昆明長水國際機場航站樓智能樓宇管理系統設計

晏慶模 (北京市建筑設計研究院有限公司， 北京 100045)

昆明長水國際機場是中國第四大樞紐機場，其單體建筑面積世界第一。航站樓作為最重要的陸側與空側分隔建筑，智能化是建筑功能實現的手段。樓宇管理系統作為智能化綠色建筑的重要組成部分，其穩定、可靠、高效運行是航站樓高效、綠色運行的重要保障。

1 工程簡介

昆明長水國際機場位于昆明市東北大板橋鎮，距離市區23km。航站樓南北855m，東西長1 132m，總建筑面積54.83萬m2。航站樓地面標高±0.00m，標高為2 102.35m，結構抗震設防烈度8度。航站樓地下3層，地上4層；地下2、3層主要是機電設備用房及輕軌車站；地下1層為到達層與VIP/CIP區域；首層為機坪層；2層為國際旅客層；3層為辦票大廳及國內安檢候機層；4層為商業層。

航站樓設計有10kV開閉站3個，公共變配電所12個，行李變配電所2個，發電機房10個，配電間139個，MCC室57個，弱電間68個，SCR間48個。DDC點數為19 600個，智能照明支路10 300條，電力監控模塊3 050個。

圖1 智能樓宇管理系統架構示意圖

2 管理層的構建

由于航站樓單層面積巨大，建筑跨度大，所屬的機電設備眾多，構建一個高度集成、快速、高效、穩定，合理及簡潔的系統管理模式十分必要。

本工程智能樓宇管理系統(IBMS)的管理層按IEEE802.3標準構建標準化的以太網絡(Ethernet)平臺，支持TCP/IP協議，基于B/S的二層網絡結構，通過防火墻路由器接入信息集成網。樓宇管理系統架構如圖1所示。

2.1 系統組成

IBMS由建筑設備監控系統、智能照明監控系統、電力監控系統、電梯/扶梯/步道監控系統組成。各系統自成網絡，集成采用OPC技術進行數據交換。

2.2 管理中心及值班室位置

結合航站樓建筑的布局，在E、F、G、H區F1層分別設置1個樓宇值班室，設置樓宇自控系統工程管理分站，負責相關區域內的設備管理及控制。在B區F1層設置電力監控中心，負責整個航站樓電力監控管理系統的集中監控及日常管理等。在B區F1層19區設置樓宇管理中心，負責整個航站樓的樓宇自控系統(不含電力監控管理系統)的集中監控及日常管理等。

2.3 管理中心設備配置

在樓宇管理中心設計時，應充分考慮管理模式、系統規模、關聯系統，做好席位排布與設備配置。本工程設備布置及席位分布如下：

·電梯/扶梯/步道工作站3臺；

·景觀照明工作站3臺；

·高桿燈工作站2臺；

·建筑結構監控診斷系統工作站1臺；

·幕墻自動窗工作站1臺；

·屋面自動窗工作站2臺；

· IBMS工作站2臺，其中一臺兼OPC服務器；

·系統維護工作站1臺；

·大屏管理工作站1臺；

·數字安防系統分站1臺；

·智能照明監控系統工作站2臺；

·電源與接地裝置等1套。

2.4 管理層架構

采用常規的控制層及管理層兩層網絡架構，其中管理層按IEEE802.3標準，構建標準化的以太網(Ethernet)平臺，網絡互聯采用TCP/IP協議，系統主機之間采用光纖連接。

控制層為專用網絡，采用智能二總線系統，接口采用RS485，數據協議采用LonWorks。

3 智能樓宇管理系統

3.1 建筑設備監控系統

建筑設備監控系統作為一個相對獨立的子系統，是智能樓宇管理系統最基礎的部分。采用完全分布式集散控制系統，通過現場安裝的控制器(DDC)、傳感器、電動執行機構等，對各類機電設備進行檢測、控制及自動化管理，以達到安全、可靠、節能和集中管理的目的。建筑設備監控系統架構如圖2所示。

圖2 建筑設備監控系統架構示意圖

圖3 智能照明管理系統架構示意圖

建筑設備監控系統的監控對象有：暖通空調自動化系統、給排水自動化系統及能源自動化系統等，涉及變風量或定風量空氣處理機組(AHU)、變風量或定風量新風處理機組(PAU)、變風量末端裝置(VAV BOX)、風機盤管、通風機、排風機、熱風幕、熱交換器、水泵、制冷機組及輔泵、變頻器及自動門等。

3.2 智能照明監控系統

照明監控管理系統是一個相對獨立的子系統。系統架構基于C/S的兩層網絡結構，照明支路智能模塊安裝在照明配電箱(柜)內，現場設置智能照明開關實現就地手動場景控制。照明管理系統架構如圖3所示。

智能照明主要為大空間照明、公共區域公共通道照明、屋頂頂棚照明、衛生間照明、走道、機電管廊照明、大面積機房照明、標識燈箱照明、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 電力監控系統

電力監控管理系統是一個相對獨立的子系統，架構基于C/S的兩層或多層網絡結構。通過以微機綜合繼電保護器、智能儀表、智能型測量控制模塊、PLC、各種單元控制器等為媒介采用標準接口(如RS485、RS232等)，接入現場控制站前端機，實現電氣設備的監控。電力監控系統架構如圖4所示。

1)電力監控對象

以變配電室為單元進行組網，把該變電室供電范圍內的所有需要監控的對象接入該變配電室的現場工作站。監控對象內容有：10kV中壓配電柜所有進線、出線，母聯斷路器/負荷開關的開關狀態及故障報警、變配電所低壓配電柜內的開關狀態及故障報警、變壓器/直流屏/UPS/EPS/ATSE/柴油發電機組/SPD的狀態參數。

2)電力監控中心配置

在C后中心區電力監控管理中心設工程師主站，主要負責航站樓電力系統監控，其主要系統配置如下：

·電力監控管理服務器工作站2臺；

·電氣漏電火災集中報警裝置及管理分站1臺；

·OPC服務器(PC Server)1臺；

·圖像顯示大屏及控制計算機1套，數字視頻監控管理工作站(控制操作臺)1臺；

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

·動態模擬顯示大屏及控制計算機1套；

·電源及配套附屬設備等。

3.4 電梯/扶梯/步道監控系統

電梯/扶梯/步道監控系統是一個相對獨立的子系統，按供貨商的供貨范圍規劃了2個相對獨立的系統，實現集中監控管理，分散控制。系統包括電梯/扶梯/步道設備運行狀態的監控與管理、電梯/扶梯應急操作裝置與三方對講系統。電梯/扶梯/步道監控系統架構圖如圖5所示。

4 線纜選型及敷設方式

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

圖4 電力監控系統架構示意圖

圖5 電梯/扶梯/步道監控系統架構示意圖

昆明長水國際機場是國內第一個以“綠色機場”作為設計任務書形式下達的工程，因此，建設的全過程均滿足“綠色”的任務指標。由于IBMS系統在設計院一次設計后，由承包商進行深化設計及選型，線纜的規格依據不同的產品進行調整，但前提是必須滿足“低煙無鹵”的要求。

5 結束語

昆明長水國際機場是國內第一個通過由住建部主持的“三星級綠色建筑設計標識”認證的機場。智能樓宇管理系統作為綠色建筑的重要系統之一，安全、可靠、高效、簡潔及人性化是其持續發展的根本。