智能楼宇技术 第3章 智能建筑设备自动化系统.ppt
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1、第第3 3章章 智能建筑设备自动化系统智能建筑设备自动化系统 建筑设备自动化系统的组成及功能建筑设备自动化系统的组成及功能3.1供配电监控系统供配电监控系统3.2照明监控系统照明监控系统3.3暖通空调监控系统暖通空调监控系统3.4 给排水监控系统给排水监控系统3.5电梯与停车场监控系统电梯与停车场监控系统3.6 智能建筑智能建筑设备设备自自动动化系化系统统(BASBAS,Building Automation SystemBuilding Automation System)是智能建筑)是智能建筑不可缺少的重要不可缺少的重要组组成部分,其任成部分,其任务务是是对对建筑建筑物内部的能源使用、物内
2、部的能源使用、环环境、交通及安全境、交通及安全设设施施进进行行监测监测、控制与管理,、控制与管理,给给建筑物的使用者建筑物的使用者提供一个安全可靠、提供一个安全可靠、节约节约能源、舒适宜人、能源、舒适宜人、绿绿色色环环保的工作、生活保的工作、生活环环境。境。3.1.1 建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成3.1 3.1 建筑设备自动化系统的组成及功能建筑设备自动化系统的组成及功能 建筑建筑设备设备自自动动化系化系统统通常包括建筑物内通常包括建筑物内的供配的供配电电、照明、暖通空、照明、暖通空调调、给给排水、排水、电电梯、梯、安全防范、消防等子系安全防范、消防等子系统统。根据我国的行
3、。根据我国的行业业标标准,准,BASBAS又可分又可分为设备为设备运行运行监测监测、控制、控制及自及自动动化管理子系化管理子系统统和消防与安全防范子系和消防与安全防范子系统统,如,如图图3-13-1所示。所示。由于消防与安全防范子系由于消防与安全防范子系统统在建筑物内在建筑物内自成体系,可不自成体系,可不纳纳入入BASBAS系系统统。如果把消。如果把消防与安全防范系防与安全防范系统统独立独立设设置,置,应应与与监监控中心控中心建立通信建立通信联联系,以便灾情系,以便灾情发发生生时时,能,能够够按照按照预预定方案定方案进进行控制,行控制,进进行一体化的行一体化的协调协调控制。控制。图图图图3-1
4、 3-1 建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成建筑设备自动化系统的组成3.1.2 建筑设备自动化系统的监控功能建筑设备自动化系统的监控功能 自自动监视动监视并控制智能建筑中的各种并控制智能建筑中的各种机机电设备电设备的启的启动动/停止,停止,显显示它示它们们的运行状的运行状态态。自自动检测动检测、显显示、打印各种示、打印各种设备设备的的运行参数及其运行参数及其变变化化趋势趋势或或历历史数据,如温度、史数据,如温度、湿度、流量、湿度、流量、压压差、差、电电流、流、电压电压、用、用电电量等。量等。当参数超当参数超过过正常范正常范围时围时,自,自动实现动实现超限超
5、限报报警。警。根据外界条件、根据外界条件、环环境因素、境因素、负载变负载变化化等情况,自等情况,自动调节动调节各种各种设备设备,使其始,使其始终终运行运行在最佳状在最佳状态态。监测监测并及并及时处时处理各种意外突理各种意外突发发事件。事件。实现对实现对建筑物内各种建筑物内各种设备设备的的统统一管理、一管理、协调协调控制。控制。设备设备管理。管理。对对建筑物内的所有建筑物内的所有设备设备建建立档案、立档案、设备设备运行运行报报表和表和设备维设备维修管理等,修管理等,充分充分发挥设备发挥设备的作用,提高使用效率。的作用,提高使用效率。能源管理。能源管理。楼宇物楼宇物业业智能化管理。智能化管理。3.
