建筑设备自动化课件78章

1、第7章 其它建筑设备的监测与控制 7.1 建筑给排水监控 7.2电气设备监控系统 7.3 火灾自动报警与消防联动控制系统（FAS） 7. 4 安全防范系统（SAS）7.1 建筑给排水监控71l 建筑给排水系统简介1）建筑内部给水系统的分类 建筑内部给水系统按用途基本上可分为3类：（1）生活给水系统 供民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、盥洗、沐浴、洗涤等生活上的用水。要求水质必须严格符合国家规定的饮用水质标准。 （2）生产给水系统 因各种生产的工艺不同，生产给水系统种类繁多，主要用于生产设备的冷却、原料洗涤、锅炉用水等。生产用水对水质、水量、水压以及安全方面的要求由于工艺不同，差异很大

2、。 （3）消防给水系统 供层数较多的民用建筑、大型公共建筑及某些生产车间的消防设备用水。消防用水对水质要求不高，但必须按建筑设计防火规范保证有足够的水量与水压。2）建筑内部给水系统的组成 建筑内部给水系统由下列各部分组成： （1）引入管 对一幢单独建筑物而言，引人管是室外给水管网与室内管网之间的联络管段，也称进户管。对于一个工厂、一个建筑群体、一个学校区，引入管系指总进水管。（2）水表节点 水表节点是指引人管上装设的水表及其前后设置的闸门、泄水装置等的总称。闸门用以关闭管网，以便修理和拆换水表；泄水装置为检修时放空管网、检测水表精度及测定进户点压力值。（3）管道系统 管道系统是指建筑内部给水水

3、平或垂直于管、立管、横支管等。（4）给水附件 给水附件指管路上的闸阀、止回阀等各式阀类及各式配水龙头、仪表等。 （5）升压和贮水设备 在室外给水管网压力不足或建筑内部对安全供水、水压稳定有要求时，需设置各种附按照建筑物的防火要求及规定需要设置消防给水时，一般应设消火栓消防设备。有特殊要求时，另专门装设自动喷水灭火或水幕灭火设备等。3）建筑内部给水系统所需压力 建筑内部给水系统的压力，必须能将需要的水量输送到建筑物内最不利点的用水设备处，并保证有足够的流出水头。 对于住宅的生活给水，在未进行精确的计算之前，为了选择给水方式，可按建筑物层数粗略估计自室外地面算起所需的最小保证压力值，一般。层建筑物

4、为 100 kPa；一二层建筑物为120 kPa；三层及三层以上的建筑物，每增加一层增加 40 kPa。对于引人管或室内管道较长或层高超过3.5m时，上述值应适当增加。4）建筑内部给水系统的给水方式 给水方式最基本的有如下几种： （1）直接给水方式 室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间均能满足建筑内部用水需要时，采用此种方式。即建筑内部给水系统直接在室外管网压力作用下工作，为最简单的给水方式。 （2）设置水泵和水箱的联合给水方式 当室外给水管网中压力低于或周期性低于建筑内部给水管网所需水压，而且建筑内部用水量又很不均匀时，宜采用设置水泵和水箱的联合给水方式。这种给水方式由于水泵可及时向水箱

5、充水，使水箱容积大为减小；又因水箱的调节作用，水泵出水量稳定，可以使水泵在高效率下工作；水箱如采用水位监测装置，还可使水泵启闭自动化。故这种方式技术上合理、供水可靠，虽然设备费用较高，但其长期效果是经济的。 （3）设水泵的给水方式 若一天内室外给水压力大部分时间满足不了室内需要，且建筑内部用水量较大又较均匀时，则可单设水泵增压。这种给水方式适用于生产车间给水。对于用水量比较大，但用水不均匀性比较突出的建筑，如住宅、高层建筑等，如果是仅设水泵的恒速运行方式，很不经济。为了降低电耗，提高水泵工作效率，可考虑采用一台或多台泵的变速运行方式，使水泵供水曲线和用水曲线相接近，达到节能的目的。供水系统越大

6、，节能效果就越显著。近年我国已有部分高层建筑采用了这种给水方式。（4）分区供水的给水方式 在层数较多的建筑物中，室外给水管网水压往往只能供到建筑物下面几层，而不能供到建筑物上层时，为了充分有效地利用室外管网的水压，常将建筑物给水系统分成上下两个供水区，下区直接在城市管网压力下工作，上区则由水泵水箱联合供水（水泵水箱按上区需要考虑人两区间可由一根或两根立管连通，在分区处装设闸阀，必要时可使整个管网全由水箱供水或由室外管网直接向水箱充水。（5）环状给水方式 按照用户对供水可靠程度要求不同，管网分为枝状式和环状式。一般建筑中均采用枝状式。在任何时间都不允许间断供水的大型公共建筑、高层建筑和某些生产车

7、间需采用环状式。 5）建筑排水系统的组成及分类 建筑内部排水系统的任务是接纳污、废水并将其排到室外。建筑物内部装设的排水管道，按其所接纳排除污、废水的性质，可分为 3类：生活排水管道；工业废水管道；建筑内部雨水管道。 建筑内部排水系统的组成： 卫生器具或生产设备受水器。 排水管系 由器具排水管（连接卫生器具和横支管之间的一段短管，除坐式大便器外，其间包括存水弯）、有一定坡度的横支管、立管、埋设在室内地下的总干管和排出到室外的排出管等组成。 通气管系 通气管系有3个作用：一是向排水管系补给空气，使水流畅通，更重要的是减少排水管道内气压变化幅度，防止卫生器具水封破坏；二是使室内外排水管道中散发的臭

