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.按按照楼层层层面组组织BAS系统统，布线线施工简简单，子子系统的的控制功功能设置置比较灵灵活，调调试工作作相对独独立；B.整整个系统统的可靠靠性较好好，子系系统的失失灵不会会波及整整个系统统；C.设设备投资资大，尤尤其是高高层建筑筑；适合合于商用用的多功功能建筑筑。(3）混混合型BAS系系统兼有上述述两种结结构特点点的形式式，即某某些子系系统如供供电、给给排水、、消防、、电梯等等，采用用按整座座建筑物物设备功功能组织织的集中中控制方方式；而而另外一一些子系系统如空空调、灯灯光照明明，则按按建筑楼楼层层面面组织的的分区控控制方式式。该系系统结构构灵活，，可根据据实际情情况调整整。系系统规模模的划分分(1)分分类原因因A.不不同厂家家推出的的商品化化BAS产品介介绍或综综述多涉涉及到规规模的划划分问题题；B.便便于于系统统结构构的规规划、、确定定通信信方式式和控控制问问题以以及监监控中中心的的规划划。(2)BAS规模模按监监控点点的数数量划划分(3)按按系统统监控控点数数量、、一次次投资资、建建筑总总投资资来划划分表中数数据只只是一一个时时期的的统计计数据据，只只能作作粗略略估计计时的的参考考，绝绝不能能作为为系统统规划划与设设计的的指标标值。。组组建系系统的的一般般原则则(1)通通过规规划与与设计计确定定BAS的的服务务功能能并保保证其其实现现A.首首先先应该该确定定其应用功功能，并考考虑与与管理理体制制相适适应。。a.确确保保建筑筑物(群)内环环境舒舒适；；b.提提高高建筑筑物自自身以以及人人员与与设备备的整整体安安全水水平和和对灾灾害的的防御御能力力；c.通通过过最佳佳控制制节省省能耗耗；d.提提供供可靠靠的、、经济济的最最佳能能源供供应方方案，，进行行节能能管理理；e.使使设设备高高效运运行，，减轻轻人员员的劳劳动强强度；；f.不不断断地、、及时时地提提供有有关设设备运运行情情况的的资料料，集集中收收集、、整理理，作作为设设备管管理决决策的的依据据，实实现设设备维维护工工作的的自动动化。。B.从从技术实实现的角度度分析析尽可可能多多地把把一些些设备备系统统纳入入BAS：：a.能能够够实现现全面面的集集中监监控；；b.硬硬设设备资资源的的共享享性好好；c.便便于于一体体化的的维修修管理理；d.可可以以统筹筹在正正常与与异常常情况况下的的设备备控制制方案案，使使它们们协调调地、、合乎乎逻辑辑地工工作。。当然，，并非非所有有的BAS都必必须包包罗上上列的的全部部系统统，例例如有有的从从节能效效益出发只只将HVAC纳纳入BAS。另另外，，从管理体体制上也要要求一一些系系统独独立设设置，，如多多数的的火灾灾自动动报警警和消消防联联动控控制系系统就就是独独立设设置的的，并并不纳纳入BAS。(2)要要集控控制和和管理理于一一体，，分散散控制制、集集中监监控与与管理理，尽尽量减减少故故障的的波及及面A.BAS是是一种种综合合性的的多级级分布布式计计算机机信息息处理理与控控制系系统。。B.综合性性体现在在它集集控制制与管管理于于一体体；集集计算算机控控制技技术、、计算算机通通信技技术和和局部部网络络技术术于一一体。。控管管一体体和实实现集集中监监控都都是出出于管管理的的需要要。C.分散控控制则是出出于设设备监监控、、为管管理提提供决决策依依据和和缩小小故障障范围围的综综合需需要。。（3）系系统要具具有一定定的可变变性A.任任何一个个已经建建成使用用的建筑筑，随着着时间的的推移，，其使用用功能不不可能是是一成不不变的，，必然然会要求求BAS系统在在控制与与管理功功能上与与之相适适应，即即要求BAS具具有一定定的可变变性，亦亦即：a.