建筑给排水设备监控系统.ppt

1、第四章 建筑给排水设备监控系统（巩学梅）,第一节 建筑给排水基本知识,一、建筑给排水概述,1、建筑给排水的概念 无论多层建筑还是高层建筑，给排水设备都是必不可少的设施组成。在多层建筑中，给水主要靠市政管道压力供水，而污废水也可以直接排到室外，所以给排水设备较少控制。针对本书的建筑设备监控案例，本章主要介绍高层建筑的给排水设备及其监控。,2、高层建筑给排水的特点,在高层建筑物中，给水排水系统的特点： 高层建筑物内人数众多，对生活卫生及保安防火设施要求较为严格，因此必须具有标准较高的给水排水系统，以保证给水排水的安全、可靠，使人们在良好的环境中学习、工作和生活。 高层建筑物的高度高，造成给水管道内

2、的静压力较大。过大的水压力，不但影响使用、浪费水量而且增加维修工作量。为此对给水系统、热水系统及消防给水系统必要时需进行竖向分区。,高层建筑物发生火灾的因素很多，一旦着火，具有火势猛、蔓延快、扑救不易、人员疏散也极困难的特点，因此高层建筑物火灾常造成生命财产的巨大损失。一般城市消防车仅能扑灭6层以下建筑物的火灾，当高度超过6层以上时，要求建筑物内消防系统须有自救能力，为此高层建筑物要设置独立的消防供水系统。,高层建筑物内设备复杂，各种管道交错，必须搞好综合布置，要求不渗不漏；另外高层建筑物对防震、防沉降、防噪声等要求也较高，因此在给水排水工程设备中还需要考虑抗震、防噪声等措施。鉴于以上情况，要

3、求高层建筑物的给水排水工程的规划、设计、使用的材料和设备及施工等方面比一般建筑物都高，必须全面规划、相互协作，做到技术先进，经济合理，工程安全可靠。,二、几种给水系统介绍,高层建筑物的高度高，一般城市管网中的水压力不能满足用水要求，除了最下几层可由城市管网供水外，其余上部各层均需加压供水。由于供水的高度增大，直接供水时，下部低层的水压将过大，过高的水压对使用、材料设备、维修管理均将不利，为此必须进行合理竖向分区供水。分区的层数或高度，应根据建筑物的性质、使用要求、管道材料设备的性能、维修管理等条件，结合建筑物层数划分。在进行竖向分区时，还应考虑低处卫生器具及给水配件处的水压力，在住宅、旅馆、医

4、院等居住性建筑物中，供水点水压力一般为300350kPa；在办公楼等公共建筑物可以稍高些，可采用350400kPa的压力限值。,为了节省能量，应充分利用室外管网的水压，在最低区可直接采用城市管网供水，并将大用水户如洗衣房、餐厅、理发室和浴室等布置在低区，以便由城市管网直接供水，充分利用室外管道压力，可以节省电能。,根据建筑物给水要求、高度和分区压力等情况，进行合理分区，然后布置给水系统。给水系统的形式有多种，各有其优缺点，但基本上可划分为两大类，即高位水箱给水系统和气压给水或水泵直接给水系统。,1高位水箱给水系统,高位水箱给水系统用水是以水泵将水提升到最高处水箱中，由水箱直接供应，供水压力比较

5、稳定，且有水箱储水，供水较为安全。但水箱重量很大，增加建筑物的负荷，占用楼层的建筑物面积。这种系统的特点是，以重力向给水管网配水，如图2-4-1所示。,图2-4-1 高位水箱给水系统图,2气压给水系统,考虑到重力给水系统的种种缺点，为此，可考虑气压供水系统。即不在楼层中或屋顶上设置水箱，仅在地下室或某些空余之处设置水泵机组、气压水箱(罐)等设备，利用气压来满足建筑物的供水需要。,水泵-气压水箱(罐)给水系统是以气压水箱(罐)代替高位水箱，而气压水箱可以集中于地下室水泵房内，这样可以避免楼房设置水箱的缺点，如图2-4-2所示。气压水箱需用金属制造，投资较大，且运行效率较低，还需设置空气压缩机为水

