75建筑设备自动化系统设计

7.5建筑设备自动化系统设计7.5.1系统设计的原则与基本步骤7.5.2BAS的组成与系统结构7.5.3BAS的实现方案7.5.4系统规模的划分7.5.5组建系统的一般原则7.5.6BAS的功能要求7.5.7监控点一览表的编制7.5.8BAS的电源7.5.9BAS的接地7.5.10BAS的线路选择与敷设7.5.1系统设计的原则与基本步骤(1)设计原则A.功能实用性B.技术先进性C.设备与系统的开放性和互操作性D.选择符合主流标准的系统与产品E.系统的生命周期成本F.可集成性G.系统安全性H.可靠性和容错性I.经济性(2)设计步骤A.技术需求分析B.确定各功能子系统的控制方案C.确定系统监控点及监控设备D.统计汇总控制设备(传感器、执行器)清单E.绘制出各种被控设备的控制原理图(3)设计流程A.设计任务开始B.研究建筑物的功能C.了解业主需求和未来物业管理方式D.了解机电专业控制要求E.确定控制范围和内容F.与机电专业探讨控制方案G.确定BAS控制水平和方式H.根据系统集成要求，确定BAS网络结构I.系统选型J.和土建专业结合，确定控制，定位置、面积，竖井的数量、位置、面积、布线方式、标高K.画出大楼BAS网络控制图L.配合电气专业完成配电设备二次回路设计M.仪表量程计算、选择N.调节阀计算O.确定BAS现场传感器、执行器规格、尺寸、安装方式P.画出各子系统控制系统图Q.画出地层管线敷设平面图R.开列BAS设备材料表S.写出设计施工要点说明T.各专业图样会签U.设计任务完成V.施工图交底及施工配合7.5.2BAS的组成与系统结构(1)BAS的组成建筑设备自动化系统电力供应与管理系统高压配电、变电、低压配电、应急电源照明控制与管理工作照明、事故照明、艺术照明、特殊照明环境控制与管理空调、冷源、热源、通风、环境监测与控制、给排水与饮用水、卫生设备、污水处理消防报警与控制自动监测与报警、灭火、排烟、联动控制、紧急广播保安监视与控制出入控制、电视监视、防盗报警、确认分析交通运输电梯、停车场管理系统广播系统背景音乐、事故广播管理服务运行报表、经济分析、维护及档案管理其它(2)BAS的系统结构车辆出入控制门禁控制系统周界安防防盗报警闭路电视监控巡更系统火灾自动报警电梯系统机电设备控制(狭义BAS)消防控制中心安保控制系统车库/停车场管理系统给排水系统空调系统照明系统变配电系统背景音乐/消防广播消防联动控制网络控制器/网关网络控制器/网关网络控制器/网关7.5.3BAS的实现方案(1)按建筑设备功能组织BAS系统网络服务器系统监测中央管理空调系统照明系统电梯监控系统安保系统通信控制器DDCDDC通信控制器DDCDDC通信控制器DDCDDC通信控制器DDCDDC局域控制计算机或分站计算机特点：A.系统是按照整个建筑的设备功能来组织的，布线及施工复杂，调试工作量大；B.系统可靠性较弱，子系统失灵会波及整个BAS系统；C.节省设备投资；适合功能单一的建筑(如办公楼)。(2)按照建筑物层面组织BAS系统网络服务器DDC通信控制器区域控制计算机DDCDDCDDC照明空调给排水电视监控DDC通信控制器区域控制计算机DDCDDCDDC照明空调给排水电视监控…监控管理计算机电梯运行管理消防监控安保监控集中监控主干网络第1层楼面控制子系统第n层楼面控制子系统…现场通信网络现场通信网络……特点A.按照楼层层面组织BAS系统，布线施工简单，子系统的控制功能设置比较灵活，调试工作相对独立；B.整个系统的可靠性较好，子系统的失灵不会波及整个系统；C.设备投资大，尤其是高层建筑；适合于商用的多功能建筑。(3）混合型BAS系统兼有上述两种结构特点的形式，即某些子系统如供电、给排水、消防、电梯等，采用按整座建筑物设备功能组织的集中控制方式；而另外一些子系统如空调、灯光照明，则按建筑楼层层面组织的分区控制方式。该系统结构灵活，可根据实际情况调整。7.5.4系统规模的划分(1)分类原因A.