体育场馆楼宇自控系统设计方案

体育场馆

楼宇自控系统设计方案

Honeywell

2021-01

1系统概述

本工程为某某体育公园一期工程暨体育场复建项目，项目位于成教中心用

地，南侧为龙丽温（云景）高速，西侧为山地，东侧为人民北路。该体育场为丙

类体育建筑。项目地上总建筑面积15991.48平方米，地下总建筑面积12702.55

平方米，连接体育馆连廊面积303.09平方米，总建筑面积：28997.12平方米。

项目建设范围为包含各个功能区域，包括地下停车场、体育场、体育馆、运动员

区，管理区、办公人员区、贵宾区以及夹层设备房和卫生间区域。体育场看台可

容纳7000人，体育馆内配置座位2500个。该项目完成后，有利于完善城市功

能、提升城市品位、丰富群众文化生活、推动全县体育文化事业发展。届时，能

够承办省级单位赛事和地区性综合运动会，也将进一步满足人民群众对各类体育

活动的需求。

体育场馆作为重点特色建筑，建筑方案融入“民族特色、环保绿色、智慧

智能、节俭文明”的设计理念，充分展示了“大国风范、山水韵味、畲族元素”

等体育风格。项目作为今后体育赛事的主要场馆，其重要做用不言而喻。而体

育场馆内各机电设备能否正常合理的投入使用，是保证赛事顺利举办和完美落

幕的最有利保障之一。本系统的设计会重点考虑以下几个方面，从保证场馆内

机电设备正常开闭、运行的基础上，提高管理效率、降低能耗、并提供舒适体

育运动环境。系统可根据场馆今后的实际使用情况，进行合理的定制化，个性

化设计，真正实现设备“自动化控制、自动化管理、绿色节能”的这一理念。

2现状分析

（1）、建筑功能区域多，结构复杂，机电设备位置分散，操作难度大

体育场馆属于重点特色工程，建筑特点是功能区域多，建筑结构复杂，场

馆内重要机电设备位置非常分散。项目设计有暖通冷热源系统（热泵机组、循

环水泵等）、暖通空调系统（空调机组、新风机组、VRV机组）、室内送排风

系统（排风机、送风机）、给排水系统（排污泵、消防水箱、排水坑等），公

共照明系统（地下车库照明、公共区域照明、室外景观照明等），各系统设备

众多，分布于场馆各个角落，管理难度大，设备之间相互独立运行。

如果采用传统的人工管理模式，人为管理方法不够科学且无法评估，设备

发生故障无记录，有些设备会存在无法正常运行造成设备损坏的情况，例如：

暖通空调冷热源系统单独设置于室外设备用房，远离消控管理中心，假如设备

用房内水泵故障，水压过高，则工作人员无法在第一时间获取故障信息，也无

法在第一时间去处理该故障，那么势必会造成设备的二次损坏，造成不必要的

损失。

再例如：地下停车场设有消防水池、污水坑，体育场设有消防水箱、生活

水箱。当梅雨季节来临时，地下车库污水坑经常会因为排水不及时或者水泵故

障，雨水无法排出，从而导致“水漫金山”，车库内机电设备和汽车也会因为

泡水而损坏。由于水泵故障，也会造成生活水箱或者消防水箱的水位超过警戒

线，水会溢流到设备间，从而影响机电设备的正常运行和损坏。

（2）、机电设备众多，人工日常操作十分繁琐，不便于设备的管理和维护

体育场馆设有众多机电设备，当重要的赛事举办时，这些机电设备扮演着

非常重要的角色，也是赛事举办是否圆满完成的关键因素。建筑每个设备都需

要精确的开闭操作，需要经常维护且需要实时了解设备的工作状态。目前，如

果采用人工模式会存在操作不当、操作不及时，操作繁琐等问题。

例如：体育场馆的灯光控制，灯光控制箱几十个分布于场馆内各个配电间，

且控制回路众多，对于人为操作难度非常大。

再例如：体育馆空调机组的电磁阀开度控制和温度控制，人工模式是无法

达到调节水阀开度和控制温度的效果，而且水阀一旦打开，将无法手动关闭，

只能常开，这对整个系统运行是非常不利的。

3楼宇自控系统优点分析

（1）、由现场控制器全面自动控制所有机电设备，达到一些无法由手动实

现的控制功能。

通过整套楼宇自动控制系统及其内置最优化控制程序和预设时间程序，对

所有机电设备进行集中管理和监控。在满足控制要求的前提下，实现全面节能,

用控制器的控制功能代替日常运行维护的工作，大大减少日常的工作量，减少

由于维护人员的工作失误而造成的设备失控或设备损坏。

本系统可根据用户需求适时的调整设备，充分保证用户的操作环境。如果