6、箱补气，因此耗费动力较多。目前大多采用密封式弹性隔膜气压水箱（罐），可以不用空气压缩机补气，既可节省电能又可防止空气污染水质，有利于优质供水。,图2-4-2 气压装置供水系统,3水泵直接给水系统,以上所讨论的给水系统，无论是用高位水箱的，还是气压水箱的，均为设有水箱装置的系统。设水箱的优点是预储一定水量，供水直接可靠，尤其对消防系统是必要的。但存在着上述很多缺点，因此有必要研究无水箱的水泵直接供水系统。这种系统可以采用自动控制的多台水泵并联运行，根据用水量的变化，开停不同水泵来满足用水的要求，以利节能。如采用计算机控制更为理想。如图2-4-3所示。,图2-4-3 水泵直接给水系统,水泵直接供水

7、，较节能的方法是采用调速水泵供水系统，即根据水泵的出水量与转速成正比关系的特性，调整水泵的转速而满足用水量的变化。 无水箱的水泵直接给水系统，最好是用于水量变化不太大的建筑物中。因为水泵必须长时间不停地运行。即便在夜间，用水量很小时，也将消耗动力，且水泵机组投资较高，需要进行技术经济比较后确定之。,以上是几个比较有代表性的给水系统，如何选用，应根据使用要求、用水量的大小、建筑物结构情况以及材料设备供应等具体条件全面考虑。在用水安全可靠的前提下，考虑技术上先进，经济上合理的给水系统。,三、排水系统组成,建筑物排水系统主要由集水坑(池)、排水泵（排污泵）和排水管道组成。生活污水或废水经排水管道到集

8、水坑(池)，再由排水泵（排污泵）排至市政排水管道。如图2-4-4所示。,图2-4-4 排水系统组成示意图,第二节 建筑给排水设备监控系统的原理及组成,一、不同方式给水系统的监控,1高位水箱给水系统的监控,1高位水箱给水系统的监控 这种系统的特点是以水泵将水提升到最高处水箱中，以重力向给水管网配水，如图2-4-5所示。在此系统中监控内容如下： a.对楼顶水池(箱)水位进行监测,当高/低水位超限时报警； b.根据水池(箱)的高低水位控制水泵的停启； c.监测给水泵的工作状态和故障，当工作使用水泵出现故障时，备用水泵需自动投入工作。,图2-4-5 高位水箱给水系统监控原理图,2气压给水系统,水泵-气

9、压水箱(罐)给水系统是以气压水箱(罐)代替高位水箱，靠气压水箱的压力为建筑供水。 如图2-4-6所示，在此系统中监控内容如下： a.对气压水箱(罐)水位进行监测，当高/低水位超限时报警； b.根据气压水箱(罐)的高低水位控制水泵的停启； c.如果控制有要求，监测给水泵的工作状态和故障； d.对气压水箱(罐)压力进行监测，控制空压机的启停。,图2-4-6 气压装置供水系统监控原理图,3水泵直接给水系统,水泵直接供水，较节能的方法是采用调速水泵供水系统，即根据水泵的出水量与转速成正比关系的特性，调整水泵的转速而满足用水量的变化。 如图2-4-7所示，在此系统中监控内容如下： a.对供水总管的压力进

10、行监测，通过变频器控制水泵的转速； b.如果控制有要求，监测给水泵的转速和故障。,图2-4-7 水泵直接给水系统监控原理图,4典型给水监控系统举例,建筑物中的生活给水系统可以由高位(屋顶)水箱、生活给水泵和低位(或地下)蓄水池等构成。生活给水系统监控原理如图2-4-8所示。,图2-4-8 典型生活给水系统监控原理图,(1)生活泵启停控制,生活泵启停由水箱和蓄水池水位自动控制。生活水箱设有4个水位，即溢流水位、最低报警水位、生活泵停泵水位和生活泵启泵水位。DDC根据水位开关送人信号来控制生活泵的启停：当高位水箱液面低于启泵水位时，DDC送出信号自动启动生活泵投入运行；当高位水箱液面高于停泵水位或

