《民用建筑电气设计规范实施指南》可编辑版-18 建筑设备监控系统

图18-20CC-Bus照明系统由输入、输出及系统三部分组成。输入部分的功能是将外界的控制信号转换为系统信号作为控制依据，它包括输入键、场景控制器、红外遥控器、照度传感器、红外线探测器、定时单元、辅助输入单元等。输出部分的任务是接收总线上的控制信号，控制相应的负荷回路，实现照明控制。它包括模拟输出单元、不同回路的继电器和调光器等。系统部分是指供电单元、系统网络、PC机及其接口。在系统监测软件支持下，可对照明系统全面地进行实时监测。2i-bus智能照明控制系统PS/CHBC1PS/CHBC1BC15LC15LC15LC1LC1PS/CHDVC64DVC64DVC64DVC64DVC1DVC1DVC1DVC1PS/CHPS/CHPS/CHPS/CH图18-21i-bus智能照明控制系统i-bus智能照明控制系统是ABB公司基于欧州总线EIB而开发的照明控制系统。其结构分为三层，如图18-21所示。图中LC为支线耦合器，每条支线上可带64个总线元件DVC，最多可15条支线经支线耦合器接在一条主线上，成为一个功能区；l5个功能区经主干线耦合器BC连到主线上。图中PS/CH为电源供应器，每一总线均需配一个电源供应器。i-bus的总线为四芯电缆，其中两芯用于传输数据、程序及供各元件工作电源，两芯备用。i-bus系统的总线元件有不同的功能模块，其具有运算、储存等功能，对其进行编程后可以独立工作，同时系统程序将不同功能的元件有机地结合起来，形成一个具有各种功能的监控系统。i-bus智能照明系统的软件为WinSwitch，编程软件为ETS2，系统提供OPCServer,以便于其他系统联网。公共照明系统监控内容可参见表18-13。表18-13公共照明系统监控内容序号监控内容功能监控设备1建筑内部照明分区时间表程序开关控制（DI＋DO）自动控制接触器2建筑外部道路照明分区时间表程序开关控制（DI＋DO）自动控制接触器3建筑外部轮廓与效果照明时间表程序开关控制（DI＋DO）自动控制接触器4照明节能控制照度连续输入（AI）自动控制接触器5照明节能控制照度开关（DO）自动控制接触器注：此表根据GB50339-2003编制主要仪表选择：1）室外照度变送器应考虑设备防雨防尘的防护等级；2）照度变送器精度2％；3）智能照度变送器，应提供以太网、LonWorks、Modbus、CC－Link现场总线通信接口。18.13.2照明系统节能设计应符合本规范第18.13.1条3款及第18.15.5、18.15.6条的规定。【注释】照明控制系统按分区时间表程序对照明系统的相关回路进行开关式控制也是常用的一种节能控制方式。18.14电梯和自动扶梯系统18.14.1电梯和自动扶梯运行参数的监测宜符合下列规定：1宜设置电梯、自动扶梯运行状态显示及故障报警；2当监控电梯群组运行时，电梯群宜分组、分时段控制；3宜对每台电梯的运行时间进行累计。【注释】电梯和自动扶梯运行参数的监测包括以下内容：监视电梯运行状态、故障及紧急状况报警。其中，运行状态监视包括启动/停止状态、运行方向、所处楼层位置等，通过自动检测并将结果送入控制器，动态地显示出各台电梯的实时状态；故障检测包括电动机、电磁制动器等各种装置出现故障后，自动报警并显示故障电梯的地点、发生故障时间、故障状态等；紧急状况检测通常包括火灾、地震状况检测、发生故障时轿厢内是否有人等，一旦发现，立即报警。在有多台电梯的建筑场合，一般都采用电梯群控系统。以办公大楼中的电梯为例，在上下班、午餐时间客流量十分集中，其它时间又比较空闲。要在不同客流时期，通过自动调度控制，做到既能减少候梯时间以最大限度地利用现有交通能力，又能避免数台电梯同时响应同一召唤造成空载运行而浪费电力，就需要不断地对各候梯厅站的召唤信号和轿厢内选层信号进行循环扫描，根据轿厢所在位置、上下方向停站数、轿厢内人数等因素来实时分析客流变化情况，自动选择最适合于客流情况的输送方式。群控系统能对运行区域进行自动分配，自动调配电梯至运行区域的各个不同服务区段。