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中圖分類號: TB381文獻標識碼: A
一、智能化樓宇的基本要求
智能化樓宇必須要有完整的控制、管理、維護和通信設施,方便控制環境、安全管理、監視報警,并能使工作效率有效提高,激發人們的創造性。簡單來說,樓宇智能化要求辦公設備自動化、智能化,通信系統高性能化,建筑柔性化,建筑管理服務自動化。
樓宇智能化應該提供一種較為優越的生活環境和高效率的工作環境:
(1)舒適性:讓人們在智能化樓宇中生活和工作,不管是心理上還是生理上都能夠有舒適感,所以空調、噪音、綠化、照明、自然光及其他環境條件都應實現較佳狀態或者最佳狀態。
(2)高效性:使辦公業務、通信、決策方面的工作效率得到提高,節省大量的人力、時間、資源、能耗、費用,并且建筑物所屬設備系統使用管理的效率。
(3)方便性:不僅僅要實現集中管理,易于維護的效果,還需要具備高效的信息服務功能。
(4)適應性:對辦公組織機構、辦公方法和程序的變更及其設備有較強的更新適應性,如果網絡功能出現變化或更新的時候,對原有系統的使用不造成影響。
(5)安全性:不僅要確保生命、財產、建筑物的安全,還要對信息的安全性進行考慮,以免信息網中出現信息泄露或者擾,尤其是避免信息數據遭受破壞、被篡改,避免黑客入侵。
(6)可靠性:所使用的設備硬件和軟件技術要足夠成熟,運行良好,方便維護,如果出現故障可以及時修復。
二、樓宇智能化系統
綜合布線系統(PDS)
樓宇采用超5類雙絞線(現在有些工程已經開始運用六類雙絞線)和光纖系統(MOLEX),其中(通常情況下)數據信息點、語音信息點各占一半。垂直主干采用大對數5類線和光纖。另外,有特殊需要的地點要放光纖點到桌面,以滿足今后信息、圖象高速傳輸的要求。
(二)樓宇自動化系統(BAS)
現代建筑內部有大量的電氣設備,這些設備多而分散,為了合理利用設備,節約能源,節省人力,保證設備能夠安全運行,自然地提出了怎樣加強設備管理。當前已是二十一世紀,伴隨高新信息技術和計算機網絡技術的蓬勃發展,對建筑物的結構、系統、服務及管理的最優化組合提出了更高的要求。系統控制的方式從之前的中央集中監控轉為了從高處理能力的現場控制器所取代的集-散控制系統,中央計算機以提供報表和應變處理為主,現場控制器以相關參數自動控制相關設備,來實現控制目的。
樓宇自動化系統的管理軟件的特點主要有:第一,控制網絡WEB化,可把不同來源不同格式的信息轉變為統一的格式,供具有統一界面的客戶機瀏覽器瀏覽,從而更好地適應信息化社會的使用需求;第二,建立了SQL SERVER7.0相關數據庫管理系統,使信息的管理功能有效提高;第三,采用開放式設計的網絡結構,便于與其他系統(如安保系統、消防系統)進行集成。
樓宇自動化系統對大樓的中央空調系統、通風系統、給排水系統、照明系統、變配電系統、照明系統、電梯系統進行監控,體現在以下幾個方面:
1、冷源系統:實現對冷水主機,包括配套冷卻泵、冷凍泵、冷卻塔的群控。
2、空調通風系統:實現對樓層新風機、空氣處理機、排風機的監測及控制。
3、給排水系統:實現對生活水池、消防水池、污水井的高、低位監測,及潛水排污泵的控制。
4、照明系統:實現對樓層公共照明回路的開關控制與狀態監測,及大樓外輪廓照明的控制與狀態監測。
5、變配電系統:實現對低壓進線回路、備用柴油發電機的三相電壓、三相電流、功率因數、頻率的檢測,以及變壓器的超溫報警監測。
6、電梯系統:實現對電梯運行狀態、故障狀態的監測,及上行、 下行狀態監測。
(三)安全防范系統(SAS)
為了加強安全防范工作,確保人員和大樓的財產安全,以及維護審判工作的順利進行,建立了如下系統:
1、閉路電視監控系統
系統由多支不同類型的攝像機對公共過道、機房和重點地段等地進行監控,在中控室設多臺監視器,采用計算機控制,并在重要的房間設分控鍵盤,可以看到現場圖像和聽到現場聲音。系統對重要區域實行24小時不間斷錄象,其他則具有報警聯動錄象功能。
2、出入口控制系統
設置聯網式門禁,使用先進的非接觸式感應IC卡,需持有效卡方可通行,該卡可設不同級別的開門權限。該卡還提供人員考勤、進入停車場、飯堂消費等功能。另外,個別地方還根據實際需要設獨立式門禁,指紋識別、人臉識別、或密碼鍵盤式門禁。
3、巡更系統
在大樓內設置無線巡更系統,確保夜間安全。
4、防盜報警系統
在關鍵部位設置報警按鈕、門磁開關、紅外微波探測器、紅外對射探測器等探測器件,在遇到緊急情況時,可進行報警,通知監控中心。
(四)大屏幕投影系統
在大樓內根據需要設置投影系統,可以接駁任何的視頻信號、計算機信號,并可連接實物展示臺。上述設備提供了現代化的輔助手段,組成先進的證據顯示系統。其中大樓指揮中心更是配備了當前最先進的高亮度投影系統和演示系統。
