昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓智能樓宇管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

晏慶模 (北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 北京 100045)

昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)是中國(guó)第四大樞紐機(jī)場(chǎng)，其單體建筑面積世界第一。航站樓作為最重要的陸側(cè)與空側(cè)分隔建筑，智能化是建筑功能實(shí)現(xiàn)的手段。樓宇管理系統(tǒng)作為智能化綠色建筑的重要組成部分，其穩(wěn)定、可靠、高效運(yùn)行是航站樓高效、綠色運(yùn)行的重要保障。

1 工程簡(jiǎn)介

昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)位于昆明市東北大板橋鎮(zhèn)，距離市區(qū)23km。航站樓南北855m，東西長(zhǎng)1 132m，總建筑面積54.83萬(wàn)m2。航站樓地面標(biāo)高±0.00m，標(biāo)高為2 102.35m，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度8度。航站樓地下3層，地上4層；地下2、3層主要是機(jī)電設(shè)備用房及輕軌車站；地下1層為到達(dá)層與VIP/CIP區(qū)域；首層為機(jī)坪層；2層為國(guó)際旅客層；3層為辦票大廳及國(guó)內(nèi)安檢候機(jī)層；4層為商業(yè)層。

航站樓設(shè)計(jì)有10kV開(kāi)閉站3個(gè)，公共變配電所12個(gè)，行李變配電所2個(gè)，發(fā)電機(jī)房10個(gè)，配電間139個(gè)，MCC室57個(gè)，弱電間68個(gè)，SCR間48個(gè)。DDC點(diǎn)數(shù)為19 600個(gè)，智能照明支路10 300條，電力監(jiān)控模塊3 050個(gè)。

圖1 智能樓宇管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

2 管理層的構(gòu)建

由于航站樓單層面積巨大，建筑跨度大，所屬的機(jī)電設(shè)備眾多，構(gòu)建一個(gè)高度集成、快速、高效、穩(wěn)定，合理及簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)管理模式十分必要。

本工程智能樓宇管理系統(tǒng)(IBMS)的管理層按IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)平臺(tái)，支持TCP/IP協(xié)議，基于B/S的二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)防火墻路由器接入信息集成網(wǎng)。樓宇管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.1 系統(tǒng)組成

IBMS由建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、電梯/扶梯/步道監(jiān)控系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)自成網(wǎng)絡(luò)，集成采用OPC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2 管理中心及值班室位置

結(jié)合航站樓建筑的布局，在E、F、G、H區(qū)F1層分別設(shè)置1個(gè)樓宇值班室，設(shè)置樓宇自控系統(tǒng)工程管理分站，負(fù)責(zé)相關(guān)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備管理及控制。在B區(qū)F1層設(shè)置電力監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)整個(gè)航站樓電力監(jiān)控管理系統(tǒng)的集中監(jiān)控及日常管理等。在B區(qū)F1層19區(qū)設(shè)置樓宇管理中心，負(fù)責(zé)整個(gè)航站樓的樓宇自控系統(tǒng)(不含電力監(jiān)控管理系統(tǒng))的集中監(jiān)控及日常管理等。

2.3 管理中心設(shè)備配置

在樓宇管理中心設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮管理模式、系統(tǒng)規(guī)模、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，做好席位排布與設(shè)備配置。本工程設(shè)備布置及席位分布如下：

·電梯/扶梯/步道工作站3臺(tái)；

·景觀照明工作站3臺(tái)；

·高桿燈工作站2臺(tái)；

·建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)控診斷系統(tǒng)工作站1臺(tái)；

·幕墻自動(dòng)窗工作站1臺(tái)；

·屋面自動(dòng)窗工作站2臺(tái)；

· IBMS工作站2臺(tái)，其中一臺(tái)兼OPC服務(wù)器；

·系統(tǒng)維護(hù)工作站1臺(tái)；

·大屏管理工作站1臺(tái)；

·數(shù)字安防系統(tǒng)分站1臺(tái)；

·智能照明監(jiān)控系統(tǒng)工作站2臺(tái)；

·電源與接地裝置等1套。

2.4 管理層架構(gòu)

采用常規(guī)的控制層及管理層兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中管理層按IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的以太網(wǎng)(Ethernet)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)采用TCP/IP協(xié)議，系統(tǒng)主機(jī)之間采用光纖連接。

控制層為專用網(wǎng)絡(luò)，采用智能二總線系統(tǒng)，接口采用RS485，數(shù)據(jù)協(xié)議采用LonWorks。

3 智能樓宇管理系統(tǒng)

3.1 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，是智能樓宇管理系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分。采用完全分布式集散控制系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝的控制器(DDC)、傳感器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，對(duì)各類機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、控制及自動(dòng)化管理，以達(dá)到安全、可靠、節(jié)能和集中管理的目的。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

