在智能楼宇配电系统设计过程中,电器保护与接地系统占据着重要的地位,它是整个供电系统的可靠性和安全性的保障。任何的建筑物中,接地系统总是整个供电系统中不可缺少的一部分。随着建筑物智能化的提高,各种设备功能的增加,所要求接地系统也有相应的改变。在进入二十一世纪以后,各种智能化楼宇的不断涌现,大量的智能设备被投入到智能楼宇的设计和建设中,就对电路系统的接地设计提出了更多新的要求,在实际电路系统设计过程中,采用合适的设计方案和必要的接地方式对提高智能楼宇的可靠性和安全性尤为重要。
智能化楼宇:是现代建筑与高新信息技术相结合的产物,它是将结构、系统、服务、管理进行优化组合,获得高效率、高功能与高舒适性的大楼,为人们提供一个高效和具有经济效益的工作环境。
构成智能化楼宇的三大系统为:办公自动化系统(OA)、楼宇自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)。在这三套系统中,由于其内部设备的多样性、复杂性就要求在电器系统设计过程中全面考虑,才能确保整个系统高效、安全运转。
在现代智能化楼宇内存在各种各样的布线系统和电子设备,如火灾报警、消防控制联动系统、信息自动化控制系统、监控安保系统、自动化办公系统、闭路广播电视系统、自动化控制系统、网络控制系统以及相对应的各种布线系统。
在智能化楼宇电气与接地保护系统设计中主要考虑两方面的内容:防雷保护、电气保护与接地措施。
在日常生活中,常见的雷电波侵入智能楼宇的形式有以下两种:一种是感应雷;另一种是直击雷。
由于电子设备基本都在智能楼宇的内部,被直击雷直接击中的可能性非常小,而感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压、过电流形成的雷击,因此需要安装防护装置。
通常,感应雷侵入智能化楼宇的智能系统和电子设备系统的途径主要有交流电源网络线路入侵、通讯信号网络线路入侵、雷电产生的地电位闪络电压经过智能化楼宇接地体入侵三种方式。
防雷接地:在安全系统设计中,为了尽快将雷电流导入大地,防止雷害的接地方式称为防雷接地。在现有的智能楼宇系统中来看,在楼宇的各个底板、顶板、侧墙和吊顶内布满各种系统的导线。由于实际功能的需要,这些导线和电子设备构成的系统基本上属于耐压能力较低、抗干扰能力不强的部分。在雷击过程中,无论是串击、直击、反击都会让电子设备系统遭受到相应程度上的破坏或者干扰。在进行楼宇安全系统设计过程中,防雷接地的设计必须可靠、严密。楼宇中所有的系统的功能接地,都要以防雷接地为基础,建立完善、可靠、严密的防雷系统。
在现代智能化楼宇布线系统中,多数的线路由综合的布线系统来承担。综合布线系统主要的子系统由工作区间系统、管理系统、建筑群系统、垂直干线系统、水平干线系统、设备系统等六个构成。
a.工作区间系统:通过信息插座连接起来的各种设备构成。由于在计算机网络节点中安装了相应的防雷设施,在工作区间的系统通常情况下不需要安装防雷设施。但是当一些外置的线路想连接时,则必须加装相应的避雷器。
b.管理系统:由输入/输出设备、配线设备等组成。可分为语音和数据两部分。在语音部分上采用BIX安装架固定的形式。数据部分采用绞线为垂直主干线的方式,安装相应的信号避雷器,形成计算机网络的防雷方法,来防护由于引下线带来的泄放雷电流产生的电磁场的变化而引起的感应雷干扰。
c.建筑群系统:连接两个或两个以上智能化楼宇之间的缆线和相应的配电设备构成的系统。在网络连接介质采用光缆的情况下,布线系统不需安装任何避雷器。如果是采用双绞线作为连接介质,就必须利用穿管埋地的方法进行铺设。而在导线进入楼宇内后,必须将其敷设在金属管道内或者弱电金属桥架内。在整个系统设计中,将金属管道、金属桥架和接地系统进行良好的连接,作为屏蔽层。
在智能楼宇中,要求建筑物的防雷保护设计应按照一级防雷的保护标准进行设计。
现代智能楼宇供配电系统中,接地系统关系到整个供电系统的安全性和可靠性。在任何的供电系统中,都要包含接地系统设计。随着智能化楼宇的功能多样化,所需要的接地系统也要有相应的不同。在进入智能楼宇化以后,越来越多的智能仪器设备的出现对接地系统的设计提出了更为复杂、突出的要求。
在电气保护和接地设计中,通常采用综合接地系统。在具体的设计中,通过利用房屋的桩基的钢筋、承台钢筋、基础钢筋等作为接地体,通过对框架柱钢筋与承台钢筋等采用焊接的方式使其成为引下线。
在防雷设计中,按照建筑物的用途不同采用不同的设计方案。智能建筑一般采用二类级别的防雷保护措施,避雷网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并在整个屋面组成不大于10mX10m或12mX8m的网格,并与所有金属构件连接,通过立柱中的钢筋和防雷系统连接,在外墙面等部位的金属体也与防雷系统连接起来,通过这样的组合方式构成多层屏蔽层结构。在这样的屏蔽层结构中,不仅能有效防止雷击对建筑物的危害,还能有效构成屏蔽层,防止外来的电磁干扰。
目前我国正处于工业化、城镇化进程加快发展的阶段,随着建筑舒适度要求的提高,建筑能耗问题日益严重,给社会、能源和环境带来巨大压力。据统计,国内建筑直接能耗已从20世纪70年代末的10%,上升到近年的25%左右。同时,基于先进的通信、信息和控制技术的楼宇智能化趋势正日益明显,而传统的楼宇智能化主要集中在通风空调、给排水、安全防范、火灾报警等专业的监视和控制,对楼宇节能和综合能效管理关注较少,随着低碳经济的到来,人们希望楼宇的智能化还能提供节能环保、高效舒适的工作生活环境,因此有必要对适用于智能楼宇的节能技术及综合能效管理系统进行深入研究,以实现楼宇用能的智能化,支撑国民经济的可持续发展。
太阳能技术在楼宇中的应用主要应用于如下领域:1)太阳能热水系统。太阳能热水器是我国太阳能光热转换中最成熟的方法。太阳能热水系统常常由太阳能集热器、循环管道、储热水箱以及控制部件等相关装置组成[1]。2)太阳能光伏发电。太阳能光伏发电是当前智能楼字住宅利用太阳能的一种重要方式,其基本原理是通过光伏电池板吸收太阳辐射并产生电能,多余的电能被储存于蓄电池中,以满足下次用电需要。随着住宅设计理念的不断更新,光伏构件与玻璃幕墙一体化,出现了光电幕墙、光电屋顶、光电遮阳板、墙面光伏方阵以及屋顶光伏方阵等光伏建筑一体化形式。3)太阳能空调技术。太阳能空调在有两种不同的控制方式,一种是以太阳能发电系统为基础进行光电转换,通过产生的电能来驱动家用空调实现制冷;另一种方式则是充分利用太阳能集热器,通过将其吸收的太阳辐射产生的热空气和热水,输入到制冷机中实现制冷,该种方式特别适合设有中央空调的现代智能楼宇住宅之中[2]。
对智能楼宇建筑而言,其内部暖通空调系统在运行过程中产生的能耗占据整个楼宇建筑能耗的60%以上[3],暖通空调节能是建筑节能的重要环节,在智能楼宇建筑节能中具有非常重要的战略意义。