(五)背景音響/緊急廣播系統
背景音響系統與消防廣播系統合二為一。系統平時可以播放音樂,或者通過話筒公共消息,可以滿足對全部樓層同時進行廣播的需要。在遇火警信號時,則可以自動轉為消防廣播。
(六)停車場管理系統
通過使用非接觸式IC卡,對進入本大樓的進出車輛進行自動管理,按一入口一出口進行配置。
(七)有線電視系統
大樓設置了有線電視點,可自辦節目,可播放錄象、DVD節目、還可由電腦編輯各類信息在電視中播放,將對自辦新聞、培訓教育和豐富文娛節目發揮積極作用,并可在本大樓召開電視會議。
樓宇智能化施工技術
(一)綜合布線施工
因為樓宇智能化信息管理集成系統和計算機網絡系統是十分龐大的,整個系統要想穩定可靠的運行,布線系統的優劣有著很重要的作用。我們通常采用結構化綜合布線系統,內容主要有:①敷設橋架管線:橋架管線的敷設發揮著很重要的作用,是結構化綜合布線施工的基礎。必須根據設計圖紙的要求,在橋架管線的敷設時嚴格進行安裝。②計算機網絡系統和樓宇智能化信息管理集成系統線纜的型號、種類繁多,用線量大,在布線操作的時候,應按先水平后垂直的原則進行分層布線。③對于已布線纜在布線完后要校對,校對過程要做好詳細的記錄。校對正確后,固定綁扎對線纜,并明確在線纜兩端作出標志。
(二)機房設備的安裝
在各自的機房內安裝各子系統的控制機柜,并排安裝多個機柜時應整齊排列,應牢靠平穩的安裝機柜。所有系統的線纜最后都匯集到機房內,應分類整理,按不同支路綁扎成束,并做好標記,不然會雜亂無章。應按規定對所有線纜接頭進行標記和編號,并相應的做好記錄;根據設計要求引出、引入機柜的線纜應有一定的冗余度。《樓宇智能化信息管理集成系統、結構化綜合布線系統和計算機網絡系統》的設備大多數采用UPS 不間斷電源或穩壓電源集中供電。在其輸出端應配有多路輸出配電箱,在前端應配有電源供電的交流電源互投柜。這些配電柜(箱)的所用線纜及內部配置應滿足設備取用功率的要求,應符合電氣設備規范。
機房內的機柜、金屬線槽及其他設備均接地線。接地導線截面應高于4 平方毫米,并可靠與接地網連接,接地電阻應不大于1Ω。
安裝完成機房設備后,及時組織向工程監理報驗,等到監理檢查合格并辦理相關手續后方可進行下一項施工。
開箱單、產品合格證、使用說明書等機房設備的有關資料,在安裝完畢后要收集好,并應做好安裝記錄,以備檢查或復核。
結語
樓宇智能化系統在施工過程中,必須要根據設計要求,嚴格進行施工,這樣才能夠確保其施工質量,并在日后的投放使用過程中發揮其真正的作用。
參考文獻:
關鍵詞:樓宇智能化;監控系統;應用;設計
中圖分類號:TU855
近年來,計算機網絡技術、現代自動控制技術和通信技術在現代化建筑的設計建造中得到了廣泛的應用,從而推動了人們生活方式的改變,特別是隨著各種智能系統的廣泛應用,使居民的居住環境向著信息化、自動化、安全化乃至智能化的方向發展。
國內,隨著人們對智能化樓宇系統需求的增加,越來越多的生產商開發了不同種類和功能的自動化設備和網絡通信設備、智能監控系統等,然而在智能樓宇系統的設計和施工時,根據不同功能劃分的系統被分別安裝,一方面造成不同生產商的設備之間互不兼容,在系統信息交互等方面存在諸多困難;另一方面由于不同功能的子系統間彼此獨立,導致系統資源共享實現困難。這種異構的系統方案造成了智能樓宇設備使用的諸多不便,為了解決子系統之間以及硬件設備之間的互連和互操作性問題,就要求構成智能樓宇的電氣設備的各個異構子系統具有開放式結構,所采用的協議和接口都要標準化和規范化,使資源達到充分的共享,高效率的完成規定的任務。
1智能樓宇監控系統的結構分析
智能監控系統技術運用樓宇智能化電氣設備監控系統,為業主和用戶提供良好的工作和居家環境,并使樓宇內的供配電、給排水、空調通風、電梯、照明等系統設備始終處在最佳運行狀態,確保樓宇內各個子系統運行的經濟性、穩定性和智能性。以達到舒適、安全、健康、經濟和節能的目的,因此電氣化智能化的樓宇系統廣泛受到建筑設計、施工方的重視。
智能監控系統的主要功能是對各監控與管理可提供設備運行管理和樓宇經營管理,同時對樓宇進行節能控制。智能監控系統主要包括電氣設備監控系統、供配電控制系統、空調系統、給排水監控系統、電梯系統等多個子系統構成,如圖1所示。
樓宇智能化電氣設備監控系統主要是對樓宇內的電力、照明、空調、給排水等機電設備或系統進行集中監視、控制與管理、以保證這些設備安全可靠地工作。
保證樓宇智能化系統順暢、穩定運行的基本條件是安全可靠的軟硬件系統。例如,供配電子系統在要確保樓宇基本供電的同時,還保證樓宇內電路的穩定性和電流的安全性。因此,必須在系統中同時嵌入各種監控設施,主要對樓宇內各個開關的閉合狀態,電路中電流的大小以及升降壓設備的溫度等進行實時和全面的監控,從而保證樓宇內供配電的穩定安全,真正到達系統的智能化管理。
