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建筑设备自动化主讲教师：刘江永第一篇建筑环境控制•1、建筑环境概论•2、室内空气质量•3、建筑光环境•4、建筑热环境1、建筑环境概论•舒适、健康的建筑微环境是建筑的基本要求：安全与健康、生产过程需要•利用适宜的手段和方法，来创造良好的建筑环境，不仅关系到人的舒适性要求，还直接影响建筑的能源、资源的消耗，进而影响建筑与环境的关系，影响人类社会的可持续发展•建筑环境控制有被动式和主动式•主动式控制建筑环境主要是建筑设备的控制建筑环境组成要素•建筑环境：建筑内外的境况。包括温湿度、气流、空气品质、采光与照明、室内声学以及所提供的功能•建筑热湿环境：舒适气湿为40%~70%•建筑光环境：对工作效率和身心健康有影响•建筑声环境：噪声和音质的问题•建筑空气环境：温度、洁净度等品质•建筑功能：给排水、供电、通讯、消防等建筑的功能•安全、健康、舒适，维持高劳动生产率–住宅、影剧院、商场等–办公楼、体育场馆等•生产工艺要求–生物实验室、制药厂、集成电路车间等–舞台、演播室、体育赛场、手术室等•二者兼而有之–各种有人员的生产场所–手术室、体育赛场、舞台等建筑物必须满足的要求•安全性：避免由于地震、台风、暴雨等各种自然灾害所引起的危害或人为的侵害•功能性：满足建筑的居住、办公、营业、生产等功能•居住者在建筑内的健康，舒适性•美观性：有亲和感，社会文化的体现地球环境还可持续发展吗？•空调采暖的普及使人们不再关心建筑的性能遍布全球的玻璃和钢筋盒子建筑建筑能耗现状目前美国社会能耗比例当前世界能耗比例中国能源构成：煤60％•美国消耗世界能源的25％，中国的发展应该步美国的后尘吗？大量耗能＝污染环境全球温室效应的发展趋势2、室内空气质量•为什么要研究建筑的空气环境?人们有超过90％的时间是在室内度过的室内空气环境比室外还要重要92%3%5%病态建筑综合症：现代都市病症状头痛、恶心疲乏、失眠、记忆力衰退皮肤、粘膜有刺激感（眼红、流泪、咽干等）呼吸紊乱特点离开病态建筑一段时间后即恢复正常只有症状，难以进行医学确诊，无法确定病源建筑关联病•可由医学认定的病原体所引起的特定疾病，可进行医学确诊，如：–过敏性肺炎–过敏性鼻炎–哮喘–军团病–有机尘中毒–肺癌室内空气质量下降的原因•强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少•新型合成材料在现代建筑中大量应用•散发有害气体的电器产品的大量使用•传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理•厨房和卫生间气流组织不合理•室外空气污染中国1.6亿m2/年的竣工面积使得室内空气质量问题显得尤为重要！室内空气质量下降的危害•危害居住者健康•降低劳动效率–1985年美国数据，每年因呼吸道感染•每年损失医疗费用达150亿美元•每年缺勤损失高达590亿美元室内污染物的来源室内空气质量的特征•室内空气质量：“可接受的IAQ”和“感受到可接受的IAQ”•室内空气污染：由于室内有污染源或通风不好导致有害物质增加并引起人的不适症状•室内空气污染特征：累积性、长期性、多样性室内空气质量处理•室内空气环境主要参数：温度、湿度、气流速度、清洁度•影响室内空气质量的环节：新风量、送风效率、湿度控制、微生物污染、空气过滤效率•改善室内空气污染的净化技术：过滤、静电、吸附、催化、等离子体、负离子、增湿3、建筑光环境•光是人居环境的要素之一•建筑光环境：建筑采光设计、建筑照明，建筑照明改善了建筑功能效益和环境质量，提高视觉效果•建筑光环境的作用：能提高工作效率、保障工作质量、保证人身健康、还有消防安全功能•建筑光环境的形成：建筑照明设计、建筑照明控制照明灯具及控制•常用灯具种类：白炽灯、卤钨灯、荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、氙灯、LED灯等•照明方式：一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