系系统功能能扩展的的可能性性和适应应性；b.控控制与管管理功能能扩展或或改变时时的易行行性；c.硬硬件与软软件进入入系统或或退出系系统的方方便性。。B.系统扩展展性的内内容a.在在中央站站增设管管理用的的工作站站，满足足管理工工作量扩扩展的需需要；b.增增设分站站，扩展展被监控控的系统统；c.在在分站增增设模块块或插件件，扩展展监控点点；d.在在系统中中扩展管管理功能能，如增增加“趋趋势报告告”的数数量、西西文系统统改为汉汉化系统统等，虽虽然这不不一定开开辟局域域网，但但应用软软件扩展展是必然然的。的的功能要要求中央监控控系统集集计算机机技术、、现代控控制技术术、信息息通信技技术于一一体，对对智能建建筑的所所有设施施进行全全面监控控，以实实现舒适适、安全全、高效效、节能能的目的的。因此此，中央央监控系系统必须须具备：：（1）监监控功能能A.状状态监控控B.警警报发生生监控C.启启动/停停止失败败监控和和启动停停止次数数累计D.计计测值上上、下限限监控和和偏差监监控E.运运转时间间累计和和连续运运行时间间监控F.监监视器使使用范围围指定(2）操操作功能能A.手手动个别别启动/停止操操作B.远远程设定定值变更更C.程程序设定定值变更更D.许许可/禁禁止指定定E.维维修登录录/解除除F.鼠鼠标器操操作G.操操作密码码指定(3)显显示功功能A.监监视器系系统显示示B.动动画显示示C.多多窗口显显示D.画画面移动动显示E.单单管理点点的详细细画面显显示F.趋趋势图、、长条图图显示G.日日历显示示H.警警报一览览表显示示I.未未确认警警报一览览表显示示J.维维修登录录一览表表显示K.一一览表显显示L.程程序一览览表显示示M.日报、、月报、年报报显示N.预约画画面显示O.显示履履历的显示P.直接选选择显示Q.报警指指示显示(4)控制制功能A.日历功功能B.时间程程序C.联动程程序D.火灾意意外事故程序序E.停电处处理和恢复供供电程序F.自备发发电时的强制制驱动控制G.最佳启启动/停止控控制H.室外空空气引入控制制I.远程设设定值的时间间控制J.简易运运算控制(5)数据据管理功能A.趋势数数据的再显示示功能B.用户数数据处理辅助助功能C.警报记记录D.操作/状况变化记记录(6)安全全保障功能A.机器登登记薄/机器器履历管理B.运转实实时管理C.安全保保障时间表管管理(7)记录录功能A.信息记记录B.报表记记录C.监视系系统图记录D.一览表表记录(8)自诊诊断功能A.传送系系统故障监控控B.系统异异常状况自行行监控(9)内部部互通电话功功能A.通话功功能B.音频监监控功能(10)与与其它系统之之间的通信功功能A.通过安安全保障系统统、电源监控控系统、冷却却装置和内部部互通电话等等进行通信监监控点一览览表的编制(1)编制制原因A.监控点点一览表是为为确定系统硬硬件和应用软软件设置提供供依据。B.监控点点一览表的格格式以简明、、清晰为原则则，根据选定定的建筑物内内各类设备的的技术性能，，有针对性地地进行制表。。C.所编制制的监控点一一览表，对于于每个监控点点应明确表示示其内容，如如所属设备名名称及其编号号、监控点的的被控量、监监控点所属类类型。(2)监控控点号确定原原则每个监控赋予予“点号”，，确定点号应应遵守如下原原则：A.必须适适合计算机处处理；B.是一种种系统有序的的数字式代码码；C.要有一一定的可扩展展性；D.所有点点号位数一致致；E.点号由由0--9和和非易错英文文字母组成。。::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)监控控点号排序方方法7.5.8BAS的电电源(1)BAS的负荷级级别及供电要要求1)负荷级级别按有关设计规规范规定，BAS的监控控中心的负荷荷级别为一级负荷。