1)冰蓄冷空调节能技术。冰蓄冷技术,即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期,采用制冷机制冷,利用冰蓄冷介质的显热或者潜热特性,用一定方式将冷量存储起来。在电力负荷较高的白天,把储存的冷量释放出来,以满足空调或生产的需要[4]。冰蓄冷空调有移峰填谷、均衡用电的作用,同时利用电力公司分时段电价刺激机制,可降低整个楼字建筑空调系统运行费用,节省了整个楼宇建筑电费开支。
2)变频调速节能技术。当变频空调系统达到设定温度后,可以利用内部自动控制策略,使空调自动进入低频运转阶段,从而有效提高了空调系统的能效比,达到暖通空调系统节能降耗运行控制的目的,节能效果大于30%。
智能楼字建筑电气照明系统的能耗与照明系统运行过程中的很多因素有关,其具体函数表达式可以表示为[5]:
式中:P为为电气照明系统各电气设备总耗电量;F为光通量;N为照明设备的发光效率。
式中:E 为房间最小照度标准;K 为减光补偿系统 ;S为照明设备所安装的房间面积;Z为照明器的数量;Q为光通量的综合利用系数。
在进行智能楼宇建筑照明系统节能优化设计时,要充分结合楼宇建筑工程实际情况,,通过合理设置和搭配,构筑完善的照明系统节能优化方案,达到节能降耗的目的[6]。
智能楼宇节约照用电还要充分利用自然光等光源。在靠近室外部分的建筑面积,可以采用透光率较好的玻璃门窗等来增加建筑物白天照度,按建筑物照明设计中的照度标准检测现场照度情况,并配备相应的灯光控制系统实现灯具照明的自动调节,以满足不同照明区域功能需求,从而达到充分利用自然光源节约电能资源的目的[7]。
利用具有高效节能特性的非晶合金变压器或S12、S11节能变压器替代传统的S7、S9高能耗变斥器是建筑电气系统配电变压器节能降损的主要措施。建筑区变配电所或变电站的选址应尽量靠近用电负荷中心,这样可以减少楼宇建筑电半径,降低线损,减少供电电力电缆总长度,降低供电系统的;同时在配电变压器运行过程中,合理优化变压器调度运行模式也是建筑配电变压器节能降耗的另一重要技术措施;在建筑供配电系统中合理设计无功补偿方案,通过对无功补偿装置容量、安装位置、以及切投方案的优化调度,可以有效提高建筑供配电系统功率因素值,从而有效降低配电变压器和整个供配电系统的综合能耗,达到节能降耗的目的。
智能楼宇综合能效管理系统是利用通信、控制以及信息化技术,对楼宇进行综合能效管理,从管理角度实现建筑的节能减排。综合能效管理系统采用高度集成的楼宇智能化管理模式,系统以能效管理系统为中心,利用三维综合展示系统进行虚拟现实再现,通过与楼宇自动化系统(安保系统、楼宇物业管理系统等)、楼宇微网及其他各自动化系统的协同工作,实现能耗的实时分项监测、环境数据分析、能效评估、自动电源调配、实时用能预警、综合能效可视化展示等智能化能效管理功能。典型的智能楼宇综合能效管理系统架构如图1所示。
在智能楼宇设计中,每个环节都应考虑相应的节能方案。因此,在实际设计过程中,不仅要充分了解相关建筑节能原则和标准规范,同时还要掌握先进的节能设计技术方法和新型节能产品特点,以全面综合的视角,把各种节能措施灵活运用到智能楼宇建筑节能中,在保证楼宇舒适便捷,安全可靠的前提下,有效改进用能方式,实现科学用能、合理用能、节约用能,提高清洁能源在终端能源消费中的比重,促进节能减排,服务“两型”社会建设。
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[5] 王震.智能楼宇建筑电气节能现状及优化方案研究[J].应用方法论,2011(17):197.
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对于一项智能化弱电工程的管理,需要对工作中的各个程序和环节要点进行质量和效益的整体评估,并加以科学合理的手段对其进行控制。
弱电工程施工前需要对设计的标准以及该工程系统中的功能进行定位,就是以楼宇中用户所需的功能出发,对于设计的主要方向也是以工程的功能特色进行相关制定,严格把控楼宇全局的功能要点,并且设计出符合标准的功能体系。
对于弱电承包商的选择是直接决定之后工程品质的重要因素,其在楼宇智能化弱电工程的实施中,起到对各个子系统进行总体的协调、控制和管理的运作模式,其展示出具有工程组织、技术操作以及工程管理的能力和作用。
对楼宇智能化弱电系统的维护与管理是工程与回报的重要保证,是对其功能能够持续得到运用和实现作用的重要体现,因此对于系统的维护和管理是其工程管理的重点内容,也是其工程管理最后的程序实施[2]。
对于楼宇智能化弱电工程管理的流程主要是分为施工前、施工中以及施工后的管理工作,确保整个楼宇智能化弱电工程能够有质量和进度上的保障,实现工程管理所产生的经济效益。
1)对楼宇智能化弱电工程系统所需的功能、物业信息以及其他相关信息进行资料的分析和审查。2)根据楼宇中用户的需求,要求承包方制定总体的规划,并且设计相关功能方面的方案。3)对承包方制定的规划和设计的方案进行审查,对于其所制定的监控对象和方法、设备的报价和数量以及整个系统的体系机构与布局进行全面的演示实验并预算出其工程经济效益。4)对整个工程的设计图纸、系统结构以及功能效果进行重复的检查并确认。
对施工中的工程管理主要是对功能进行核实以及时间进度上的管理工作,确保楼宇智能化弱电工程施工中的功能与最初设计的内容相符合,以及其施工的方向和目标没有发生变化,最后能够确保工程能够在限定的时间内完成[3]。
1)功能施工的核实管理。对于楼宇智能化弱电工程施工的核实,主要是为了确保在工程的实施过程中按照当初设计的功能要求进行操作,确保其功能能够得以实现,是对施工方做出项目功能的正式认可和正式确认工作。之后再通知工程项目的相关负责人员进行核对和审查工作,对于施工中功能实现的效果以及功能所展示的问题进行相关的探讨工作,对需要加强和改进的施工功能加以完善,从而保证楼宇智能化弱电工程的功能与最初设计制定的方案相符合,满足楼宇中用户的功能需求。2)施工进度的管理。对施工进度的管理,一方面是为了使工程项目的施工能够在所规定的时间内完成工程施工各项的任务和要求,将每一项工程施工工序能与相应的施工材料和设备的调配相符合,既不耽误施工的进度,也不会造成材料和设备上的空挡闲置,另外一个方面是对项目进行相关的约束手段,在规定的时间内促使承包方能够受到进度压力,防止项目工程出现延期的现象,这也主要是为了实现工程项目的最大经济效益。
施工后的工程管理主要是对工程系统后期维护工作的管理,对于楼宇中出现智能化弱电相关的系统问题,能够与承包方进行相关协议的亿博电竞 亿博官网确定,保证后期楼宇智能化弱电系统问题能够及时得到处理,使其工程的功能能够得以持续的运行,满足楼宇用户能够得到安稳和持续性的需求。
楼宇智能化弱电工程管理中存在的问题主要是管理人员的管理技能不足,使得各专业之间的协调和配合不到位以及在工程施工的工序的检查和验收工作不都详细和完整,使得对楼宇智能化弱电工程的管理缺乏合理性、条例性以及相关管理的专业性,使得工程的功能无法得以与当初设计的功能方案相符合,施工的进度无法得以如期完成。