現代樓宇的節能是智能化樓宇面臨的新課題。大型建筑的能耗主要包括照明、空調、供熱、通風以及其他電器設備的使用等,為了使智能化樓宇的能耗明顯降低,有必要通過使用各種節能設備和綠色能源,對樓宇的能耗進行智能化控制。實踐證明,對各種設備的進行節能控制能夠取得明顯的節能效果。例如,在小區內應該對走廊,停車場等人員流動較小的區域設計回路分組控制電路,并使用聲控和其他感應式傳感器等;在樓宇的空調系統中,設計空調設備的最佳啟動、停止控制電驢,對空調實施有效的節能控制,在減小系統能耗的同時還能降低樓宇電路系統的負荷,提高整個系統的穩定性和壽命;對于智能樓宇的給排水系統,可以設計出不同水箱、容器等的水位和水壓的監測電路,并設計相應的水泵啟動、停止控制系統,對樓宇的給排水進行節能控制。
圖1智能樓宇系統示意圖
CBD等綜合性大樓是智能樓宇系統應用最多的方向。在綜合性樓宇建筑中,一般都設包括辦公室、寫字間、會議室、飯店、公寓等,造成樓宇系統管理和監控的困難,特別是火災等的監控更方面,如果人們的防火意識淡薄或者放松警惕,就會增加火災的發生。
2智能化樓宇電氣設備監控系統的綜合設計
2.1基于CORBA的系統方案的總體設計
智能化樓宇電氣設備監控系統,是指通過包含電氣監控系統和智能化控制系統,對樓宇建筑內的主要電氣設備,供配電線路的等實施自動化的檢測、控制和保護,并通過通信系統等,發展通信等綜合性的自動化功能,提供系統全局信息資源平臺;基于互聯網技術實施內外網絡多種信息的融合應用,實現樓宇內相關業務操作的自動化與智能化,實現全面的更高層次的企業信息集成方案;在此基礎上,對樓宇的電氣設備等進行綜合管理,進而實現管理的智能化、節能化等。
基于上述目的和原則,系統設計規劃將充分利用CORBA技術的優點,并以現代系統設計的面向對象原理和模塊化設計的思想,在ORB軟總線的基礎上,利用CORBA提供的不同的系統服務,并針對電氣監控與電能量管理的公共服務,構建出一個符合業務邏輯和要求的工程對象。基于CORBA的系統設計方案如圖2所示.
圖2樓宇智能化監控系統組成示意圖
2.2數據采集與監視控制系統的設計
數據采集與監視控制系統的功能主要是監督控制,對樓宇的電氣設備運行進行實施和全方位的監視。考慮到數據采集及其監控系統的數據傳輸多采用遠程通信方式,具備有遠程通信和大范圍分布的基本特點。由于遠程通信方式的數據處理量很大,因此需要安設通信信號前處理設備,從而能夠盡量減輕系統中心服務器的載荷。另外,數據采集與監控控制系統的監控范圍龐大,數據系統繁雜,因此不能追求系統的快速響應能力,更多情況下應該同時考慮系統軟件和硬件的多點監控能力和系統的全局穩定性。
一般情況下,SCADA子系統會根據現場設備的需要,對不同的通信線路、通信協議等的訪問進行控制和數據采集,同時,SCADA子系統還會向上級的CORBA總線提供多種接口,通過使其他的協議和服務器,對上級系統進行訪問。因此,SCADA子系統相對與下級子系統來說是禁閉的,但對其上級系統會提供統一的服務。因此,SCADA子系統可以被上級的服務器,通過不同的接口進行訪問、控制和數據交換。
3總結
智能建筑的特征是將各種與信息相關的樓宇設備通過建筑內的綜合布線系統連接起來,并保持這些設備與建筑的協調,從而舒適的信息化空間得以構成,人們在信啟、社會中的快節奏和開放性需要得以滿足。本文主要研究了此類樓宇智能化監控系統在設計、與施工應用中的若干問題,首先總結了樓宇智能化監控系統基本結構和功能,隨后基于CORBA的系統方案對智能化樓宇電氣設備監控系統進行了整體設計,最后指出了樓宇智能化監控系統在施工應用過程中的需要注意的問題。本文的研究對智能化樓宇監控系統的應用具有指導意義。
參考文獻:
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1樓宇、園區智能化項目啟動階段的管理
樓宇、園區智能化項目在啟動前也要進行相應的管理,主要的啟動階段管理有范圍管理、人力資源管理、進度管理、成本及質量管理、風險管理等等。
(1)范圍管理。在進行樓宇、園區智能化項目建設之前,要先確立出智能化的等級。智能化等級是根據國家的標準制定的,它是對樓宇、園區智能化項目系統的智能化程度和智能化水平進行評價的一個指標。要注意的是在進行樓宇、園區智能化項目建設的時候,一定要正確的確定出智能化等級。因為確立出來的智能化等級在以后的建設中是不能改變的,一切都是按照它的標準進行建設。為了更好的確立出智能化等級,在等級確立前要先進行技術設計并畫出施工圖,根據設計和施工圖的需要來制度智能化等級。