全用人工调节，一方面检测手段滞后，另一方面调节结果滞后，不可能充分满

足操作需求。而楼控系统采用智能管理平台以及强大的控制器管理设备，监测

手段丰富灵活，反应时间快，可充分满足体育场馆日常及赛事操作要求。

(2)、在中央控制室内，在中央工作站上可以直接监视所有的机电设备，

通过监视报警状态了解所有的机电设备是否正常运行，可预防突发事故发生，

保护设备的投资。

随时检查设备的实际负载和额定负载，设备过载时立即自动卸载，同时向

中央控制室发出报警信号。

监视设备运行故障状态、各水箱水井液位状态、水管水温水压状况，一旦

发现其中某台设备运行异常，水位超高、水压过大等情况，系统立即报警通知

检修人员前去检查和维修，当一组设备中的某台设备故障时，自动切换到备用

设备。

所有故障可以实现实时记录、并拥有数据导出、打印等管理功能。

(3)、提供能够自动调节的舒适环境

楼宇自控系统根据季节、人员和空气流动情况的变化，将各区域的室内温、

湿度和空气清新度等人体最敏感的环境因素控制在设计要求值上。

(4)、延长设备使用寿命、降低管理及操作成本

在场馆内配置楼宇自控系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之

下，楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印出维护、保

养的通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养，因此可

以使设备的运行寿命加长，也就是降低了建筑的运行费用。

自动累计设备的运行时间，当累计值达到规定的维修时间时，自动切换到

备用设备，同时报告中央控制室，以均匀各台设备运行时间、延长设备使用寿

命。

(5)、统一图形化管理界面

在统一的界面上完成一切操作，使得楼宇自控系统极大地方便了机电设备

的操作与维修，减少管理和维护人员数量以及其劳动强度，可基本上做到“无

人职守:每年因此节省维护费用约占楼宇自控系统造价的2~3%左右。

(6)、集成平台

通过楼控系统的集成平台，可将变配电系统、水泵系统、地源热泵系统、

VRV子系统等诸多系统通过通讯网关的方式纳入监视范围，另外，本系统的平

台具有很大的扩展性，只需要增加扩展通讯模块，即可将新增系统纳入BA系

统范围，以适应大楼将来的发展。

4系统设计

针对体育场馆这样功能复杂的建筑，本楼控系统设计对于不同的功能空间,

都有针对性的技术措施。通过分析图纸，对体育场馆内的以下子系统进行监控:

(D暖通通风子系统：主要包括空调机组、新风机组。

(2)通/排风系统：主要包括送风机、排风机。

(3)给/排水系统：给水系统主要包括消防水箱、消防水池、生活水泵、

生活水箱；排水系统主要包括集水井、排污泵。

(4)冷热源系统：主要包括热泵机组、循环水泵。

(5)照明系统：公共照明、室外泛光照明等；

(6)能耗监测系统：水表、电表。

(7)VRV系统：通过网关接入楼控系统管理。

4.1系统规划

本工程楼宇自控系统设计一个管理中心，中央工作站设置在体育场一层消控

中心。系统配置了通讯设备、现场控制器、控制模块、各类传感器及电动阀。系

统结构采用分布式控制，集成操作管理的工作模式。DDC控制器分布于大楼各机

房内，对众多的机电设备进行监控。全系统采用基于TCP/IP协议的以太网通讯

结构，大楼内各个位置的DDC控制器通过网络接口接入大楼内部局域网，从而形

成一个完整的网络结构。在BAS监控中心设置工作站，配置相应的网络设备和中

央监控工作站对楼宇设备进行集中管理，同时根据管理需要，系统还可以通过管

理权限设定，设置多级别的安全等级管理，通过内部局域网登陆BAS网络进行访

问和管理；

系统网络分为以太网控制器层，末端层两个层面。以太网控制器层采用全以

太网结构，网络传输信令为支持IP地址的TCP/IP协议。控制器层还预留有485

总线接口，在未预留以太网接口的DDC分站，或者距离较远的DDC分站可采用

485总线将DDC分站接入整个网络。末端层为各类传感器和执行机构，传感器负

责将各类信号采集并将信号（模拟量信号和数字量信号）发送给DDC控制器。执

行机构负责接收DDC的控制信号，并做出相应的开闭动作。

系统网络图：

BA系统网络架构

能耗监测

Gateway]

