大学课件《智能建筑环境设备自动化》建筑设备自动化系统工程认知.ppt

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1、,智能建筑环境设备自动化,第1章 建筑设备自动化系统工程认知,内容提要,1.1 智能建筑认知 1.2 智能建筑环境认知 1.3 建筑设备自动化系统认知 1.4 建筑设备自动化系统的工程实施 1.5 实际工程认知参观,引例,引例,世界上公认的第一幢智能建筑 1984年1月 美国康涅狄格州哈特福德市（Hartford，Connecticut，USA） 都市办公大楼（City Place Building），,引例,基本情况 原是一幢旧金融大厦 38层，总建筑面积十万多平米 出租率很低。 改造 联合技术建筑系统公司（United Technologies Building System Co, UT

2、BS）承包了该大楼的空调、电梯及防灾设备等工程 采用综合布线技术和计算机网络技术对大楼的空调、电梯、照明设备进行监控，首次实现了大厦内的自动化综合管理。 效果 租金虽提高20%，出租率反而大为提高。,引例,小结 对大楼的空调、电梯、照明设备进行监控，实现大厦内的自动化综合管理，使用户感到舒适、方便和安全。尽管增加了初投资，但后继的经济效益显著，体现了智能建筑的价值。,1.1 智能建筑认知,1.1 智能建筑认知,1.1.1 智能建筑的各种定义 智能建筑(Intelligent Building，IB)也称智能大厦，是当代高新科技和建筑技术结合的产物。 智能建筑本身是一个动态的概念。 国际上比较认

3、同的定义： 所谓智能建筑，就是通过对建筑物的4个基本要素（结构、系统、服务、管理）以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。,1.1 智能建筑认知,我国的定义： 智能建筑是指利用系统集成方法，将3C技术（Computer，计算机技术；Control，控制技术；Communication，通信技术）与建筑艺术（Architecture）有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。 该定义可以简单的表示

4、为：3C+AIB 该定义强调了智能建筑是多学科、多技术系统综合集成的特点,1.1 智能建筑认知,其他表述 (1)美国智能建筑学会（AIBI，American Intelligent Building Institute）定义为：智能建筑是对建筑结构、建筑设备（机电系统）、供应和服务、管理水平这四个基本要素进行最优化组合，为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。 (2)日本智能建筑研究会认为，智能建筑应提供包括商业支持功能、通信支持功能等在内的高度通信服务，并能通过高度自动化的大楼管理体系保证舒适的环境和安全，以提高工作效率。 (3)欧洲智能建筑集团认为，智能建筑是使其用户发挥最高效率，同时又

5、以最低的保养成本、最有效地管理本身资源的建筑，能够提供一个反应快、效率高和有支持力的环境以使用户达到其业务目标。,1.1 智能建筑认知,特别提示 尽管各个组织对智能建筑的定义有不同的文字表述，但其内涵是基本一致的，都以实现高效、舒适、便捷、安全的建筑环境空间为目的。,1.1 智能建筑认知,知识链接：规范标准中对智能建筑的定义 1.智能建筑设计标准GB/T50314-2006： 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。 2. 智能建筑工程质量验收规范GB

6、50339-2003： 3.1.2 智能建筑分部工程应包括通信网络系统、信息网络系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、安全防范系统、综合布线系统。智能化系统集成、电源与接地、环境和住宅（小区）智能化等子分部工程；子分部工程又分为若干个分项工程（子系统）。,1.1 智能建筑认知,1.1.2 智能建筑3A系统 智能建筑由三大基本要素有机结合，构筑于建筑物环境平台之上的。 三大基本要素：3A系统 BAS（Building Automation System，建筑设备自动化系统） CAS（Communication Automation System，通信网络自动化系统） OAS（Off

7、ice Automation System，办公自动化系统） 为实施3A系统，需借助PDS（Premises Distribution System，综合布线系统）。 PDS在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，是智能建筑的“信息高速公路”，是构建智能建筑3A系统必备的基础设施。,1.1 智能建筑认知,图1.2 智能建筑3A系统,1.1.2 智能建筑3A系统,特别提示 智能建筑的多种提法 3A系统？ 5A系统？ 7A系统？ 等。 所谓的5A系统、7A系统实际上是对3A系统的深化细分和发展。 从本质上来说，智能建筑本身是一个动态的概念，3A、5A、7A等关于智能建筑的多种提法是统一的。,