(2)人力資源管理。在樓宇、園區智能化項目建設時,所用的資源配備都是由人來進行提供的。因此在智能化項目啟動前人力資源方面的管理是要重視的。主要的人力資源管理有兩方面:在職能導向的方面,要求按照職能的特點進行資源的合理分配;而在任務導向的方面,主要以任務為主,按照統一的任務目標來進行資源的合理分配。
(3)進度管理。該管理主要的工作就是合理的進行管理和控制采購招標的時間。這在樓宇、園區的智能化項目啟動階段也是很重要的。樓宇、園區的智能化項目的采購招標通常要提前多個月進行的。由于實際建設的情況不相同,提前的時間也就不固定,最短的可能是兩三個月,最長的可能是一年。這都是要根據實際的建設情況來定。還有一點要注意的是,在安排采購招標的時間時一定及時,否則不僅會增加投資的成本而且還能造成日后設計的頻繁變更。
(4)成本及質量管理。在樓宇、園區的智能化項目啟動階段中,成本管理和質量管理的關系很密切,可以說成本管理直接影響著質量管理。從投資者方面考慮,成本管理主要的影響因素是智能化等級的確定。例如說,如果投資方的資金有限,那么降低成本最有效的方法就是降低智能化的等級。
成本管理是很重要,但是切記不能為了降低成本就忽視了質量管理。想要智能化項目很好的應用在樓宇、園區中,就要保障質量。啟動階段的質量管理主要指的是招標工作的合理分標。也就是將智能化項目系統分成多個部分進行招標,這樣有利于工作的順利進行而且方便控制。
(5)風險管理。現階段的樓宇、園區智能化項目啟動階段的風險管理存在著很多的不足。主要體現在階段性的投資控制比較主觀,缺乏科學依據。這也就使得投資者不注重管理工作,缺乏對風險的考慮。在進行施工方案的選擇時,急于開工,所以選擇的方法在可行上的研究比較少,這就容易在施工的時候出現失誤,有些失誤是在后期的施工中很難彌補的。還有的開發商,內部施工人員的技術性不強,在進行市場預測的時候,由于本身技術和對信息欠缺,所以不能進行很好的分析。
2樓宇、園區智能化項目計劃階段管理
2.1階段管理方法
雖然說樓宇、園區智能化項目分成很多子系統,但是在階段管理的時候我們要把它們看成一個整體,這樣才能充分的分析出應用的價值,作出合理的判斷。首先我們可以對樓宇、園區智能化項目的目標進行理解,然后合理分配工作,最后根據項目的特點制定出合理的開始和完成時間。
樓宇、園區智能化項目計劃階段的主要的管理方法有任務分解法、甘特圖法、FAB法。(1)任務分解法。將智能化項目中的工作細化,然后落實到項目團隊中,然后規定每一天要完成的工作。它主要的特點就是將工作細致的進行分配,直到工作內容單一為止。(2)甘特法。主要是通過圖表來表示工作的進度。它的特點是能直觀的看出計劃實施的情況,方便管理人員進行管理。(3)FAB法。通過所收集的信息可以進行成本、質量、風險等多方面的衡量。它的特點是能選擇出最合適的項目施工方案。
2.2樓宇、園區智能化項目中的子系統管理
(1)建筑設備自動化系統。該系統是樓宇、園區智能化的重要標志之一,它的完善程度直接影響的樓宇、園區智能化的標準。建筑設備自動化系統是所有的公用電設備,例如說供電系統、照明系統、電梯系統等。該系統的主要管理模式是集中監測和遙控,這樣方便操作,還可以節約成本。
(2)辦公自動化系統。該系統的主要功能是利用科學的理論,結合信息技術,然后進行辦公業務的辦理。該系統能充分的利用信息資源,而且辦事的效率很高。
(3)安全防范自動化系統。該系統的主要功能就是保障樓宇、園區的安全,在樓宇、園區的智能化項目中該系統是不可缺少的系統。該系統在早期的控制模式是用模擬控制系統控制監控系統,這種方式控制的范圍有限,在大型的樓宇、園區中就使用不了了。后期采用了數字控制檢測系統,該系統可以進行遠程監控。
(4)綜合布線自動化系統。該系統可以說是樓宇、園區智能化項目的主要部分。在樓宇、園區土建的階段進行綜合布線,在后期的建設中,想要安裝什么設備,直接可以根據綜合布線系統進行建設。綜合布線系統還為通信自動化系統提供了基礎。
結論
以上就是樓宇、園區智能化項目管理的簡要分析,從中我們了解的項目啟動前的管理和計劃階段的管理。從整體看這些管理的方式有優勢也有不足,我們應該在優勢的地方繼續保持,在不足的地方要加大力度的進行完善和改造。因為只有具有最新科技的智能化項目管理才能很好的進行樓宇、園區的發展。隨著社會科技的進步,我相信樓宇、園區的智能化項目肯定會越來越先進,
參考文獻:
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關鍵詞:樓宇智能化;現代建筑;應用;發展
隨著科技的不斷進步與發展以及我國經濟水平的逐年提高,人們生活水平得到日益改善,幸福指數也有著較大地提升。與此同時,人們對物質以及精神上的需求也越來越高,這樣一來也就促使我國的建筑往智能化的方向發展。在多數大中型城市,大部分建筑都已融入了最新的高科技產品,為城市增添了別樣的色彩。