11、蓄水池液面达到停泵水位时，DDC送出信号自动停止生活泵。当工作泵发生故障时，备用泵自动投入运行。自动显示水泵启停状态。,(2)检测及报警,当高位水箱(或蓄水池)液面高于溢流水位时，自动报警；当液面低于最低报警水位时，自动报警。但蓄水池的最低报警水位并不意味着蓄水池无水，为了保障消防用水，蓄水池必须留有一定的消防用水量。发生火灾时，消防泵启动，如果蓄水池液面达到消防泵停泵水位，将发生报警。水泵发生故障自动报警。,(3)设备运行时间累计、用电量累计,累计运行时间，为定时维修提供依据，并根据每台泵的运行时间，自动确定作为运行泵或是备用泵。 对于超高层建筑物，由于水泵扬程限制，则需采用接力泵及转输水箱

12、。,二、排水系统的监控,高层建筑物的排水系统必须通畅，保证水封不受破坏。有的建筑物采用粪便污水与生活废水分流，避免水流干扰，改善环境卫生条件。 建筑物一般都建有地下室，有的深入地面下23层或更深些，地下室的污水常不能以重力排除，在此情况下，污水集中于污水集水坑(池)，然后用排水泵将污水提升至室外排水管中。污水泵应为自动控制，保证排水完全。,建筑物排水监控系统的监控对象为集水坑(池)和排水泵。排水监控系统的监控内容有： a.污水集水坑(池)和废水集水坑(池)水位监测及超限报警。 b.根据污水集水坑(池)与废水集水坑(池)的水位，控制排水泵的启停。当集水坑(池)的水位达到高限时，联锁启动相应的水泵

13、；当水位高于报警水位时，联锁启动相应的备用泵，直到水位降至低限时联锁停泵。,c.排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警。 d.累计运行时间，为定时维修提供依据，并根据每台泵的运行时间， 自动确定作为工作泵或是备用泵。 建筑物排水监控系统通常由水位开关、直接数字控制器(DDC)组成，如图2-4-9所示。,图2-4-9 给排水监控系统原理图,第三节 招标实例中建筑给排水设备监控系统点位设计,一、实例中的给排水设备统计,结合附录图纸，统计冷热源设备如表2-4-1。,二、给排水设备监控点位计算,1、给排水设备监控功能 自动监测生活水池、消防水池的液位信号，超高，低水位报警，并自动启动相应水泵。 自动监

14、测集水井的液位信号，超高液位超限时报警，并自动启动潜水排水泵排水。,自动监测生活给水泵、潜水排水泵的运行状态和故障信息，并可按照设备的累积运行时间，实现设备的轮流运行，提高设备的使用寿命。消防稳压泵、消防泵、喷淋泵的运行状态和故障信息原则上只监不控，本工程BA对消防设备不做考虑，BA系统通过网关与消防系统联动。 系统可根据每台生活给水泵的运行时间，自动确定运行泵和备用泵。,2、给排水系统监控点位确定,根据以上监控功能，画本工程监控原理图如图2-4-10所示，确定给排水系统的监控点位如下： a.集水井、 生活水池、消防水池的超高/低水位报警监视（DI），每个水池超高/低水位各占一个DDC的DI点

15、； b.生活变频泵组进行启停控制（DO），并且在变频柜中取变频泵频率信号进行监视（AI），两个泵组有2个DO点，2个AI点；,c.排水泵组进行启停控制（DO），并且在电控箱中取运行状态信号（DI）和故障状态（DI）进行监视，几台泵有几个启停控制DO点，几个运行状态信号DI点，几个故障状态DI点；例如，有24台排水泵，就需要DDC提供24个启停控制DO点，24个运行状态信号DI点，24个故障状态DI点。,图2-4-10 给排水系统监控原理图,表2-2-2 给排水系统的监控点位表,小结,本章首先介绍了建筑给排水系统的概念，给水系统的工作原理，高位水箱给水系统、气压给水系统、水泵直接给水系统的系统组成，建筑排水系统的工作原理和组成，大家要理解这些基本知识作为控制的指导依据。,本章重点介绍的是不同方式给水系统的监