8、1.1.3 智能建筑的设计要素,【智能建筑设计要素的相关提法引自智能建筑设计标准（GB50314-2006）】 智能建筑以建筑物为平台，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。,1.1.3 智能建筑的设计要素,智能化系统工程设计宜包括的设计要素： 智能化集成系统 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 机房工程和建筑环境等,1.1.3 智能建筑的设计要素,智能化集成系统 intelligented integration system，IIS 将

9、不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现集成，以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。 智能化集成系统构成宜包括： 智能化系统信息共享平台建设 信息化应用功能实施,1.1.3 智能建筑的设计要素,信息设施系统 information technology system infrastructure ITSI 为确保建筑物与外部信息通信网的互联及信息畅通，对语音、数据、图像和多媒体等各类信息予以接收、交换、传输、存储、检索和显示等进行综合处理的多种类信息设备系统加以组合，提供实现建筑物业务及管理等应用功能的信息通信基础设施。 信息设施系统宜包括： 通信接入系统、电话交换系

10、统、信息网络系统、综合布线系统 室内移动通信覆盖系统、卫星通信系统 有线电视及卫星电视接收系统、广播系统、会议系统 信息导引及发布系统、时钟系统和其他相关的信息通信系统,1.1.3 智能建筑的设计要素,信息化应用系统 information technology application system ITAs 以建筑物信息设施系统和建筑设备管理系统等为基础，为满足建筑物各类业务和管理功能的多种类信息设备与应用软件而组合的系统。 信息化应用系统宜包括： 工作业务应用系统、物业运营管理系统 公共服务管理系统、公众信息服务系统 智能卡应用系统、信息网络安全管理系统 等其他业务功能所需要的应用系统,1

11、.1.3 智能建筑的设计要素,公共安全系统 public security system PSS 为维护公共安全，综合运用现代科学技术，以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的技术防范系统或保障体系。 公共安全系统宜包括： 火灾自动报警系统 安全技术防范系统 应急联动系统,1.1.3 智能建筑的设计要素,建筑设备管理系统 building management system BMS 为实施综合管理，对建筑设备监控系统、火灾自动报警系统、安防自动化系统的集成 BMS主要具有各子系统之间的协调、全局信息的管理以及全局事件的应急处理能力。 其中，建筑设备监控系统是本书的核心,1.1.3 智能建筑的设

12、计要素,机房工程 engineering of electronic equipment plant EEEP 为提供智能化系统的设备和装置等安装条件，以确保各系统安全、稳定和可靠地运行与维护的建筑环境而实施的综合工程。 机房工程范围宜包括： 信息中心设备机房、数字程控交换机系统设备机房、通信系统总配线设备机房、消防监控中心机房、安防监控中心机房、智能化系统设备总控室、通信接入系统设备机房、有线电视前端设备机房、弱电间(电信间)和应急指挥中心机房及其他智能化系统的设备机房。 机房工程内容宜包括： 机房配电及照明系统、机房空调、机房电源、防静电地板、防雷接地系统、机房环境监控系统和机房气体灭火系

13、统等。,1.2 智能建筑环境认知,人类生活环境，包括： 自然环境 指自然界中原有的山川、河流、地形，地貌、植被及一切生物所构成的地域空间 人工环境 是人类改造自然界而形成的人为的地域空间。 建筑环境即为人工环境之一。 保持自然环境和人工环境的协调发展，是保证人类生存和发展的基本外部条件。,1.2 智能建筑环境认知,建筑环境是指建筑内外的空间环境 其主要内容有： 建筑外环境 室内空气环境 建筑热湿环境是建筑环境中的重要内容 建筑声环境 建筑光环境等。 应用智能建筑技术的目的就是要构筑舒适、高效的室内人工环境。,1.2 智能建筑环境认知,1智能建筑环境的总体要求 建筑物的整体环境应提供高效、便利的

14、工作和生活环境，应适应人们对舒适度的要求，应满足人们对建筑的环保、节能和健康的需求，应符合现行国家标准公共建筑节能设计标准GB 50189有关的规定。,1.2 智能建筑环境认知,2. 建筑物的物理环境要求 建筑物的物理环境应符合下列要求： （1）建筑物内的空间应具有适应性、灵活性及空间的开敞性，各工作区的净高应不低于2.5m。 （2）在信息系统线路较密集的楼层及区域宜采用铺设架空地板、网络地板或地面线槽等方式。 （3）弱电间(电信间)应留有发展的空间。 （4）应对室内装饰色彩进行合理组合。 （5）应采取必要措施降低噪声和防止噪声扩散。 （6）室内空调应符合环境舒适性要求，宜采取自动调节和控制。