明•照明控制：分时段控制、分区控制、调光控制、声光感应控制、程序控制等光环境控制的意义•减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心健康•提高劳动生产率•降低能耗–人工照明能耗–空调能耗90年代末上海市公共建筑的一次能源消耗比例商场空调40%照明34%热水11%其他15%办公楼空调48%照明32%热水3%其他17%北京大型公共建筑能耗比例宾馆空调44%照明25%办公设备4%电梯9%其他18%写字楼空调37%照明28%办公设备22%电梯3%其他10%商场空调50%照明40%其他10%4、建筑热环境•建筑热环境分为：室外热环境和室内热环境•室内热环境：是指室内空气温度、空气湿度、室内空气流动速度以及维护结构内表面之间的辐射热等因素综合组成的一种室内环境•建筑热环境控制的主要目的就是满足人们的室内热舒适需求•室内热环境控制的前提是应节约资源和能源•室内热环境控制的主动控制措施是空气调节建筑热湿环境是如何形成的?•是建筑环境中最重要的内容•主要成因是外扰和内扰的影响和建筑本身的热工性能•外扰：室外气候参数，邻室的空气温湿度•内扰：室内设备、照明、人员等室内热湿源第二篇建筑自动化•第1章建筑设备自动化概述•第2章计算机控制系统与通信网络结构•第3章控制器与执行器•第4章空气处理过程的控制•第5章集中空调系统中冷热源与空调水系统的监控第6章供热系统的控制与管理第7章其它建筑设备的监测与控制第8章住宅小区智能化系统第9章建筑设备自动化系统的故障诊断第10章建筑设备自动化的建设第11章典型工程案例建筑自动化第一章建筑设备自动化概述•1.1智能建筑与建筑智能化的基本概念•1.1.1智能建筑的用途•1.1.2智能建筑的定义•1.1.3智能建筑与传统建筑•1.1.4智能建筑的类型•1.1.5智能建筑的功能智能建筑国内外研究现状•最早于1984年诞生在美国康乃狄州哈特福德市的“城市广场”，美国新建80%智能建筑•日本在1985年开始建设智能建筑，日本新建70%智能建筑•欧洲国家对智能化的研究和发展基本上与日本同步启动•亚洲智能建筑则主要集中在汉城、香港等中心城市•我国对智能建筑的研究始于20世纪90年代，北京发展大厦可谓是我国智能化建筑的雏型。我国智能建筑设计标准•在中国国家标准《智能建筑设计标准》（GB／T50314-2006）中的定义如下：“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。”我国智能存在主要问题1、盲目投资．正常运行率低；2、技术与产品主要依赖国外，缺少配套性；3、专业技术人员短缺，施工质量难以保证；4、宣传过热，存在误区；（3A、5A）5、一哄而上，施工单位档次参差不齐；6、行业规范不细，难以操作。智能建筑未来十年发展趋势•未来十年从智能建筑本身密切相关的技术发展可以概括为以下三方面：•1、个性化智能建筑（特定建筑、大系统、细节设计）•2、节能智能建筑（可持续发展、绿色、生态理念）•3、绿色环保智能建筑（保护周边环境）1.1.1智能建筑的用途•1.公共建筑：高级商务办公楼、高级住宅、商场、医院、图书馆、博物馆、体育场馆、机场、车站等•2.智能住宅小区1.1.2智能建筑的定义•以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。我国2007年智能建筑设计标准《智能建筑设计标准》的定义：以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供一个安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。智能建筑与建筑智能化系统的关系•提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康环境的建筑才能称之为智能建筑。•建筑智能化系统包括信息系统、监控系统、通信等系统以及智能化集成系统，是智能建筑的必要条件。•智能建筑是一个综合的系统化工程，是多学科、多技术系统的综合体，要由各专业相互配合。