不同厂家推出的商品化BAS产品介绍或综述多涉及到规模的划分问题；B.便于系统结构的规划、确定通信方式和控制问题以及监控中心的规划。(2)BAS规模按监控点的数量划分(3)按系统监控点数量、一次投资、建筑总投资来划分表中数据只是一个时期的统计数据，只能作粗略估计时的参考，绝不能作为系统规划与设计的指标值。7.5.5组建系统的一般原则(1)通过规划与设计确定BAS的服务功能并保证其实现A.首先应该确定其应用功能，并考虑与管理体制相适应。a.确保建筑物(群)内环境舒适；b.提高建筑物自身以及人员与设备的整体安全水平和对灾害的防御能力；c.通过最佳控制节省能耗；d.提供可靠的、经济的最佳能源供应方案，进行节能管理；e.使设备高效运行，减轻人员的劳动强度；f.不断地、及时地提供有关设备运行情况的资料，集中收集、整理，作为设备管理决策的依据，实现设备维护工作的自动化。B.从技术实现的角度分析尽可能多地把一些设备系统纳入BAS：a.能够实现全面的集中监控；b.硬设备资源的共享性好；c.便于一体化的维修管理；d.可以统筹在正常与异常情况下的设备控制方案，使它们协调地、合乎逻辑地工作。当然，并非所有的BAS都必须包罗上列的全部系统，例如有的从节能效益出发只将HVAC纳入BAS。另外，从管理体制上也要求一些系统独立设置，如多数的火灾自动报警和消防联动控制系统就是独立设置的，并不纳入BAS。(2)要集控制和管理于一体，分散控制、集中监控与管理，尽量减少故障的波及面A.BAS是一种综合性的多级分布式计算机信息处理与控制系统。B.综合性体现在它集控制与管理于一体；集计算机控制技术、计算机通信技术和局部网络技术于一体。控管一体和实现集中监控都是出于管理的需要。C.分散控制则是出于设备监控、为管理提供决策依据和缩小故障范围的综合需要。（3）系统要具有一定的可变性A.任何一个已经建成使用的建筑，随着时间的推移，其使用功能不可能是一成不变的，必然会要求BAS系统在控制与管理功能上与之相适应，即要求BAS具有一定的可变性，亦即：a.系统功能扩展的可能性和适应性；b.控制与管理功能扩展或改变时的易行性；c.硬件与软件进入系统或退出系统的方便性。B.系统扩展性的内容a.在中央站增设管理用的工作站，满足管理工作量扩展的需要；b.增设分站，扩展被监控的系统；c.在分站增设模块或插件，扩展监控点；d.在系统中扩展管理功能，如增加“趋势报告”的数量、西文系统改为汉化系统等，虽然这不一定开辟局域网，但应用软件扩展是必然的。7.5.6BAS的功能要求中央监控系统集计算机技术、现代控制技术、信息通信技术于一体，对智能建筑的所有设施进行全面监控，以实现舒适、安全、高效、节能的目的。因此，中央监控系统必须具备：（1）监控功能A.状态监控B.警报发生监控C.启动/停止失败监控和启动停止次数累计D.计测值上、下限监控和偏差监控E.运转时间累计和连续运行时间监控F.监视器使用范围指定(2）操作功能A.手动个别启动/停止操作B.远程设定值变更C.程序设定值变更D.许可/禁止指定E.维修登录/解除F.鼠标器操作G.操作密码指定(3)显示功能A.监视器系统显示B.动画显示C.多窗口显示D.画面移动显示E.单管理点的详细画面显示F.趋势图、长条图显示G.日历显示H.警报一览表显示I.未确认警报一览表显示J.维修登录一览表显示K.一览表显示L.程序一览表显示M.日报、月报、年报显示N.预约画面显示O.显示履历的显示P.直接选择显示Q.报警指示显示(4)控制功能A.日历功能B.时间程序C.联动程序D.火灾意外事故程序E.停电处理和恢复供电程序F.自备发电时的强制驱动控制G.最佳启动/停止控制H.室外空气引入控制I.远程设定值的时间控制J.简易运算控制(5)数据管理功能A.趋势数据的再显示功能B.用户数据处理辅助功能C.警报记录D.操作/状况变化记录(6)安全保障功能A.机器登记薄/机器履历管理B.运转实时管理C.安全保障时间表管理(7)记录功能A.信息记录B.报表记录C.