15、,1.2 智能建筑环境认知,3. 建筑物的光环境要求 建筑物的光环境应符合下列要求： （1）应充分利用自然光源。 （2）照明设计应符合现行国家标准建筑照明设计标准GB50034有关的规定。 4. 建筑物的电磁环境 建筑物的电磁环境应符合现行国家标准环境电磁波卫生标准GB 9175有关的规定。 5. 建筑物内空气质量要求,1.3 建筑设备自动化系统认知,1.3.1 什么是BAS？ 建筑设备自动化系统（Building Automation System，BAS）就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、供热、通风、空调、给排水、消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实

16、行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。 BAS为用户提供一个既安全可靠、节约能源，又舒适宜人的工作或居住环境，是智能建筑系统的一个主要系统，是智能建筑实施的重点和难点。,1.3 建筑设备自动化系统认知,广义的BAS和狭义的BAS 我国的国情 安全防范系统和火灾报警系统作为一个独立的系统进行设计和施工。 狭义BAS 控制对象包括电力、照明、暖通空调、给水排水、电梯等设备。 广义BAS 包括狭义BAS和安全防范系统、火灾自动报警与消防联动控制系统。,特别提示 在我国，安防、消防系统分别隶属于公安部门的安全技术防范管理办公室（技防办）和消防大队管理。因此，安全防范系统和火灾自动报警系统在

17、行业内常常剥离于BAS。 本书讨论的是狭义BAS。,1.3 建筑设备自动化系统认知,狭义BAS有多种称法 如：建筑设备自动化系统、建筑设备监控系统、楼宇自动化系统、楼宇自控系统、楼控等。 当工程有智能建筑集成要求时，狭义BAS应提供提供与火灾自动报警系统及安全防范系统的通信接口，构成建筑设备管理系统（BMS）。,1.3 建筑设备自动化系统认知,目前，BAS不属于国家强制执行的标准范围。 如何设置BAS呢？ 应根据建筑物物业运行管理需要、各机电专业的监控要求，以及项目投资状况等实际需求来确定建筑物是否设置BAS，以及BAS的设置范围、控制水平、产品选择等。 BAS的设置应以达到实际应用所要求的效

18、果为目的，避免盲目投资。 通常在建筑物规模较大、机电系统及设备较多、控制管理水平要求较高、采用建筑设备监控系统后节能效果较为显著的情况下应用。,1.3 建筑设备自动化系统认知,1.3.2 BAS的发展历史 BAS发展史是一个从监控到管理的发展过程。到目前为止，BAS已经历四个阶段：,1.3 建筑设备自动化系统认知,第一代产品：基于中央监控系统的BAS 20世纪70年代 Center Contorl and Monitoring System，CCMS BAS从仪表系统发展成计算机系统 采用计算机键盘和CRT构成中央站 打印机代替了记录仪表 分散设置于建筑物各处的信息采集站（Data Gathe

19、ring Panel，DGP）通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。 DGP分站连接着传感器和执行器等设备，其功能只是上传现场设备信息，下达中央站的控制命令。 一台中央计算机操纵着整个系统的工作。 中央站采集各DGP分站信息，作出决策，完成全部设备的控制，中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。,1.3 建筑设备自动化系统认知,第二代产品：基于集散控制系统的BAS 20世纪80年代 Distributed Control System，DCS DGP分站+CPU = 现场控制器 直接数字控制器（Direct Digital Controller，DDC）是现场控制器

20、的典型形式 配有微处理机芯片的DDC分站，可以独立完成所有控制工作，具有完善的控制、显示功能，进行节能管理，可以连接打印机、安装人机接口等。 BAS由现场设备、DDC分站、中央站和管理系统组成。DCS的主要特点是只有中央站和分站两类结点，中央站完成监视，分站完全自治，独立完成控制，保证了系统的可靠性。,1.3 建筑设备自动化系统认知,特别提示 DDC控制器实际上就是一台计算机。如MEC控制器由32位Power PC微处理器、64MB内存、8MB固件内存、32路输入输出通道和115.2Kbps通讯接口等构成。,1.3 建筑设备自动化系统认知,第三代产品：基于现场总线控制系统的BAS 20世纪90