8、气和有害气体能排到大气中去；三是使管道内经常有新鲜空气流通，可减轻管道内废气对管道的锈蚀。 清通设备 一般有检查口、清扫口、检查并以及带有清通门（盖板）的90O弯头或三通接头等设备，作为疏通排水管道之用。 抽升设备 民用建筑中的地下室、人防建筑物、高层建筑的地下技术层、某些工业企业车间地下或半地下室、地下铁道等地下建筑物内的污、废水不能自流排至室外时，必须设置污水抽升设备。 室外排水管道 自排出管接出的第一检查井后至城市下水道或工业企业排水主干管间的排水管段即为室外排水管道，其任务是将建筑内部的污、废水排送到市政或工厂的排水管道中去。 污水局部处理构筑物 当建筑内部污水未经处理不允许直接排人城

9、市下水道或污染水体时，必须予以局部处理。712 给水系统的监控 1.给水系统监控功能水箱液位显示及报警水泵启停控制水泵运行状态显示及过载报警水流、水压状态显示累计各设备运行时间 2.给排水设备中监控的物理量(1)液位信号控制液位、报警液位、指示液位、液位信号(2)压力信号给水系统的运行状态一般可由压力信号反映出 来，压力过高或过低均会影响给水系统的正常运 行。例如：给水加压泵的出口、减压阀的两端等。 （3）压差信号建筑给排水系统中有些部位的压力差往往标志着设备的运行工况。例如：过滤器的两端的压差信号，能反映出过滤器是否堵塞，便于及时清洗。 （4）流量信号流量信号一般是用来对系统给、用水量的大小

10、进行观察和计量。（5）温度信号温度信号一般常用于热水系统和冷却水循环系 统中对水温的测量。（6）运行状态信号在给、排水系统中都设有水泵等运转设备，了解这些设备的运行状态，是十分必要的。1）建筑给水系统的形式 根据建筑物给水要求、高度和分区压力等情况，进行合理分区，然后布置给水系统。高层建筑给水系统的形式主要有两种，即高位水箱给水系统和恒压给水系统。（1）高位水箱给水系统 这种系统的特点是供水系统从原水地取水，通过水泵将水提升到高位水箱，再从高位水箱靠重力向给水管网配水。控制系统对高位水箱水位进行监测，当水箱中水位达到高水位时，水泵停止向水箱供水；当水箱中的水被用到低水位时，水泵再次启动向高位水

11、箱供水。同时，系统监测给水泵的工作状态和故障，当工作泵出现故障时，备用泵自动投人运行。 高位水箱给水系统用水是由水箱直接供应，供水压力比较稳定，且有水箱储水，供水较为安全。（2）恒压给水系统 高位水箱给水系统的优点是预储一定水量，供水直接可靠，尤其对消防系统是必要的。但水箱质量很大，增加建筑物的负荷，占用建筑物面积且存在水源受二次污染的危险。因此有必要研究无水箱的水泵直接供水系统。早期的水泵直接供水系统，由于水泵的转速不能调节，水压随用水量的变化而急剧变化。当用水量很小时，水压很高，供水效率很低，既不节能，又使系统的水压不稳定。后来这种系统被采用自动控制的多台并联运行水泵所替代，这种系统能根据

12、用水量的变化，开停不同水泵来满足用水的要求，以利节能。随着计算机控制技术的迅速发展，变频调速装置得到了越来越广泛的应用。实现水泵恒压供水，理想的方式是采用计算机控制的水泵变频调速供水。变频调速供水方式由于减少了水箱储水环节，避免了水质的二次污染。泵组及控制设备集中设在泵房，占地面积小、安装快。投资省。采用闭环式供水控制方式，根据管网压力信号调节水泵转速，实现变量供水。该方式水压稳定、全自动运行、可无人值守，可靠性高。变频调速供水方式中，水泵的转速随着管网压力的变化而变化。由于轴功率与转速的三次方成正比，因此与恒速泵运行方式相比，明显节省电能。另外，变频调速为无级调速，水泵的启动为软启动，减小了

13、启动时对水泵及电网的冲击，且多台泵组采用“先投入，先退出”的运行方式，确保每台泵的运行时间相同，能够有效延长泵组的使用寿命。变频调速闭环供水方式可以确保管网压力恒定，避免了水箱供水方式中可能产生的溢流或超压供水，减小了水能的损耗。 变频调速恒压供水既节能，又节约建筑面积，且供水水质好，具有明显的优点。但变频调速装置价格昂贵，而且必须有可靠的电源，否则停电即停水，给人们生活带来不便。 3. 给水监控系统 目前高层建筑中的生活给水大多是采用高位（屋顶）水箱、生活给水泵和低位（或地下）蓄水池等构成的供水系统。 （1）给水系统监控功能 水泵运行状态显示； 水流状态显示； 水泵启停控制； 水泵过载报警；

14、 水箱高低液位显示及报警。（2）给水系统监控功能描述 给水泵启停控制。给水泵启停由水箱和低位蓄水池水位自动控制。高位水箱设有4个水位信号（LTILT4），即溢流水位、最低报警水位、下限水位和上限水位；低位蓄水池也设有4个水位信号（LTSLTS），即溢流水位。下限水位、最低报警水位和消防泵停泵水位。屋顶高位水箱液位计的4路水位信号通过DI通道送人现场DDC，DDC通过1路DO通道控制水泵给水系统监控原理图的启停：当高位水箱液位降低到下限水位时，DDC发出启泵信号使给水泵运行，将水由低位水池提升到高位水箱；当高位水箱液位升高至上限水位或蓄水池液位低到下限水位时，DDC发出信号停止给水泵运行。将给水