楼宇智能化弱电工程所需要设计的专业知识是非常全面的,其对智能化方面、弱电方面以及工程施工方面的专业知识要求都比较高,而在施工中的工种能否实现对所有相关专业进行协调配合工作难度比较大,对于工程管理人员来说更是需要其专业技能的全部掌握和把控,才能实现对各个专业和工种之间的协调配合工作的管理做到位。工程管理人员需要对最初的工程设计方案进行全面的了解和认知,才能在专业与工种之间的细条配合上做出相应的管理和控制,但承包方的管控力度不足以完成对工程的管理工作,因此,在专业和工种之间的协调配合的管理工作中会产生不全面和不周到的工作,使得其中的管理失去了实际上的作用,从而造成工程功能无法与最初的设计方案相符合,而施工的进度也会延期。
建议措施:提高工程管理人员在各个专业方面的知识掌握,可以对其进行全面系统的知识体系培训工作,学习多种科学合理的管理手段,加强对专业与工种之间协调配合的管理手段。
工程施工中工序间的检查和验收管理工作不到位,主要原因在于工程管理人员自身的职业素质不够,一方面是工程管理人员为了工作上的方便,往往对于承包方所做出的施工工序间的检查和验收工作不够重视,认为承包方会按照工程设计方案要求进行施工,忽略其中的管理目的和管理方式,另外一个方面是工程管理人员会出现从承包方那边获取个人利益的不良现象出现,而对于明显的施工中工序出现的问题,往往装作视而不见,这是对公司企业的一种不负责任行为,也是使得楼宇智能化弱电工程的功能与当初设计的方案有差异的原因。
建议措施:加强对工程管理人员的责任追究,对于工程管理中由于管理不当引起工程功能无法充分得到实现以及施工工期得到延误的问题,进行相关管理人员进行责任追究,对其进行相对的惩处。
总而言之,楼宇智能化弱电工程管理,对于工程项目中的功能是否能够得到充分的体现以及施工进度能够如期完成是十分重要的,对于工程管理的不足,应当及时更正并完善,提高楼宇智能弱电工程管理品质,满足楼宇用户对功能的需求,以及实现工程的经济效益。
[1]王彬.弱电智能化系统在建筑工程中的应用分析[J].信息化建设,2016(5):263.
在计算机技术、通信技术以及自动化控制技术的基础上,智能化楼宇逐步发展起来,大大的提高了楼宇与外部世界联系的准确性和自动化程度,特别是在系统集成的支持下,有效的把握了建筑设备运行的总体情况,实现了对信息的及时处理分析,为管理者进行一体化的综合管理创造了有利的条件。智能楼宇是一个智能化的综合管理系统,其最大的优势便是充分的利用了楼内的相关信息,实现了子系统的高度集成,提高了服务的指令和管理的效率。
在信息技术的推动下,人类社会进入了数字化和网络化的智能时代,智能楼宇成为发展的必然趋势,实现了建筑艺术与信息技术的完美结合。所谓的智能楼宇指的是借助信息系统这一平台,将各个相关的要素进行紧密的联系,包括数据、人员、设备和环境等等,并根据需求对各个要素进行连接、配置和共享,进而实现系统的智能化。智能化楼宇一般包括几个主要的系统,即楼宇自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统。近年来,随着信息技术和网络技术的不断发展和进步,智能化楼宇在我国获得了较大的发展,对提高服务质量和工作效率起到了积极的推动作用。
智能化楼宇的建设有着显著的优势:首先,智能化楼宇具有安全性,一方面保证了生命财产和建筑物的安全。另一方面对建筑的数据信息实现了有效的保护;其次,智能化楼宇具有舒适性,即实现了各个环境要素的最优化,为人们带来了生理和心理两个方面的舒适感;再次,智能化楼宇工作效率高,服务功能全,实现了对各个资源的合理分配和使用,大大的提高了建筑管理的效率;同时智能化楼宇具有经济性,即在新技术的支持下,可以使建筑管理获得较好的性能价格比,降低了运行的损耗,提高了经济效益;此外,智能化楼宇具有适应性,特别是对办公组织机构和办公方法,体现出较好的适应性。总之,智能化楼宇实现了资源的合理配置,提高了经济效益和社会效益。是建筑管理的必然选择。
随着智能化楼宇的不断发展和改进,呈现出一定的发展趋势:首先,多个系统相互交叉融合,这就大大提高了系统对数据和信息的综合处理能力,因此在智能化楼宇的发展中,必然会将各个技术进行融合,并以需求为指导进行综合的集成。其次,类型呈现出多样化,将会从办公大楼转向其他的建筑。再次,群体化成为智能楼宇发展的必然趋势,即从单个的建筑发展为整个的建筑群,实现全面的智能化。此外,随着智能化楼宇的建设,会渗透更多的技术和学科,进而会使大厦具备更多的功能。
系统集成软件与网络化远程监控是建设智能化楼宇的核心环节,关系到智能化楼宇的管理效率和使用功能。
系统集成软件是智能化楼宇的灵魂,是一个具有较大规模的系统,主要是将建筑物的设计、安装、调试以及运行维护等多个相互独立的系统共同构成一个统一的整体,实现各个环节的协调统一,同时借助多种先进的技术,发挥建筑的最大作用。在智能化楼宇的建设中,系统集成软件的目的是为了实现资源的合理配置和共享,最大限度的提高资源的利用效率。在系统集成技术的支持下,可以将建筑的所有的数据和信息进行汇总,实现综合利用,以最小的消耗满足最大限度的需求,提高了建筑使用的经济效益。其次,系统集成软件还是为了提高智能建筑的综合化管理,提高服务质量,例如在智能化楼宇内的保安系统、消防系统以及各个设备系统进行监控和管理,可以将各个环境信息与人们进行联系,进而对各个因素进行综合的管理和控制,实现服务的一体化。可见,系统集成软件是以实现全局化的事件管理为目的的,通过对各个子系统的优化管理,实现全局的控制,进而最大限度的减少人力和物力的投入,便于管理者及时的做出正确的决策,减小了突发事故带来的损失与危害,提高了建筑管理的效率和质量。可见,智能化楼宇的系统集成软件是在信息技术基础之上的,通过对各种信息和数据的综合分析处理,对各个部门的决策进行合理的组织、协调与调度,提高了建筑的管理质量。
目前应用于智能化楼宇的集成系统软件较多,形式多样,但是总结而言,主要有三种:以BAS为中心的集成模式、以OAS和BAS为主面向物业管理的集成模式以及一体化集成模式。在选择集成模式时,要结合建筑的具体用途决定,就住宅类建筑而言,多选择以BAS为中心的集成模式,而商业小区则多采用面向物业管理的集成模式。
在智能化楼宇的建设中,需要对机电设备以及摄像视频进行浏览和控制,这就需要借助网络技术实现对智能化楼宇的远程监控,进而对建筑的管理提供真实可靠的数据信息。
首先,智能化楼宇的网络化远程监控解决了信息可靠性的问题。远程监控对信息平台的可靠性有着较高的要求,这是管理者做出合理决策的基础和前提,特别是智能化楼宇的环境较为复杂,信息的失误会对管理者造成很大的阻碍。在网络化远程监控系统的帮助下,提高网络平台的可靠性,确保每一个环节的信息都准确无误,在设计方面选用备份冗余式的方案,最大限度的保证网络的可靠性。同时在软件方面,要对通信进行加密和校验,借助对同一信息进行多次发送的方式提高可靠性。其次,智能化楼宇的网络化远程监控解决了安全性的问题,通过设置防火墙以及采用加密方法和加强身份确认的方式,对传输的数据进行保护,一方面确保了服务器不被攻击,另一方面还保证了信息不被窃取大大的提高了系统运行的安全性。再次,智能化楼宇解决了实时性问题,对建筑内的各个系统的远程监控对实时性有着较高的要求,但是由于受到传输数量以及线路速度等多个因素的影响,数据的传输会出现延时,而网络化远程控制就着眼于这一问题,对双方的数据量进行有效的控制,使网络信息的实时性得到了满足。
