现代博物馆类建筑的建筑设备监控系统的应用浅析

Studies of Building Automation System in the Application of Modern Museum Building—Case Studies of China National Museum of Building Automation System
　　DU Han
　　(Department of automation, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
　　Abstract: This article is based on Building Automation System of the China National Museum, which through the control analysis of temperature, humidity, air quality and energy saving effect in the museum, summarized the characteristics and difficulties of the Building Automation System applications in Museum class. Actual reference value applies to similar projects.
　　Key words: control system; process requirements; saving energy consumption
　　随着科技的不断发展和进步，大量现代化的博物馆迅速崛起及发展。而现代化博物馆的大型化、智能化和多功能化，必然导致博物馆内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。针对现代化博物馆的特点如何采用自动化监控系统技术及计算机控制技术对机电设备进行高效的管理，在达到设备工艺参数要求的同时，更好的节省能耗已成为现代博物馆设计的一个重要课题。将先进的建筑设备监控系统的理念融合到博物馆建筑设备综合控制系统中，可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。
　　1现代化博物馆类建筑的特点
　　现代化博物馆类公共建筑功能特点，除却一般为流量庞大的“人”（宾客、业主）服务外，同时还需要对各展馆内分门别类的“物”（文物、展品）服务。这就要求对博物馆类建筑设备监控系统在设计时要同时考虑与建筑物本身结构、工艺过程、建筑空间、消防、运营功能性及节能等多方面统筹兼顾，从整体上进行一体化设计，才能确保博物馆建筑各功能区域内全天候全日制稳定、舒适和安全的温、湿、光等环境。博物馆建筑体现了其多样性的特点，具体如下：
　　1）博物馆类建筑结构根据工艺要求进行设计，功能分区较多。如：长期展厅、临时展厅、文物库房、办公区、安检区、设备机房，特殊的对环境要求高的文物还要求单独设置精密空调，同时对入口的要求不同于一般的建筑，设计时入口大门要考虑到室内外的温差及节能等。因此我们在设计之初就要考虑工艺要求和功能分区，做到与其特点相匹配。
　　2）博物馆类建筑内部空间较大、层高较高，有的博物馆大厅从一层一直通到顶层。博物馆既要考虑到布展的尺寸空间，又要考虑到容纳众多参观人员的空间，因此内部空间很大；各展厅功能独立但空间又是互通的；有的大厅从一层至顶层是敞开的空间，高度甚至达几十米。在暖通空调系统设计时要考虑温度梯度，要采用与建筑结构相匹配的暖通设备及分层技术。
　　3）博物馆的建筑结构较为复杂，不同于普通建筑，博物馆结构布局多为异形构造，满足内部不同的布展及参观要求，同一个区域可能有多台空调机组同时对其服务，多个区域共用排风机，要保证系统运行时文物存放环境（温度、湿度、光照等）的稳定性，对系统的控制设备及控制技术要求很高。
　　2中国国家博物馆项目的背景
　　中国国家博物馆位于北京天安门广场东侧，是集文物征集、收藏、研究、展示、考古于一体的文化机构，主要包括展厅、文物库房、办公用房、武警用房、文物科研和文物保护用房、学术报告厅、数码影院、演播室、中央大厅和公共交通、休息、服务空间。总建筑面积19.19万平方米。中国国家博物馆工程是国家级的重点工程，是体现我国博物馆现代化进程的标志性项目。博物馆类项目相对于其它建筑大厦具备其独有的特点，博物馆内部具有大量的文物藏品空间和公共空间，对于库房，许多重要的文物藏品对储存环境的要求比较严格，而公共展览区等区域对空气质量以及活动舒适度的要求较高，因此建筑设备监控系统必须优化对暖通空调设备的控制，并且保证安全性和可靠性。此外，中国国家博物馆中具有大量的机电设备，这些设备的运行是博物馆大楼耗能的主要原因，也是节能潜力较大的设备。通过采用监控系统的节能方案，利用先进的控制技术和网络技术，可以实现对所有机电设备的集中管理和自动监测，就能在确保楼内所有机电设备安全运行，提高大楼内人员舒适感和工作效率的同时达到节约能源的目的。针对中国国家博物馆的具体情况并结合大量相似的工程经验，采用了英国生产的Honeywell-Trend品牌的基于TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol，传输控制协议/互联网协议）的开放性以太网总线的IQ3控制器系统为数字博物馆量身定做了系统监控管理方案。并考虑到一定的冗余及系统先进性、开放性，一定能够充分满足用户将来不断增长和变化的需求。
　　3国家博物馆项目系统设计
　　针对国家博物馆项目实际情况，采用了Honeywell霍尼韦尔公司领先的基于TREND IQ3 DDC控制器的智能化楼宇监控系统。霍尼韦尔公司的IQ3控制器系统，是全球第一款内嵌图形化网络服务器，直接完全基于TCP/IP，以开放的Ethernet（以太网）直接作为管理/控制/现场总线进行监控数据通讯及网络互联的最新型控制系统。系统的架构如图1。
　　
　　图1系统架构示意图
　　整个博物馆的建筑设备监控系统配置了101台IQ3控制器、779台扩展模块、相应的功能软件及集成第三方系统的接口软件，完成对博物馆内建筑设备的全局监控及能耗管理，具体监控内容如下：
　　1）环境参数测量
　　在老馆北区+29.00m、新馆+21.00m外部楼顶北侧的通风背阴处设置了两套温湿度传感器，检测环境参数，用于系统空调、新风参数、功能设定。
　　在文物库房和展厅内安装了共414个室内温湿度传感器，实时检测文物库房和展厅内的温湿度，用于和对应空调机组的回风温湿度对比分析并进行系统空调、新风参数、功能设定。在每个文物库房内均匀布置了2-4个温湿度传感器，在每个展厅内对温湿度要求较高的展柜内和观众游览区布置了4-6个温湿传感器。 (责任编辑：论文发表网)转贴于八度论文发表网: http://www.8dulw.com(论文网__代写代发论文_论文发表_毕业论文_免费论文范文网_论文格式_广东论文网_广州论文网)