15、泵主电路上交流接触器的辅助触点作为开关量输入信号，接到DDC的DI输入通道上监测水泵运行状态；水泵主电路上热继电器的辅助触点信号（1路DI信号），提供电机水泵过载停机报警信号。当工作泵发生故障时，备用泵自动投入运行。检测及报警。当高位水箱液位达到溢流水位，以及低位蓄水池液位低至最低报警水位时，系统发出报警信号。蓄水池的最低报警水位并不意味着蓄水池无水。为了保障消防用水，蓄水池必须留有一定的消防用水量。发生火灾时，消防泵启动，如果蓄水池液面达到消防泵停泵水位，系统将报警。 出水干管上设水流开关FS，水流信号通过DI通道送入现场DDC，以监视供水系统的运行状况。 设备运行时间累计、用电量累计。累计

16、运行时间为定时维修提供依据，并根据每台泵的运行时间，自动确定作为运行泵或是备用泵。 如采用变频调速恒压供水系统，则水泵由变频恒压控制装置控制其运转。其控制过程是在水泵出水口干管上设压力传感器，实时采集管网压力信号，通过1路AI通道送人现场DDC，通过与设定水压值比较，按PID算法得出偏差量，控制电源频率变化，调节水泵的转速，从而达到恒压变量供水的目的。当系统用水量增加时，水压下降，DDC使变频器的输出频率提高，水泵的转速提高，供水量增大，维持系统水压基本不变；当系统用水量减少时，过程相反，控制系统使水泵减速，仍维持系统水压。 系统中设低水位控制器，其作用是当水池水位降至最低水位时（或消防水位时

17、），系统自动停机。如有多台水泵，均采用同一台变频调速器由可编程控制器实现多台泵的循环软启动。典型的恒压供水系统组成：压力传感器PLC控制器变频器水泵机组等。控制方式： 系统采用压力负反馈闭环控制方式。控制原理：在水泵出水口干管上设压力传感器，实时采集管网压力信号，由AI通道送入现场DDC，经放大器放大后得到反馈信号，与给定压力信号进行比较，其差 值在PLC控制器内经一定的控制算法(如PID等)后， 输出控制信号AO控制变频器的输出频率变化，从而改变电动机-水泵的转速，使水泵出口压力维持在所设定的数值上，达到恒压供水的目的。当系统用水量增加时，水压下降，DDC使变频器的输出频率提高，水泵的转速提

18、高，供水量增大， 维持系统水压基本不变；当系统用水量减少时过程相反，控制系统使水泵减速，维持系统恒压。例：采用一台变频调速器配合可编程控制器，实现多台水泵的循环软启动和调节运行。多台并联水泵 的工频电源与变频电源的切换由DDC控制。P多台水泵组成变频调速恒压供水系统原理图713 排水系统的监控 高层建筑物一般都建有地下室，有的深人地面下23层或更深些，地下室的污水常不能以重力排除，在此情况下，污水集中收集于集水坑（池），然后用排水泵将污水提升至室外排水管中。 l）排水监控系统的监控功能 水泵运行及状态显示； 水泵启停控制； 集水坑高低液位显示及报警； 水泵过载报警； 建筑物排水监控系统下图所示

19、，潜水泵为一用一备。排水泵控制原理图2）排水监控系统的监控功能描述 （1）启停控制 集水坑设液位计监测液面位置，水位信号通过DI通道送人现场DDC，当水位达到高水位时，DDC启动排水泵运行，直到水位降至低水位时停止排水泵运行。 将水泵主电路上交流接触器的辅助触点作为开关量输入信号，接到DC的DI输入通道上监测的水泵运行状态；水泵主电路上热继电器的辅助触点信号通过1路DI通道，提供电机水泵过载停机报警信号。（2）设备运行时间累计、用电量累计累计运行时间为定时维修提供依据，并根据每台泵的运行时间自动确定作为工作泵或是备用泵。消火栓泵、喷洒泵等消防水泵的控制属消防联动控制系统的监控对象，不纳人BAS

20、的监控范围。72 供配电系统监测721 供配电系统简介722 供配电系统监测 1）电力系统的基本概念 电能是国民经济各部门和社会生活中的主要能源和动力。电能是由发电厂生产的，发电厂又多建在一次能源所在地，可能距离城市及工业企业很远，而电能用户又大都集中在城市或工业中心，所以必须建设升压变电所和架设高压输电线路，将电能高压输送到用户中心，然后又经过降压变电所降压，通过配电线路再送给各类电能用户。 由各种电压的电力线路将发电厂、变电所和电能用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。（2）发电厂 发电厂是生产电能的工厂，是将自然界蕴藏的各种一次能源转变为电能（二次能源）的工

21、厂。发电厂按其所利用的能源不同，分为水力发电厂。火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂及太阳能发电厂等类型。（2）电力网或电网 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所称为电力网或电网。习惯上，电网或系统以电压等级来区分，如说 10 kV电网或 10 kV系统，其意思是指相互连接的整个10 kV电力线路。 电网按电压高低和供电范围大小可分为区域电网和地方电网。区域电网的供电范围大，电压一般在 220 kV及以上。地方电网的供电范围小，电压一般为 35110 kV。根据供电地区的不同，也可将电网分为城市电网和农村电网。 电网中的变电所是变换电压和交换电能的场所，由变压器和配电装置组成

22、。按变压的性质和作用又可分为升压变电站和降压变电站。对仅装有受、配电设备而没有变压器的称为配电所。大型电力系统的系统图3）电能用户 电能用户就是电能消耗的场所，所有用电单位称为电能用户。 智能建筑为了接受从电力系统送来的电能，也需要有一个内部的供配电系统。智能建筑供配电系统由高压供电系统、低压配电系统、变配电所和用电设备组成。2）智能建筑供配电系统 （1）智能建筑用电设备的特点 智能建筑通常是高层建筑，与一般多层建筑相比，具有如下的特点： 用电设备种类多，有电气照明设备、电梯设备、给排水设备、冷热源设备、洗衣房设备、厨房设备、暖通空调设备、消防用电设备以及弱电设备等。 电气线路多，电气设备用房

