KolnTriangle 大廈高 103 米(338 英尺),共 29 層,于 2006 年 9 月 2 日正式對(duì)外開放,是科隆(Cologne)最高建筑之一。這座由知名建筑師 Gatermann 和 Schlossig 所設(shè)計(jì)的大樓自動(dòng)工伊始就一度因其高度原因成為一個(gè)焦點(diǎn)話題,由于其觀上的透明性、獨(dú)特的三角形側(cè)凸平面結(jié)構(gòu),引起公眾的廣泛關(guān)注。
此奢華建筑旨在創(chuàng)造一個(gè)頂級(jí)地標(biāo),不僅在外觀上追求獨(dú)特性,而且在內(nèi)部設(shè)計(jì)上也講求尖端技術(shù)的應(yīng)用,借以提高建筑的舒適性、靈活性以及節(jié)能高效性。KolnTriangle 大廈的三角形外觀及其圓弧狀核心設(shè)計(jì),可以根據(jù)房間進(jìn)深,自由選擇辦公室類型:開放式、小格子間式或二者結(jié)合。每一層的總面積為 640 平方米(6889 英尺),德國(guó)聯(lián)邦鐵路(Deutsche Bahn)和歐洲航空安全局(European Aviation Safety Agency,EASA)是目前租戶中最大的兩家。27 層和 28 層專門用于舉行各項(xiàng)會(huì)議和活動(dòng)。自這兩個(gè)樓層眺望遠(yuǎn)處,景色美不勝收,第 28 層所運(yùn)用的樓宇技術(shù)更是令人折服;第 29 層的觀景臺(tái)則面向公眾開放。
考慮到氣候差異,朝陽(yáng)頂風(fēng)南側(cè)采用通風(fēng)式雙層幕墻,西北和東南兩側(cè)則采用單層幕墻。氣窗在體現(xiàn)出樓宇創(chuàng)新、節(jié)能概念的同時(shí)提供自然通風(fēng)。一旦出現(xiàn)火情,窗戶也可作為排煙口。在這種情況下,對(duì)樓梯間進(jìn)行增壓,迫使煙霧從敞開的窗口排出。
對(duì)以太網(wǎng)青睞有加
大廈的 1-8 層采用傳統(tǒng)安裝技術(shù)進(jìn)行裝備,8 樓以上的樓層則以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)對(duì)各個(gè)房間進(jìn)行控制。對(duì)于位于德國(guó)歐斯基爾辛(Euskirchen)市的 Innecken Elektrotechnik GmbH 公司來(lái)說(shuō),EIB 和 LON 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用無(wú)任何障礙,該公司被授權(quán)執(zhí)行整個(gè)電氣安裝(強(qiáng)電和弱電)以及系統(tǒng)集成工作。“采用以太網(wǎng) TCP/IP 協(xié)議作為一種集成式、基于網(wǎng)絡(luò)的總線系統(tǒng),我們能夠最大限度地滿足樓主的所有要求。此款總線系統(tǒng)具備速度快、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。”Innecken 公司項(xiàng)目經(jīng)理 Andreas Grone 如是說(shuō)。其客戶 Rheinische Zusatzversorgungskasse(RZVK)的主要顧慮之一是:是否能夠?qū)Ω鱾€(gè)房間內(nèi)負(fù)責(zé)空間變化的控制設(shè)備進(jìn)行快速、簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)。“在這座大樓內(nèi),對(duì)辦公室進(jìn)行復(fù)雜的重新配置也是日常工作的一部分。多虧采用了集成式以太網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),我們可以迅速調(diào)整相關(guān)技術(shù),節(jié)省大量的人力物力。”
減少安裝工作量
在電氣安裝方面則采用了 Wieland Electric 公司的 Gesis 連接系統(tǒng),使得樓宇自動(dòng)化的適應(yīng)性得到進(jìn)一步提升。在 KolnTriangle 大廈內(nèi),約有 150個(gè)“Gesis Ran”接線盒,用于各個(gè)樓層的供電和數(shù)據(jù)通訊。這些接線盒內(nèi)已配備有 Beckhoff 的 I/O 系統(tǒng)且進(jìn)行了預(yù)布線,因此可以大大減少安裝工作量。硬件組件可以輕松通過(guò)即插即用功能進(jìn)行添加,軟件則可以通過(guò)拖放功能進(jìn)行集成和重新配置。
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從地下室到屋頂都采用基于 PC 的控制技術(shù)
4 臺(tái) Beckhoff 的 19 英寸抽拉式工業(yè) PC C5102(位于該塔某一高層機(jī)房?jī)?nèi))構(gòu)成樓宇控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些設(shè)備配備了 Windows XP 操作系統(tǒng)、TwinCAT 自動(dòng)化軟件和樓宇管理系統(tǒng)。TwinCAT 是樓宇控制系統(tǒng)的核心軟件,它能夠?qū)σ幌盗袠怯罟δ苓M(jìn)行參數(shù)化和配置,例如基本的照明場(chǎng)景控制以及白天、晚上和周末模式的設(shè)置。其中的 2 臺(tái)抽拉式 PC 用于控制中央樓宇功能,處理各個(gè)樓宇區(qū)間局部以太網(wǎng)端子模塊間的協(xié)調(diào)工作,如塔樓及其周圍的裙樓;另外的 2 臺(tái) PC 則負(fù)責(zé)執(zhí)行冗余控制。