1智能樓宇的含義
智能樓宇就是在建筑內,安裝有以下幾個方面系統的智能建筑,第一是安裝有建筑機電設施能效管控系統,第二是安裝有信息化應用系統,第三是安裝有公共安全系統等,將服務于管理以及系統等組合成一體,以滿足建筑達到以下幾個方面的功能,首先,能夠使建筑的設備實現自動化(BA),其次,實現通訊自動化(CA),第三能夠實現辦公自動化(OA),第四能夠實現安全防范自動化(SA)。通過實現這幾方面功能,從而使得建筑具有以下幾方面特點,一是保障了建筑內能源與設施的安全性、可靠性、經濟性,二是簡化了物業巡檢人員工作量,提高了運營效率,三是使得建筑更加環保節能,達到綠色建筑的標準。
2智能樓宇的應用
(1)建筑機電設施能效管控系統。建筑機電設施能效管控系統是通過深度集成技術,將智能配電系統、能源管理系統、電氣安全管理系統、冷站群控系統、智能照明系統、設備自動化系統等深度集成入機電設施能效管控系統。不僅實現原建筑設備監控系統(BAS)全部功能,還通過對能源、用能設施和用能過程相關參數的全面實時測量和分析,并通過“監測———分析———管控”,形成閉環的技術手段,對負載設施的能源效率和能源消耗過程及時管控,在滿足人們生活與工作環境安全性及舒適的前提下,真正達到建筑的智能化,進而實現節能降耗的目的。(2)通訊自動化系統。通訊自動化在智能樓宇中有著極其重要的作用,它能夠對建筑物以下幾個方面的數據進行管理與控制,第一方面是圖像,大部分建筑內都裝有攝像頭,通過通訊系統,可以很清楚地看到有哪些人到訪,這樣也使得建筑的安保系統更加牢固可靠,保障了建筑使用者的安全。第二方面是數據,第三方面是語音。在建筑內經常會裝有局域網,方便公司辦公及相應自動化系統的安全使用,通過通訊自動化系統的使用,能夠極大地方便建筑使用者的工作及生活,為其提供可靠的信息服務,例如語言文本的通信服務,圖形圖像的通信服務,以及多媒體的通信服務等。通過該系統,能夠保證建筑物與外部通信網相互連接,從而實現與外界的信息互通。(3)辦公自動化系統。該系統主要是采用以下三種技術,第一是計算機技術,第二是通信技術,第三是多媒體技術,通過辦公自動化系統使得人們在工作時所借助的辦公設備能夠與辦公人員相互構成一種服務的人機信息系統。該系統主要由辦公設備、網絡設備以及一些相應的工作軟件組成,包括多功能電話機、高性能傳真機、各類終端、個人電腦、存儲設備等。(4)火災報警系統。該系統在智能樓宇中有著極其重要的作用,因為該系統能夠保證人員與建筑設施的安全。該系統是智能樓宇中的一個子系統,但是該系統又完全脫離其他系統,能夠獨立運行,能夠自身去完成防災以及滅火的功能,在各大系統中有著絕對的優先權。通過建筑物的煙感以及溫度感應探測設備來提供信號,經過確認后進行報警操作,與此同時會開啟火災聯動系統,包括以下方面,第一是關閉空調,第二是開啟排煙裝置,第三是進行消防系統的運作,第四是通過廣播傳達疏散人群的通告。這樣一來,能夠盡最大限度地減少人們的生命安全,減少財產的損失。(5)安全保衛系統。該系統主要是通過以下幾種系統來對建筑周邊的事件進行整理研究,通過將圖像、聲音傳送給管理人員,第一是一卡通系統,第二是公共應急廣播系統。該系統能夠對建筑物進行全方位的監控,并且依據事件的具體情況來做出相應的反應,進而將各專業聯系在一起,這樣能極大地節約人力和物力,從而真正地實現系統的自動化。
3樓宇智能化的發展歷程
在20世紀80年代中期,我國的計委和科委共同進行立項工作,由中國科學院來進行研究工作,承擔《智能化辦公大樓可行性研究》的工作,并且在二十世紀九十年代初期提出報告,在1991年,由日本進行投資,設計工作由北京市建筑設計院擔任,進行北京發展大廈設計,該大廈采用以下幾種系統,第一是建筑設備的自動化系統,第二是采用了通信網絡系統,第三是采用了辦公自動化系統,該建筑可以說是我國智能建筑的雛形。而在1993年建成的廣東國際大廈可以算得上是我國的第一座智能化的商務大廈,該建筑有著比較完善的建筑智能化系統,并且有著高效的國際金融信息網絡,能夠通過衛星去接受國際經濟信息,并且該建筑擁有舒適的辦公環境以及居住環境。在20世紀90年代初期,我國的智能樓宇主要還是一些涉外的酒店,或者是較為特殊的工業建筑,因為這些特殊的工業建筑需要特殊的設備。盡管智能樓宇的普及度不高,但是我國人民對其中的熱情非常高漲,得到了專家以及設計單位的響應。隨之我國國民經濟得到了高速的發展,我國的房地產行業也有著較大程度的發展,因此加快了我國智能樓宇市場的發展。智能樓宇在以下幾方面較為突出,第一方面是低碳環保方面,第二是節能方面。與此同時,智能樓宇能夠使人們的生活更加舒適,所以得到了人們的一致推崇。例如我國的鳥巢建筑、水立方、環球金融中心等等智能樓宇不斷涌現。隨著我國經濟的高速發展,目前建筑的智能化在我國許多一線城市應用普遍,成為了各大城市建筑設計的新潮流。在各大建筑中,通訊、監控等自動化的程度有著極大地提升。通過不斷的研究與探索,我國的建筑智能化無論是在理論上,還是在法律法規上,乃至設計實施上都有著飛躍式的發展。