23、多； 耗电量大； 供电可靠性要求高。（2）智能建筑的负荷等级划分 由于智能建筑用电设备多、负荷大、对供电的可靠性要求高，因此应对负荷进行分析，合理、准确地划分负荷等级，以便组织供配电系统，使之既能做到供电合理，又不造成浪费或使初投资增加。负荷等级划分的原则，主要是根据中断供电后在政治、经济上造成影响的程度而定。按照民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008）对负荷等级的划分标准如下： 一级负荷。中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者。 二级负荷。中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中

24、断供电将造成公共场所的秩序混乱者。 三级负荷。凡不属于一级和二级的负荷。 一类高层智能建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动控制系统、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等消防用电，电话机房、监控管理用计算机房电源为一级负荷；重要机房的照明，重要办公用房的照明为一级负荷；客梯、生活水泵属二级负荷；空调设备属三级负荷。3）智能建筑用电设备分类 智能建筑的用电设备很多，根据用电设备的功能又可将其分为3类，即：保安型、保障型和一般型。 保安型负荷。保证大楼内人身安全及智能化设备安全、可靠运行的负荷。这类负荷有：消防负荷、通信及监控管理用计算机系统等用电负荷。 保

25、障型负荷。保障大楼运行的基本设备负荷。这些负荷有：主要工作区的照明、插座、生活水泵、电梯等。 一般负荷。除上述负荷以外的负荷，如：一般的电力、照明、暖通空调设备、冷水机组、锅炉等。（4）智能建筑供配电系统的特点 由于用电量大，一般要设内部变配电所。 按照高层民用建筑设计防火规范（GB 50054-95）的有关要求，为了确保智能建筑消防设施和其他重要负荷用电，智能高层建筑一般要求两路电源供电。 为了保证电力系统在故障断电时能使特别重要的用电设备（一级负荷）不致中断，必须设置紧急起动的柴油发电机组。 为了保证在火灾、地震等特殊情况下，电力系统和柴油发电机组都不能供电时（或机组尚未启动时），楼内人员

26、能安全疏散，还必须设置蓄电池电源，以保证人员疏散安全。 为了减少变配电系统的电能损失，采用变压器深人负荷中心的方式，变压器进人楼内而且上楼。 由于供电深人负荷中心，变压器进入楼内，为了防火的需要，不能采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事故情况下能引起火灾的电气设备，而采用干式变压器和真空断路器。（5）智能建筑的高压主接线 智能建筑由于用电负荷大，通常是10 kV高压受电。常用的高压系统主接线方案如下：母线联络的分段单母线两路10 kV进线，单母线分段 这是智能建筑中常用的高压主接线方式，如图所示。平时两路电源同时供电，互为备用，母联开关为断路器，装有自动投入装置。 高压配出线以电缆放射式向各

27、配电变压器供电，当变压器离高压配电室距离较远时，变压器室宜装设负荷开关，以便清扫或检修变压器时，有明显可见的断开点。两路电源进线的单母线接线 两路10 kV进线，单母线不分段，如图所示，两路10 kV进线采用一用一备工作方式，当工作电源失效时，备用电源自动投入，两路都能保证100的负荷用电。这种接线所用高压配电设备少，但清扫母线或母线故障时，将造成系统全部停电。因此，这种接线常用在大厦负荷供电可靠性稍低的建筑中。 一路10 kV电源，一路220380 V低压备用电源，如图所示，此种供电方式用于取得第二高压电源较困难或虽能取得第二高压电源但经济上不合理，而且可以从邻近处取得低压电源作为备用电源的

28、情况。这种接线用在大厦负荷较少，供电可靠性要求较低的建筑中。高供低备主接线（6）自备应急柴油发电机组 目前城市电网的供电状况虽然较稳定，但对一个建筑物来说，即使城市电网已提供两路电源，并且有时这两路电源来自不同的上一级变电站，但实际运行中，一路电源检修时不排除另一路电源出现故障的情况，而且还有可能两路电源同时出现故障（因为再上级电源往往是同一电源）。因此，为了确保大厦供电的可靠、安全，设置自备柴油发电机组是必要的。自备应急柴油发电机组应始终处于准备启动状态。当市电中断时，机组应立即起动，并在15 S内投入正常运行，当市电恢复时，自动退出工作并延时停机。 （7）智能建筑的低压主接线 智能建筑变配

29、电所的低压主接线一般采用分段单母线接线方式，母联开关手动或自动切换。根据变压器台数和电力负荷的分组情况，可以有以下几种常见的低压主接线形式。 电力和照明负荷共用变压器供电。如图下所示，对于这种接线方式，为了对电力和照明负荷分别计量，应将电力负荷和照明负荷分别集中，设分计量表。 空调制冷负荷专用变压器供电。如图下所示，空调制冷负荷由专用变压器供电，当在非空调季节空调设备停运时，可将专用变压器亦停运，从而达到经济运行的目的。照明和电力负荷共用变压器主接线空调制冷负荷专用变压器供电主接线电力和照明负荷分别变压器供电。如图下所示，电力负荷和照明负荷分别由变压器供电。722 供配电系统监测 电力的管理是

30、智能建筑BAS最重要的部分之一。建筑供配电系统的安全、可靠运行对于保证大楼内人身和设备财产安全，保证智能建筑各子系统的正常运行，具有极为重要的意义。基于目前的技术水平，为保证供配电系统运行的安全、可靠性，目前建筑设备自动化系统对供配电系统只监测不控制。 1）供配电系统的监测功能 变配电设备各高低压主开关运行状况监视及故障报警； 电源及主供电回路电流值显示； 电源电压值显示； 功率因数测量； 电能计量； 变压器超温报警； 应急电源供电电流、电压及频率监视； 电力系统计算机辅助监控系统应留有通信接口。 2）供配电系统的监测功能描述 供配电系统采用计算机监测后，对供配电系统一次接线设计并无影响，仍可

