1.选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值
近年来,随着我国现代化建设的不断发展,城市机动车辆数量飞速增长,停车成了城市交通的一大难题。这就要求城市建筑工程向大型化、多层次化、多功能化发展,以减少占用土地资源。地下车库以其面积大、节约建筑用地、管理集中等优势而越来越受到业主的青睐。因此,目前许多高层建筑都设有地下车库,以解决存车用地紧张矛盾。因此,地下停车库的建设也将随之而发展,以解决汽车存放与城市用地日益矛盾的问题。
对于地下停车库,保证适当的温度和一氧化碳浓度不超过规定标准,是衡量地下车库空气环境质量的两个主要内容。由于地下车库在土壤的包围之中,而土壤具有较好的热稳定性,受大气温度变化的影响不大,在我国大部分地区,这个温度都能够达到。汽车在库内启动、行驶和上下坡道时,都要排出废气,主要有害气体是一氧化碳。因此,地下车库内一氧化碳的浓度应严格控制。
我国虽然从国外引进了为数不少的现代化地下车库通风控制系统,但都是国外现成的产品,其控制策略并不一定适用于我国具体条件。如何发挥先进地下车库“绿色”通风控制系统的示范作用和现代化智能通风控制系统的推广还需要更多的研究。
2.本课题在国内外的研究现状
无风管诱导通风系统(jet inducting system)源于欧洲,发展于日本,已有30 余年的历史,尤其在欧洲,东南亚,日本等地使用相当广泛。 但是,由于进入中国的时间较短,尽管已有不少应用实例,无风管诱导通风系统不论在设计方法还是通风效果上,都缺乏相关的理论验证。
近年来国内厂家也先后投入开发研制射流诱导通风技术工作,并有类似产品推出,其应用呈上升趋势。
喷流诱导通风技术,在国内最早应用在公路、铁路等的隧道通风中,所使用的射流风机,一般为风量在1 万m3/h 以上的大中型风机。近几年借鉴国外的经验,将此项技术也扩展到地下车库、仓库、场馆的通风中,所采用的喷流诱导器、射流风机更为小型化、轻型化,一般风量在600~1500m3/h,其中箱式的不超过1000m3/h。例如北京目前有数十个地下车库工程采用了喷流诱导通风系统,2001 年广州开始建造的70 万m2 的国际会展中心(一期),也采用了此项技术。
目前面临着的一个重要问题,就是如何正确地设计、合理地布置该系统,并确保今后在使用中达到良好的效果。该系统引入国内后,由于有关设备己经完全国产化,并加以了改进,同时国内执行的是自己的设计规范和标准,因此设计方法需要相应更新。在中国,目前国家有关部门尚未制定出正式的设计计算公式,现在的设计都是设计师根据个人经验,按大的建筑类型作类比设计。总体感觉设
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计都很粗略。虽然实际应用的无风管诱导型通风系统不少,但缺乏相应的理论研究,与国际先进水平相比,还有较大差距。而国内的实际使用效果如何,不但是空调专业人士,也是广大用户关心的事情。
目前,国内外新建的地下停车库逐渐采用了诱导射流的通风方式,尤其在日本,地下停车库的应用面积已达到80%。建设部建筑设计院编著的《建筑设计专业设计技术措施》中的3.6 和4.6条特别提出:停车库机械通风系统宜采用喷流诱导通风方式,以保证车库内的良好换气,并减少通风管占用车库的有效层高。
3.课题研究的内容及拟采取的方法
我的课题的目的是立足于提高地下车库的通风效率和降低经济成本,从而开发新的基于单片机控制、采用RS-485 总线技术等新的地下车库智能控制系统,改变过去采用的传统通风控制方式。本系统采用功能强大的16 位处理器的MSP430 系列单片机,使控制性能大大提高。
我初步设想从以下两个方面进行研究设计:(1)为了保证控制策略得到可靠地实施,本课题设计了一套基于单片机控制网络型地下车库通风系统。通过CO 浓度的采集,控制诱导风机运行或停止,最终控制地下车库中CO 浓度。实现了自动控制技术在地下停车库通风控制系统中的应用。(2)设计出了地下车库通风控制系统监控软件,该软件不但可以对地下车库实施实时控制,还可以自动记录控制过程中的相关数据,并对这些数据进行有效的分析。为了实现上述内容在硬件方面采用RS-485 总线的通信方式,在软件方面采用采用AVR Studio,C语言编译器采用GCC。
4.课题研究中的主要难点以及解决的方法
难点一: 增强系统的抗干扰性能。
难点二: 提高RS-485总线的通信的可靠性。
现初步设想从硬件和软件两个方面进行解决:硬件方面,在使用 RS-485 总线时,如果简单地按常规方式设计电路,在实际工程中可能有以下两个问题出现。一是通信数据收发的可靠性问题;二是在多机通信方式下,一个节点的故障(如死机),往往会使得整个系统的通信框架崩溃,而且给故障的排查带来困难。针对上述问题,可以对485 总线的软硬件采取利用终端、偏置电阻消除通信电缆中的信号发射和从总线隔离、接口标准及布线等方面进行改进;软件方面,为了确保系统工作的稳定可靠,主要是从提高软件的可靠性、健壮性和容错能力的角度做了一些考虑,在软件中采用了以下关键技术:(1)主控机和下位机之间通信协调。(2) 通过程序来实现延迟通信。(3)超时、差错以及通信中断等处理。(4)采用了数据累加和校验、关键字重发等措施。
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