鉴于系统集成软件和网络化远程监控是智能化楼宇的核心环节,需要结合建筑的需要,设计系统集成软件和网络化远程控制系统,进而为提高管理者决策水平创造有利的条件。
智能化楼宇作为一个高科技的集成体系,需要实现功能集成、网络及信息集成,其中的核心是要解决好各个系统的互连和互操作性问题,进而使各个系统完整统一且功能齐全,这就需要在设计时要选用统一的公共通信网络和操作界面环境。其次,要体现先进性、开放性和灵活性,即在系统设计时,要从建筑未来的发展着手,分析其功能需求,最大限度的采用先进的技术和设备,并且确保系统是标准化的。与此同时,系统集成软件的设计以及网络化远程监控的实现要建立在用户的需求基础之上,由于建筑的用途不同、功能各异,在智能化过程中的侧重点就不同,这就需要结合建筑的具体情况和实际需要,制定合适的方案,进而满足用户的不同需求。此外,系统的设计要满足可实施性的需求,在智能化楼宇的建设中,可能是通过分阶段来实现的,因此在系统的设计过程中要为后期的扩展以及功能的增加留有余地。
智能化楼宇的建设依据用户的需求,选择各种先进的技术和设备,将建筑的管理纳入一个统一的体系,实现完整的一体化的管理,是一个复杂的过程。 首先,要对确认系统设计的需求,即结合建筑的用途和规模,充分考虑功能组成与经济效益之间的关系,确定初步的设计方案,在不断的探讨和反复的确认后,才能够形成比较完善的智能化楼宇基本功能方面的需求。其次,要对系统进行结构设计,即根据需求,选择合适的集成方式,然后对系统进行深化设计。此外,需要对系统的控制点和信息进行设置,目的是确保各个子系统的功能明确,并将控制点的信息进行汇总,便于为管理者进行正确决策提供依据。最后还需要对建筑的整体性能进行确认,并对系统进行维护和管理。
具体而言,需要从以下几个方面着手:一,使用嵌入式web服务器,对于小规模的楼宇而言,可以直接使用嵌入式的服务器,进而提供对楼宇控制设备变量的访问。嵌入式的web服务器可以对文本标记的语言进行拓展,进而实现对网络设备变量的访问。因此需要对每一个设备变量进行HTML定义标记,这样就可以简单的把设备变量的值呈现给客户端。其次,需要使用基于浏览器的网际组态软件webaccess,该组件是一种新型的组态软件,不仅具备一般组态软件的人机界面功能,而且还具备远程组态以及免费无限客户客户端的优点,即其可以对系统进行实时的监控,还可以对远程视频监控、保安管理系统以及消防报警系统进行有效的整合,进而实现对数据的统一管理,使信息可以通过一个标准的网页浏览器完成。
总之,智能化楼宇是以系统一体化、功能一体化、网络一体化和软件界面一体化等多种集成技术为基础,运用标准化、模块化以及系列化的开放性设计,通过对资源的收集、分析、传递和处理,从而对整个大厦进行最优化的控制和决策,达到高效、经济、节能、协调运行状态,并最终与建筑艺术相结合,创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。
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随着科学技术的快速发展,信息化的时代已经到来,为了适应目前激烈的国际竞争的需要,集各种现代化和高科技以及新技术于一体的智能建筑也应运而生。智能楼宇自1984年出现以来,在欧洲、美国、日本及世界中的各大城市得到了迅速的发展。如何在智能楼宇中的控制系统与电子设备大量使用的今天,采取有效的措施来防护楼宇的供电系统,具有非常重要的意义。
近十几年来,智能楼宇随着经济持续而稳健的增长,其数量和水平正逐年提高。智能楼宇的核心是5A级的系统,即楼宇自动化(BA),通信自动化(CA),办公自动化(OA),管理自动化(MA)以及消防自动化(FA)。智能楼宇要通过通信的网络系统将以上五个系统进行有机的综合,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,使建筑物具有安全、高效、便利、节能的特点。
智能楼宇是一个交叉性的学科,在其技能的实现过程中涉及到计算机技术、自动控制、通讯技术以及建筑技术等等,有越来越多的新技术在智能楼宇中得到应用。通过楼宇的自控系统,采用先进的计算机和网络控制技术,通过管理软件和节能系统的程序等,使建筑物的机电或者建筑群内的设备有条不紊、综合协调而科学地运行,从而达到有效地保证建筑物内有舒适的工作环境、实现节能、节省维护管理工作量以及运行费用的目的。
智能楼宇中常用的管理系统包括视频监控系统、安防报警系统、门禁一卡通系统、楼宇对讲系统、火灾报警系统、多媒体会议系统、公共广播系统、有线电视和卫星电视系统、机房系统、多媒体信息系统、楼宇BA系统以及IBM系统的集成。
智能楼宇中供电系统是整座建筑的核心部分,如果供电系统的设计合理,除了可以确保楼宇的电源以及动力系统的正常运行外,还可以大大的提高工作的效率,并达到节省能源消耗的目的。智能的供配电监控系统是基于流行的现场总线方式所实现电力系统数据的传输、交换以及管理。借助现代化的计算机和网络技术可以实现电力系统运行参数的实时监控、统计和管理等,并可实现电气设备的遥信、遥控和遥测功能,使管理人员不用到现场就可全面的了解整个电力系统的运行状况。
近年来,现代电子技术的发展和提高,使各种高端的电子设备得到了广泛的推广和普及应用,自动化的控制系统与网络系统广泛的应用于各行各业之中,这些系统的电子设备内部结构高度的集成化,而且耐过电压、耐过电流的水平却很低。建筑的避雷针对这些电子设备的保护微弱,因而极易遭受雷电以及其他电流的冲击和损坏。对于雷击过、电过电以及浪涌过电压危害的保护,必须对智能楼宇的财产系统、设备、建筑物以及个人等进行自动化控制系统的自动化及网络系统的保护。
供电系统的损坏可能引发网络的终端接口设备的损坏,造成建筑物通信的中断以及各种信息无法传递。严重的甚至可以导致主机的损坏,致使智能楼宇的整个系统与网络的瘫痪,日常工作无法进行。此外,由于智能建筑物内的电气环境比较复杂,非常容易形成各种工扰源,如果没有采取恰当的防范措施,各种干扰会通过传输线进入到闭路电视的监控系统中,造成图象质量的下降、系统控制失灵以及运行不稳定等多项故障。
瞬态的浪涌通常是由于闪电放电、电气系统的开关操作以及静电放电而引起的。如果没有限压和泄流保护措施,一个闪电的放电中所包含的能量对于即使非常可靠的建筑物的低压电源来说也是非常大的。尽管浪涌的电压仅在百万分之一秒的范围内瞬时发生,还是能够摧毁电子电路或者击穿印刷的电路板。为了防止瞬态浪涌摧毁智能楼宇的电气系统,因此在所有处于危险中的接口处必须安装防雷及电涌保护器,同时根据需要,在保护电路中单独或组合安装诸如放电间隙、气体放电管、压敏电阻以及抑制二极管之类的元件,以有效的保护供电系统,防止浪涌电压的侵害。