6、2 3.2 供配电监控系统供配电监控系统 供配供配电电系系统统是智能建筑的是智能建筑的动动力系力系统统,是,是保保证证智能建筑各个系智能建筑各个系统统正常工作的充分必要正常工作的充分必要条件。供配条件。供配电监电监控系控系统统的主要的主要设备设备包括高包括高压压配配电电和和变电设备变电设备、低、低压压配配电电和和变电设备变电设备、电电力力变压变压器、器、电电力参数力参数检测检测装置、功率因数自装置、功率因数自动补偿动补偿装置、装置、应应急急备备用用电电源和源和监测监测控制装置。控制装置。供配供配电监电监控系控系统统是是对对供配供配电设备电设备的运行状况的运行状况进进行行监测监测,并,并对对出出
7、现现的异常情况采取相的异常情况采取相应应的的控制,从而保控制,从而保证证智能建筑安全、可靠地供智能建筑安全、可靠地供电电,合理合理调调配用配用电负电负荷,最大限度地荷,最大限度地节节能。能。3.2.1 监控对象监控对象 智能建筑供配智能建筑供配电监电监控系控系统统主要用来主要用来检测检测建筑内的供配建筑内的供配电设备电设备和和备备用用发电发电机机组组与蓄与蓄电电池池组组的工作状的工作状态态及供及供电质电质量,一般可以分量,一般可以分为为以下几部分。以下几部分。高高/低低压进线压进线、出、出线线与中与中间联络间联络断路断路器状器状态检测态检测和故障和故障报报警警设备设备,电压电压、电电流、流、功
8、率、功率因数的自功率、功率因数的自动测动测量、自量、自动显动显示及示及报报警装置。警装置。变压变压器二次器二次侧电压侧电压、电电流、功率、流、功率、温升的自温升的自动测动测量、量、显显示及高温示及高温报报警装置。警装置。直流操作柜中交流直流操作柜中交流电电源主源主进线进线开关开关状状态监视设备态监视设备,直流,直流输输出出电压电压、电电流等参数流等参数的的测测量、量、显显示及示及报报警装置。警装置。备备用用电电源系源系统统,包括,包括备备用用发电发电机机组组与蓄与蓄电电池池组组的启的启动动/停止及供停止及供电电断路器工作状断路器工作状态态的的监测监测与故障与故障报报警警设备设备,电压电压、电电
9、流、功流、功率、功率因数、率、功率因数、频频率、油箱油位、冷却水温率、油箱油位、冷却水温度、水箱水位等参数的自度、水箱水位等参数的自动测动测量、量、显显示及示及报报警装置。警装置。3.2.2 供配电监控系统的功能供配电监控系统的功能 检测检测运行参数。运行参数。监视电监视电气气设备设备运行状运行状态态。发发生火灾生火灾时时,切断相关区域的非消防,切断相关区域的非消防电电源。源。图图3-2 3-2 应应急急发电发电机机组组与蓄与蓄电电池池组组的的监监控原理控原理图图 对对用用电电量量进进行行统计统计以及以及电费计电费计算与管算与管理。理。对对各种各种电电气气设备设备的的检检修、保养、修、保养、维
10、维护进护进行管理。行管理。备备用用发电发电机机组组与蓄与蓄电电池池组组的的监监控。控。应应急急发电发电机机组组与蓄与蓄电电池池组组的的监监控原理控原理图图如如图图3-23-2所示。所示。图图图图3-2 3-2 应急发电机组与蓄电池组的监控原理图应急发电机组与蓄电池组的监控原理图应急发电机组与蓄电池组的监控原理图应急发电机组与蓄电池组的监控原理图3.3 3.3 照明监控系统照明监控系统 电电气照明是建筑物的重要气照明是建筑物的重要组组成部分,智成部分,智能建筑是多功能的建筑,不同用途的区域能建筑是多功能的建筑,不同用途的区域对对照明有不同的要求。因此,照明有不同的要求。因此,应应根据使用的性根据