4智能樓宇的發展趨勢
我國每年都會新增許多建筑,加上我國政府對建筑的智能化越來越重視,并且對其進行規范引導,所以智能樓宇在我國的發展前景被業內人士看好。例如在21世紀10年代,上海世博會就為我們充分展示了智能樓宇的理念,在其中有許多新技術、新產品成為了亮點,比如其中的LED照明,地源熱泵、氣動垃圾回收等,充分展示了將來低碳環保的城市建筑。那么在這個趨勢下,我國將來的樓宇智能化將會從深度以及廣度上發展。(1)通信技術。在今后的建筑中,會將數據衛星通信技術與移動通信系統相結合,從而實現以下幾方面的功能,第一是電視會議的功能;第二是能夠實現遠程監控的功能,即使身處外地也能夠對自己的辦公環境或是居住環境、能源與設施情況、人員狀況了如指掌;第三是實現遠程醫療的功能;第四能夠實現遠程教學。(2)網絡技術。在今后的智能樓宇發展中,要改善建筑內的自控系統與火災報警系統等一系列構成網絡環境的聯動機構,用控制網絡的方式,來實現建筑管理的自動化,從而能夠通過控制網絡來使得建筑的機電設備能夠自動運轉,并且能夠利用網絡應用集成,對建筑的機電設備以及安全系統進行數據收集。(3)建筑機電設施運營監控系統。建筑機電設施運營監控系統采用Modbus通訊協議,以物聯網+人工智能相關技術,構建機電設施運維智慧平臺與SAAS服務,幫助實現建筑設施高效集約化運維。通過建筑機電設施運營監控系統對樓宇以下幾個方面設施或系統的運行以及安全狀況進行監控管理,第一是樓宇內的配電設施,第二是樓宇內的暖通設施,第三是樓宇內的給排水設施,第四是樓宇內的中央空調,第五是樓宇內的照明設施,第六是樓宇內的電梯設施以及其他設施或子系統等,不但能夠為建筑營造一個安全舒適的環境,還能夠實現建筑的各耗能設施管控一體化、各子系統監控統一化、智能化,即采用統一系統平臺即可實現所有設施或子系統的全部功能,且優于現有能源與設施管控技術手段,真正實現智能化建筑內能源與設施的安全性、可靠性、經濟性、智能性。
5結語
樓宇的智能化發展是時展的趨勢,是建筑與信息技術的有效結合。在今后的建筑發展過程中,傳統的建筑模式必然會被逐步淘汰,智能樓宇將會有著良好的發展前景,因為這是時代以及社會發展的必然趨勢。
參考文獻
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關鍵詞:智能化樓宇;接地保護;措施
中圖分類號: G267文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,隨著社會經濟水平的提高,信息技術的不斷進步,我國的智能化樓宇也逐漸增多,在建筑物的供配電設計過程中,接地系統的設計好壞將會直接關系到供電系統的安全性及其可靠性。由于不同建筑物的要求不同,其各類設備的需求也會不同,其接地系統也會不同,特別是在當今社會中,隨著智能化樓宇的增多,對于接地保護系統的設計提出了更高的要求,本文筆者就目前常用的幾種接地保護系統進行研究和分析,提出在智能化樓宇中最適合的一種接地保護系統,并對其的保護措施進行詳細地闡述。
一、常見的接地保護系統
(一)TN-C-S系統
這種系統主要是由兩個接地系統所組成的,其中第一部分接地保護系統是TN-C系統,而第二部分的接地保護系統是TN-S系統,其分界面在PE線和N線之間的連接點。在進戶前,首先采用的是TN-C接地保護系統,并在進戶的位置進行重復接地,而在進戶以后要將其變成為TN-S接地保護系統,最后通過接地引線,選用準確的接地電阻值促使電子設備能夠共同獲取一個等電位的基準點,這種系統就可以作為當前智能化樓宇中的一種接地保護系統。
(二)TN-C系統
在TN-C系統中其保護接地PE和性線N結合在一起,被稱為PEN線。在智能化樓宇中,其單相負荷所占的比重比較大,很難達到三相負荷的平衡,同時由于PEN線中的不平衡電流以及線路中由于晶閘管、熒光燈等一些設備導致的高次諧波電流,致使其在中性線N上疊加,導致中性線N帶電,電流有時大、有時小,使中性點的接地電位出現不穩定和漂移的現象。這種接地保護系統不僅會使設備的外殼帶電,給人身造成不安全,同時還不能正確地獲取到一個適合的電位基準點,導致精密的電子設備不能正確、安全、可靠地運行。因此在智能化樓宇中,不適合采用這種接地系統。
(三)TN-S系統