有效保护电路的设计方案包括以下几个方面:首先是要列出楼宇内所有需要保护的设备和保护区域、数据、过程控制以及低压配电系统等,然后对所有登记的设备以及他们所需要的保护级别等进行评价。必须把被保护的系统或者设备看成是在一个受保护的区域内,并在所有的交叉点上应安装与需保护装置的具体电路类型或者与接口的标称数据相匹配的防雷以及电涌保护器。这样保护电路之内的区域都是安全的,不会受外部浪涌以及电压的侵害。
此外,采用串联间隙后的氧化锌防雷模块,其间隙可以保证阀片只在过电压保护动作过程中随高电压,在其它的情况下阀片对于电网电压,或者处于隔离状态,或处于低电位状态时极大的改善阀片长期工作的条件,还可免受暂态过电压危害以及温度热损伤,保证阀片的温度不超过55℃,从而保证避雷器寿命达到20年以上。
总之,在现在智能楼宇大量使用的今天,电磁浪涌对人和财产的损害也越来越多,人们要采用成功的措施防止大气放电以及开关过程产生的干扰,确保楼宇系统的无故障的运行。为了使系统正常的运作,就必须防止雷击、电涌所带来的损失,有必要对控制系统自动化以及网络系统等采取综合防护的措施。
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可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC,它采用的是一种可编程储存器,在其存储程序内部,进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的操作,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点,不仅能够取代继电器控制系统,还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络,被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。
楼宇智能化是一个整体的概念,它包括安全管理系统、信息管理系统、电源及配电管理系统和空调卫生管理系统等,即:人们通常称为的5A,3A,而以监控计算机和PLC构成的楼宇自动化系统既可以完成设施监控的功能,也可以完成楼宇信息管理的功能,控制部分会因为采用PLC从而使其可靠性有所提高。随着网络技术的不断发展,PLC能够运用ETHERNET网络和计算机的各种设备组成局部网络。从而使得建筑的布条简单、整齐。并且,因为PLC配置灵活、系统可大可小,可繁可简,会使得楼宇控制系统呈现出一种模块结构。下面主要根据,某楼宇消防智能化为例论述PLC在实际中的应用。该大厦是一个高33层的集商务与住宿为一体的按5A级标准建造的智能大厦。大小厅室房间数百个,共分布烟火报警探头近2000个,分别探测各房间的状态:同时要控制各层的通风风门、警铃、消防泵和电源开关80个以及中央控制室控制面板按钮等近160个点。整个消防系统要求反应迅速,控制可靠,并有自动与手动两种控制方式。
该系统消防智能化方案利用监控机+PLC组成。监控机是采用德国公司的EFF公司的产品,主要负责来自各个探头信息的处理工作;PLC是采用奥地利公司的2005的产品。组成了PLC和工业计算机的功能,并具备很大的处理和多任务分时操作系统的能力。同时,其具备的灵活扩展性恰恰又符合此项项目的需求。B&RPLC负责自控面板的探测命令,并对各种消防设备进行控制。因为受监控的探头和开关以及显示LED数目很多并且分布在每个楼层,所以应该采用远程扩展的方案,即:一台005CP152作基站+6个2005远程扩展从站。因为B&R产品所具备的独特性可扩展插入式的模块结构,从而使得系统得到灵活多样的配置。该系统在地面楼层建设一个中央控制室,使整个楼宇的网络管理部分都在其中。EFF主机和PLC基站以及控制面板也分布在中央控制室中,成为楼宇智能化系统的一部分。又在其上的不同楼层中建设6个PLC远程扩展从站,使PLC基站与从站之间通过在PLC基站上的远程扩展与RIO进行通讯。通讯协议采用B&R公司内部的远程通讯协议,各从站之间则通过各自的远程扩展口进行链接,分别控制一定范围内的消防设备。由于整个大厦近2000个探头的分布式的特点,该FA系统的各个探头的状态信号,并不直接进入PLC,而由一套前端读入装置对其进行,它以固定的扫描周期不断监测各个探头的工作状态,然后将信号送入EFF主机。这样一方面发挥了监控计算机处理输入信息方面的优势,另一方面减少了PLC的模块数量。PLC为取得各个房间状态的信息,必须与EFF主机建立可靠的通讯。由于CPl52的CPU上已经集成了标准的RS232和RS485/422接口,这里便采用标准的RS232口与EFF主机进行通讯。由此形成消防自动化控制系统。其装置如下图所示:
各个探头处于24小时探测的状态,当发现不正常情况时会发出信号,接着探头读入装置读取信号并将其信号输入EFF主机:主机将对信号会分析判断出火警发生在哪个楼层和房间号,然后通过RS232口将信号传给PLC基站的CPU:CPU会做出判断并点亮具体对应的楼层和房间的报警LED指示灯,进行连续不断地闪烁:并同时发出指令给相应楼层的从站,让其将对应楼层的警铃处于工作状态发出报警,并发出指令关闭通风风门,阻隔空气的流通:切断楼层电源,防止火势扩展:最后启动消防喷淋阀门,使喷头进行喷水:可以根据控制按钮的指令,完成相应的消防设备操作。
伴随着社会经济和科学的飞速发展,信息技术几乎与人们的生活密不可分,这也预示着人类的生活水平得到了明显的提高,随之而来的是人们对生活质量的要求也就更高了。虽然电话、手机、电脑等已经相继进入人们的家庭生活,但是人们又提出了现代住宅智能化的要求[1]。住宅智能化主要是为人们提供一个安全、舒适、怡人的生活环境,其主要体现在家庭办公自动化当中。
楼宇自动化系统设计内容主要包括新风机组、通风机组、给排水系统、冷冻机设备、空调调节机组以及供配电的监视和控制[2]。除此之外,楼宇自动化系统集成处理还要保证安保系统、火警报警系统、自动控制系统等绝对正常,对于火灾的报警信号和报警数据要反映到楼宇控制室和消防控制室,做到了双重保险[3]。在我国,消防部门也有明确规定,自动控制系统和火灾报警要共同完成火灾报警自动控制,如果真的发生火灾,那么报警数据会经过联动系统,再通过广播的形式传播出去,这样就会更好的疏散人群减少人们生命财的损失。
在建筑专业能源设备管理学科等方面均涉及到了建筑节能的应用,其中,采暖和房建空调对调控室内温度起到重要的作用。选择合理的建筑装饰和布局结构可以达到节约能源减少浪费的目的,根据这个要求制定采暖和房建空调的运行方案。合理调节室内温度,减少浪费资源,通过相关数据表明,建筑的绝大部分能耗都取决于建筑节能设备,所以,在未来选择设备的时候,首先要考虑节能设备。在建筑能源管理中,有效应用自动化管理系统对实现我国能源先进技术起到推动作用。建筑能源管理自动化系统的主要功能有收集、处理、显示、储存,优化能源亿博电竞 亿博官网设备运行,辅助处理和故障预警等。全方位的考虑和研究建筑设计规划,多去探索建筑的影响因素,要建造理想的节能建筑,必须先考虑建筑布局、建筑材料等是否符合标准。根据设计场地的地形、地貌、地况采取合理有效地措施,充分的利用任何可以利用的资源,提高资源的利用率,把建筑节能设计这份工作发挥到极致。
