智能幕墻的控制系統與設計的實(shí)現方法的論文
1 系統概述
智能幕墻控制系統主要由檢測環(huán)境參數的溫度傳感器、風(fēng)傳感器、光照傳感器、雨滴傳感器和中央處理單元plc(可編程控制器)組成,系統具有運行穩定、處理功能強大和擴展性強的特點(diǎn)�？刂葡到y通過(guò)人機界面進(jìn)行執行機構的操作,集中顯示幕墻上各個(gè)設備的運行狀況,整體有效的管理幕墻。
2 功能設計
(1)日照調節。
能源消費包括人工照明,日照最大化是低能耗設計的重要目的之一,幕墻控制系統能機動(dòng)的控制幕墻遮擋設備,減小陽(yáng)光對建筑內部舒適條件造成傷害,減少過(guò)加熱、過(guò)強光和照射過(guò)渡等。
(2)通風(fēng)控制。
幕墻智能控制系統根據室內外環(huán)境溫度,夏季當周?chē)鷾囟炔怀^(guò)30℃(溫度可通過(guò)控制系統設定)時(shí),幕墻智能控制系統驅動(dòng)執行機構將可伸縮的屋頂、機動(dòng)窗戶(hù)等打開(kāi)實(shí)現自然通風(fēng)。冬季當外界溫度低于5℃(溫度可通過(guò)控制系統設定)時(shí),啟動(dòng)機械通風(fēng)裝置。
(3)發(fā)電功能。
利用光伏發(fā)電實(shí)現建筑物電的自給。
(4)構造控制。
使用者可通過(guò)人機界面、遙控裝置和墻上的開(kāi)關(guān)對幕墻構造進(jìn)行有效控制。
(5)取暖和加熱。
將太陽(yáng)能集熱器與幕墻結合,太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能熱量通過(guò)換熱將水加熱;可為建筑物冬季通過(guò)地板取暖提供熱能,可為建筑物提供清潔的熱水。
(6)安防功能。將安防報警系統接入幕墻智能控制系統,實(shí)現對門(mén)窗的安全防范。
3 智能幕墻功能與高科技產(chǎn)品功能的實(shí)現
(1)防盜報警。
在建筑玻璃幕墻上安裝玻璃碎片探測器,當有人或硬物將玻璃幕墻擊碎時(shí),探測器檢測到信號后通過(guò)與他相連的智能控制系統通過(guò)揚聲器發(fā)出報警信號;在門(mén)、窗上安裝門(mén)磁開(kāi)關(guān),當有人非法闖入時(shí),門(mén)磁開(kāi)關(guān)接通報警裝置報警。系統同時(shí)將啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)的.攝像機,將報警畫(huà)面傳送給安保人員。
(2)光伏發(fā)電。
利用幕墻結構位置(不影響采光等因素),將太陽(yáng)能光電池板與幕墻結合,利用太陽(yáng)能光電池板來(lái)給智能控制系統或其它負荷提供電能。
(3)取暖和加熱。
將太陽(yáng)能集熱器與幕墻結合,由集熱器將太陽(yáng)能熱量通過(guò)換熱將水加熱,可為建筑物冬季通過(guò)地熱取暖提供熱能,為建筑物提供清潔的熱水。
(4)光控。
在幕墻上安裝日光控制器,通過(guò)日光控制器檢測到日光強度。日光控制器將信號通過(guò)智能控制系統驅動(dòng)執行器來(lái)控制百葉的開(kāi)關(guān)狀態(tài):當陽(yáng)光充足時(shí),智能控制系統將百葉窗放下;當陽(yáng)光強度變弱時(shí),智能控制系統將百葉窗打開(kāi)。
(5)聲控。
在智能幕墻控制系統中加裝聲音控制器,用來(lái)接收使用人通過(guò)聲音發(fā)出的控制指令,實(shí)現門(mén)、窗和百葉等開(kāi)啟狀態(tài)的智能控制。
(6)煙感控制。
當室內的煙霧傳感器檢測到空氣有一定濃度的煙塵時(shí),與煙霧傳感器相連的智能控制系統驅動(dòng)執行機構將天窗、通風(fēng)口等打開(kāi),同時(shí)通過(guò)揚聲器發(fā)出報警信號。
(7)雨感。
在天窗和幕墻等位置安裝雨滴傳感器,當傳感器檢測到有降雨時(shí),與傳感器相連的智能控制系統驅動(dòng)執行機構將窗、門(mén)等關(guān)閉。
(8)門(mén)禁。
