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1第1章楼宇自动化系统1.1.概述楼宇自动化系统作为智能建筑内非常重要的部分，担负着对整座建筑内机电设备的集中监测与控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。同时，在计算机软件的支持下进行信息处理、数据计算、数据分析、逻辑判断、图形识别等，从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务。它一般采用分布式控制系统，设有中央管理（操作）站，管理站通过控制网络、通信总线或通信接口（TCP/IP、Ethernet、RS-232/485等），将直接数字控制器控制器（DDC）、智能机电设备与中央管理站相连组成楼宇自控网络，完成冷热源设备、空调通风设备、电力及照明设备、给排水设备等的监视及控制。1.1.1.楼宇自控系统组成1.1.1.1.中央管理站中央管理站以全中文图形界面运行楼宇自控系统管理人员的日常控制、监视、和调度管理工作，采集数据的归档、统计、报表管理等。对上级管理系统如IBMS开放数据接口进行集成。1.1.1.2.现场控制器直接数字控制器（DDC）直接对大楼空调冷源、空调通风、照明、电梯、给排水、供配电等设备进行监视和控制，接收设备的运行状态、故障报警、手/自动状态和传感器信号，进行数据处理后对设备进行自动化管理。1.1.1.3.末端设备末端传感器检测现场和设备的参数、运行情况，并把数据上传给直接数字控制器进行处理。如温度、湿度、压力、流量、水位等传感器。执行器接受DDC的指令控制各种水阀、风阀、继电器的动作，使大楼的环境达到舒适和适应各种应用要求。21.1.2.楼宇自动化系统的主要功能A、自动监视并控制各种机电设备的启停，显示或打印当前运行状态。B、自动监测、显示、打印各种设备的运行参数及其变化趋势和历史数据。C、根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备始终运行于最佳状态。D、监测并及时处理各种意外、突发事件。E、实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。F、自动提供最佳能源控制方案，达到合理、经济地使用能源。G、设备档案管理（设备配置及参数档案）、设备运行报表和设备维修管理等。1.1.3.楼宇自控系统的优越性三元里大厦由于建筑面积大，建筑功能复杂，为此配置了大量的机电设备，以保证整个建筑良好舒适的具备环境和便利的生活、工作空间。大量设备的使用，必将引起管理人员的增加、能耗费用的巨额支出和管理的复杂。在建筑物内应用楼宇自动控制系统，能使建筑物得到以下益处：1.1.3.1.节电楼宇自控系统通过电脑控制程序对全楼的设备进行监视和控制，统一调配所有设备用电量，可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的浪费。本工程作为一座现代化的大厦来说，电力的消耗是非常惊人的。大楼中各种设备都是“耗电大户”。以空调系统为例，根据设计图纸提供的资料，由此所消耗的电耗更是惊人；在大楼配置楼宇自控系统之后，系统可根据设置在楼内各处的传感器所检测的数据，计算出大厦实际的冷负荷，与机组的制冷能力进行比较，如果能力富裕很多，说明设备组全部开动是没必要的，就按程序中事先指定的顺序关闭其中的一台；如果此时能力仍然富裕很多，就顺序关闭第二台。反之，当冷负荷增加时就顺序开启设备。通过调节设备开启，既保证正常需要，又降低能源消耗。31.1.3.2.节省人力由于楼宇自控系统采用集中电脑控制，在投入使用后可以大量减少运行操作人员和设备维护维修人员，并能及时处理设备出现的问题。在没有楼宇自控系统的建筑物中，设备的开关、维护及保养都需要人去操作，这样不可避免地要求建筑配置庞大的人员队伍，而采用了自动控制系统之后，上述工作均由楼宇自控系统根据预先设计好的程序自动完成，大批的人力将被减少下来，首先节约了管理上的开支，同时也减少了由于管理众多人员所引起的一系列问题。