BA管理中心

第三方请二＞

管理层系统集成层

4.2分步设计

本系统软件由中央计算机软件和分站软件组成，整个软件系统依据“危险

分散”原则进行分散配置，从软件设置上保证分站（现场控制器）可以完全独

立地完成对所辖区域或设备实施监控。软件采用模块化结构，以利于简易、灵

活地实现功能扩展。

4.5.1空调机组系统

系统实现的监控功能：

1）、温湿度自动控制：根据传感器实测的回风温湿度值进行计算，自动对

冷、热水阀开度进行PID运算控制，对加湿器进行开关控制，保证空调机组回

风温湿度达到设定值，并将室内温湿度保持恒定，达到环境舒适及节能的效果。

2）、过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作

站上显示及打印报警，并指出报警时间。

3）、空调机组送/回风机启停控制：根据事先设定的工作时间表定时启停

空调机组送/回风机，自动统计空调机组送/回风机的运行时间，提示定时对空调

机组进行维护保养。

4）、风机压差开关：如果风机打开之后，前后压差不能达到设定值，即风

机实际没用运转，则系统发出风机皮带滑落报警，提醒管理人员进行故障排查。

5）、联锁保护控制：风机停止后，新回风风门、电动调节阀自动关闭；

风机启动后，其前后压差过低时故障报警，联锁停机并在图形操作站上显示报

警。

6)、节能运行，包括：

A、间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。

B、调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能

量消耗。

C、夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。

D、频率调节：在过渡季节和根据现场实际使用情况，可适当降低空调运

行频率，以节约电能。

4.5.2新风机组系统

(1)、送风温湿度自动控制：根据传感器实测的送风温湿度值自动对冷、

热水阀开度进行PID运算控制,保证新风机组送风温湿度达到设定温度的要求。

(2)、过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操

作站上显示及打印报警，并指出报警时间。

送风机控制

控制权限：板酝

手/自动伏态

没回没回没回

故健报警

投回

♦应

设备故獐：

应

投回

・

控制故障：堂位

厂

EW操作站控制

手动的闰表：

手动控制：I没弧

编辑时间表：

温控需控朝

运行时间设定：

最大时间设定：

(3)、新风机送/回风机启停控制：根据事先设定的工作时间表及节假日

休息时间表，定时启停新风机送/回风机，自动统计新风机送/回风机运行时间，

提示定时对新风机进行维护保养。

(4)、风机压差开关：如果风机打开之后，前后压差不能达到设定值,

即风机实际没用运转，则系统发出风机皮带滑落报警，提醒管理人员进行故障

排查。

(5)、联锁保护控制：风机停止后，新风风门、冷热水阀门自动关闭；

风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机；

(6)、节能运行包括：

A、间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。

B、调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能

量消耗。

C、夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。

4.5.3送排风系统

系统实现的监控功能：

(1)、启停控制：根据预先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时

送排风机，自动统计风机的运行时间，提示定时对风机进行维护保养。

(2)、CO浓度监测：在本工程中，地下层设有CO浓度监测，当CO浓

度达到警戒时，则强行启动风机，以保持室内的空气新鲜，提高舒适度。

系统将自动记录控制质量的变化趋势，自动生成趋势曲线，提供给管理员，

数据列表可提供打印。

(3)、风机故障报警监察：DDC控制器会监察风机热继电器跳闸报警状

态。在有报警时，停止风机并以弹出报警提示框的报警形式在操作站上显示，

以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一