我国绝大部分建筑物的排水系统都是应用古老的设计方法,将排水指令归拢到强电专业去统一控制。根据水位的高低污水池中的液位计会自动发出信号,这样统一控制污水的配电盘就会控制污水的启动或停止。在污水监控系统运行中楼宇自动化系统的应用起到了不可忽视的作用,不但可以有效地监测污水泵的参数变化,也可以观察其运行状态。对于驱动设备,如水泵这样的排水设备,通过热继电器的辅助触点和监测断路器,监控系统可以判断电机是否运行、短路或发生超负荷故障,通过液位传感器,监控系统还可以监测污水池的液位变化,并清楚的了解排水监控设备是否损坏。如果机械设备哪里有损坏或者出现故障需要维修时,监控系统就会及时并准确的报告机械出现故障的部位,明确发生故障的原因和类型,及时的解除故障,从而使机械恢复正常工作[2]。
排水系统有功能如下:(1)跟踪监测污水泵工作情况,故障通知和手自动状态,发生故障时及时发出警告;(2)做到现场控制以及远程操作;(3)控制污水泵是否工作;(4)根据污水水量操作污水泵,污水过量及时报警以防外流;(5)建立了良好的系统间通信网络;(6)监控界面显示的彩色图形,记录各种报警、状态、参数、历史数据等。
楼宇自动化系统采用集散控制系统,以通信网络的形式转送不同信息工作,保护和监测被控制设备,从而达到完善控制体系,优化处理。楼字控制室计算机监控软件装有很多很先进软件的管理机器,它具有很强的通信功能。监测仪表控制分散之后,避免了机器与人联系困难,管理无法统一。把集中操作管理和分散控制思想充分的展现了出来,使人与机器更好的融合。
智能建筑是由多个系统组合而成的整体,其特点为非单一性,结合了楼宇自动化、通信自动化等多个系统的优点,从而建造出一个环境舒适、设备功能全面和方便安全的生活空间。对建筑设备有效实施楼宇自动化可以优化其运行状况,减少建筑设备的消耗量,提升自动化设备的管理水平和增加自动化功能,减少运行费用,进而能够为人们提供更加满意的居住环境和办公环境,保证工作人员的办公效率,推动我国经济的发展。
与传统的楼宇建设相比现代楼宇自动化系统更加符合现代化建设的要求,现代楼宇自动化有效的保证系统与设备相互完善、共同发展,采用数字化系统实施监控,及时有效的将中心指令转送至整个系统,同时也实现了反馈信息至控制中心的准确性,从而实现了实时、持续、有效管理和控制整个系统的操作。除此之外,也会不间断的增加系统的联动性,控制与控制中心相连各个系统,从而实现各种预设方案,增加整个系统的可靠性与安全性,保证信息数据的准确性和完整性。
本文通过对楼宇自动化系统设计原理进行分析,并以楼宇自动化在排水系统中的应用为例,为确定楼宇自动化发展方向提供了参考。因此,在生活中有效实现楼宇自动化可为人们的生活提供便捷、安全的环境,对推动我国建筑行业的可持续发展也具有非常重要的作用。
[1] 白建国.智能建筑楼宇自动化综合管理系统的设计与实现[D].南开大学,2011.
[2] 杜东伟,张凯.楼宇自动化浅析及其应用探讨[J].科技与企业,2013(8):76.
楼宇的智能化是通过网络系统来实现生活中自动化的设备,使人们舒适方便的享受生活,楼宇的智能化渐渐被人们所熟悉和了解,并且在不断发展。电气自动化相关系统是楼宇的智能化系统重要组成部分,也可以把楼宇的智能化理解成为系统化体系,这一体系必须充分考虑各种因素,统筹兼顾。其能够给人们带来自动方便的良好服务,使空调设备、照明设备等子系统能够进行自动化控制,进而不仅降低楼宇修护成本,而且节约资源,实现社会效益与经济效益的最大化。
当今时代,电气自动化已经成为了楼宇自动化重要的基础性设施,要发展楼宇的智能化建筑,必须高度重视电气自动化技术的运用,进而保证系统可靠安全,把楼宇的智能化的干扰降到最低,使资源得到最大化利用。通常情况下,楼宇的智能化中电气自动化设计包含建筑通信的自动化、建筑设备的自动化及办公设备自动化。电气自动化是楼宇的智能化的关键组成部分,它设计到楼宇的很多方面,自动化设计必须要规划好总的系统性方案,无论是整体方面还是细节方面,必须构建标准化的体系结构,确保系统足够完整与成熟,并且可以兼容电力通信,保证不同的子系统能够正常通信。怯畹闹悄芑电气设计一定要坚持实用的基本原则,人机界面都需要重点考虑人性化,和各种通信网络构建通信接口,这不但能够使系统具有可扩展功能,且可以保证系统具有良好的稳定性。
中央工作站系统是电气自动化在楼宇智能控制的中心,在智能化楼宇中央工作站系统中主要是对全部监视点、运算以及数据存储进行监测。中央工作站系统作为楼宇自动化系统的核心部分,其应用效果直接决定楼宇智能化程度。为了是重要工作站系统可以有效应用,再利用电气自动化控制技术来构建中央工作站系统时,应当重点对计算机系统、网络系统、设备安装、管理系统等方面予以分析和优化,确保中央工作站系统科学、合理的建成,可以集中管理并显示整个楼宇的受控设备,并收集电气设备相关信息,对其予以分析和处理,及时向操作人员提供有效信息,让用户直观的看到截面,管理者可以通过电脑轻松进行管理,高效便捷。
消防设施关系到千家万户的生命和财产安全。不能出现任何问题,但是人为管理总会出现各种差错。而电气自动化系统的引入,使消防设施的控制实现自动化。例如,办公写字楼里一般安装的烟雾报警设备,也就是一个烟雾传感器,通过它感知该楼宇中是否有烟雾,一旦发现问题,它将第一时间反馈给系统终端,系统根据事前输入的指令,调用相应的程序,输出拉响警报,通知管理员,同时开始指挥发现烟雾附近的喷淋设备开始洒水。再例如,系统对水泵设备的控制,系统控制其开启时间。相关的压力继电器通过检测,一旦发现消费管理中的水压不足,及时反馈给系统,系统调用有关指令,发出启动水泵的指令给水泵电机,水泵电机开始工作,压力继电器检测发现水压已经达到要求后,反馈给系统,系统发出指令关闭电机,水泵停止加压。同时对水泵的管理还有一个计时器,通过计时,定时通知电机开启,水泵加压,定时关闭电机,水泵停止工作。
与TN-C的设计不同的是,TN-S内部保护线与中心线是分开的。在正常的情况下,如果PE线不通过电负荷的电流,则与PE相连的电气设备外壳会不带电位,所以这个TN-S系统会比较实用与精密电子仪器设备和数据处理的供电。在我国楼宇智能化中或者家用电器都会设有单独接地的插头,虽然又方便又安全,不过仍然存在着问题。比如不能解决相线对大地适中引起的电压升高,还有对地故障电压的蔓延。现在可以了解到的是TN-S系统关乎到供电系统的可靠、安全和稳定。特别在近年来,大量的智能化楼宇不断坐落建成,更是对接地系统设计带来了新的内容和挑战。
有很多的布线系和电子设备会存在于智能化的楼宇中,例如,火灾报警系统、消防联动系统和通信自动化系统等,耐压等级低为这些电子设备的主要特征,有着较高的防干扰规定,雷击是最担心的问题。串击、反击和直击等都会在一定的程度上干扰和损坏到电子设备装置。所以,所有的功能接地在智能化的楼宇中,防雷接地系统必须要成为其中的关键所在,并且将完整、严密的防雷结构在其中构建起来。一级负荷为智能建筑的主要特征,在设计的过程中,将一级防雷建筑保护策略当做其中的主要目标,对组合接闪器进行使用,来设置接闪器,在屋顶上用热镀锌扁钢制作成网格来作为避雷带,屋面的金属结构和此网格有效的链接在一起,进而有效的连接起来大楼的柱头钢筋,将柱头中的钢筋作为引下线,防雷系统和圈梁钢筋、楼层钢筋有效的连接在一起,将防雷系统和外墙面全部的金属构件有效的结合到一起,有效的连接起来接地和柱头钢筋,因此,这样的防雷系统,应该讲多层屏蔽组合起来,对于楼宇中设备受到雷的危害能够极大的降低下来,对于外部的电磁波干扰也能够有效的进行防治。