借助 CX 系列嵌入式 PC 對(duì)室內(nèi)氣候進(jìn)行控制
從第 9 層到 27 層以及第 29 層都采用在 Windows CE 操作系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行的嵌入式控制器 CX1000,而在舉行各項(xiàng)活動(dòng)的樓層內(nèi)則采用更高性能的嵌入式控制器 CX1020。本地 I/O 站分布于整個(gè)大廈,它們通過(guò)以太網(wǎng)與中央 PC CX1000 聯(lián)網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的一部分也用作為樓宇自動(dòng)化的總線系統(tǒng)。吸頂式氣象傳感器與第 29 層的嵌入式控制器相連。此傳感器主要用于處理和分析數(shù)據(jù),并激活相關(guān)切換功能,如:在大風(fēng)大雨天氣關(guān)窗或根據(jù)氣溫關(guān)窗,根據(jù)陽(yáng)光的強(qiáng)弱降下百葉簾,等等。位于 9-27 層的各個(gè) CX1000 設(shè)備與 28 層的控制器 CX1020 每 5 秒就對(duì)“CX1000 上的氣象站”輪詢一次。如果 60 秒鐘后還沒(méi)有得到響應(yīng)(可能意味著未能找回當(dāng)前數(shù)據(jù)),窗戶即轉(zhuǎn)到安全位置并關(guān)閉。當(dāng)風(fēng)速警報(bào)、下雨或外部維護(hù)設(shè)備正在運(yùn)行時(shí),情況亦是如此。窗戶會(huì)保持在關(guān)閉狀態(tài),直到再次找回當(dāng)前數(shù)據(jù)。風(fēng)速在指定時(shí)間內(nèi)降到一定位置,降雨監(jiān)控設(shè)備不再顯示是否下雨,或者外部維護(hù)設(shè)備不再運(yùn)行。Andreas Grone 在談及 I/O 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)時(shí)說(shuō)道:“所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)都可以直接連接到 Beckhoff 的總線模塊端子系統(tǒng)上。由于有多種總線模塊端子型號(hào)可供選擇,因此可以直接連接所有的傳感器和執(zhí)行器。”

所采用的 Beckhoff 產(chǎn)品包括 4 臺(tái) 19 英寸機(jī)架安裝式 PC C5102、1 臺(tái) 19 英寸嵌入式工業(yè) PC C3350、20臺(tái)配有總線端子模塊的嵌入式 PC CX1000/CX1020、1 臺(tái)以太網(wǎng)控制器 BC9000、1臺(tái)以太網(wǎng)總線耦合器 BK9000 以及 TwinCAT 軟件,所有這些產(chǎn)品都可以確保租戶的入住舒適度。
服務(wù)器柜位于 KolnTriangle 大廈的某一高層內(nèi):19 英寸機(jī)架安裝式 PC C5102 控制大廈的不同區(qū)域,例如塔樓和裙樓。
有效的能源管理
除了百葉簾、窗戶和溫度控制之外,Beckhoff 的控制器還可對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行控制。這些控制器通過(guò)以太網(wǎng)與工業(yè) PC C5102 進(jìn)行通訊。每個(gè)樓層被劃分為 3 個(gè)照明區(qū)域:電梯間與緩沖空間、走廊以及辦公室。電梯間的燈從早上 7 點(diǎn)到晚上 8 點(diǎn)處于常亮狀態(tài)(正常模式),從晚上 8 點(diǎn)到早上 7 點(diǎn)則處于常閉狀態(tài)(夜間模式)。在夜間,如果位于電梯間頂上的移動(dòng)傳感器被觸發(fā),則燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮。如果 10 分鐘內(nèi)還未檢測(cè)到有任何移動(dòng)信號(hào),則燈會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。照明區(qū)域可以通過(guò)前臺(tái)的主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