TN-S系統是PE線加上三相四線的一種接地系統,一般情況下,在樓宇中如果設有獨立的變配電所,在進線時則可以采用這種系統。這種系統主要特點就是保護接地線PE和中性線除了在變壓器中性點的共同接地以外,其兩線不能再與其他的電氣所連接,其中PE線是不帶電的,而中性線是帶電的,這種接地系統完全具備可靠和安全的基準電位,如果智能化樓宇的接地保護系統中的計算機等一些電子設備沒有什么特殊要求,均采用TN-S系統。
(四)TT系統
這種系統一般用于樓宇供電中的公共電網處,TT系統的特點是保護接地線PE和中性線N之間沒有一點電氣連接,即PE線接地和中性點接地之間是分開的。這種系統在正常運行的時候,不論三相負荷是否平衡,在中性線帶電的條件下,其PE線是不帶電的。只有當單相接地故障時,因保護接地的靈敏度比較低,故障沒有被及時地切斷,其設備的外殼才有可能帶電。若其在正常運行,這種系統和TN-S系統相似,同樣也能取得相應的、合格的基準接地電位。據相關調查資料顯示,因為公共電網中的電源質量不是很高,難以負荷智能化設備的需求,因此,這種系統很少在智能化樓宇中采用。
(五)IT系統
這種系統中的變壓器中性點在經過阻抗接地或者不接地時,沒有中性線N,只有無相電壓和線電壓,其保護接地線PE是相互獨立的接地。該系統的優勢是當一相接地時,不會造成外殼帶有比較大的故障電流,其系統仍然可以照常地進行運行,其缺點就是不能將中性線N配出。因此,若在智能化樓宇中有大量的單相設備的時候,一般不適用于這種系統。
二、智能樓宇中弱電接地保護措施
在建筑內,其弱點系統的接地問題一直以來是建設單位比較爭論的一個問題,當前在弱電系統設計中最常用的一種接地方式為共同接地方式。通常情況下智能樓宇一般屬于一級負荷或者二級負荷,其供電系統多采用的是TN-S系統。通過上述文中的分析,在智能樓宇弱電系統中采用共同接地的方式是一種比較可行的方式,為了便于弱電工程的施工以及符合弱電系統安全、可靠、穩定運行的需求,在設計接地裝置和采取接地方式時,必須要嚴格按照相關規范要求來實施,本文筆者結合自身的工作經驗,提出以下相關保護措施。
(一)構建完整、統一的接地系統
1.相對于強電系統接地而言,其弱電系統接地的要求比較高,特別是綜合布線系統和計算機機房的接地要求更高。其接地需求可以歸納為以下幾點:工作接地、屏蔽接地、防雷接地、防靜電接地、直流接地和保護接地。然而,在智能化樓宇中各種接地的要求均要以防雷接地作為其基礎。
2.工作接地、屏蔽接地、防雷接地、防靜電接地、直流接地和保護接地等需要共用一組接地裝置,其接地的電阻應該按照其最小值來明確,如果防雷接地需要單獨設置接地裝置時,其接地電阻不能大于最小值,同時還要采取相應的防止反擊措施,比如使防雷裝置和其他接地物體間保持一定的安全距離等。
3.采用共同接地的方式時,其接地體主要是以自然接地為主,自然接地體的構成主要為:將大樓的樁基鋼筋和40mm×4mm的鍍鋅扁鋼連成一體,使其作為自然接地體,其接地的電阻為≤1Ω,如果沒有達到這個要求,應該增加人工接地體或者采用化學降阻法,促使接地的電阻值為≤1Ω。同時在樓宇中還應該設置相應的總等電位銅排,而等電位銅排必須是接地體的地電位,其接地電阻為≤1 Ω。此外,統一接地體作為接地電位的基準點,分別將各種功能的接地引線引出,通過輔助等電位和總等電位的方式來構建一個完整、統一的接地系統。
(二)弱電系統的接地處理方式
1.工作接地。在工作接地中,變壓器中性線或者中性點N接地,其中N線必須要用銅芯絕緣線,可以將其接地在總等電位銅排中,在配電系統中有輔助等電位銅排的一些電位接線端子,通常情況下都是安裝在箱柜中,但是要注意的是該接線端子不能夠外露,更加不能觸碰(帶電的時候),并且不能和PE線連接以及其他的直接接地、放靜電接地、屏蔽接地等混接。
2.保護接地,其弱電系統保護接地主要是指防電擊保護接地,即對智能樓宇中的用電設備以及設備周圍的一些金屬構件,通過PE線連接起來,其中PE線可以采用裸銅排,通過總等電位銅排將其引出以后,延伸至需要保護的位置。PE線除了要與總等電位銅排上防雷保護連接以外,同時要應該和防雷保護隔離,簡單地講就是PE線以及其輔助等電位銅排應該用絕緣子支承,但是堅決不能將N線借接在PE線上。
防靜電接地和屏蔽接地。由于智能化樓宇中組成布線系統的設備很容易受到大功率輻射電磁場、超高電壓、靜電放電以及自然雷擊等干擾,嚴重影響了其信號接收和發送等功能。因此必須要對這些設備采取相應的保護措施,防止其受到各方面的影響和干擾,而只有將可靠的PE線、PE線的輔助電位等相連接才是避免電磁干擾一種最佳的保護措施。
三、結束語
由于我國國民經濟的迅速發展,現代樓宇電氣智能化工程技術和人民生產生活產生了更加重要的影響。智能建筑電氣設備工程的特點,需要嚴格按規范和施工工藝要求進行安裝施工,運行調試。
參考文獻:
[1] 趙思亮.現代智能樓宇電氣設備安裝技術與接地保護措施分析探討[J].中外建筑,2009,(11):124-126.