21、年代 Fieldbus Control System，FCS 随着现场总线技术的发展，DDC分站连接传感器、执行器的输入输出模块应用现场总线，从分站内部走向设备现场，形成分布式输入输出现场网络层，构成FCS。 此时的传感器和执行器包含CPU，具有数据处理和通信功能，是智能型传感器和智能型执行器。 现场总线是现场智能化设备之间的数字式、双向传输、多结点和多分支结构的数字通信网络。DCS是把控制网络连接到现场控制器DDC，而FCS则把通信网络一直连接到现场设备。FCS适应了控制系统向分散化、网络化、标准化和开放性发展的趋势，是继DCS之后的新一代控制系统。,1.3 建筑设备自动化系统认知,第四代产

22、品：与互联网/内部网兼容的开放式BAS 21世纪 BAS技术的演化过程实际上就是计算机和信息技术在楼宇控制与管理上的应用和发展过程。 在前三个阶段，BAS技术是以计算机技术为先导的，楼宇自动化系统和计算机系统/网络之间有清晰的界限。 随着Internet/Intranet的发展，BAS在通信协议和信息处理的方法层面与计算机网络实现兼容。 许多计算机领域所使用的通信和软件技术被BAS直接采用。 BAS采用Web技术，BAS中央站嵌入Web服务器，融合Web功能，以网页形式为工作模式，使BAS与计算机网络成为一体系统。 从此，在BAS和计算机网络间就不再有界限了。无论系统在数量或空间上有多大的规模

23、，系统间都可以方便的集成到一起。,1.3 建筑设备自动化系统认知,特别提示 总结上述的BAS发展历程，可以发现计算机技术对BAS的巨大推动作用。 如，DGP结合CPU，使之具备数据处理运算通信功能，成为可以独立完成所有现场控制工作的现场控制器。 又如，传感器和执行器结合CPU，使之具备数据处理和通信功能，成为了智能型传感器和智能型执行器。,1.3 建筑设备自动化系统认知 1.3.3 BAS的监控内容,1暖通空调系统 暖通空调系统是建筑物内功能最复杂、涉及设备最多、设备分布最分散和能耗最大的一个系统，是BAS的主要控制对象。 2给水排水系统 3供配电与照明系统 BAS可实现电力系统的继电保护与备

24、用电源的自动投入，监视开关和变压器的状态，检测系统的电流、电压、有功功率与无功功率、电能等参数，实现全面能量管理等功能。 建筑物照明系统能耗比重仅次于暖通空调系统 照明系统的监控范围包括楼层照明、泛光照明、障碍灯等。 4电梯系统 BAS可以监测电梯楼层的状况、电气参数，通过电梯群组的优化传送，控制平均设备使用率，并节约能源。 5. 其他系统 在工业建筑中，BAS可能还包括用于生产过程的压缩空气、蒸气及热水系统等。,1.3.4 BAS的功能,建筑设备监控系统主要体现在以下四个方面： 1. 为建筑物提供良好环境 2. 优化建筑物内机电设备的运行管理与控制 3. 能源管理与节能控制 4提高工作人员效

25、率，减少运行人员及费用,1.3.5 BAS的硬件架构,1. 概述 BAS通常由四部分组成： 中央站、现场控制器、仪表、通信网络 BAS网络结构 一般采用分布式系统和多层次的网络结构 典型的BAS网络结构由管理、控制、现场设备三个网络层构成 网络结构形式 对于大型BAS系统，一般采用三层网络结构 由管理、控制、现场设备三个网络层构成 中型BAS系统一般采用两层或三层的网络结构 其中两层网络结构宜由管理层和现场设备层构成。 小型BAS系统一般采用单层网络结构或两层网络结构 以现场设备层为骨干构成,1.3.5 BAS的硬件架构,2. BAS三层网络,1.3.5 BAS的硬件架构,1) 管理网络层(中

26、央管理工作站) 管理网络层的设备组成 服务器、工作站和通信接口 通常基于TCP/IP通信协议 采用符合IEEE802.3的以太网，可以提供非常高的通信速度。 功能有： 监控系统的运行参数 检测可控的子系统对控制命令的响应情况 显示和记录各种测量数据、运行状态、故障报警等信息 数据报表和打印,1.3.5 BAS的硬件架构,2) 控制网络层（分站） 由通信总线和控制器组成。 BAS通过通信网络系统将不同数目的现场控制器，与中央管理计算机连接起来，共同完成各种采集、控制、显示、操作和管理功能。 通信总线 可包括并行工作的多条通信总线 每条总线可通过网络通信接口与管理网络层连接 通信总线协议有： TC