服务区域可以随时变化，它的位置与范围均由各台电梯通报的实际工作情况确定，并随时监视，以便随时满足大楼各处不同候梯厅站的召唤。群控管理可大大缩短候梯时间，改善电梯交通的服务质量，最大限度地发挥电梯作用，使之具有比较好的适应性和交通应变能力。这是单靠增加电梯台数和调整电梯行驶速度所不易做到的，在经济上也是最可取的。18.14.2建筑设备监控系统与火灾信号应设有联锁控制。当系统接受火灾信号后，应将全部客梯迫降至首层。【注释】由于电梯的特殊性，每台电梯本身都有自己的控制箱，对电梯的运行进行控制。有多台电梯的建筑场合一般都有电梯群控系统，通过电梯群控系统实现多部电梯的协调运行与优化控制。建筑设备监控系统主要对电梯运行状态及相关情况进行监视，只有在特殊情况下，如发生火灾等突发事件时才对电梯进行联锁控制：普通电梯直驶首层、放客，切断电梯电源；兼作消防电梯时，改由应急电源供电，停在首层待命。18.15建筑设备监控系统节能设计18.15【注释】本条说明建筑设备监控系统节能与建筑设备监控系统采用先进技术之间有着密不可分的关系。18.15【注释】暖通空调系统能耗占现代建筑物总能耗的比重很大，而冷热源设备及其水系统的能耗又是暖通空调系统能耗的最主要部分。提高冷热源设备及其水系统的效率，对建筑节能的重要性不言而喻。本条文的目的是要求设计人员在选择改变空调系统风量的方法时，应优先采用节能效果最好的方法。变风量系统中，空调机组内送风机动态风量的调节，理论上可以有以下几种方法：（1）利用风机曲线的自适应方式；（2）调节风机出口（或送风总管上）的对开式风阀；（3）风机入口电动导流叶片调节法；（4）多台风机并联运行时的运行台数调节法；（5）风机转速调节法。前三种方法在本质上都不利于节能，第四种方法只能做到有级调节，因此，第5种方法才是最有利于风机节能的方式。在控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行台数时，如果能配合这些设备的转速调节，节能效果会更好。当然，这会使系统设备投资增加，应在系统设计阶段作全面的评估与选择。18.15.1当根据冷量控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行台数时，水泵及冷却塔风机宜采用调速控制；2根据制冷机组对冷却水温度的要求，监控系统应按与制冷机适配的冷却水温度自动调节冷却塔风机转速。【注释】一般空调冷冻水采用恒流量系统，用旁通阀控制供水和回水压力差。在空调冷冻水变流量系统中，空调冷冻水的流量随空调负荷而变化。用变频器可调节水泵电机速度，从而调节空调冷冻水的流量。这种系统，空调冷冻水一次泵、二次泵控制方式有所不同。一次泵可以用制冷机的流量来控制。二次泵用冷却器的进出口压力差来控制。在空调冷却水变流量系统中，冷却水流量随空调负荷而变化。水泵电机调节速度使用变频器。冷却塔风机采用变频调速器控制其转速，进而控制了冷却水的温度。由于冷却塔风机的能耗随风机转速的降低而降低，因而能够节能。一般变频器具有PID调节功能，可以独立起控制作用。如果要求采用对制冷机和冷却塔综合控制的冷却塔节能监控，可以通过变频器的通信接口把它们连接起来。18.151在不影响舒适度的情况下，温度设定值宜根据昼夜、作息时间、室外温度等条件自动再设定；2根据室内外空气焓值条件，自动调节新风量的节能运行；3空调设备的最佳启、停时间控制；4在建筑物预冷或预热期间，按照预先设定的自动控制程序停止新风供应。【注释】空调系统监控的节能措施第1款是一种较易实施、并且节能效果比较明显的节能措施。建筑物空调的能耗既与外部气象条件有关，与室内温度设定值有关。夏季工况，在外部温度升高时，室内温度设定值也应随之升高，过大的室内外温差不仅会造成空调系统运行能耗的浪费，而且还会造成身体不适。《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005第3.0.2条规定，大厅和过堂夏季的室内外温差不得大于10℃。此外，在一定的舒适度条件之下降低室内温度控制标准，能够产生可观的节能效果。