11、使用的性质质和特点,和特点,对对照明照明设设施施进进行不同的控制。照行不同的控制。照明按照使用功能,可以分明按照使用功能,可以分为为普通照明和特殊普通照明和特殊照明。特殊照明是指照明。特殊照明是指为为美化建筑美化建筑进进行的泛光行的泛光照明、照明、节节日彩灯、广告霓虹灯、日彩灯、广告霓虹灯、喷喷泉彩灯、泉彩灯、航空障碍灯等。航空障碍灯等。3.3.1 智能建筑对照明系统的要求智能建筑对照明系统的要求 照明照明监监控系控系统统的任的任务务主要有两个方面:主要有两个方面:一是一是为为了保了保证证建筑物内各区域的照度及建筑物内各区域的照度及视觉视觉环环境而境而对对灯光灯光进进行控制,行控制,实现实现舒
12、适照明,称舒适照明,称为环为环境照度控制;二是以境照度控制;二是以节节能能为为目的目的对对照明照明设备进设备进行控制,以达到最大限度地行控制,以达到最大限度地节节能,称能,称为为照明照明节节能控制。能控制。1环境照度控制环境照度控制 在智能化照明系在智能化照明系统统中,通常采用以下方中,通常采用以下方法法对环对环境照度境照度进进行控制。行控制。(1 1)定)定时时控制。控制。这这种方式是事先种方式是事先设设定定好照明灯具的开启和关好照明灯具的开启和关闭时间闭时间,以,以满满足不同足不同阶阶段的照度需要。段的照度需要。(2 2)合成照度控制。)合成照度控制。这这种方式是利用种方式是利用自然光的自
13、然光的强强弱,弱,对对照明灯具的照明灯具的发发光亮度光亮度进进行行调节调节,既可以充分利用自然光,达到,既可以充分利用自然光,达到节节能的能的目的,又可以提供一个基本不受季目的,又可以提供一个基本不受季节节和外部和外部气候影响,相气候影响,相对稳对稳定的定的视觉环视觉环境。境。2照明节能控制照明节能控制 照明照明节节能控制有以下三种方式。能控制有以下三种方式。(1 1)区域控制。在)区域控制。在监监控系控系统统的控制下,的控制下,就可以根据不同区域的使用情况合理地开启、就可以根据不同区域的使用情况合理地开启、关关闭该闭该区域的照明灯具,达到区域的照明灯具,达到节节能的目的。能的目的。(2 2)
14、定)定时时控制。控制。对对于照明有于照明有规规律的使用律的使用场场所,以一天所,以一天为单为单位,位,设设定照明控制程序,定照明控制程序,自自动动根据程序定根据程序定时时开启、关开启、关闭该闭该区域的照明区域的照明灯具,达到灯具,达到节节能的目的。能的目的。(3 3)室内)室内检测检测控制。利用光控制。利用光电电、红红外等外等传传感器,感器,检测检测照明区域里的人照明区域里的人员员活活动动情况,情况,如果人如果人员员离开离开该该区域,照明区域,照明监监控系控系统则统则按照按照预预先先设设定的照明控制程序,延定的照明控制程序,延时时一定的一定的时间时间后,自后,自动动切断照明配切断照明配电盘电盘
15、中相中相应应的开关装置,的开关装置,实现节实现节能。能。3.3.2 照明监控系统及功能照明监控系统及功能 照明照明监监控系控系统统具体的具体的监监控功能如下。控功能如下。按照按照预预先先设设定的照明控制程序,自定的照明控制程序,自动动监监控室内、控室内、户户外不同区域的照明外不同区域的照明设备设备的开启的开启和关和关闭闭。根据室内外的情况及室内照度的要求,根据室内外的情况及室内照度的要求,自自动动控制照明灯具的开启和关控制照明灯具的开启和关闭闭,并能,并能进进行行照度的照度的调节调节。室外的景室外的景观观照明、广告灯可以根据要照明、广告灯可以根据要求求进进行分行分组组控制,控制,产产生特殊的效