31、按常规设计进行。监测信号取自系统中的电压互感器、电流互感器、脉冲式电度传感器、温度传感器以及开关设备的辅助触点。 （1）高压供电系统的监测高压进线三相电流、电压、功率因数、电能监测。为了监视供电系统一次设备（电力装置）的运行状况和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济、合理的运行，必须对一些重要的电气参数进行测量。在两路电源进线上采用电量变送器采集电压、电流、功率因数、电能等各种电气参数。经AI通道送入DDC，在DDC内经计算得到与实际相符的电流、电压、功率因数及电能参数值，供显示、打印、存储及分析之用。变压器温度监测及超温报警。DDC通过温度传感器自动检测变压器线圈温度，

32、通过与设定值比较，如超温则发出报警信息。 高压主开关运行状况监测及故障报警。高压主开关运行状态信号进入 DDC，要求单独使用一对常开辅助节点，接到DDC的DI通道。事故信号为各种保护信号，一般有过流、速断。重合闸、接地及保护回路断线等，这些事故信号进人 DDC，要求选用具有两对独立节点的信号继电器，一对节点给原有信号系统作就地指示，一对节点接DDC的DI通道。2）低压配电系统的监测 由于低压侧的每个配电回路的供电对象比较具体，如供冷水机组用电、照明用电、水泵用电等，因此，监测这些参数对大厦的管理非常有用。基于这些参数，可以分析大厦内各主要用电设备的用电情况，为科学有效的用电提供帮助。监视各主要

33、开关的分合状态及故障状态，可以使管理人员在中央控制室就能看到整个低压配电的状况，知道各个开关的状态及哪个开关是在故障状态。监测内容： 变压器二次侧出线三相电流、线电压监测； 母联开关三相电流监测； 各低压配电出线三相电流监测； 变压器二次侧主开关、母联开关、各低压配电开关的分合状态及故障状态监测。 低压配电系统的电气参数及运行状态监测方法同高压供电系统。另外还可能有：线路状态监测与报警负荷监测与报警系统电量计量与报警系统保护监测与报警火灾时，切断相关区域的非消防电源（3）备用电源的监测高层智能建筑为保证供电的可靠性，需要自备 柴油发电机组作为应急电源。建筑设备自动化系统应急柴油发电机组及切换开

34、关并不控制，但为保障机组的正常运行，需对一些有关参数进行监测，如油箱油位，各开关的状态，电流、电压及频率等。自备应急发电机组始终处于准备启动状态。一旦市电中断时， 机组应立即自动启动，并在15秒内投入正常供电； 当市电恢复正常时，机组维持5分钟不卸载运行，之后切断送电开关，发电机组再空载冷却运行约10分钟停机，彻底退出系统。应急柴油发电机组监测原理图73 照明设备监控73l 建筑照明系统简介 照明的基本功能是保证安全生产、提高劳动效率、保护视看者视力健康和创造一个良好的人工视觉环境。在一般情况下照明是指以“明视条件”为主的功能性照明。在那些突出建筑艺术效果的厅堂内，照明的装饰功能加强，成为以装

35、饰为主的艺术性照明。因此照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还直接影响建筑的艺术效果。室内照明系统由照明装置及其电气设备组成。照明装置主要是指灯具，照明电气设备包括电光源、照明开关、照明线路及照明配电箱等。 1）照明设计的基本概念 （1）光通量小 光源在单位时间内以辐射形式发射、传播和接收的能量，称为光通量，单位为流明，符号为lm。电光源每消耗1w功率所发出的流明数，称为光视效能（单位为 lmW）。光视效能是衡量电光源性能优劣的重要指标。（2）发光强度 I 光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，单位为坎德拉，符号为cd。（3）照度E 单位被照面面积上的光

36、通量，称为照度，单位为勒克斯，符号为lx，即 E=A 式中A被照面面积，m2。 照明设计中，必须满足国家标准规定的最低照度值，它是照明设计的基础物理量。 （4）亮度L 光源在给定方向的单位投影面上的发光强度称为亮度，单位为坎德拉每平方米，符号cdm2。式中 Iq；物体在观察方向上的发光强度，cd； s、 见下图 。 S被照面面积，m2。SIsIsILqcoscoscos2昭明设计的其本要求 （1）照度合适 要建立良好的视看条件，首先必须选择合适的照度。我国的照度标准是按间接法制定的，即除根据视觉功能的实验资料外，还图亮度的定义进行了大量的实测、调查和咨询，并结合我国电力工业的生产水平和消费水平

37、选定最低照度值。我国的照度标准分为“工业企业照明设计标准”和“民用建筑照明设计标准”两类，其范围值有高、中、低3档，供设计人员按建筑等级、功能要求和使用条件选取。不同场所的具体数据可参考有关电气照明设计手册。（2）限制眩光 建立良好的视看条件，除了需要足够的照度外，还必须注意限制眩光。所谓眩光是泛指由于亮度太大，或在时间上相继出现的亮度相差过大所造成的视觉不适或视觉降低。严重的眩光甚至使人眩晕、恶心和造成事故，必须加以限制。限制的方法有采用保护角较大的灯具；采用带乳白玻璃或磨沙玻璃散光罩的灯具；采用小功率低亮度灯泡；降低工件所处的背景亮度。提高灯具的悬挂高度等。限制眩光，将会降低照明装置的发光