2)供电要求求A.监控中中心应从变电电所引出两条条专用回路供供电，两条供供电回路一备一用，且在末端自动切换换。B.BAS中央站必须须配置UPS，且不能把UPS的接入入认为是供电电回路一备一一用的要求得得到了满足。。C.分站电电源宜从监控控中心专用配电盘上引出出。D.监控中中心内系统主主机及其外部部设备宜设专专用配电盘，，通常不宜与与照明、动力力混用。E.供电质质量应满足产产品要求，若若无明确要求求或所提要求求过低，则参参照计算机供供电电源质量量要求的C级级标准：电压波动≤±±10％；频率变化≤±±1Hz：波形失真率≤≤±20％。。(2)负荷荷容量A.BAS用电负荷的的总容量为现有设备总容容量与预计扩展总容容量之和。若扩展展容量无明确确规划依据，，可按现有容容量的20％％估算。B.长期无间断的的连续运行是BAS的特特点之一，因因此，应按需需要系数等于于1.0计算算。C.考虑预预留扩展容量量，在无明确确规划时，其其统计增容数数字约为5%---20%。(3)电源源设备1).对电电源设备要研研究的项目及及对策电源质量、供供电可靠性问问题。2).不停停电电源装置置(UPS)A.BAS中的设备不不工作或误动动作产生原因因a.由于电电业部门不可可预测的事故故而停电。b.由于雷雷电而引起的的瞬时电压波波动。c.由于接接入同一系统统的负荷而引引起的干扰或或电压波动。。d.频率波波动。因而在BAS中，必须设设置不停电电电源，即UPS，一般UPS的供电电时间应不低低于20min。B.采用UPS时应采采取的措施由于UPS是是整流器负荷荷，容量大，，高次谐波对对电源侧的影影响也大，易易引起系统设设备的过热、、误动作和诱诱导故障。a.整流回回路的多相化化。b.设置交交流滤波器。。c.采用内内装高次谐波波抑制装置的的设备。C.UPS容量a.根据正正常容量计算算：各负荷容容量的算术和和加上预计扩扩展容量。b.根据启启动容量计算算：单台容量量为最大的设设备的10倍倍额定容量加加上其他设备备的额定容量量之和。选择最接近的的、容量稍大大的UPS。。3).自备备发电设备A.为了满满足计算机系系统为一级负负荷的供电要要求，当采用用两个电源供供电时，所在在地区供电连连续性仍无法法保证，BAS的工作连连续性便无从从保证。这时时，应根据地地区供电的连连续性情况，，同时考虑到到UPS的供供电时间仅为为20min或稍大些，，并考虑建筑筑物的重要性性以及其他设设备系统的供供电要求，确确定是否需要要设置自备发发电设备以及及确定自备发发电设备的容容量。B.自备发发电设备是对对一级负荷中中特别重要的的负荷供电的的应急电源，，BAS应划划归此类。设设计中应考虑虑BAS的特特点，根据其其允许中断供供电时间来选选择能够满足足要求的自发发电设备，并并应按计算机机性能允许的的电压参数变变动范围来考考核自发电设设备的供电质质量。4).配配电方式BAS中的用用电负荷，容容易受供电电电源的电压波波动、周波数数变动、干扰扰、停电、瞬瞬时电压降低低等的影响，，有时发生误误动作或不动动作。因此，，选择配电方方式时，从避避免电压波动动、干扰的必必要性出发，，最好避免与与其他负荷设设备共用线路路而应采用专专用线路。A.中央站站(监控中心心)的配电a.由变电电所引出两条条专用回路供供电，两条供供电回路一备备一用，在监监控中心设带带自动切换装装置的专用配配电盘。b.监控中中心内系统主主机及其外部部设备宜设专专用配电盘，，通常不宜与与照明、动力力混用。c.为应付付紧急情况下下迅速停电，，监控中心需需在最易迅速速接近的位置置设置紧急停停电开关，并并加以醒目标标志。