记录，以作日后检查之用。

(4)、风机手自动切换状态：BA系统实时对风机的手/自动状态进行监视。

了解风机的受控状态。

(5)、中央站彩色图形显示，记录各种参数，包括状态、启停时间、累计

运行时间及其历史数据等。

OOppm

4.5.4给排水系统

消防水系统监控内容：

系统实现的监控功能：

监测生活水箱、消防水箱、消防水池超高、低液位报警，实时在监控中心

界面上面弹出报警界面，报警将自动记录，可供日后查询。

监测排污泵运行状态、故障报警，并记录设备运行时间。在软件界面上面

动态显示运行状态，实时显示报警信息并自动记录。

监测消防泵房、弱电机房、配电房区域漏水状态，实时在监控中心界面上

面弹出报警界面，报警将自动记录，可供日后查询。

排水系统监控内容：

系统实现的监控功能：

(1)、监测排污泵运行状态、故障报警，并记录设备运行时间。在软件

界面上面动态显示运行状态，实时显示报警信息并自动记录。

(2)、监测集水井超高液位状态，实时在监控中心界面上面弹出报警界

面，报警将自动记录，可供日后查询。

(3)、自动统计水泵累计运行时间，提醒定期维护，达到延长设备使用

寿命的效果。

4.5.5冷热源系统

1）、根据负荷自动启/停冷热水机组，并具有重新设定和修改控制参数的

功能。根据测量及计算冷量负荷，实现对冷热机组启停台数的控制，实现群控。

根据冷源系统总负荷量（一次供回水温差X总流量）进行冷热机组台数控

制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优启停时间控制，使设备交替运行,

平均分配各设备运行时间。对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自

动切换，根据送水分水器温度进行减少，回水集水器进行增加的冷/热源运行台

数补充控制。

负荷计算：Q=KXMX（T1-T2）

Q：负荷

K：常数

M：流量

T1：回水总管温度

T2：供水总管温度

根据预先编排的时间表，按“迟开机早关机”的原则控制冷冻机组的启停

以达到节能的目的。

2）、完成电动蝶阀、冷冻水泵、冷冻机组的顺序联锁启动，以及冷冻机组、

冷冻水泵、冷却水泵、电动蝶阀的顺序联锁停机。各联动设备的启停程序包含

一个可调整的延迟时间功能，以配合冷冻系统内各装置的特性。

3）、实现自动冬夏季切换功能。通过完成对冬夏季蝶阀的开关控制，可实

现远程自动/手动对冬夏季模式进行切换。

4）、当一台冷冻水泵/冷却水泵/热水水泵发生故障时，备用泵自动投入运

行。并互为备用水泵实现轮换工作。

5）、当旁通流量达到一台泵流量时，关停一台水泵，当总供回水压差低于

设定值开启水泵，以达到变量控制，实现空调系统综合节能的目的。

测量冷冻水系统供/回水总管的压差，控制其旁通阀的开度，以维持其要求

的压差，并监测阀的开度。

6）、取各水泵水流开关信号作为泵的运行状态及水流状态反馈信号。

通过测量冷却水回水温度，控制冷却塔风机的启停和运行台数，维持冷却

水供水温度，使冷水机组能再更高的效率下运行。

7）、监测冷热水总供水回水温度。

8）、监测冷热水总供/回水压力差，调节旁通阀的开度，保证末端水流控

制能在压差稳定情况下正常运行。在冷冻机组停机时，旁通阀全关。

4.5.6智能灯光控制系统

本案通过对场馆内公共区域、室外景观的照明进行设计，实现照明智能化

控制，达到节能的效果。管理人员可以通过电脑对灯具进行远程控制或现场控

制，还能通过系统联动功能对照明系统进行科学、合理的自动控制。譬如，利

用与光感设备、定时器、移动感应器、红外人体感应器等联动控制，使照明实

现全自动控制，并可通过电力监测技术来诊断灯具的开关状态及故障地点与故

障原因，大大减少了管理人员及维修人员的工作量，且能避免管理过程中的误

操作带来极大的经济损失。

本案灯光控制系统设备通讯采用KNX总线技术结合网络技术与电力监测技

术，进行强、弱电完全分离，具备形象化的友好操作界面，具备“在线监视、

智能报警、多方联动、远程遥控”功能，能及时获知故障电路准确位置和故障

原因，解决了传统照明电路和控制方式的安全隐患。控制上，系统具有本控制

面板控制、控制屏控制、平板电脑控制、手机控制、电脑控制等多种方式，并

包含本地控制跟远程控制两种方式。

系统拓扑图：

系统实现功能:

（1）远程控制、集中控制

通过中控电脑图形化的操作界面，可以控制系统中任一回路灯光的开关与

明亮程度，并可实时监测任一回路灯光的开关状态、故障报警。可“一键式”