根据我们的经验，在建筑内配置楼宇自控系统之后，在今后可以减少三分之二的设备运行、维护人员。1.1.3.3.延长设备的使用寿命在建筑内配置楼宇自控系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印出维护、保养的通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养，因此可以使设备的运行寿命加长，也就是降低了建筑的运行费用。1.1.3.4.提高大楼的舒适性楼宇自控系统能够实时监测大工业楼的温湿度和空气质量，按照设定的工艺4启停设备并调节设备的工况，在满足节能要求的条件下使大楼环境更舒适，或在优先考虑环境舒适性条件的下使大楼更节能。1.1.3.5.保证建筑及人身安全先进的楼宇自控系统可以将保安管理、停车管理融在同一系统中，同时可方便地与消防报警系统联网，因此可极大的提高建筑的管理水平，减少部门之间的协调。在欧洲国家，在对大楼进行保险时，配有楼宇自控系统的建筑可享受到很大的优惠，由此可见楼宇自控系统的重要程度。1.1.4.楼宇自控系统的作用通过配置系统的硬件和软件，实现测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能；监视并显示系统监控设备的工作状态，故障时提供报警；对现场自动控制组织的安全调整功能；根据工艺流程合理调整能量的使用；★根据运营要求提供内部最佳集中管理策略；★可以由系统干预设备工艺操作过程；★根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；★提供计算和预测工具、用于优化操作参数并组合、建立新的运行方式；★实现楼宇自控系统与其他系统数据交换；★对受控实现设备遥控操作；★系统方便、友好的修改、扩展、检测工具；★通过密码保护，实现数据安全功能。作为一流的智能化建筑项目，与其配套的楼宇设备自动控制系统必须具有国际先进水平。依据楼宇自动化系统要求，以提供舒适的环境，并使能量消耗最省，实现本大厦建筑物的自动化管理，我们本着平衡系统的经济性与超前性以避免片面追求超前性而脱离实际，或片面追求经济性而损害智能大厦的初衷与初期投资，并遵循实用性、实时性、安全性、易维护性、开放与可扩展性等原则。51.2.设计依据智能建筑设计标准（GB/T50314-2000）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）其他相关的国家规范及行业标准行政大楼楼宇自控系统监控点需求总表三元里大厦楼宇自控系统监控点需求总表1.3.设计方案1.3.1.设计概述三元里大厦楼宇自控系统BAS的工作范围包括：制冷空调主机设备的监测、记录及控制、调节。空调通风设备的监测、记录及控制变配电设备的监测、记录供水、排水设备的监测、记录电梯的监测、记录其它系统监测\记录及控制行政大楼和三元里大厦具体监控要求见两大楼的监控点总表。1.4.各BAS子系统监控功能设计1.4.1.空调冷源系统冷冻机群控需要监测和控制多个包括水泵、冷却塔、水流量、温度、压力及旁通阀等设备，对这些设备的状态监测和控制进行采集和控制，并将信息上传到BAS监控主机。监控内容：冷冻机组、冷却塔、循环水泵的运行状态，水流和蝶阀状态，冷冻水温度和6流量、压差，冷却水温度、冷冻水压差，冷冻机组内部参数，膨胀水箱水位，冷冻机组、冷却塔、循环水泵及其它机电设备的故障报警等，以及对冷冻机组、冷却塔、水泵等设备进行遥控启/停。设备启/停顺序按预先编制的时间表每日自动对机组进行启/停控制；设备启动顺序为：“冷却水电动阀→冷却水泵→冷却塔风机→冷冻水电动阀→冷冻水泵→监视水流状态→冷冻机组”；设备停止顺序为：“冷冻机组→冷冻水泵→冷冻水电动阀→冷却塔风机→冷却水泵→冷却水电动阀”；冷冻机开启台数根据冷冻水总供水、总回水的温度以及总回水流量计算冷冻水系统的负荷，按其实际的冷负荷决定投入冷冻机组的数量，实现冷冻机组运行台数的优化控制，以达到节能的效果；冷冻水压差调节根据冷冻水总供水、总回水之间的压差值与BAS系统中设定的压差值进行比较，以PI（比例加积分）控制冷冻水旁通阀的开关，从而保证冷冻供水/回水的压差稳定；水流检测、水泵控制通过水流开关检测水流状态，如果流量太小或者没有信号，则自动报警并自动停止相应冷冻机组运行。