38、效率，增加照明装置费用，因此在人员仅作短暂停留和工作较为粗糙的房间以及在人们不常观察的方向上可以降低对限制眩光的要求。（3）良好光色 光色差不仅使人不舒适，而且会使被观察的颜色失真，这对于商店、展览馆等需要正确辨色的场所是不允许的。（4）电压质量 为了保证照明质量，必须按照不同场合选好照明电源与电压。室内及露无场所采用220 V电压；在特殊场所，如地沟、隧道或低于2 m的有触电危险的房间的照明电压采用36 V或12 V；检修照明也采用36 V或12 V；在没有低压电源的高压配电室，由仪用电压互感器作照明电源时，可采用100 V照明电压。作好照明系统设计并校验具有不同运行工况下的电压偏差，其值一

39、般要求不偏离其额定值的 5 （5）安全 正确选择良好的接地系统。照明系统采用的导线型号及敷设方式通常依照环境特征而定，设计时必须合理选用开关，正确配线以实现安全、灵活的控制。 （6）经济节能 合理的照明设计还须充分注意初投资和年运行费用。照明设计时应尽量采用自然光，注意节约电力。 3）照明方式和种类 （1）照明方式 一般照明。在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明称为一般照明。对于工作位置密度大而对光照方向又无特殊要求（如办公室），或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所，宜采用一般照明。 局部照明。局限于工作部位的、固定或移动的照明称为局部照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，

40、宜采用局部照明。但在整个工作场所不应只设局部照明而无一般照明。 混合照明。一般照明与局部照明共同组成的照明称为混合照明。对于工作面需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。（2）照明的种类 工作照明。正常工作时使用的室内、外照明称为工作照明。它一般可单独使用，也可与应急照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。 应急照明。应急照明包含三部分内容：正常照明因故障熄灭后，供继续工作或暂时继续工作的照明称为备用照明；为确保处于危险之中的人员安全的照明称为安全照明；发生事故时保证人员安全疏散时的照明称为疏散照明。在因工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾以及人身事故会造成严重政治后果和经

41、济损失的场所，应设置应急照明。应急照明灯宜布置在可能引起事故的工作场所以及主要通道和出入口。应急照明必须采用能瞬时点燃的可靠光源。 值班照明。在非工作时间内供值班人员使用的照明称为值班照明。可利用工作照明中能单独控制的一部分，或利用应急照明的一部分或全部作为值班照明。 警卫照明。用于警卫地区周界附近的照明。可根据需要在需警戒的区域设置。 障碍照明。装设在建筑物上作为障碍标志用的照明称为障碍照明。在飞机场周围较高的建筑上，或船舶通行的航道两侧的建筑上，应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。 4）照明控制 正确的控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。目前设计中常用的照明控制方式

42、有跷板开关控制方式、断路器控制方式、定时控制方式、光电感应及智能控制器控制方式等。下面对各种控制方式逐一作简单介绍。（1）跷板开关控制方式 该方式就是以跷板开关手动控制一套或几套灯具的控制方式，这是采用得最多的控制方式。它可以配合设计者的要求随意布置。同一房间不同的出入口均需设置开关。单控开关用于在一处启闭照明；双控及多程开关用于楼梯及过道等场所，在上层、下层或两端多处启闭照明。该控制方式线路繁琐、维护量大、线路损耗多，很难实现舒适照明。（2）断路器控制方式 该方式是以断路器控制一组灯具的控制方式。此方式控制简单、投资小，但由于控制的灯具较多，造成大量灯具同时开关，节能效果差，且很难满足特定环

43、境下的照明要求。一般用于商场等需要同时开闭大量灯具的场所。（3）定时控制方式 该方式是以定时方式开闭灯具，可利用BAS的接口通过控制中心来实现。但该方式太机械，遇到天气变化或临时更改作息时间，就比较难以适应，一定要通过改变程序设定才能实现，显得非常麻烦。 还有一类延时开关，特别适合用在一些短暂使用照明或人们容易忘记关灯的场所（如楼梯间、走道等）使灯具点燃后经过预定的延时时间后自动熄灭，达到节电的目的。另外声控开关根据声音控制开启，并经预定的延时时间后自动熄灭，也属节能型开关。（4）光电感应开关控制 光电感应开关通过测定工作面的照度，经与设定值比较来开闭灯具。这样可以最大限度地利用自然光，达到更

44、节能的目的，并可提供一个不受季节与外部气候影响的相对稳定的视觉环境。特别适合一些采光条件好的场所。当检测的照度低于设定值的极限值时开灯，高于极限值时关灯。（5）智能控制方式 照明智能控制系统采用模块化分布式控制结构，通常由调光模块、开关模块、智能传感器。控制面板、液晶显示触摸屏、时钟管理器、手持编程器等独立的单元模块所组成。 各模块独立完成各自的功能，并通过通信网络连接起来，如图下所示。智能照明控制系统结构 照明智能控制模块的功能： 调光模块（开关模块）。调光模块是控制系统中的主要设备，它的主要功能是对不同功能的灯具进行配电、无级连续调光和开关控制（开关模块无调光功能）。它能适应电源电压、频率

45、的变化，抑制电磁干扰，改善电源电压输出波形，防止高起动电流和热冲击以及通过软起动特性和软关断技术来保护灯具，延长灯具寿命。 控制面板。它相当于传统照明系统中的照明开关，安装于便于操作的地方，人们可以通过操作控制面板中的某个按钮来起动照明系统中的某个灯光控制回路的组合，从而调用某个灯光场景。它有一般场景调用面板、可编程场景调用面板、时序场景调用面板和区域联接场景调用面板等。 所谓灯光场景，即系统中由不同的照明回路、不同的明暗搭配而组成的一种灯光效果。这种灯光场景可以预设置和记忆在调光模块和开关模块中，用户可以从控制面板或液晶显示触摸屏上，调用这种灯光场景以达到某个照明效果。 智能传感器。智能传感