27、P/IP、BACnet、LonTalk、MeterBus和ModBus等 当控制器采用以太网通信接口而与管理网络层处于同一通信级别时，可采用交换式集线器连接，与中央管理工作站进行通信。,1.3.5 BAS的硬件架构,控制器(分站) 可与现场网络层的通信总线连接，并与现场设备通信。 控制器(分站)可采用： 直接数字控制器 DDC 可编程逻辑控制器 PLC 或兼有DDC、PLC特性的混合型控制器 Hybrid Controller ，HC 控制器(分站)之间采用： 对等式(peer to peer)的直接数据通信,DDC控制器,1.3.5 BAS的硬件架构,3) 现场设备网络层 组成 执行器 电动

28、调节阀、电动碟阀、电磁阀、电动风门等 传感器 温度、湿度、压力、压差、流量、水位、一氧化碳、二氧化碳、照度、电量等检测仪表 等现场设备,1.3.5 BAS的硬件架构,3) 现场设备网络层 作用 用来完成末端设备的控制和现场仪表设备的信息采集和处理 中型及以上系统的现场网络层 通过通信总线连接微控制器、分布式智能输入输出模块、智能传感器和智能执行器等智能现场仪表 也可以使用常规现场仪表和一对一连线 采用的总线有： TCP/IP、BACnet、LonTalk、MeterBus和ModBus 微控制器应具有对末端设备进行控制的功能 并能独立于控制器(分站)和中央管理工作站完成控制操作,1.3.5 B

29、AS的硬件架构,3. 实际产品举例APOGEE楼宇自控系统系统 国外品牌厂商如： 霍尼韦尔(Honeywell)、江森自控(Johnson Controls)、西门子楼宇科技(Siemens)、施耐德TAC、奥莱斯(ALC)等 国内的厂商有： 浙大中控、清华同方、海湾公司等。 西门子楼宇科技(Siemens)公司的APOGEE顶峰系统 是基于现代控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统 是具有集中操作、管理和分散控制功能的综合监控系统 系统的目标是 实现建筑物内的暖通空调、变配电、给排水、冷热源、照明、电梯、扶梯及其他各类系统机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化，同时提供最为舒适、便利和

30、高效的环境。,1.3.5 BAS的硬件架构,APOGEE系统的组成 Insight管理软件、DDC控制器、传感器、执行机构等 APOGEE系统的网络结构 由三层网络组成： 管理级网络(MLN) 自控层网络(ALN) 现场总线 其中现场层网络包括： 现场总线(FLN)和点扩展总线(EXP) 两种网络结构形式 传统的基于RS485总线网络结构 基于TCP/IP以太网的网络结构,1.3.5 BAS的硬件架构,APOGEE系统传统型网络结构,1.3.5 BAS的硬件架构,TCP/IP以太网型网络结构,1.3.6 BAS的软件平台,1. BAS的软件平台的组成 在BAS的三个网络层有不同的软件，分别是管

31、理网络层的客户机和服务器软件、控制网络层的控制器软件、现场网络层的微控制器软件。 2. BAS监测平台 各大厂商的BAS产品都提供强大的软件平台，可以通过良好的用户界面或人机界面，相当方便地实现BAS的网络、数据库、控制器的配置，以及系统监测与管理。 现在许多厂商更趋向于把配置和监测两个系统区分开来。 仅通过系统显示功能就可以实现建筑设备运行过程的监测。,1.3.6 BAS的软件平台,3. BAS的编程方法与编程环境 1) BAS的编程方法 对控制器编程通常包括两种主要任务： 一个是配置控制器 典型的配置任务包括： 定义一个工作站作为服务器 定义信道和控制器 定义点 下载配置数据库到服务器上

32、另一个是开发和下载应用程序到控制器中。 对控制器的编程通常有三种方式： 利用安装在中央管理工作站的编程软件编写、调试程序，通过网络配置控制器和下载程序到控制器上 通过PC机或笔记本经串口或USB端口连接到控制器，并调用装在控制器里的编程工具对控制器进行配置、编程调试 通过与控制器配套的手操器对控制器直接操作和编程,1.3.6 BAS的软件平台,2) BAS的编程环境 BAS编程环境大体上可以被分成三类： 1)图形或符号格式编程 2)模板或表格格式编程 3)文档格式高级语言编程 采用过程控制语言，可利用文本编辑器编写程序 当控制逻辑非常精细复杂时，用这种格式的控制器编程的优点很明显 例如，西门子