走廊和辦公室也采用了相同的 DALI 多傳感器(亮度傳感器和占有傳感器)用于自動(dòng)照明控制。這些傳感器集成在各個(gè)辦公室天花板上的照明設(shè)備中。數(shù)字化燈光管理基于數(shù)字可尋址燈光接口(DALI),該接口配備了 Beckhoff 特殊端子模塊。帶有集成電源模塊的 KL6811 DALI 主站端子模塊與模塊化 I/O 系統(tǒng)相連接。一個(gè)主站可以與最多 64 個(gè) DALI 從站相連。Andreas Grone 解釋道:“DALI 設(shè)備通常只能夠覆蓋單個(gè)房間,而 Beckhoff 解決方案的優(yōu)點(diǎn)是可以覆蓋整個(gè)樓層。”來(lái)自德國(guó)威爾(Verl)市德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司的樓宇自動(dòng)化部門經(jīng)理 Georg Schemmann 補(bǔ)充道:“DALI 協(xié)議通過(guò)總線耦合器直接轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng) TCP/IP 協(xié)議。這意味著所有的組件都被集成到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上,在軟件方面被視作為一個(gè)單個(gè)的系統(tǒng)。”因此,如果空間上有什么變化,系統(tǒng)可以迅速地再次進(jìn)行參數(shù)化并重新配置。
在 KolnTriangle 大廈內(nèi),每層樓上的 DALI 照明設(shè)備均被劃分為 3 個(gè)群組(東、南、西)。例如,走廊內(nèi)用于控制 DALI 照明設(shè)備的漸變值由與辦公室內(nèi) DALI 照明設(shè)備相聯(lián)的傳感器的亮度值來(lái)決定。通常采用以下規(guī)則:如果 10 分鐘內(nèi)檢測(cè)不到任何移動(dòng)信號(hào),則燈自動(dòng)關(guān)閉。
辦公室的照明設(shè)備也可以手動(dòng)進(jìn)行控制。為此,每個(gè)辦公區(qū)域內(nèi)都配備有一個(gè)可以進(jìn)行 11 級(jí)調(diào)光的觸控板。既可以借助觸控板手動(dòng)激活自動(dòng)模式,也可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)(房間中有 4 個(gè)小時(shí)無(wú)人活動(dòng)時(shí))。
通過(guò)觸控板也可以手動(dòng)控制各個(gè)房間內(nèi)的百葉簾、窗戶、插座和溫度。為此,可以將該觸控板切換到有人模式。其它情況下,辦公室里的自動(dòng)溫度控制將分為舒適、正常和夜間模式。夜晚模式下的設(shè)定值為 17 °C(63 °F),舒適模式下為 22 °C(72 °F),正常模式下為 20 °C(68 °F)。如果在指定時(shí)間(如 10 分鐘)后,辦公室內(nèi)仍沒(méi)有記錄下任何移動(dòng)信號(hào),系統(tǒng)將自動(dòng)從手動(dòng)設(shè)定值切換到舒適模式,或在 30 分鐘后切換到正常工作模式。

28 層 -最高配置
大廈的“公共活動(dòng)樓層”是樓宇自動(dòng)化的一大亮點(diǎn)。與其他樓層不同的是,這一樓層專為舉辦各項(xiàng)活動(dòng)而租用。例如,一個(gè)面積為 630 平方米(6781 英尺)的區(qū)域常被時(shí)裝設(shè)計(jì)師用作舉辦各種時(shí)尚秀或招待會(huì)。總共使用了 280 個(gè)配有電子 DALI 鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備(其中 220 個(gè)是彩色照明設(shè)備,裝有紅、綠、藍(lán)、白色燈),它們共被分為 54 個(gè) DALI 組,可以為任何場(chǎng)合提供適當(dāng)?shù)恼彰鳌Ec此同時(shí),還使用了與 I/O 系統(tǒng)相連的 KL6811 DALI 端子模塊。此外,還有 30 個(gè)模擬量輸出設(shè)備用來(lái)控制其它燈具,比如聚光燈。“由于業(yè)主在相對(duì)較晚的階段才提出要開發(fā)出一個(gè)這樣的公共活動(dòng)樓層,所以在這一樓層內(nèi)安裝了一臺(tái)獨(dú)立的 19 英寸面板型 PC C3350。”Andreas Grone 解釋道。除此之外,在這個(gè)區(qū)域更需要安裝一臺(tái)嵌入式控制器 CX1020。此款面板型 PC 具備管理功能,其觸摸屏用于對(duì)燈光和顏色進(jìn)行精確調(diào)整。這一樓層共分為 5 個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域均配有一個(gè)小型 TFT 觸控板,讓用戶可以手動(dòng)調(diào)節(jié)十步范圍內(nèi)的不同光色強(qiáng)度。
高靈活性帶來(lái)高收益
我們與 KolnTriangle 項(xiàng)目合作伙伴一起協(xié)作,根據(jù)客戶要求實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、靈活的樓宇服務(wù)系統(tǒng),同時(shí)也兼顧了能源的有效利用這一日益重要的課題。該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用,有效避免了夜間不必要的取暖和照明所帶來(lái)的能耗。Andreas Grone 總結(jié)道:“連接系統(tǒng)和基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)已為我們帶來(lái)豐厚收益:最近,歐洲航空安全局(EASA)又租用了部分區(qū)間,他們不久就會(huì)搬進(jìn)大廈內(nèi)的相鄰樓層。在KolnTriangle 大廈內(nèi),這種搬遷非常方便,無(wú)需進(jìn)行耗時(shí)又麻煩的設(shè)備轉(zhuǎn)換。”