46、器是系统中实现照明智能管理的自动信息传感元件，它具有动静检测（用于识别有无人进入房间）。照度动态检测（用于自动日光补偿）和接收红外线遥控3种功能。 时钟管理器。它用于一周或一年内复杂照明事件和任务的时序设定，可对大堂、营业厅、办公室、走廊、景观照明系统等具有周期性控制特点的场所实施时序控制。1台时钟管理器可管理多个区域，每个区域可有多个回路，多个场景。 液晶显示触摸屏。液晶显示触摸屏是一种较高级的人机界面，它具有信息存储记忆功能，能显示多种画面图像及相关信息，可以根据设定产生模拟各控制要求和调光区域灯光明暗的图像，实现直观的多功能、多区域控制。 手持编程器。它可以通过插头插人编程插口与系统网络

47、相连接，对系统的任何一个调光区域的灯光场景进行预设置、修改或读取，并显示各调光回路预设置值，是最基本的系统控制程序编程器。 PC机。这种智能照明控制系统是一个数字式控制系统，它能接受PC机的管理，可通过计算机对大型照明控制网络进行实时监控、管理和有关信息的网络远程传输。照明智能控制的优点： 提高照明质量，改善工作环境。如前所述，智能调光控制能改善照明质量划造一个健康、舒适的工作环境。 保护灯具、延长灯具寿命。智能照明控制系统是一个完善的工作保护体系，能适应电源电压、频率的变化，成功地抑制电网的浪涌电压、电磁干扰等各种电压冲击，改善电源电压输出波形，使灯具不会因电压过高而过早损坏。同时，系统中的

48、灯具大部分时间工作在低电压调光状态，这种长时间低电压工作状态能大幅度延长灯具寿命，有效地降低了照明系统的运行费用。这对于难安装区灯具和昂贵灯具更具特殊意义。 节省能源，提高管理水平，减少系统运行费用。智能照明控制系统能利用智能传感器适应室外光线的亮度，自动调节灯具的亮度，以保持室内照度的一致性，即室外自然光线强，室内灯光自动调弱；室外自然光线弱，室内灯光自动变强，以充分利用室外的自然光，既创造了最佳的工作环境，又能达到节能的效果。同时，它还能利用时钟管理器根据不同日期、不同时间按照各个功能区的运行状况预先设定的照度设置，来控制各个区域照明灯具的启闭，保证照明系统只有在必须的时候才把灯具点亮或点

49、亮到某种亮度，以利用最经济的能耗提供最舒适的照明环境。 友好的图形监控软件。智能照明控制系统具有现代控制技术的特点，配置微型计算机和专门的控制管理软件。大楼管理员可在中央控制室通过微机监视、控制各照明子系统上各类器件的工作状态，同时可修改或重新设置各类器件的参数，对整个大楼的照明系统进行图形化的管理操作。此外，系统还可通过微机和建筑设备自动化系统（BAS）相联接。通过调制解调器（Modem）联入远程维护中心，可实现对整个系统远程维护。 系统扩展灵活，应用范围广。系统的各功能模块都挂于一个控制总线上，这种系统可大可小，便于扩充。小系统可只由一个调光模块（或一个开关模块）和几个控制面板组成，用于一

50、个会议室、一座别墅或一个家庭的灯光控制。复杂的系统可配置计算机监控中心，这个监控中心可和智能建筑的中央控制室合用，实现就地控制和集中控制的良好结合。73 二 照明设备监控 1）照明设备的监控功能 庭院灯控制； 泛光照明控制； 门厅、楼梯及走道照明控制； 停车场照明控制； 航空障碍灯状态显示、故障报警； 重要场所可设智能照明控制系统。2）照明设备的监控功能描述 在智能建筑中，照明的用电量仅次于空调的用电量，因此对照明系统的有效控制是节约能源的重要手段。智能大厦的照明监控包括三类：办公室照明、公共区域照明、泛光照明。 办公室照明指通常房间内的照明。这部分照明所用的电量是照明系统中最大的。公共区域照

51、明指走廊、过道、楼梯间、停车场、庭院等区域的照明。泛光照明属装饰性照明，能使大厦在晚间呈现出色彩斑斓的美景。 办公室照明 办公室照明应为办公人员创造一个良好的舒适的视觉环境，以提高工作效率。办公室宜采用辐射入室内的自然光和人工照明协调配合方式。不论晴天。阴天、清晨或傍晚自然光如何变化（夜间照明也可看作其中的一个特例），也不论房间朝向、进深尺寸有多大，始终能有效地保持良好的照明环境，减轻人们的视觉疲劳。在实际工作中，办公照明控制通常按预先编制的时间控制程序工作。通常将时间分为“上午工作时间”、“午餐午休时间”、“下午工作时间”、“晚餐时间”、“晚上加班时间”、“下班时间”、“清洁”、“安全”、“

52、周末”等。在时钟管理器的管理下，根据预定的时序自动地在各种工作状态之间转换。例如，上班时间来临时，系统自动将灯打开，而且光照度会自动调节到工作人员最合适的水平。它的调光原则是，配置智能传感器，根据室外自然光的强弱，自动调节室内人工照明。当自然光较弱时启动增强人工照明；当自然光较强时，自动减弱人工照明，使两者始终能够动态地补偿，以保持室内恒定的亮度（按预设定要求的亮度）。调光方法可分为照度平衡型和亮度平衡型两大类。前者可使近窗处工作面与房间深部工作面上的照度达到平衡，尽可能均匀一致；后者可使室内人工照明亮度与窗的亮度比例达到平衡，消除人与物的黑相，多用于对照明质量要求高的场所。74 电梯系统监控