33、楼宇科技公司APOGEE楼宇自控系统的PPCL(Powers Process Control Language) 就是一种类似于BASIC的编程语言，专门用于楼宇控制和能源管理的现场控制器的编程。,1.3.6 BAS的软件平台,4. 实际产品举例Insight监控软件 Insight监控软件 是西门子APOGEE楼宇自控系统的运行管理软件平台 Insight基于Windows操作系统，采用Client/Server（客户端/服务器）架构，是以动态图形为界面，向用户提供楼宇管理和监控的集成管理软件。 Insight可以通过一台运行Windows的PC机管理和控制APOGEE楼宇设备。 Insig

34、ht具有三大功能： 监视功能： 控制功能： 管理功能：,1.3.6 BAS的软件平台,Insight监控软件功能窗口示例,1.3.6 BAS的软件平台,Insight监控软件功能窗口示例,1.3.6 BAS的软件平台,Insight监控软件功能窗口示例,1.3.7 BAS的基本操作,略 建议通过在软件上操作训练,1.4 建筑设备自动化系统的工程实施 1.4.1 建筑设备自动化系统的设计流程,建筑设备自动化系统要为使用者提供一个安全、高效、节能而又舒适的环境，必须根据建筑物的使用功能和业主的具体需求进行系统设计,BAS的设计方法及流程,1.4.1 建筑设备自动化系统的设计流程,1. 工程需求分析

35、 主要内容 研究建筑物的使用功能，了解业主的具体需求以及期望达到的目标； 确定BAS各功能子系统 根据各子系统所包含的设备，制作BAS管理的被控设备一览表，表1-3（参见教材） 由设计人员和建设单位共同协商确认 2. 确定系统的控制方案 1）画出各子系统被控设备的监控原理图，并统计BAS监控点位 监控原理图：如第2章的图2.13 绘制各子系统的监控原理图是设备配置、施工平面图等工作的前期工作 BAS监控点位总表，表1-4（参见教材） 至此，可以完全确定BAS的规模,1.4.1 建筑设备自动化系统的设计流程,2. 确定系统的控制方案 2）系统及设备选型 设备选型要结合各设备布局的平面图，进行监控

36、点划分； 根据监控范围，确定系统网络结构和系统软件。 根据各设备的控制要求，选用相应的传感器和执行器，并配备DDC控制器。 各个DDC控制器的监控一览表，表1-5 配合强电专业，完成配电设备的二次回路设计。,1.4.1 建筑设备自动化系统的设计流程,2. 确定系统的控制方案 3）确定中央控制室 和土建专业共同确定中央控制室的位置、面积，确定竖井数量、位置、面积、布线方式等 并为智能化系统留有可扩充余地 4）画出大楼BAS控制网络图 根据BAS网络拓扑结构和现场楼宇设备的具体布置，画出BAS控制网络图 如图1.17 3. 绘制施工平面图 表达各层管线敷设 4. 开列设备材料表，写出设计、施工要点

37、,1.4.2 BAS的设计依据,（1）工程招标技术文件 从中了解： 目标建筑物所处的地理环境 建筑物用途 BAS的建设目标定位 建筑设备规模与控制工艺及监控范围 等工程情况 设计者也可以结合自己的经验提出具体实施方案。 （2）相关的国家标准、行业标准、地方标准 注：通常工程招标书是进行BAS工程设计的首要依据，根据其中的建筑物地理环境、建设用途、工程范围等工程情况，选择合适的国家或地方标准规范作为设计依据。,1.4.2 BAS的设计依据,1. BAS相关的设计规范和标准图集 现行的主要国家标准(含行业标准)有： 民用建筑电气设计规范，JGJ 16-2008 智能建筑设计标准，GBT 50314

38、-2006 工业企业通信接地设计规范，GBJ 79-1985 建筑设计防火规范，GB 50016-2006 采暖通风与空气调节设计规范，GB 50019-2003 自动化仪表工程施工及验收规范，GB 50093-2002 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范，GB 50168-2006 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006 建筑电气安装工程施工质量验收标准，GB 50303-2002 智能建筑工程质量验收规范，GB 50339-2003 公共建筑节能设计标准，GB 50189-2005 建筑物电子信息系统防雷技术规范，GB 50343-2004 建筑与建筑群综合布线