16、果。生特殊的效果。正常照明供正常照明供电发电发生故障生故障时时,该该区域的区域的事故照明事故照明应应立即投入运行。立即投入运行。发发生火灾生火灾时时,能,能够够按照灾害控制程序按照灾害控制程序关关闭闭有关的照明有关的照明设备设备,开启,开启应应急灯和疏散指急灯和疏散指示灯。示灯。当有保安当有保安报报警警时时,把相,把相应应区域的照明区域的照明灯打开。灯打开。作作为为BASBAS的子系的子系统统,照明,照明监监控系控系统统既要既要对对照明区域的照明区域的设备进设备进行控制,行控制,还还要能要能够够与上与上位位计计算机算机进进行通信,接受其管理控制。行通信,接受其管理控制。3.4 3.4 暖通空调
17、监控系统暖通空调监控系统 暖通空暖通空调调系系统统是智能建筑是智能建筑设备设备系系统统中最中最主要的主要的组组成部分,其作用是保成部分,其作用是保证证建筑物内具建筑物内具有适宜的温度和湿度,良好的空气品有适宜的温度和湿度,良好的空气品质质,为为人人们们提供舒适的工作、生活提供舒适的工作、生活环环境。暖通空境。暖通空调调系系统统由制冷系由制冷系统统、冷却水系、冷却水系统统、空气、空气处处理系理系统统和和热热力系力系统组统组成。成。暖通空暖通空调监调监控系控系统统是是对对建筑物的所有暖建筑物的所有暖通空通空调设备进调设备进行全面管理并行全面管理并实实施施监监控的系控的系统统,主要任主要任务务就是采
18、用自就是采用自动动化装置化装置监测设备监测设备的工的工作状作状态态和运行参数,并根据和运行参数,并根据负负荷情况及荷情况及时时控控制各制各设备设备的运行状的运行状态态,实现节实现节能。能。3.4.1 暖通空调系统工作原理暖通空调系统工作原理 空气空气调节调节的任的任务务就是就是创创造一个良好的空造一个良好的空气气环环境,按照需要,境,按照需要,对对房房间间或公共建筑物内或公共建筑物内的空气状的空气状态态参数参数进进行行调节调节,主要是,主要是对对空气的空气的温度、湿度温度、湿度进进行行调节调节,为为人人们们的工作和生活的工作和生活创创造一个温度适宜、湿度恰当的舒适造一个温度适宜、湿度恰当的舒适
19、环环境。境。温度温度调节调节,对对于大多数人来于大多数人来说说,居住室,居住室温夏季保持在温夏季保持在25252727,冬季保持在,冬季保持在2020左右是比左右是比较较适宜的。适宜的。湿度湿度调节调节,一般来,一般来说说,相,相对对湿度冬季在湿度冬季在40%40%50%50%,夏季在,夏季在50%50%60%60%,人的感,人的感觉觉比比较较良好。良好。影响室内空气影响室内空气环环境参数境参数变变化的因素,一化的因素,一是外部原因,如太阳照射和外界气候是外部原因,如太阳照射和外界气候变变化;化;二是室内二是室内设备设备和人和人员员的散的散热热量、散湿量等。量、散湿量等。当室内空气当室内空气环
20、环境参数偏离境参数偏离设设定定值时值时,就需要,就需要采取相采取相应应的空气的空气调节调节措施和方法,使其恢复措施和方法,使其恢复到到规规定定值值。1暖通空调系统的组成暖通空调系统的组成 一般空一般空调调系系统统包括以下几部分。包括以下几部分。(1 1)进风进风。根据人。根据人对对空气新空气新鲜鲜度的生理度的生理要求,空要求,空调调系系统统必必须须有一部分空气从室外有一部分空气从室外进进来,称来,称为为新新风风。空气的。空气的进风进风口和口和风风管等,管等,组组成了成了进风进风部分。部分。(2 2)空气)空气过滤过滤。由。由进风进风部分引入的新部分引入的新风风,必必须须先先经过经过一次一次预过