53、 电梯是智能建筑必备的垂直交通工具。智能建筑的电梯包括普通客梯、消防梯、观光梯。货梯以及自动扶梯等。电梯由轿厢、曳引机构、导轨、对重、安全装置和控制系统组成。对电梯系统的要求是：安全可靠，起、制动平稳，感觉舒适，平层准确，候梯时间短，节约能源。试验表明，人体感觉与速度无关，而取决于加（减）速度和加（减）速度变化率。电梯加速上升或减速下降时，会产生超重感；电梯加速下降或减速上升时，会产生失重感。人体对失重的感觉比对超重更加不适。因此，为满足感觉舒适，平层准确并且尽可能缩短运行时间、提高运行效率，选择适当的加速度及其变化率是重要的。电梯运行速度曲线应符合在起动加速段和制动减速段皆为抛物线、中间为直

54、线的抛物线直线综合速度曲线。为实现上述运行速度曲线，需要产生速度给定曲线并进行速度闭环控制，以采用计算机控制为宜。按驱动电动机的电源，可将电梯分为直流电梯和交流电梯两大类。直流电梯由直流电动机拖动，由于直流电机存在换向器和电刷，维修保养工作量大，而且体积、重量和成本都比同容量的交流电机大。交流电梯由结构简单、成本低廉、维修方便的异步电动机拖动，采用计算机控制的变频调速系统，既可以满足电梯运行速度的要求，又可以节约能源。在智能建筑中，对电梯的起动加速、制动减速、正反向运行、调速精度、调速范围和动态响应等都提出了更高的要求。因此，电梯系统通常自带计算机控制系统，并且应留有与BAS的相应通信接口。电

55、梯系统的监控内容包括： （1）按时间程序设定的运行时间表启停电梯、监视电梯运行状态、故障及紧急状况报警 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DDC，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。紧急状况检测常包括火灾、地震状况检测、发生故障时是否关人等，一经发现，立即报警。 电梯运行状态监视原理图如下图所示。（2）多台电梯群控管理 以办公大楼中的电梯为例，在上、下班，午餐时间客流十分集中，其他时间又比较空闲。如何在不同客流时期，自动进行调度控制，达到既能减

56、少候梯时间、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、浪费电力，这就需要不断地对各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厅站的召唤。在客流量很小的“空闲状态”，空闲轿厢中有一台在基站待命，其他所有轿厢被分散到整个运行行程上。为使各层站的候车时间最短，将从所有分布在整体

57、服务区中的最近一站调度发车，不需要运行的轿厢自动关闭，避免空载运行。 上班时，几乎没有下行乘客，客流基本上都上行，可转入“上行客流方式”，各区电梯都全力输送上行乘客，乘客走出轿厢后，立即反向运行。 下班时，则可转入不行客流方式”。 午餐时，上、下行客流量都相当大，可转入“午餐服务方式”，不断地监视各区域的客流、随时向客流量大的区域分派轿厢以缓解载客高峰。 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，使之具有理想的适应性和交通应变能力。这是单靠增加台数和梯速所不易做到的。 （3）配合消防系统协同工作 发生火灾时，普通电梯直驶首层、放客，切断电梯电源；消防电梯由应急

58、电源供电，在首层待命。 （4）配合安全防范系统协同工作 接到信号时，根据保安级别自动行驶至规定楼层，并对轿厢门实行监控。75 火灾自动报警与消防联动控制系统（FAS）火灾自动报警与消防联动控制系统作为建筑设备管理自动化系统（BMS）的一个子系统，是保障智能建筑防火安全的关键。 FAS作为BMS的一部分，在智能建筑中既可与安防系统（SAS）、建筑设备自动化系统（BAS）联网通信，向上级管理系统传递信息，又能与城市消防调度指挥系统、城市消防管理系统及城市综合信息管理网络联网运行，提供楼宇火灾及消防系统状况的有效信息。 1）火灾自动报警系统 火灾自动报警系统由火灾探测装置、火灾警报装置、信号传输线路

59、以及火灾报警控制器等组成。 （1）火灾探测装置 火灾探测装置包括火灾探测器和手动报警按钮。 火灾手动报警按钮用于火灾发生时，人工手动向消防报警系统发出火情信号。 所谓火灾探测器，是指用来响应其附近区域由火灾产生的物理和（或）化学现象的探测器件。火灾探测器有几十种，智能建筑中常用的有如下4种。感烟探测器 包括离子感烟探测器和光电感烟探测器。离子感烟探测器的核心部分由放射性元素镅（Am241）、电池、标准室、检测室组成。因为镅放射出 射线，使得标准室和检测室空气均电离，平时这两室的电阻都相等。但标准室密封，检测室外界空气可自由出入。当检测室进烟后，加快了其中的离子复合，使电阻增大，两室电压失去平衡

60、，使电子线路导通，发出信号而启动报警系统。离子式感烟火灾探测器的特点是灵敏度高、不受外面环境光和热的影响及于扰、使用寿命长、构造简单、价格低廉。光电式火灾探测器的工作原理是利用光发出的红外线或紫外线作用于光电管。内部光源（灯泡）发出的光，通过透镜聚成光束照射到光敏元件上转换为电的信号，电路保持正常状态。当有一定浓度的烟雾挡住了光线时，光敏元件立刻把光强变弱的信号传给放大器发大，电路得电动作而发出报警信号。光电式火灾探测器的特点是灵敏度较高，适用于火灾危险性较大的场所，如有易燃物的车间、电缆间、电脑机房等。感温探测器 感温探测器分定温感温探测器和差温感温探测器两种。 定温感温探测器的温度敏感元件