监视系统图记录D.一览表记录(8)自诊断功能A.传送系统故障监控B.系统异常状况自行监控(9)内部互通电话功能A.通话功能B.音频监控功能(10)与其它系统之间的通信功能A.通过安全保障系统、电源监控系统、冷却装置和内部互通电话等进行通信7.5.7监控点一览表的编制(1)编制原因A.监控点一览表是为确定系统硬件和应用软件设置提供依据。B.监控点一览表的格式以简明、清晰为原则，根据选定的建筑物内各类设备的技术性能，有针对性地进行制表。C.所编制的监控点一览表，对于每个监控点应明确表示其内容，如所属设备名称及其编号、监控点的被控量、监控点所属类型。(2)监控点号确定原则每个监控赋予“点号”，确定点号应遵守如下原则：A.必须适合计算机处理；B.是一种系统有序的数字式代码；C.要有一定的可扩展性；D.所有点号位数一致；E.点号由0--9和非易错英文字母组成。::点在组内的编号单体机组(或建筑分区)的编号被控对象系统(或通道、子系统)的编号(3)监控点号排序方法7.5.8BAS的电源(1)BAS的负荷级别及供电要求1)负荷级别按有关设计规范规定，BAS的监控中心的负荷级别为一级负荷。2)供电要求A.监控中心应从变电所引出两条专用回路供电，两条供电回路一备一用，且在末端自动切换。B.BAS中央站必须配置UPS，且不能把UPS的接入认为是供电回路一备一用的要求得到了满足。C.分站电源宜从监控中心专用配电盘上引出。D.监控中心内系统主机及其外部设备宜设专用配电盘，通常不宜与照明、动力混用。E.供电质量应满足产品要求，若无明确要求或所提要求过低，则参照计算机供电电源质量要求的C级标准：电压波动≤±10％；频率变化≤±1Hz：波形失真率≤±20％。(2)负荷容量A.BAS用电负荷的总容量为现有设备总容量与预计扩展总容量之和。若扩展容量无明确规划依据，可按现有容量的20％估算。B.长期无间断的连续运行是BAS的特点之一，因此，应按需要系数等于1.0计算。C.考虑预留扩展容量，在无明确规划时，其统计增容数字约为5%---20%。(3)电源设备1).对电源设备要研究的项目及对策电源质量、供电可靠性问题。2).不停电电源装置(UPS)A.BAS中的设备不工作或误动作产生原因a.由于电业部门不可预测的事故而停电。b.由于雷电而引起的瞬时电压波动。c.由于接入同一系统的负荷而引起的干扰或电压波动。d.频率波动。因而在BAS中，必须设置不停电电源，即UPS，一般UPS的供电时间应不低于20min。B.采用UPS时应采取的措施由于UPS是整流器负荷，容量大，高次谐波对电源侧的影响也大，易引起系统设备的过热、误动作和诱导故障。a.整流回路的多相化。b.设置交流滤波器。c.采用内装高次谐波抑制装置的设备。C.UPS容量a.根据正常容量计算：各负荷容量的算术和加上预计扩展容量。b.根据启动容量计算：单台容量为最大的设备的10倍额定容量加上其他设备的额定容量之和。选择最接近的、容量稍大的UPS。3).自备发电设备A.为了满足计算机系统为一级负荷的供电要求，当采用两个电源供电时，所在地区供电连续性仍无法保证，BAS的工作连续性便无从保证。这时，应根据地区供电的连续性情况，同时考虑到UPS的供电时间仅为20min或稍大些，并考虑建筑物的重要性以及其他设备系统的供电要求，确定是否需要设置自备发电设备以及确定自备发电设备的容量。B.自备发电设备是对一级负荷中特别重要的负荷供电的应急电源，BAS应划归此类。设计中应考虑BAS的特点，根据其允许中断供电时间来选择能够满足要求的自发电设备，并应按计算机性能允许的电压参数变动范围来考核自发电设备的供电质量。4).配电方式BAS中的用电负荷，容易受供电电源的电压波动、周波数变动、干扰、停电、瞬时电压降低等的影响，有时发生误动作或不动作。因此，选择配电方式时，从避免电压波动、干扰的必要性出发，最好避免与其他负荷设备共用线路而应采用专用线路。A.中央站(监控中心)的配电a.由变电所引出两条专用回路供