第2章 楼宇设备自动化系统

– 双电源暗备用方式，如图 所示。 双电源暗备用方式，如图2.3所示 所示。
• 正常时，两路高压电源互为备用，同时工作。 正常时，两路高压电源互为备用，同时工作。 • 当其中一路发生事故停电时，由母线联络断路器对故障 当其中一路发生事故停电时， 回路供电。 回路供电。
S1
市电1 市电 主供 10KV母线 母线
操作站 操作站 操作站
N1 LAN
智能控制器
智能控制器
智能控制器
配电 冷冻机组 数字控制器 空调机
N 2 bus N 2 bus N 2 bus
照明 电梯
图2.1 建筑设备监控系统结构
¡-
数字控制器
¡-
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2.建筑设备监控系统的主要功能 2.建筑设备监控系统的主要功能
建筑设备监控系统的主要功能可归纳如下： 建筑设备监控系统的主要功能可归纳如下： 能提供整体监测， 能提供整体监测，对机电设备故障作出即时察 觉及分析，减少因小故障而引起的其他问题， 觉及分析，减少因小故障而引起的其他问题， 同时节省时间和资金。 同时节省时间和资金。 配合自控系统的节能程式操作， 配合自控系统的节能程式操作，减少不必要的 能源浪费。 能源浪费。 提供防范性保养， 提供防范性保养，对可能发生的设备问题作出 事先维修， 事先维修， 提高对楼宇的整体管理效率，节省人力和时间。 提高对楼宇的整体管理效率，节省人力和时间。
暖通空调系统包括
–空调系统：对各冷源系统（冷却塔、冷冻水泵、 空调系统：对各冷源系统（冷却塔、冷冻水泵、 空调系统 冷却水泵、制冷机组）进行监控， 冷却水泵、制冷机组）进行监控，完成最佳台数 运作；对冷冻水、冷却水之温差、 运作；对冷冻水、冷却水之温差、压差及流量等 进行监控；并在确保空气温度及新鲜度的情况下， 进行监控；并在确保空气温度及新鲜度的情况下， 实现最佳新风及外气节能调节。此外， 实现最佳新风及外气节能调节。此外，还对楼宇 空气进行相应监测。 空气进行相应监测。 –通风系统：由常规通风系统及防排烟系统组成， 通风系统： 通风系统 由常规通风系统及防排烟系统组成， 包括厕所排烟系统、 包括厕所排烟系统、地下室机房及车库送排风系 统以及空调新风进风系统、防烟系统、 统以及空调新风进风系统、防烟系统、排烟系统 及加压送风系统。 及加压送风系统。
建筑智能化技术基础
第二章 建筑设备监控系统
建筑设备管理系统包含建筑设备监控系统、 建筑设备管理系统包含建筑设备监控系统、消 防报警系统和安全防范系统三个子系统。 防报警系统和安全防范系统三个子系统。 建筑设备监控系统是智能建筑之一个重要系统， 建筑设备监控系统是智能建筑之一个重要系统， 是将与建筑物有关暖通空调、给排水、电力、 是将与建筑物有关暖通空调、给排水、电力、 照明、运输等设备集中监视、 照明、运输等设备集中监视、控制和管理的综 合性系统。 合性系统。 建筑设备监控系统由设备监控网络和所支撑的 应用系统组成，按功能可分为空调与通风监控、 应用系统组成，按功能可分为空调与通风监控、 变配电监控、照明监控、给排水监控、 变配电监控、照明监控、给排水监控、热源和 热交换监控、冷源监控和电梯、 热交换监控、冷源监控和电梯、自动扶梯监控 等子系统，各子系统符合GB/T50314。 GB/T50314 等子系统，各子系统符合GB/T50314。
电气设备系统包括
– 电力设备监控：系统对电力设备采用监测的方式，对高低 电力设备监控：系统对电力设备采用监测的方式， 压配电柜、干式变压器、紧急发电机、 压配电柜、干式变压器、紧急发电机、各设备的状态及相 关电力参数进行监测，有效容量控制、 关电力参数进行监测，有效容量控制、停复电自动切换控 制、负荷投入的控制及报警等 – 照明监控：对楼宇景观照明、公共区域分组照明等按照照 照明监控：对楼宇景观照明、 度或预设时间表对公共照明设备等进行监控。 度或预设时间表对公共照明设备等进行监控。
2.1建筑设备监控系统概述 2.1建筑设备监控系统概述
给排水系统包括
– 给排水系统：对给排水系统的运行状态与故障状态实行监 给排水系统： 记录，自动调整投入水泵台数。 控、记录，自动调整投入水泵台数。 – 中水系统：对中水系统的运行状态与故障状态实行监控。 中水系统：对中水系统的运行状态与故障状态实行监控。
2.2 供配电系统