B.分站配配电a.对于较较大型、大型型系统，采用用放射式配电电方式，即由由监控中心专专用配电盘以以一条支路专专供一个分站站的方式配电电。b.当分站站数量多而分分散时，亦可可采用树干式式配电方式，，即数个分站站共用一条线线路。c.对于中中型及以下系系统，当产品品无要求时，，亦可由分站站邻近的动力力配电盘以专专路供电(最最好两路，一一备一用)。。d.含CPU的分站，，应设备用电电池组，且支支持分站全部部负荷运行不不小于72小小时，保证停停电时不间断断供电。7.5.9BAS的接接地(1)接地地的基本要求求A.BAS的接地应按按计算机系统统接地的规定定执行。a.交流工工作接地，接接地电阻不应应大于7Ω；；b.安全保保护接地，接接地电阻不应应大于7Ω；；c.直流工工作接地，接接地电阻应按按计算机系统统具体要求确确定；d.防雷接接地，应按现现行国家标准准《建筑物防防雷设计规范范》执行。上述述四四种种接接地地宜宜共共用用一一组组接接地地装装置置，，若若防防雷雷接接地地单单独独设设接接地地装装置置，，则则其其余余三三种种接接地地宜宜共共用用一一组组接接地地装装置置，，接接地地电电阻阻不不应应大大于于其其中中最最小小的的接接地地电电阻阻值值要要求求，，且且两两种种接接地地系系统统的的距距离离不不宜宜小小于于20m。。对直直流流工工作作接接地地有有特特殊殊要要求求需需单单独独设设置置接接地地装装置置的的产产品品，，应应按按产产品品要要求求执执行行。。若若具具体体工工程程难难以以满满足足安安全全距距离离，，则则应应要要求求厂厂家家结结合合工工程程实实际际情情况况，，对对其其原原定定的的接接地地要要求求加加以以适适当当修修改改。。实际际工工程程中中要要满满足足各各种种接接地地装装置置的的距距离离不不小小于于20m是是很很难难做做到到，，故故实实际际工工程程上上，，各各种种接接地地系系统统共共用用一一组组接接地地装装置置，，其其接接地地电电阻阻不不大大于于1ΩΩ。。系统统接接地地应应采采取取单单点点接接地地方方式式，，即即将将多多种种接接地地的的接接地地线线分分别别接接到到接接地地母母线线上上，，接接地地母母线线采采用用一一根根接接地地线线单单点点与与接接地地体体相相连连接接。。由由设设备备至至接接地地母母线线的的连连接接导导线线应应采采用用多多股股编编织织铜铜线线，，且且应应尽尽量量缩缩短短连连接接距距离离，，不不得得与与防防雷雷引引下下线线相相邻邻平平行行敷敷设设。。B.某某些些产产品品可可能能有有规规定定的的接接地地要要求求，，应应予予执执行行。。如如果果执执行行确确有有困困难难时时，，应应要要求求厂厂家家结结合合工工程程实实际际情情况况对对其其原原定定的的接接地地要要求求加加以以适适当当修修改改。。C.建建筑筑物物应应采采用用总总等等电电位位联联结结，，各各楼楼层层BAS设设备备的的接接地地应应采采用用局部等电电位联结结。(2)系系统接地的的具体做法法A.对于于交流工作接接地，无论TN-C-S还是TN-S系统统，在做了了工作接地地以后，N线与PE线应是严格分开的，N线不不得再与任任何“地””作电气连连接。B.对于于安全保护接接地，是将BAS设备外外壳与等电电位连接体体就近相连连或与PE线作良好好的电气连连接。C.对于于直流工作接接地，在监控中中心设局部部等电位网网(排)或或接地分汇汇接线，通通过专用接接地干线与与建筑物总总等电位网网(排)或或接地总汇汇接环)连连接。D.接地地干线采用用35mm2的多股铜芯芯线缆穿金金属管、槽槽敷设在弱弱电竖井中中。此外严严禁再与任任何“地””有电气连连接。金属属管、槽还还必须与PE线连接接。a.信号号线的屏蔽蔽层可集中中在一起，，接到外壳