39、系统工程设计规范，GB/T 50312-2007 分散型控制系统工程设计规定，HG/T20573-95 智能建筑弱电工程设计施工图集，97X700 建筑智能化系统集成设计图集，03X801-1 建筑设备监控系统设计安装，03X201-2 空调系统控制，02X201-1,1.4.2 BAS的设计依据,1.4.2 BAS的设计依据,2. 建设单位对BAS的要求 BAS监控范围、控制功能、监控点数 BAS中央控制室的要求 位置应远离电磁干扰源(如变配电室等)，并尽量安排在控制负荷中心处，注意防潮、防震； 室内设备布置，应留有足够的操作距离、检修距离等； 室内宜采用抗静电活动地板，土建及装修要求同计算

40、机房。 DDC的设置原则及布线方式 DDC的设置一般设置在冷冻站、空调机房等控制参数较为集中的地方，或弱电竖井中。 每台DDC的输入/输出接口数量与种类，应与所控制的设备要求相适应，并留有10%15%的余量。,1.4.2 BAS的设计依据,电缆选择与敷设要求 电缆选择原则： 中央操作站至DDC及DDC之间： RVVP 21.0或专用通信电缆； DDC与现场设备(如传感器、阀门)之间： 一般用RVV 21.0 是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体设备而定； DDC与就地仪表、阀门的信号线规格应随具体设备与控制要求而定。 电缆敷设方式：以沿桥架或线槽明敷为主，出桥架后，穿金属管保护。,1.4.2 B

41、AS的设计依据,BAS的电源 应有专用回路向中央控制室供电，供电回路采用保安电源供电。 中央操作站应设UPS，供电时间不得低于30min。 BAS宜采用集中供电方式，以放射式供给各DDC 若采用就地供电，则由就近的保安电源供给 BAS的接地要求 一般采用建筑物总体接地方式 总体接地电阻1。 也可单独设置接地极 应采用一点接地方式，接地电阻4 且与建筑物防雷接地系统的接地板间距20m,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,BAS的设计步骤与其他的工程设计一样 其设计深度应符合： 建设部2003年颁布的建筑工程设计文件编制深度规定 具体分为3个阶段： 方案设计 初步设计 施工图设计 注： 本小

42、节中的设计深度是指BAS作为整体工程项目设计的一个专业，与建筑等各专业同时进行的设计工作。 这与集成商所做的BAS投标方案设计有较大差异 BAS的投标方案设计应根据招标书的要求完成,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,1. BAS的方案设计内容 时间点 方案设计阶段 内容主要有： 规划BAS系统的大致功能和主要目标 并提出详细的可行性报告 方案设计文件应满足编制初步设计文件的需要 设计说明书 应包括：设计依据、设计范围和内容、BAS系统的规模、控制方式和主要功能。 通常无须图纸，只须完成设计说明书和系统投资估算 根据BAS系统的规模和内容完成系统投资估算 如面积估算法,1.4.3 BA系

43、统设计的深度要求及内容,2. BAS的初步设计内容 时间点 初步设计阶段 主要内容 设计说明书 包括：BAS的设计依据、系统功能、系统组成、总监控点数及其分布，系统网络结构，系统硬件及其组态，软件种类及功能，系统供电(包括正常电源和备用电源)，线路及其铺设方式。 设计图纸 包括：图纸目录、主要设备材料表、BAS系统图、各子系统的BAS监控原理图、控制室设备平面图等。 设备(硬软件)选型要求说明,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,3. BAS的施工图设计内容 图纸目录 施工设计说明 材料表主要是管线类的 设备表主要是设备类 BAS系统图 电源分配原理图 监控原理图各子系统监控系统原理管线

44、图 施工平面图BAS管线敷设平面图 BAS控制室设备平面布置图 BAS监控点表 施工图设计之后，经由BAS系统招投标产生工程承包商。工程承包商还应进行BAS施工图深化设计。其中主要包括设备的生产制造图纸和设备机房内的大样安装图纸。BAS的设计单位应负责审查承包方提供的深化设计图纸。,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,3. BAS的施工图设计内容 图纸目录 包括图纸名称、图号、图幅等。 施工设计说明 工程设计概况 应将审批后的初步设计中相关部分的主要技术指标录入 建筑监控设备系统的监控范围和内容 控制室位置 建筑主要设备测量控制要求 现场控制器设置方式 电源与接地要求 系统施工要求和注意