控制所在区域所有灯光的开关，逻辑编程、设置灯光开关效果。

(2)定时自动控制

对灯光需要较有规律的区域，可以实行灯光定时自动控制，并具备天文时

钟功能，可根据项目所在地的经纬度自行校队日出日落时间，可有效区分工作

时间与休息时间，实现定时控制，这样可减轻管理人员工作量，且可避免忘开/

关。依人流多少时段性的特征，还可以自动调节灯光明暗，轻松达到节能效果。

(3)场景功能控制

系统具备强大的场景功能。通过预先设置灯光场景模式，场景内容可以是

组合式灯光开与关，也可以是对灯光的明亮度调节，每个场景包含受控设备数

量无限制，场景存储在场景模块中，可以被任意控制终端所调用，如控制面板

那、平板电脑、手机等。适合大型场合在不同气氛下的“一键式”控制功能

(4)联动控制

与人体感应设备联动，做到人来灯开，人走灯灭；局部人多灯亮，局部人

少灯暗；启用定时控制、集中控制与光感设备联动，可解决季节性天亮早晚以

及局部需要带来的矛盾；

与照度感应设备联动，有线对能源进行管理，体现科技化、智能化建筑风

范，是照明系统根据环境亮度自动调节灯光明亮程度。

与安防设备联动，可以在紧要时候瞬时开/关灯具。

(5)弱电开关手动控制

智能照明系统，强电都走天花板与墙体，用24V的弱电墙面开关或触摸屏

开关控制强电。人体所接触到的是安全弱电。采用弱电开关手动控制，可为客

人使用习惯提供人性化服务。

(6)移动终端控制

除了使用常规的控制面板和壁挂式触摸屏控制之外，还可以使用各种无线

终端设备进行控制，比如平板电脑、手机等，控制方式灵活多变，根据不同需

求选择不同的方案。

(7)可扩展性功能

智能照明控制系统具有多种数据接口，为其与其他各个系统的对接，或引

入做好了充分的预留空间，如部分智能照明系统中加入了对窗帘的控制、对空

调的控制以及与消防系统联动都是可以轻松实。

4.5.7能耗监测系统

本能耗系统主要对建筑内空调用电、动力用电、照明用电以及公共用水的

能耗数据进行采集。系统通过远程传输等手段及时采集场馆内水表、电表能耗

计量装置数据，实现建筑能耗的在线监测和动态分析。

系统采用开放的数据标准接口，满足各类基本数据标准的接入，支持各类

的常见数据格式及通讯协议，同时对于各个建筑的数据传递基本格式也可留有

方便使用的接口，以实现建筑数据传输需要，实现将来能耗数据指标扩展的需

要，实现能耗监测体系和其他应用系统交换数据的需要。

系统具备动态能耗分析功能，能实现能耗数据的纵向比较（各个时间节点

用能数据比较）、横向比较（类似工程能耗数据比较），具备故障的定位、诊

断和异常报警功能。系统上传数据出现故障时，有报警和信息记录；与能耗数

据中心重新建立连接后，能进行历史数据的断点续传。系统具备本地和远程配

置、管理功能，并能接入市行政中心建筑能耗监测平台。

系统主要功能：

用电实时监测：在线监测供电、供水用能设备实时能耗数据，针按建筑分

类各用电回路电能耗数据进行实时监测，每个配电箱均设置一块电力远传仪表,

根据每个配电箱的电力回路的不同用途进行分项计量，根据电力远传仪表的数

量和位置设置相应的电表数据采集器，然后通过采集器将所有电力回路能耗数

据实时上传到本地能耗监测管理平台，实现建筑电能分项能耗数据动态监测和

远程传输。电表配置部分由机电专业完成，对应于能耗分项，电表点位要求需

要按以下电量分项采集：

空调用电（冷热站用电、空调机房用电、新风盘管用电、各空调机用电量

等）

公共照明用电（室内公共照明、应急照明、室外景观照明）

一般动力用电（非空调区域通风、生活热水、自来水加压、排污等，不包

括空调采暖系统设备）

特殊用电（其它特殊用电）。

自动生成系统报表：系统自动生成各种能耗信息统计图形、曲线和报表，如

以日、月、年为周期的能耗统计报表，为用户提供全面有效节能信息，包括能源

消耗结构分析和能源消耗成本分摊，评估某一节能措施的效果和关联影响等，为

节能管理和考核提供决策依据；

2012年总体能耗情况报告

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2012年综合信息报表

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