当某一水泵出现故障，备用泵立即自动投入运行。冷却水温控制将冷却塔回水温度与系统中设定的值相比较后，控制冷却塔电动蝶阀及风机的开关和启停（运行参数），使冷却水温控制在冷冻机组工作温度范围内。运行时间统计对冷冻机组、水泵等设备统计运行时间，每次启动时自动选择运行时间最短的设备，以延长设备的使用寿命，并为维修保养提供时间依据。1.4.2.空调通风系统据统计，现代化综合大楼的60%的能耗来自于空调系统，大楼建成后每年7因能源管理水平低所浪费的费用都是相当惊人的。通常在大楼安装机电设备监控系统（BAS），采取有效的节能方式对空调设备进行自动控制和管理，将可节省20%左右的能耗，大大降低大楼的运行开支。1.4.2.1.空调机组BAS通过DDC和前端传感器、执行器及预先编制的程序对各楼层的空调机组进行监视和控制，并把设备的工作状况，以图形方式显示在彩色监视器上及通过打印机记录所有事故。监控内容：空调机组运行状态、故障报警、滤网淤塞、回风温度，以及机组的启/停、冷水阀和风阀的控制等。联动控制按设定的程序，风机、空调水阀进行联动。当风机停止时，空调水阀自动关闭，减少冷冻水能量以节省能源；时间表运行按预先编制的时间，并结合建筑人员的使用情况，按优化启停和间歇运行的方式每日对空调机进行启/停控制；室温控制将空调回风管的温度与系统设定值进行比较，用PID（比例加积分加微分）方式调节冷冻水阀的开度，以调节冷冻水的流量，使室内温度保持在设定范围之内；夜间新风在凉爽季节，用夜间风充满建筑物，以节约空调能耗。1.4.2.2.新风机组BAS通过DDC和前端传感器、执行器及预先编制的程序对各楼层的新风机组进行监视和控制，并把设备的工作状况，以图形方式显示在彩色监视器上及通过打印机记录所有事故。8监控内容新风机组运行状态、故障报警、滤网淤塞、送风温度，以及机组的启停、冷水阀的控制等。联动控制按设定的程序，风机、空调水阀进行联动。当风机停止时，空调水阀自动关闭，减少冷冻水能量以节省能源；时间表运行按预先编制的时间（节假日），并结合建筑人员的使用情况，按优化启停及间歇运行方式每日对空调机进行启/停控制；送风温度控制将空调送风管的温度与系统设定值进行比较，用PID（比例加积分加微分）方式调节冷冻水阀的开度，以调节冷冻水的流量，使送风温度保持在设定范围之内；夜间新风在凉爽季节，用夜间风充满建筑物，以节约空调能耗。1.4.3.送/排风机BAS通过DDC对送排风机进行状态监视，并按预先编制的时间程序实现以下功能。设备的工作状况以图形方式显示在彩色监视器上及通过打印机记录所有事故。BAS对消防系统相关的正压、排烟风机等不作监控。时间表运行按预先编制的时间（节假日）每日对风机进行启/停控制；1.4.4.给排水系统给排水系统设备的运行状况将以彩色动态图形方式在中央操作站上显示，并通过打印机将事件、报警等信息打印报表。BAS可以根据水位控制器直接控制水泵的启停或只对给排水系统自配系统进行监视。BAS对消防系统用水泵、水池不作控制。91.4.4.1.生活给水由于生活给水系统采用自动变频控制，BAS不参与控制，只对变频系统进行监视。1.4.4.2.生活排水生活排水采用就地控制，BA系统只对污水池溢流水位及潜污泵运行状态、故障报警等进行监视。1.4.5.变配电系统变配电系统主要由高压开关柜、变压器、低压配电屏、应急发电机等配电设施构成。鉴于变配电系统的重要性，花溪新区三元里大厦BAS在变配电机房对变压器、发电机组、低压进线、联络柜等进行监控，并以图形界面对上述各设备及电力状态进行遥信、遥测。BAS通过通信接口和智能仪表通信，各种状态及参数以彩色动态图形方式在BAS操作站上显示及打印记录，并对异常、超限等进行报警。1.4.6.电梯BAS通过DDC对各电梯的运行状态、故障报警等进行监测并对事件、报警等作打印纪录，并统计运行时间为电梯维修提供信息提示。设备的运行状况将以彩色动态图形方式在中央操作站上显示，并通过打印机将事件、报警等信息打印报表。1.4.7.系统集成BA系统通过OPC与BMS系统进行集成。1.5.楼宇自