十二芯光纜，其型號為北電的X9909302。
由于南銀大夏屬于出租和出售型辦公樓，很難在設計中對所有的用戶情況了解清楚，因此在系統設計中，考慮在每層預留部分保安監視點，便于用戶加裝設備。另外還預留今后裝設防盜系統的手動報警器及紅外、微波或超聲波探測器和電子門崐鎖，如讀卡機等的節點。
另外，前面提到，大廈內辦公層，主要采用變風量空調系統，整個大廈約有1500個 VAV BOX，在每個 VAV BOX中，都有一個小型的 DDC控制器，為了節省布線，每間辦公室（均為在100平米以上的大開間）預留-BIX橋子，每個橋子用一根DIW三級線連到配線間。
干線的接合方式，采用點對點接合方式，由MDF線經電纜橋架進入弱電豎井，再經弱電豎井，放射式至各層接線間的分配線架（IDF）。主干光纖則由光纖跳線架經弱電豎井至各層的光纖分跳線架，再經過光纖／雙絞線適配器，連至各層的電纜跳線架上。
以上話音、數據、電視會議、保安監視、防盜及空調的VAV等的總點數，約為一萬點以上。
以上是對本工程的一個粗略的介紹，僅以此作為一個初淺的交流。 |
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