学习情境3 智能建筑设备自动化系统概要

1、1、建筑智能化技术，学习情景3智能建筑设备自动化控制系统，2、学习情景3智能建筑设备自动化控制系统，3、学习情景3智能建筑设备自动化控制系统，4、智能建筑设备自动化系统BAS(Building Automation System)是智能建筑不可缺少的重要组成部分。其任务是监测、控制和管理建筑物内的能源使用、环境、交通和安全设施，以便提供一个安全、可靠、节能和舒适的工作或生活环境。能力目标 对智能建筑设备自动化系统的构成有初步了解；掌握智能建筑设备自动化系统的监控功能；掌握智能建筑设备自动化系统各子系统的监控原理和功能；掌握智能建筑设备自动化系统的设备选型；能够阅读智能建筑设备自动化系统的施工图

2、。学习情景3智能建筑设备自动化控制系统5。任务描述本学习情境的任务是初步了解智能建筑设备自动化系统的组成，掌握智能建筑设备自动化系统各子系统的监控原理和功能，增强智能建筑设备自动化系统的工程实践能力(图纸识别、设计和现场施工)。任务分析从介绍智能建筑设备自动化系统各子系统的结构和工作原理开始，逐步介绍智能建筑设备自动化系统各子系统的监控原理和功能。最后，介绍了一个智能建筑设备自动化系统的案例。学习情景3智能建筑设备自动化控制系统；6.建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据中国行业标准，楼宇自控系统可分为设备运行管理与监控子系统和消防安全子系

3、统，如图3.1所示。在正常情况下，这两个子系统应由BAS一起考虑。如果消防和安全防护系统是独立设置的，则应与监控中心建立通信，以便在灾害发生时按照协议转移作业，进行综合协调控制。3.1.1建筑设备自动化系统的组成，任务1智能建筑设备自动化系统，7，图3.1智能建筑设备自动化系统的组成，任务1智能建筑设备自动化系统，8，(1)自动监控和控制各种机电设备的启动/停止，并显示或打印当前运行状态。(2)自动检测、显示和打印各种设备的运行参数及其变化趋势或历史数据，当参数超出正常范围时，自动实现超限报警。(3)根据外部条件、环境因素、负荷变化，自动调整各种设备，使其始终运行在最佳状态。(4)及时监控和处

4、理各种事故和突发事件。3.1.2楼宇设备自动化系统的监控功能，任务1智能楼宇设备自动化系统，任务9，(5)实现对楼宇内各种机电设备的统一管理和协调控制。(6)能源管理。水、电、气等的自动计量和收费。实现能源管理自动化。(7)设备管理。包括设备档案管理、设备运行报告和设备维护管理等。任务1，智能建筑设备自动化系统；10、任务描述：明确建筑给排水系统的结构和工作原理，掌握建筑给排水监控系统的监控功能和原理图。任务分析从建筑给排水系统的结构入手，分析智能建筑给排水监控系统的监控对象和功能，最后阐述智能建筑给排水系统的监控原理。任务2给排水设备监控系统，11。高层建筑的高度很大，供水系统有多种形式，各

5、有优缺点，但基本上可分为两类，即高位水箱供水系统和气动供水或泵直接供水系统。3.2.1给排水系统的工作原理、任务2给排水设备监控系统、12、1高位水箱给水系统该系统的特点是通过水泵将水提升至最高水箱，通过重力将水分配至给水管网，如图3.2所示。监控屋顶水池(箱)的水位，当高/低水位超过极限时发出警报。根据水池(箱)的高低水位控制泵的启停，监控给水泵的工作状态和故障。当工作泵出现故障时，备用泵应自动投入运行。高位水箱的供水系统由水箱直接供水，供水压力相对稳定，并且有一个水箱储水，因此供水相对安全。然而，水箱很重，这增加了建筑物的负荷并占据了地板面积。任务2:给排水设备监控系统；图3.2:高位水箱