1.1.3智能建筑与传统建筑•1.具有传统建筑物的全部功能•2.它具有某种“拟人智能”特性及功能。主要表现在：具有感知、处理、传递所需信号或信息的能力；是对收集的信息具有综合分析、判断和决策的能力；是具有发出指令并提供动作响应的能力。1.1.4智能建筑的类型•1.智能办公、商用大楼•2.智能建筑群（广场）•3.智能化住宅•4.智能化小区1.1.5智能建筑的功能•安全功能•舒适功能•便捷功能1.２智能建筑的组成及核心技术•1.2.1智能建筑的核心技术•1.2.2建筑智能化系统的组成1.2.1智能建筑的核心技术•1.现代计算机技术当代最先进的计算机技术应该首推的是并行处理、分布式计算机系统、微处理器技术、软件技术。•2.现代控制技术常用的控制系统应为集散型监控系统DCS（DistributedControlSystem）。DCS即所谓分布式控制系统。智能建筑的核心问题是建筑设备的智能化以及建筑智能化系统的集成。3.现代通信技术现代通信技术实质上是通信技术与计算机网络技术的结合.卫星通信.光纤通信.数据通信.计算机网络通信.移动通信等。4.现代图形显示技术（CRT）主要体现在计算机的操作和信息显示的图形化，既窗口技术（Windous）与多媒体技术的完美结合。1.2.2建筑智能化系统的组成•1.建筑管理系统BMS•建筑设备自动化系统（BAS）(楼宇设备控制系统)电力、照明、空调、给排水•安全防范系统SAS（SecurityAutomationSystem）•消防报警系统FAS（FireAutomationSystem）2.办公自动化系统OAS(OfficeAutomationSystem)•主要由办公作业设备与电子商务、管理信息系统MIS、决策支持系统DSS等部分组成。•（1）通用办公自动化系统•建筑物的物业管理：营运信息、电子财务、电子邮件、信息发布、信息检索、导引、电子会议以及文字处理、文件等管理。（2）专用办公自动化系统专用办公自动化系统是针对各个用户不同授办公业务需求而开发的，如：证券交易系统银行业务系统商场POS系统ERP制造企业资源管理系统政府公文流转系统等等。3.通信网络系统CNS（CommunicationNetworkSystem）➢通信系统➢计算机网络➢接入系统以数字程控交换机PABX和网络中央集控器为核心，通过网络布线将相关的设备和介质组成一体化的系统，并连接无线通信系统、卫星通信系统、有线广播系统、电视会议系统、Internet系统、多媒体通信等，通信网络系统也经常称为通信自动化系统CAS。4.综合布线系统综合布线系统是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。•BMS、OAS、CNS需通过综合布线系统GCS（GenericCablingSystem）和计算机网络技术进行有机集成（俗称大3A集成），是以管理为目的所做的管理信息集成1.3建筑设备自动化系统•1.3.1建筑设备自动化系统的功能•1.3.2BAS的范围及内容•1.3.3BAS的自动测量、监测与控制1.3.1建筑设备自动化系统的功能建筑设备自动化系统的功能（1）设备监控与管理能够对建筑物内的各种建筑设备实现运行状态监视，起停、运行控制，并提供设备运行管理，包括维护保养及事故诊断分析，调度及费用管理等。（2）节能控制包括空调、供配电、照明、给排水等设备的控制。它是在保障室内空气品质和舒适性的前提下达到节能、降低运行费用的节能控制。1.3.2BAS的范围及内容1.3.3BAS的自动测量、监测与控制•1.BAS的自动测量•选择测量指在某一时刻，值班人员需要了解某一点参数值，可选择某点进行参数测量，并在荧光屏上用数字表示出来，或用打印机打印出来。如果测得的数值与给定值之间有偏差，就将其偏差送到中央监控装置中去。•扫描测量是指以选定的速度连续逐点测量，对测量点所取得的资料都规定上限值和下限值，每隔一定时间扫描一次，如果在规定值以外，由蜂鸣器报警，并在荧光屏上显示出来，对未运转的设备就跳位，自动把它除外，继续进行扫描。•连续测量是目前国内常用仪表进行在线测量、指示。2.BAS的自动监视（1）