综上,随着人们对楼宇智能化中电气自动化需求的不断提高,现在楼宇多功能的设备和机电设施日趋复杂化,电气自动化成为现代楼宇的核心技术。同时,为了人们的安全和楼宇的保障,对电气自动化的探索和研究还需要投入不懈的努力。因此,应当保证电气自动化设备的安全与稳定,使得楼宇智能化系统健康可持续地发展。
关键词:楼宇自控 研究报告 在我国建筑业大力兴建的环境下,建筑智能化市场迅速成长起来,而给人们带来舒适工作及生活环境的楼宇自控系统的市场随之越来越大。
通过楼宇自控系统(这里指通常所说的小BA系统或狭义BA系统),采用先进的计算机控制技术,以丰富灵活的控制、管理软件和节能程序,使建筑物机电或建筑群内的设备有条不紊、综合协调、科学地运行,从而达到有效地保证建筑物内有舒适的工作环境、实现节能、节省维护管理工作量和运行费用的目的。 在工程数据的积累中,楼宇自控系统工程造价数据可参考为:
住宅小区:约2元/m2;大型工建及商业建筑:约20~30元/m2。这里造价的最高与最低可有一倍之差。
调查数据表明:当前的楼宇自控市场有喜有忧,喜的是这个市场很大,国内外楼宇自控厂家纷纷争抢这块大蛋糕;而忧的是目前这个市场存在着一定的问题,缺乏统一的管理。
就中国的大环境而言,建筑智能化的市场前景非常乐观。加上近两年,业主对智能建筑的要求越来越高,这给楼宇自控厂家提供了一个很大的市场,各楼宇自控厂家竞相使出法宝,以抓住有利商机。
尤其是2008年第29届奥运会带来更多的商机,有几个楼宇自控厂家专门为此成立了相应的部门,如霍尼韦尔(天津)有限公司成立了场馆设施项目部、西门子楼宇科技(中国)有限公司成立了奥林匹克项目部等,以期用完善的技术解决方案来服务北京奥运。
2003年6月12日,施耐德电气宣布收购著名楼宇自控公司瑞典TAC公司。TAC是一家世界知名的楼宇自控公司,市场价值约110亿欧元,并正在以每年6%的速度增长。TAC 在其产品中采用了包括LonWorks网络等许多开放技术,这些技术与施耐德的”透明工厂”概念能够完美地结合。收购TAC将为施耐德公司在楼宇自控领域奠定坚实的基础。
2003年6月18日,霍尼韦尔公司宣布:即日起将亚太公司总部从新加坡移至中国上海,在上海张江高科园内建立新基地。
将公司总部移至上海是霍尼韦尔商业战略的一个重要组成部分,它有助于抓住亚太地区的发展机会,尤其是在中国这样的新兴市场。在过去的几年里,中国的不断增加,基础设施不断完善,客户群、供应商及专业人才都有迅速的增长。
2003年7月9日,江森自控有限公司与QAD公司(全球制造业协作商务解决方案的供应商)宣布:双方已携手建立合作伙伴关系,共同为QAD的旗舰产品MFG/PRO开发新一代准时制(Just-In-Time)顺序交付模块。通过建立合作关系,QAD公司可以得到汇聚了江森自控有限公司10余年的知识和专业经验的准时制顺序交付软件模块开发成果,同时还可获得江森最好的专业知识和建议,从而可以进一步改进 QAD产品的设计并减少该项产品上市的准备时间。
市场竞争的结果势必会引起一些问题,如竞争手段、技术水平、服务质量等方面,同时也会造成利润的下滑。在这种情况下,就需要有机构来出面管理这个市场。在这方面,国家对行业的管理机制特别重要。建立行业协会、制定行业标准、规范行业市场,是产品成熟化的标志。如何定义智能建筑BA系统行业厂家,如何制定行业标准,关系到产品化的目标能否真正实现,也关系到BA市场能否走向规范。
目前,国际上尚未有完整的关于楼宇自控的设计与施工的标准,其主要原因是世界上的建筑物设备工程因地域、传统、能源、标准等差异,建筑设备的系统设计方案有很大的不同,因此针对建筑设备监控的BA系统其设计方法也会有较大的不同。
国际上一些供热、制冷空调学会或协会等组织,分别在其制定的协议与标准中不同程度地包含了一些关于BA系统工程设计的规定。如用于楼宇自动控制网络的数据通信协议BACcom,就是由美国冷暖空调工程师协会组织(ASHRAE)的标准项目委员会(SPC)135P于1995年6月制定的。 2002年1月30日,北京市质量技术监督局了《建筑及住宅小区智能化工程检测验收规范》(DB11/146-2002),从2002年2月 20日起实施。其中,第三部分”建筑设备监控系统”适用于建筑设备监控系统的检测验收,相应的改、扩建工程也可参照使用。
2002年,上海市建设与管理委员会责成同济大学社区信息化与智能建筑研究中心组织中国上海测试中心、上海市智能建筑检测中心、浦东科技局和上海市设备安装公司起草上海市工程建设规范《建筑设备监控系统检验标准》,目前已完成报批稿。
近年来,我国许多专家访问了欧美与亚洲发达国家,并与这些国家的专业人士就智能建筑技术进行交流,得到的结论是发达国家并没有象我们那样对智能建筑的热情,也不存在专业权威的智能建筑协会组织,对智能建筑的热烈谈论曾是多年前的历史。现在发达国家的智能建筑系统大都是按照建筑物使用功能进行设置,尽管没有刻意把智能化放在建设目标上,但是智能化系统的装备技术是先进的,系统的设置是完备的,系统的工程设计是合理的,系统的运行状态是良好的。
经过业界各方人士多年来的探索、推进,我国建筑智能化系统工程得到了迅速发展。目前,无论是智能建筑的理论、设计理念、建设法规、设计方法、施工技术、工程管理,还是建筑智能化行业管理及智能物业管理,都通过教训与经验的总结,日臻成熟完善。
就目前而言,我国智能建筑的建设理念与建设目标并不低于国外,某些理念高度甚至超过了一些发达国家。但是,在准确把握智能建筑的设计定位、高质量的工程实施与系统有效运行管理方面,还有一定的差距。
近年来,建设部与各地建设主管部门对智能建筑工程加强行业管理力度是很有必要的,但是政府无法也不可能解决所有的问题,大量的工程与技术问题、市场问题最好由相关的行业协会来牵头解决。
系统集成主要通过建筑与建筑群综合布线系统和计算机网络技术,使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。
(1)智能建筑的系统集成可采用以BAS为中心,通过LonWorks或BACcom等技术实现和集成模式。
当前BAS的结构大多采用二级网络形式,即上层为以太网,下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式,具备集成的有利条件。此外,以BAS为中心的集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口(网关或网络控制器),将各种系统数据集成到网络主干上,这样BAS网关就能将SAS、FAS等第三方系统的协议转化为BAS级通信主干协议,从而实现了以BAS为中心的集成目的。