6、供水系统框图；任务2:给排水设备监控系统；任务2:气压供水系统。考虑到重力供水系统的缺点，可以考虑气压供水系统。因此，如果水箱没有设置在地面或顶部，只有水泵机组和气压水箱(箱)设置在地下室或一些备用地方。泵-气压水箱(箱)供水系统用气压水箱代替高位水箱，气压水箱可以集中在地下室水泵房，这样可以避免在建筑物内安装水箱的弊端，如图3.3所示。目前大多采用密封弹性隔膜气压水箱(箱)，既能节约电能，又能防止空气污染水质，有利于优质供水。任务2给排水设备监控系统、15、图3.3气压装置给水系统、任务2给排水设备监控系统、16、3水泵直供系统，无论是采用高位水箱还是气压水箱，都是带水箱装置的系统。有一个水

7、箱的优点是预先储存了一定量的水，并且水的供应是直接和可靠的，特别是对于消防系统来说是必要的，但是有许多上述缺点。无水箱的水泵直接供水系统可以在自动控制下与多台水泵并联运行。根据用水量的变化，可以启动/停止不同的泵，以满足用水量的要求，从而节约能源。例如，计算机控制更理想。水泵直接供水。更节能的方法是调节水泵的供水系统，即根据水泵的出水量与速度成正比的特性来调节水泵的转速，以满足用水量的变化。水泵无水箱直接供水系统最适用于水量变化不大的建筑，因为水泵必须长时间连续运行。即使夜间用水量很小，也会消耗电能，泵机组的投资也很高，这需要经过技术经济比较后才能确定。任务2给排水设备监控系统，17，3.2.

8、2.1给水监控系统1建筑内的生活给水系统可由高位(屋顶)水箱、生活给水泵和低位(或地下)蓄水池组成。生活给水系统的监控原理如图3.4所示。家用水泵的启停由水箱和蓄水池的水位自动控制。生活水箱有四个水位，即溢流水位、最低报警水位、生活泵停止水位和生活泵启动水位。DDC根据水位开关发出的信号控制家用泵的启停：当高位水箱液位低于启动水位时，DDC发出信号自动启动家用泵投入运行；当高位水箱的液位高于停泵液位或水箱的液位达到停泵液位时，如果储罐的液位达到消防泵的停止液位，将会发出警报。泵出现故障时自动报警。3设备累计运行时间和耗电量累计运行时间将为定期维护提供依据，并根据每台泵的运行时间自动确定为工作泵

9、或备用泵。对于超高层建筑，由于水泵扬程的限制，需要设置中继泵和水箱。任务2给排水设备监控系统，20，3.2.2.2排水监控系统建筑排水监控系统的监控对象为集水坑(池)和排水泵。排水监控系统的监控功能包括：(1)污水池(池)和污水池(池)水位监控和超限报警。(2)根据污水坑(池)和污水坑(池)的水位，控制排水泵的启停。(3)排水泵运行状态检测及故障报警。(4)累计运行时间为定期维护提供依据，并根据各泵的运行时间自动确定为工作泵或备用泵。建筑排水监控系统通常由水位开关和直接数字控制器(DDC)组成，如图3.5所示。任务2给水排水设备监控系统，21，图3.5生活排水监控系统示意图，任务2给水排水设备

10、监控系统，22，调节水泵转速有几种方式：1当用水量变化时，不能通过调节水泵电机调速联轴器来调节电机转速，以达到调节水量的目的。联轴器类似于汽车的变速箱。2.电机的速度由用水量的变化来控制，因此泵的水量可以调节。该方法设备简单、节能，已在中国使用，效果良好。调速泵供水系统如图3.6所示。3.2.3水泵节能运行、任务2给排水设备监控系统、23、图3.6调速水泵给水系统、任务2给排水设备监控系统、24、任务3暖通监控系统任务描述明确定义了暖通系统的结构和工作原理，掌握了暖通系统的监控功能和原理图。任务分析从建筑暖通空调系统的结构入手，分析智能建筑暖通空调监控系统的监控对象和功能，最后阐述智能建筑暖通

11、空调监控系统的监控原理。任务3暖通空调监控系统，25，3.3.1.1空调系统的基本概念影响室内空气环境参数变化的因素有两个：一是外部原因，如太阳辐射和外部气候条件的变化；另一方面，这是由于内部原因，如室内设备和人员的散热和湿气消散。当室内空气参数偏离设定值时，有必要采取相应的空调措施和方法将其恢复到规定值。3.3.1暖通空调系统的工作原理，任务3暖通空调监控系统，26.1空调系统的组成空调系统一般包括以下几个部分：(1)进气根据人们对空气新鲜度的生理要求，空调系统中的一些空气必须取自室外，通常称为新鲜空气。空调的进气口和风道构成进气口部分。(2)空气过滤进气部分引入的新鲜空气必须经过一次预过滤