根据一些实测结果，夏季室内温度从26℃提升至28℃,冷负荷即可减少18%～第2款指的是采用可变新风比的焓值控制节能技术。在大多数民用建筑中，如果采用双风机系统（设有回风机），其目的通常是为了节能而更多地利用新风（直至全新风）。因此，系统应采用可变新风比焓值控制方式。其主要内容是：根据室内、外焓值的比较，通过调节新风阀、回风阀和排风阀的开度，最大限度地利用室外新风来进行空调节能。以下介绍一种相对简化的全年变新风比及焓值控制策略。1冬季运行状态（系统供热水）：室外空气焓值和温度均小于室内空气焓值和温度，控制策略为“室温控制空调机组热水阀”，此时采用最小新风比控制；2冬季过渡季节运行状态：当室外温度逐渐升高，室内热负荷逐渐减少的过程中，热水阀逐渐关小。当热水阀已经全部关闭后，如果室温仍然超过设定值，则控制策略由“室温控制热水阀”改为“室温控制新风比”，即采用变新风比控制通过对新风阀、回风阀、排风阀的开度控制以稳定室温在设定值范围内，这是一个利用室外空气进行自然冷却的过程；3夏季运行状态（系统供冷水）：随着室外温度的不断升高，当室外空气的焓值大于室内空气的焓值、室外温度高于室内温度时，开始通过冷水阀供冷水，控制策略由“室温控制新风比”改为“室温控制冷水阀”。由于对回风的空气处理冷量小于对新风的处理冷量，这时应采用最小新风比控制；4夏季过渡季节运行状态：当室外温度逐渐降低，使得室外空气的焓值开始小于室内空气的焓值、室外温度低于室内温度，为克服室内热负荷，要求继续通过供冷水，控制策略仍然是“室温控制冷水阀”。由于这时对回风的空气处理冷量大于对新风的处理冷量，因此这一过程中，新风比应从最小新风比变为100%（新风阀全开）。当室外温度进一步降低，如果冷水阀已经全部关闭后，室温仍然低于设定值，可将控制策略由“室温控制冷水阀”改为“室温控制新风比”，通过控制高于送风温度的回风与低于送风温度的新风的混合比，来达到以节能手段稳定室温在设定值范围内的目的。本条第3款涉及到间歇运行的空调设备的最佳启动停止。如果间歇运行模式能够满足建筑空调要求，空调机组应尽可能采用间歇运行的方式，这样相当于缩短了空调运行的时间，对于节能来说是非常有利的。在目前的民用建筑中，除了酒店等建筑外，绝大多数（如办公楼、商场、展览馆、体育馆等等）的空调系统都是可以间歇运行的。既然如此，考虑到空调系统存在的热惯性，合理地提前停止和延后启动空调系统的运行，本身就是减少空调运行时间的方式之一。在目前的多数空调建筑中，通常这一点是采用人工管理的方式来进行的。由于人工管理具有随意性和不确定性的一些其他因素，因此本条推荐采用设置自动启停的控制装置，其目的就是要使运行时间更加科学化和程序化。作为硬件来说，自动启停的控制装置从技术上不是太大的问题，也不需太多的费用。问题的关键是要采用合理的软件和控制程序，这需要对建筑的使用特点、运行管理等方面进行详细的调研，取得相关的基础资料后才能作为控制程序的编制依据。尽管现在许多建筑的空调自动控制系统中已经有这样的功能，但正如前面所述：真正实现科学化和程序化启停空调系统的建筑还不是很普遍或者还没有完全做到，其中一个重要原因就是对建筑的使用规律的总结和后期的编程工作存在缺陷。因此，我们希望在投资中先考虑到此点，在建筑投入运行后，由建筑管理商和自控系统服务商尽快完善这一功能。下面介绍比较简单的一种最佳启停控制策略。办公大楼在上班前一段时间启动空调设备，下班前一段时间停止空调设备的运行，提前动作的时间长短由实测或经验确定。第4款规定指的是预冷/预热时，应该启动风机和打开水阀，关闭新风阀，开启回风阀，目的是缩短预冷/预热的时间。但是在利用室外空气预冷的场合，例如夜间清洗，则启动风机，关闭水阀和回风阀。18.151工作时段设置与工作状态自动转换；2工作分区设置与工作状态自动转换；3在人员活动有规律的场所，采用时间控制和分区控制二种组合控制方式；4在可利用自然光的场所，采用光电传感器的调光控制方式。【注释】建筑物内照明系统实现本条第1、2、3款的自动控制方法主要采用时控和感控两种方式。时控就是根据既定的时间段自动开启、熄灭或调整一定区域中的照明灯具。