各楼宇自控系统厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成,有的楼宇自控系统厂家还专门开发了系统集成的管理软件。
(2)智能建筑是以信息集成为核心,连接所有与之相关的对象,并根据需要综合地相互作用,以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。
(3)新的集成技术是将信息集成建立在建筑物(群)内部网Intracom 的基础上通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。
智能建筑中包括多个子系统,涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。由于处理对象差异,各个子系统无论在硬件和软件结构上都有着很大的不同。系统集成的实质是一种横向集成,是把各个子系统通过物理集成、网络集成、应用集成而连接成一个完整的大系统。
对于智能建筑来说,实时数据的集成是最为重要的,也是首先实现的要充分利用先进的产品和技术,实现对建筑物消防、安全防范、电梯控制、灯光控制、停车等诸多子系统实时数据的集成,并完成各子系统之间的联动控制。
由于我国经济发展的不同,各地区的智能建筑建设速度及水平也有相应的变化。上海作为我国的现代化大城市,城市智能建筑的建设发展很快,出现了街区智能建筑群的建设现象。上海同济大学社区信息化与智能建筑研究中心曾对上海市淮海中路商业街区建筑群智能化系统深入的调查研究,对该地区智能化系统工程建设的现状作了分析。
由表3中的相关关系可见,单位建筑面积弱电系统越大,其智能化水平越高,则其出租率也越高。
各大楼的租金虽然取决于以下诸多方面:大楼的设计、建造标准;大楼建造的年代;物业管理的水平;建筑物所处的地段;大楼的装修标准、风格;物业营销策略,而且大楼租金与实际成交价之间有差异,但是单位建筑面积弱电系统的、大楼智能化程度,对大楼租金有着一定程度的影响。[节选摘自《智能建筑与城市信息》2003年第2期《商业街区智能建筑群的工程建设》]。
最近几年,未来的楼宇被人们认为将会是充满了各种各样的智能设备。楼宇控制网络中的传感器、执行器、阀门等都是智能的。楼宇的基础设施能无缝隙的将数据网和控制网连接起来,形成整体的楼宇网络。
整体的楼宇网络将成为未来楼宇控制的典范。整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望,今天它正在发生中。提供智能设备、子系统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们,他们对楼宇物业集成度的要求越来越高,这也是合理的。因为在今天,楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保安和消防中的智能产品都已问世了。
虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新,但真正的整体的楼宇网络系统仍然少见。生产厂商们一方面表示他们全面向开放性系统靠拢,但另一方面又限制互操作性产品的发展,因为他们必须面对一个标准网络通信协议和真正的开放性结构所带来的市场变化。大公司愿意维持现状大多是因为利益上的考虑。许多大厂商在他们的底层设备中采用了LonWorks技术,是因为发现使用LonWorks平台这一经济有效的技术可以实现他们的封闭系统中的设备互通信息。
基于因特网的楼宇设备远程监控结构可以基于各种操作系统平台。对于市场上的BA系统,如江森和霍尼韦尔等产品,其系统内置有专用的数据库,并提供有接口,可以转化为标准的数据库,通过前面提到的方法,用户可以从远程通过调用数据库来了解整个BA系统的情况。如果他想获得BA系统的实时状况和实时控制BA系统,可以直接通过浏览的方式监控BA系统。
现代的楼宇自动化系统应基于Intercom来实现信息交互、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问,真正做到局域和远程信息的实时监控,数据资源的综合共享,以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。一旦将传统的BAS系统延伸到因特网上,建筑管理人员即便是在千里之外也可以完成他的职责。可以说因特网与智能建筑是分不开的,通过因特网,不仅可以完成监控职责,而且还有很多便利,比如楼宇设备厂家可以通过因特网持续了解自己设备的运转情况,当设备运行在非正常状态时,厂家可以立即采取措施避免事故发生,当然可以减少运行管理费用。可以说,基于因特网的BAS技术代表着楼宇自动化的发展方向。
2001年,根据BSRIA的估计,中国的商用中央空调市场总价值约在9亿美元。而家用空调如果按产量来估算价值(考虑到价格战的因素),估计在60~70亿美元之间。两者相加不到80亿美元。而当年美国开利公司的全球销售额就接近90亿美元。 BA系统的价值与意义就在于降低初,节约运行费用和人工成本,更好地实现舒适性控制要求并协调各个系统,BA系统是集中空调系统不可或缺的组成部分。
智能建筑特别是BAS(楼宇自动化)与研究高层建筑节能有着极为密切的关系,检测建筑物各项能耗的各类传感器和仪表是BAS的组成部分之一,建立能量使用数据库是研究节能的基础,是BAS核心软件的组成部分,集散控制系统是完成BAS各子系统控制功能的主要手段,更是实施节能的媒介。良好的管理可减小高层建筑能耗10%,通过优化设备的运行可节能10%,而这二者都可由BAS的软件来实施。
智能建筑中BAS的核心是HVAC(供热、通风、空气调节)系统,此部分比重大,能源消耗大,占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。
智能建筑中实现节电节能,重在HVAC系统节电节能。国外BAS,系统节能率一般可达30%左右,也正是业主建筑智能化所期待的主要回报内容之一。然而目前国内在智能建筑中,真正能做到这一点并不多。其主要原因是市场管理和技术管理方面的问题。
技术管理方面的问题是HVAC自控设计与HVAC系统设计存在着脱节现象。在智能建筑中,HVAC及其自控系统的工程实施的步骤大体上是建筑设计院的暖通空调专业人员进行HVAC设计,并提出HVAC自控要求,由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工设计,并安装调试,然后移交给物业管理部门进行运行管理。这几个环节包括了建筑设计院、设备安装、自控厂商和业主等单位。工程实施本应形成密切配合,一环扣一环的运转;然而,实践表明,目前其中各个重要环节常常脱节,遗留后患,给BA系统的正常运行和节能效果带来严重的问题。因此,应针对上述问题采取有力措施加以解决,使节能效果真正实现。
智能建筑中还有其它系统节电节能,如照明、电梯等应通过优化设计,采用先进的节电技术,以获得良好的节电节能效果。照明系统能耗占商业建筑能耗的26%,照明系统的节能设计可以较大比例地减少高层建筑的能耗。