12、，以去除带有较大颗粒的灰尘。普通空调系统配有预过滤器和主过滤器。根据过滤效率的不同，大致可分为一级(粗)过滤器、中级过滤器和高效过滤器。任务3暖通空调监控系统，27，(3)空气的热湿处理，结合了不同的处理过程，如空气加热、冷却、加湿和除湿，统称为空调系统的热湿处理部分。热湿处理设备主要有两种类型：直接接触型和表面型。直接接触型：与空气交换热量和水分的介质直接接触处理过的空气，通常将其喷入处理过的空气中。喷水室、蒸汽加湿器、局部辅助加湿装置和使用固体吸湿剂的设备任务3，暖通空调监控系统，28，(4)空气输送和分配，调节后的空气均匀地输入并分配到空调室内，以确保其适当的温度场和速度场。这是由风扇和

13、不同类型的管道组成的空调系统的空气输送和分配部分的任务。根据不同的用途和要求，有些系统只使用一台风机，称为单风机系统；一些系统使用一个鼓风机和一个回风扇，这被称为双风扇系统。管道截面通常为矩形和圆形。通常，低速空气导管是矩形的，而高速空气导管是圆形的。(5)冷热源部分为了保证空调系统具有制热制冷能力，它必须有两个部分：冷源和热源。冷源有两种：天然冷源和人工冷源。热源有两种：自然热源和人工热源。自然热源的热量是地热和太阳能。人工热源是指目前广泛使用的以煤、石油或天然气为燃料的锅炉产生的蒸汽和热水。根据空气处理设备的设置，空调系统可分为集中式系统、半集中式系统和分散式系统。(1)局部空调在半中央空

14、调系统中，除中央空调房间外，还有分散在空调房间内的二次设备(也称为末端设备)。变风量系统、诱导空调系统和风机盘管系统都是半集中式空调系统。分散式系统也称为局部空调装置。通常，冷热源和空气处理及输送设备(风扇)集中在一个盒子里，形成一个紧凑的空调系统。不需要集中机房，安装方便，使用灵活。它可以直接放在需要空调的房间里，也可以放在相邻的房间里，通过一个短的风道与房间相连。任务3暖通空调监控系统30。(2)所有空气处理设备(包括风扇、冷却器、加热器、加湿器和过滤器等。)集中空调系统位于一个集中空调室内(如图3.7所示)，集中设备处理后的空气通过风管分配到所有空调室内，便于集中管理和维护。在建筑中，一

15、般采用集中空调系统，通常称为中央空调系统。空气处理集中在专门的机房内，还有专门的冷冻站和锅炉房，用于空气处理的冷热源。图3.7典型中央空调系统，任务3暖通空调监控系统，31。根据处理空气的来源，中央空调系统可分为循环系统、直流系统和混合系统。循环系统的新风量为零，全部采用回风，最大限度地节约了冷热消耗，但空气质量较差。直流系统的回风量为零，全部采用新鲜空气，消耗大量的冷热，但空气质量良好。在大多数情况下，新风和回风混合比例适当，既能满足空气质量要求，又经济合理，因此是应用最广泛的集中空调系统，如图3.8所示。图3.8中央空调系统原理、任务3暖通空调监控系统和任务32中央空调空气热湿处理系统如图

16、3.9所示。该系统主要由风门驱动器、风道温度传感器、湿度传感器、压差报警开关、电动调节阀、压力传感器和现场控制器(DDC)组成。空调热湿处理系统的监控功能如下：将回风管道中的温度与系统设定值进行比较，通过比例积分微分法(比例积分微分法)调节冷水/热水电动阀的开度，以调节冷冻水或热水的流量，并保持回风温度在设定范围内。检测回风管道和新风管道的温度和湿度，计算新风和回风的焓，根据回风和新风的焓比控制回风门和新风门的开度，以达到节能的效果。任务3，暖通空调监控系统，(4)测量送风管道末端附近的送风压力，调整鼓风机的送风量，确保送风管道内有足够的风压。其他方面，如风机启停控制、风机运行状态检测和故障报警、过滤器堵塞