45、事项 其它要说明的问题。,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,3. BAS的施工图设计内容 材料表 主要线缆、穿管、电缆桥架的型号、规格、数量 现场传感器、主要阀门的规格数量等 设备表 按工艺系统的顺序，详细列出： 建筑监控设备系统中各种设备的名称、规格、数量、测量范围、输入输出信号要求、工作条件、技术要求、型号等,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,3. BAS的施工图设计内容 BAS系统图 表示大楼中BAS系统的全部控制设备(从监控主机到DDC)之间的关系 图中应能表示出：建筑物内主机系统、网络设备和DDC的编号、数量、位置、网络连线关系等 还应表示出DDC所监控对象的主要内容

46、和被监控设备的楼层分布位置及通讯线路选择 系统图表示到DDC为止。 电源分配原理图 是表示BAS系统的总体供电系统图 应表示：电源来源、配电至BAS控制室设备、各DDC控制箱及现场设备的方式和设备、管线编号,1.4.3 BA系统设计的深度要求及内容,3. BAS的施工图设计内容 各子系统监控原理图 监控系统原理管线图为表示该子系统的设备和工艺流程，以及BAS对其进行监控的原理图，其中应注明子系统的工艺流程、仪表安装处的管道公称直径及参数、监控要求、监控点位置、接入DDC的I/O信号种类、现场控制器至每台现场仪表的电缆规格、编号等。 BAS管线敷设平面图（施工平面图） 应示出被控工艺设备、现场仪

47、表、DDC控制箱、BAS控制室的位置，以及设备之间电缆、穿管、桥架的走向。 BAS控制室设备平面布置图 应标出控制室安装设备位置的主要尺寸。 BAS监控点表 统计BAS监控点表，可作为招标用文件。,1.4.4 BAS的系统选型,BA厂商多 BA产品大都自成系统，各厂家的产品千差万别、各具特色 我国十大BA品牌？ 要调查研究 一般，可从下列几个方面进行考虑： 1可靠性 2技术先进 3互操作性好，便于构成开放式系统 4符合主流标准 5满足实用要求 6便于维修 7寿命周期成本低 8. 厂家实力与售后服务,1.4.5 DDC的设置原则,一般，每组工艺设备系统由同一台DDC监控 便于系统调试 I/O点适

48、当余量 预留量应大于1015%。 DDC布置在监控对象的附近 以节省管线，并利于系统调试和维修 DDC装在控制箱内，一般挂墙明装 安装高度便于操作，内部强弱电应明显分开 设备机房上下对齐时，DDC宜就近垂直组网，通信网络无须绕行竖井。,1.4.6 BAS控制室的设置原则,详见教材 注意如下几点 单设，也集中设置（可与FA、SA设在一起） 参照计算机机房进行设计装修 除了中央控制室外，还可以设置分控室 课外作业 查阅资料，叙述怎样确定BAS的控制室的面积。,1.4.7 BAS的线路敷设方法,现场管线敷设原则 符合建筑电气设计的有关规范 参照相应品牌设备的技术手册 仪表信号与控制电缆选择 仪表控制

49、电缆 采用11.5mm2的控制电缆 模拟量输入输出 采用屏蔽电缆 开关量输入/输出 采用普通无屏蔽电缆。 举例 教材,1.4.7 BAS的线路敷设方法,通讯线缆选择现场控制器及监控主机之间 控制电缆（RVVP、RVSP） 或计算机专用电缆中的屏蔽双绞线 截面为0.51mm2。 电源线规格与截面选择 向DDC的供电容量包括 现场控制器与其所带的现场仪表所需用电容量。 采用铜芯控制或电力电缆 一般在1.54.0mm2之间 仪表测量管路的选择与安装 教材,1.4.7 BAS的线路敷设方法,电缆穿管的选择 穿管的目的 ？ 宜采用焊接钢管 电缆面积总和与保护管内部面积比35% 地面与墙内安装的电缆穿管，一般由土建施工单位安装。 电缆桥架选择 应用场合？ 在线缆较为集中的场所 注意点 强弱电缆在同一桥架中，应在中间设置金属隔板 电缆面积总和与桥架内部面积比一般应不大于40% 要注明桥架规格 在走廊与吊顶中敷设时，还应注明安装位置与标高 在设备机房中敷设时，安装位置与标高可据情况而定,1.4.8 BAS的供电与接地,供电方式 一般采用集中供电方式 即从主控室放射性向现场控制器和仪表敷设供电电缆 以便于系统调试和日常维护。 配电柜 主控室应设置配电柜 总