1.智能建筑中电力负荷的分类 在智能建筑的用电设备中， 在智能建筑的用电设备中，用电负荷分为 以下3 以下3类：
–一级负荷设备： 消防控制室 、 消防水泵 、 消防电 一级负荷设备：消防控制室、消防水泵、 一级负荷设备 排烟设备、 火灾自动报警、 自动灭火装置、 梯 、 排烟设备 、 火灾自动报警 、 自动灭火装置 、 火灾事故照明、 疏散指示标志和电动的防火门帘、 火灾事故照明 、 疏散指示标志和电动的防火门帘 、 卷帘、 阀门等消防用电设备， 保安设备， 卷帘 、 阀门等消防用电设备 ， 保安设备 ， 主要业 务部门用的计算机及外设， 管理用的计算机及外 务部门用的计算机及外设 ， 通信设备，重要场所的应急照明。 设，通信设备，重要场所的应急照明。 –二级负荷设备：客梯、生活供水泵房等。 二级负荷设备： 二级负荷设备 客梯、生活供水泵房等。 –三级负荷设备：空调、照明等。 三级负荷设备： 三级负荷设备 空调、照明等。
电梯设备系统包括：系统对客梯、货梯、 电梯设备系统包括：系统对客梯、货梯、消防梯等 的楼宇电梯的起停控制、运转状态、 的楼宇电梯的起停控制、运转状态、紧急状况及故 障报警监测。 障报警监测。
1.建筑设备监控系统组成 1.建筑设备监控系统组成
建筑设备监控系统通常包含暖通空调、给排水、供配电、 建筑设备监控系统通常包含暖通空调、给排水、供配电、 照明、电梯四个子系统，如图2 所示。 照明、电梯四个子系统，如图2.1所示。
3. 智能建筑中的供电方式
智能楼宇一般采用双电源进线， 智能楼宇一般采用双电源进线，即要求有两个 独立的电源。常用的供电方案有以下四种： 独立的电源。常用的供电方案有以下四种：
– 双电源明备用方式，如图 所示。 双电源明备用方式，如图2.2所示 所示。
• 正常时，两路高压电源，一路备用，一路使用。 正常时，两路高压电源，一路备用，一路使用。 • 当正常电源发生事故停电时，另一路备用电源自动投入 当正常电源发生事故停电时， 使用。 使用。
但在40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类 但在40层以上的高层建筑中，电梯设备较多， 40层以上的高层建筑中 负荷大部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多， 负荷大部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多， 通常设有分区电梯和中间泵站。在这种情况下， 通常设有分区电梯和中间泵站。在这种情况下，宜 将变压器按上、下层配置或者按上、 将变压器按上、下层配置或者按上、中、下层分别 配置。供电变压器的供电范围大约为15 20层 15—20 配置。供电变压器的供电范围大约为15 20层。 为了减少变压器台数， 为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都大 1000kVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内， 于1000kVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内， 从防火要求考虑， 从防火要求考虑，不应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， 油断路器等在事故情况下能引起火灾的电气设备， 而应采用干式变压器和真空断路器。 而应采用干式变压器和真空断路器。
2.1建筑设备监控系统概述 2.1建筑设备监控系统概述
建筑设备监控系统是以计算机局域网为通信基 以计算机技术为核心的计算机控制系统， 础、以计算机技术为核心的计算机控制系统， 它具有分散控制集中管理的功能。 它具有分散控制集中管理的功能。 监控系统用于对建筑及居住区中的各种机电设 备进行监视、控制及自动化管理，达到安全、 备进行监视、控制及自动化管理，达到安全、 可靠、节省能源、节省人力和综合管理的目的。 可靠、节省能源、节省人力和综合管理的目的。
2.1建筑设备监控系统概述 2.1建筑设备监控系统概述源自文库
建筑设备监控系统所管理的设备主要是楼宇内 所有的机电设备，包括暖通空调系统设备、 所有的机电设备，包括暖通空调系统设备、给 排水系统设备、电气系统设备、照明设备、 排水系统设备、电气系统设备、照明设备、运 输设备等。 输设备等。