圖3 智能照明管理系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象有：暖通空調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、給排水自動(dòng)化系統(tǒng)及能源自動(dòng)化系統(tǒng)等，涉及變風(fēng)量或定風(fēng)量空氣處理機(jī)組(AHU)、變風(fēng)量或定風(fēng)量新風(fēng)處理機(jī)組(PAU)、變風(fēng)量末端裝置(VAV BOX)、風(fēng)機(jī)盤管、通風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)幕、熱交換器、水泵、制冷機(jī)組及輔泵、變頻器及自動(dòng)門等。

3.2 智能照明監(jiān)控系統(tǒng)

照明監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)基于C/S的兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，照明支路智能模塊安裝在照明配電箱(柜)內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置智能照明開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)場(chǎng)景控制。照明管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

智能照明主要為大空間照明、公共區(qū)域公共通道照明、屋頂頂棚照明、衛(wèi)生間照明、走道、機(jī)電管廊照明、大面積機(jī)房照明、標(biāo)識(shí)燈箱照明、廣告燈箱照明、VIP/CIP房間等的照明提供集中管理與控制。

3.3 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，架構(gòu)基于C/S的兩層或多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)以微機(jī)綜合繼電保護(hù)器、智能儀表、智能型測(cè)量控制模塊、PLC、各種單元控制器等為媒介采用標(biāo)準(zhǔn)接口(如RS485、RS232等)，接入現(xiàn)場(chǎng)控制站前端機(jī)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的監(jiān)控。電力監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

1)電力監(jiān)控對(duì)象

以變配電室為單元進(jìn)行組網(wǎng)，把該變電室供電范圍內(nèi)的所有需要監(jiān)控的對(duì)象接入該變配電室的現(xiàn)場(chǎng)工作站。監(jiān)控對(duì)象內(nèi)容有：10kV中壓配電柜所有進(jìn)線、出線，母聯(lián)斷路器/負(fù)荷開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)及故障報(bào)警、變配電所低壓配電柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)及故障報(bào)警、變壓器/直流屏/UPS/EPS/ATSE/柴油發(fā)電機(jī)組/SPD的狀態(tài)參數(shù)。

2)電力監(jiān)控中心配置

在C后中心區(qū)電力監(jiān)控管理中心設(shè)工程師主站，主要負(fù)責(zé)航站樓電力系統(tǒng)監(jiān)控，其主要系統(tǒng)配置如下：

·電力監(jiān)控管理服務(wù)器工作站2臺(tái)；

·電氣漏電火災(zāi)集中報(bào)警裝置及管理分站1臺(tái)；

·OPC服務(wù)器(PC Server)1臺(tái)；

·圖像顯示大屏及控制計(jì)算機(jī)1套，數(shù)字視頻監(jiān)控管理工作站(控制操作臺(tái))1臺(tái)；

· IT及弱電配電系統(tǒng)接口和管理服務(wù)器工作站(PC Server)1 臺(tái) ；

·動(dòng)態(tài)模擬顯示大屏及控制計(jì)算機(jī)1套；

·電源及配套附屬設(shè)備等。

3.4 電梯/扶梯/步道監(jiān)控系統(tǒng)

電梯/扶梯/步道監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，按供貨商的供貨范圍規(guī)劃了2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控管理，分散控制。系統(tǒng)包括電梯/扶梯/步道設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與管理、電梯/扶梯應(yīng)急操作裝置與三方對(duì)講系統(tǒng)。電梯/扶梯/步道監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5所示。

4 線纜選型及敷設(shè)方式

航站樓通過(guò)專用的電氣管廊與分布在航站樓的強(qiáng)弱電間貫通，因此，所有的IBMS系統(tǒng)的干線線纜均敷設(shè)在專用的樓宇橋架內(nèi)，弱電間外的末端支線通過(guò)暗埋鍍鋅鋼管與受控設(shè)備連接。

圖4 電力監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

圖5 電梯/扶梯/步道監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)以“綠色機(jī)場(chǎng)”作為設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)形式下達(dá)的工程，因此，建設(shè)的全過(guò)程均滿足“綠色”的任務(wù)指標(biāo)。由于IBMS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)院一次設(shè)計(jì)后，由承包商進(jìn)行深化設(shè)計(jì)及選型，線纜的規(guī)格依據(jù)不同的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，但前提是必須滿足“低煙無(wú)鹵”的要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)通過(guò)由住建部主持的“三星級(jí)綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)”認(rèn)證的機(jī)場(chǎng)。智能樓宇管理系統(tǒng)作為綠色建筑的重要系統(tǒng)之一，安全、可靠、高效、簡(jiǎn)潔及人性化是其持續(xù)發(fā)展的根本。