非时控的自动控制系统一般使用感应器，如红外线接收器和红外感应器、昼光感应器、光电传感器、动静探测器、声音接收器等。通过这些感应器可感知外部条件的变化，以改变照明状态。红外接收器通常是接收遥控器发出的红外线，来控制光源的开关。使用红外感应器的时候，应尽量减少房间内家具的阻碍，否则其探测范围会变小，因此它不适用于具有层板架的储藏空间。超声波感应器通过接受反射波将信息传给控制系统来开启或关闭照明光源，因此它不适用于空气流速高以及多震动的空间。光电传感器包括照度传感器和亮度传感器，它感受进入室内的昼光，根据昼光的多少来调节室内的照明，特别是临窗区域的照明，以平衡室内的照明。这些感应器可以安装在天花板上，也可以安装在侧面墙壁的较高位置处。照明系统控制的范围就取决于感应器的感应范围。很多时候各种感应器可以组合使用，如在小办公室、储藏室、复印室、盥洗室、走廊等处可以使用动静探测器和昼光感应器相结合来控制人工照明，为了避免一些错误信号，还可以配备关灯延迟计数器，同时还可设定昼光允许量。此种装置当安装高度为2.7m时，有直径为7m的探测范围。它的工作过程是：当室内超过了设定的最小照度水平，即使室内有人在，系统也会关闭照明系统；当室内低于设定的最小照度水平，只有在动静探测器探测到有人时，才接通照明系统；人员离开，动静探测器探测到室内无人居留，并且延迟计数器计数己满后，自动关闭照明系统。各种探测器或感应器的工作原理是不同的，将它们组合使用可大大地节约能源，如果同时使用昼光感应器、动静探测器和红外接收器，甚至可以节约能源70%。灯具的照明控制可分为开关控制和调光控制。前述的昼光控制系统虽然节能效果较好，但照明质量稍差，因此，该控制方式仅适合于有一定人员流动的场所。在需要为办公人员创造一个良好、舒适视觉环境的的场所（如办公室），可如本条第4款要求的那样，采用光电传感器的调光控制作为节能手段。调光控制包括连续的调光控制(被控光源的光通量可连续变化)和不连续的调光控制(被控光源的光通量只能在若干固定的预设值之间变化)。正确的照明控制方式是实现照明艺术性和舒适性的有效手段，是节约能源的有效措施。绿色照明的宗旨是节电、节能、低噪声、低谐波、低电磁干扰。在照明设计中，合理和正确地选用照明控制方式，不仅是经济性和使用性的良好统一，也是一个实现“绿色照明”的重要环节。18.151道路照明、庭院照明宜采用分区、分时段时间表程序开关控制和光电传感器控制二种组合控制方式；2建筑物的景观照明宜采用分时段时间表程序开关控制方式。【注释】室外照明设计不仅能改善建筑物的功能效益和环境质量，提高视觉效果，而且还会营造出一种和谐自然的环境气氛，从潜移默化中影响人们的心境。室外照明设计要实现功能照明、安全照明和景观照明三者间的完美统一，难度绝不低于建筑物内部照明。同样，室外照明系统控制方式的多样性也是室内照明系统所不能比拟的。因此，室外照明系统的节能措施应根据具体应用情况采取，并参考建筑物内部照明的节能措施。18.15【注释】由于有的地区并不实行峰谷差别电价，所以本条不仅仅着眼于这样做的经济效果，还考虑到如此实施的社会效益。18.15【注释】很多大厦的供配电设备常常在设计上存在大马拉小车的现象，造成运行成本的上升。因此，根据用电负荷的大小控制变压器运行台数是一种有效的节能手段。基于高层建筑供电安全性、可靠性的要求，通常均按一级负荷标准进行设计：即高压双电源分段供电，互为备用。通常只要在系统的分段点增加联络柜，便能解决控制变压器运行台数的问题。但这一方案的技术难点在于，如何解决多个开关的相互联锁，防止变压器间的并联运行造成上述高压系统短路或反供电安全事故的发生。18.16监控表18.16.1为建筑设备监控系统编制的监控表，应符合下列规定：1编制监控表应在各工种设备选择之后，根据控制系统结构图，由建筑设备监控系统（BAS）的设计人与各工种设计人共同编制，同时核定对监控点实施监控的可行性。2编制的监控点一览表宜符合下列要求：1）为划分分站、确定分站I/O模块选型提供依据；2）为确定系统硬件和应用软件设置提供依据；3