2.1建筑设备监控系统概述 2.1建筑设备监控系统概述
2.2 供配电系统
2.智能建筑中用电负荷的分布及变压器的配置
高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、 高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、照明三 大类。 大类。 对于全空调的各种商业性楼宇， 对于全空调的各种商业性楼宇，空调负荷属于大宗用 约占40 40％ 50％。 ％。冷热源设备一般放在大楼的地 电，约占40％-50％。冷热源设备一般放在大楼的地 下室、首层或下部。动力负荷主要指电梯、水泵、 下室、首层或下部。动力负荷主要指电梯、水泵、排 烟风机、洗衣机等设备。普通建筑的动力负荷都比较 烟风机、洗衣机等设备。 随着建筑高度的增加，在超高层建筑中， 小，随着建筑高度的增加，在超高层建筑中，由于电 梯负荷和水泵容量的增大， 梯负荷和水泵容量的增大，动力负荷的比重将会明显 的增加。动力负荷中的水泵、 的增加。动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在 下部，因此，就负荷的竖向分布来说， 下部，因此，就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集 中在下部， 中在下部，因此将变压器设置在建筑物的底部是有利 的。
• 正常时，1QF、2QF断路器闭合、 3QF断路器断开， 正常时， 断路器闭合、 断路器断开， 、 断路器闭合 断路器断开 形成运行状态。 形成运行状态。 • 当某一环节发生事故时，合上 当某一环节发生事故时，合上3QF断路器，操作其相应 断路器， 断路器 的开关，恢复对故障部位的供电。 的开关，恢复对故障部位的供电。
负荷中心是供配电设计一个重要的概念。 负荷中心是供配电设计一个重要的概念。变电 所应尽量设在负荷中心，便于配电，节省导线， 所应尽量设在负荷中心，便于配电，节省导线， 也有利于施工。 也有利于施工。负荷中心实际上是一种最佳配 电点， 电点，它需要按所要达到的优化目标不同的计 算条件而列出的目标函数来确定。事实上， 算条件而列出的目标函数来确定。事实上，负 荷的大小不是恒定不变的， 荷的大小不是恒定不变的，因此负荷中心常会 变动。 变动。在设计时也往往由于各种实际因素而不 能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。 能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。只 有在负荷比较平稳的部门， 有在负荷比较平稳的部门，才可将变电所设在 负荷中心或大负荷的近旁。 负荷中心或大负荷的近旁。
2.2 供配电系统
• 供配电子系统保证楼宇的动力供应，是楼宇的 供配电子系统保证楼宇的动力供应， 生命线。 生命线。供配电监控子系统的工作目标是保证 电能供应，提高负荷效率，节省能源， 电能供应，提高负荷效率，节省能源，能够对 供配电子系统的运行状况进行监视和控制， 供配电子系统的运行状况进行监视和控制，记 录有关状况和参数。 录有关状况和参数。 • 大中型楼宇的供电电压一般采用10KV，有时 大中型楼宇的供电电压一般采用10KV 10KV， 也可采用35KV 35KV， 也可采用35KV，变压器装机容量一般大于 5000KVA。为保证供电可靠性， 5000KVA。为保证供电可靠性，应至少有两个 独立电源供电。两路独立电源同时供电， 独立电源供电。两路独立电源同时供电，自动 切换、互为备用， 切换、互为备用，必要时应配备应急备用发电 机组，以便在24小时内保证事故照明、消防 机组，以便在24小时内保证事故照明、 24小时内保证事故照明 用电等。 用电等。
S2
市电2 市电 主供
S1
市电1 市电
S2
市电2 市电
10kV母线 母线
母线联络断路器
10kV/400V 变压器
400V母线 母线
图2.2双电源明备用方案 双电源明备用方案
图2.3双电源暗备用方案 双电源暗备用方案
常用的供电方案
– 双电源环网供电方式，如图 所示，两路电源来 双电源环网供电方式，如图2.4所示 所示， 自变电所的不同母线或不同的变电所。 自变电所的不同母线或不同的变电所。