21、滤预过滤,以,以滤滤除除颗颗粒粒较较大的大的尘尘埃。一般空埃。一般空调调系系统统都装有都装有预过滤预过滤器和主器和主过过滤滤器两器两级过滤级过滤装置。装置。(3 3)空气的)空气的热热湿湿处处理。把空气加理。把空气加热热、冷、冷却、加湿和减湿等不同的却、加湿和减湿等不同的处处理和理和过过程程组组合在合在一起,一起,统统称称为为空空调调系系统统的的热热湿湿处处理部分。理部分。(4 4)空气的)空气的输输送和分配。空气的送和分配。空气的输输送和送和分配是将分配是将调节调节好的空气均匀地好的空气均匀地输输入和分配到入和分配到房房间间内,保内,保证证合适的温度合适的温度场场和速度和速度场场。它由。它由
22、风风机和不同形式的管道机和不同形式的管道组组成。成。(5 5)冷)冷热热源。源。为为了保了保证证空空调调系系统统具有加具有加温和冷却能力,必温和冷却能力,必须须具具备备冷冷热热源。冷源。冷热热源有源有自然冷自然冷热热源和人工冷源和人工冷热热源两种。源两种。2空调系统的类型空调系统的类型 按照空气按照空气处处理理设备设备的的设设置情况,空置情况,空调调系系统统可以分可以分为为集中式、半集中式和全分散式三集中式、半集中式和全分散式三类类。集中式系集中式系统统的所有空气的所有空气处处理理设备设备(包括(包括风风机、冷却器、加机、冷却器、加热热器、加湿器、器、加湿器、过滤过滤器等)器等)都都设设在一个
23、集中的空在一个集中的空调调机房内。机房内。经过经过集中集中处处理的空气,通理的空气,通过过分道送到各个房分道送到各个房间间。因此,。因此,该该系系统统便于集中管理和便于集中管理和维护维护。半集中式系半集中式系统统中,除了集中的空中,除了集中的空调调机房机房外,外,还设还设有分散在被有分散在被调节调节房房间间内的二次内的二次设备设备(又称(又称为为末端装置),它可以末端装置),它可以进进行二次行二次调节调节。全分散系全分散系统统也称也称为为局部空局部空调调机机组组。这这种种机机组组通常把冷、通常把冷、热热源和空气源和空气处处理、理、输输送送设备设备(风风机)集中机)集中设设置在一个箱体内,形成一
24、个置在一个箱体内,形成一个紧紧凑的空凑的空调调系系统统。房。房间间空空调调机就属于此机就属于此类类机机组组,它具有使用灵活,安装方便的特点。,它具有使用灵活,安装方便的特点。该该类类系系统统可以可以满满足不同房足不同房间间的不同送的不同送风风要求,要求,但是装置的但是装置的总总功率必然功率必然较较大。大。智能建筑的空智能建筑的空调调系系统统一般分一般分为为区内空区内空调调和周和周边边区空区空调调两大部分。两大部分。按照按照风风量的控制方式,量的控制方式,还还可以分可以分为为定定风风量空量空调调系系统统和和变风变风量空量空调调系系统统。定。定风风量空量空调调系系统统,一般按房,一般按房间间最大最
25、大热热湿湿负负荷确定送荷确定送风风量,量,风风量确定后便全年不量确定后便全年不变变。风风机的速度是不机的速度是不变变的,送的,送风风量固定。量固定。变风变风量空量空调调系系统统的特点是保持送的特点是保持送风风温度温度不不变变,当房,当房间热间热湿湿负负荷荷发发生生变变化化时时,用改,用改变变风风机的速度机的速度实现实现改改变变送送风风量来量来满满足房足房间对间对冷冷热负热负荷的需要。荷的需要。变风变风量空量空调调系系统节统节能效果好,能效果好,近年来得到了广泛近年来得到了广泛应应用。用。3空调系统的冷热源空调系统的冷热源 能能够为够为空空调调系系统统的空气的空气处处理理设备对设备对空空气气进进
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