在主要出入口處安裝門(mén)禁(語(yǔ)音門(mén)禁、指紋門(mén)禁和視網(wǎng)膜門(mén)禁)控制系統,通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)人的特征如語(yǔ)音、指紋和視網(wǎng)膜等,在門(mén)禁系統中設置訪(fǎng)問(wèn)人的權限,用來(lái)識別訪(fǎng)問(wèn)者的權利。
(9)紅外遠程控制。
在智能控制系統中加裝紅外接收器,通過(guò)使用人手持遙控裝置發(fā)出的指令,紅外接收器將指令傳送給智能控制系統,智能控制系統驅動(dòng)執行機構完成門(mén)、窗、百葉等開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
(10)安全防范。
在幕墻門(mén)窗的窗戶(hù)前安裝紅外報警器,當有無(wú)人照看兒童想要攀爬門(mén)窗時(shí),紅外報警器通過(guò)控制裝置聲光報警信號,同時(shí)智能控制系統關(guān)閉窗戶(hù)以防事故的發(fā)生。
4 智能幕墻的設計
智能幕墻系統主要由輸入傳感器、輸出執行器件、控制系統、光伏發(fā)電系統4部分組成。
4.1 輸入傳感器
玻璃碎片探測器、雨滴傳感器、日光控制器、紅外線(xiàn)接收器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等。
4.2 輸出執行器件
電機、馬達、電磁閥、揚聲器等。
4.3 控制系統
通過(guò)輸入設備(如陽(yáng)光控制器、溫度傳感器、雨滴探測器等)將現場(chǎng)參數輸入給控制柜中的plc控制系統;經(jīng)plc處理后的參數驅動(dòng)執行機構(電機、馬達、電磁閥、揚聲器)帶動(dòng)門(mén)窗、百葉等構件的動(dòng)作。在中控室連接人機界面,操作者可以點(diǎn)動(dòng)鼠標輕松管理整個(gè)幕墻所有設備的運行狀況。
4.4 光伏發(fā)電系統
光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分,太陽(yáng)能光伏發(fā)電的能量轉換器是太陽(yáng)能電池。當太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池上時(shí),電池吸收光能,產(chǎn)生光生電子——空穴對。在電池內電場(chǎng)作用下,光生電子和空穴被分離,電池兩端出現異號電荷的集累,即產(chǎn)生“光生電壓”。
5 光伏系統的設計
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的組成。
(1)控制器。
控制器是光伏發(fā)電系統的核心部件之一,根據系統功率、電壓、方陣路數、蓄電池組數和用戶(hù)的特殊要求確定控制器的類(lèi)型,一般必須具備的功能有:①信號檢測。
�、谛铍姵刈顑�(yōu)充電控制。
�、坌铍姵胤烹姽芾�。
�、茉O備保護。
�、莨收显\斷定位。
�、捱\行狀態(tài)指示。
(2)逆變器。
根據系統的直流電壓確定逆變器的直流輸入,根據負載的類(lèi)型確定逆變器的功率和相數,根據負載的沖擊性決定逆變器的功率余量。
(3)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的防雷接地。
如果太陽(yáng)能電池方陣被雷電直接擊中會(huì )造成設備損壞或人員傷亡,所以在設計過(guò)程中應做防雷設計。
6 結語(yǔ)
智能幕墻是通風(fēng)式幕墻的延伸,是在智能化建筑的基礎上將建筑配套技術(shù)(暖、熱、光、電)的適度控制,在幕墻材料、太陽(yáng)能的有效利用、通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行有效的調節室內空氣、溫度和光線(xiàn),從而節省了建筑物使用過(guò)程的能源,降低了生產(chǎn)和建筑物使用過(guò)程的費用。因此智能幕墻系統龐大,具有很好的發(fā)展空間和前景。
參考文獻:
[1]劉光源.簡(jiǎn)明電氣安裝工手冊[m].北京:機械工業(yè)出版社,2001
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