關鍵詞:PLC;樓宇;給排水;智能控制系統
前言
隨著經濟的快速發展以及居民收入水平的提高,民眾對于居住舒適性的要求也隨之提高。通過將不斷發展的電子、通信以及自動控制等新科技應用于樓宇建設中,從而不斷的提高樓宇的智能化水平,構建出更為先進、宜居的居住環境。建筑給排水是樓宇建筑中的重要組成部分,根據國家的相關規定建筑樓宇給排水系統中所使用的相關給、排水設備需要具有監控與記錄功能。此外,甲級設計標準中還對建筑樓宇中所使用的給排水設備的運行與響應應具有狀態顯示、超限報警以及相關的通訊等的功能。做好樓宇給排水系統的控制對于提高樓宇給排水能力,確保為居民提供舒適、適宜的居住環境是現今乃至今后一段時間樓宇建設的重點。隨著電子技術以及自動控制技術的進步與發展,使用PLC作為控制核心的樓宇給排水控制系統不論是在控制的簡便性、經濟性以及可靠性方面都有著不小的優勢。
1 樓宇給排水系統的組織架構
樓宇給排水系統主要由生活給水、消防上水以及建筑排水系統等部分組成。其中在樓宇的生活給排水中主要由給水泵、給水箱、給水管道以及給水管道測壓變送器以及計量給水水量的脈沖水表等組成,為保證樓宇給水壓力的穩定通過采用變頻控制的單泵或是工頻、變頻切換控制多臺泵的方式來加以實現。消防給水是樓宇給水中的重要組成部分,其中消防給水主要由給水箱、噴淋泵、壓力開關、消防管道和閉式噴淋頭等組成。當傳感器檢測到火災信號時消防給水系統通過控制噴頭的自動給水來實現自動噴淋滅火。對于排水系統的控制系統主要由污水箱、液位傳感器、排水泵與排污管道等組成,通過液位傳感器檢測污水坑中的水位以控制排水泵的工作。
2 PLC控制樓宇給排水控制系統的硬件組成
2.1 生活給水系統
樓宇生活給水系統控制的主要目的是將樓宇給水系統的壓力控制在一個較為穩定的壓力范圍內,通過壓力傳感器對生活給水系統中的給水壓力進行檢測并將壓力信號反饋至PLC中以控制變頻泵的啟停或是運行的轉速。整套生活給水系統主要由給水泵、變頻控制器、壓力送變器等組成。采用單泵變頻控制時,當壓力送變器檢測到供水系統的壓力低于PLC中所設定的壓力值時,PLC對給水單泵變頻器發出工作信號,從而將給水系統中的給水泵轉變為變頻工作狀態對給水系統進行補壓。當使用變頻單泵給水系統時,如果樓宇對于水的用量增加,生活給水泵變頻器控制時,如將工頻上升至50Hz時仍無法將給水管道的壓力升至設定值,則PLC根據情況將生活給水泵切換至工頻工作狀態并將備用泵啟動進入到變頻狀態以確保樓宇給水系統的壓力。
2.2 消防給水系統
消防給水系統是樓宇給水系統的重要組成部分,整個消防給水控制系統包含有伺應狀態和報警狀態。其中伺應狀態指的是消防控制系統在完成裝運調試后處于滅火工作前的一個工作狀態,整個噴水系統中內部存有0.2MPa-0.3MPa的水壓力,以便在火災報警時能夠及時的完成噴水滅火工作。
3 樓宇給排水控制系統的PLC程序的編制
整個樓宇給排水控制系統由上位機(微機)、下位機(PLC)以及控制總線以及閥、傳感器等構成樓宇給排水控制系統的硬件組成部分。下位機主要使用西門子系統中的S7-200CN系列中的S7-222CN型PLC,使用擴展電纜將其與模擬量模塊進行擴展連接,上位機與下位機PLC之間使用PC-PPI電纜相互連接。通過在樓宇給排水控制系統的上位機中安裝力控組態軟件以及在下位機中對PLC的程序進行編譯以實現對于樓宇給排水控制系統的控制。其中下位機依靠內部的程序對樓宇給排水設備進行全自動的控制,上位機與下位機之間通過使用PPI線纜實現兩者之間通信并在上位機中實現對樓宇給排水控制系統中各項運行指標的監視、顯示和記錄,同時還可以將樓宇給排水控制系統與市政給、排水控制網絡相連接以便對樓宇給排水控制系統進行遠程監控從而更好的對樓宇給排水進行調度保障。在對樓宇給排水控制系統的PLC程序進行編制有:(1)生活給水系統的恒壓控制程序的編制。在生活給水系統中為確保給水的壓力需要做好對于給水壓力的采集以及給水泵組的控制,在樓宇給排水控制系統給水恒壓PLC程序的編制中主要應用PLC中的PID編程控制以實現對于變頻器的控制,在樓宇給排水控制系統的給水系統PLC程序的編制中需要采用主、子程序相結合的模式,其中樓宇給排水控制系統給水恒壓PLC程序編制時要按照:主程序啟動-調用給水系統的給水壓力的計量-PID計算初值-故障預警程序-完成變頻頻率初值賦值-變頻泵啟動-變頻與給水泵工頻的控制邏輯之間的轉換。在給水壓力的檢測上,脈沖式水表將給水系統中的給水量檢測的開關信號通過信號轉換為脈沖信號將其輸送至PLC控制模塊的信號接收端,從而完成給水壓力的輸送,PLC通過內部程序對所接收到的信號進行處理,并根據給水系統內水壓力的大小完成對于給水系統變頻泵的工頻頻率的控制。(2)消防給水系統PLC程序的編制。在檢測到火災報警信號后,輸出噴淋信號控制消防水泵運轉,向消防給水系統中供水同時控制火災房間內噴淋設備的閥組控制設備打開閥組以實現對于火災房間的消防噴淋。消防自動噴淋使用與排污水控制都是通過使用開關信號作為給水泵的開啟及制動信號的。(3)上位機組態監控設計,在樓宇給排水系統設計中對于上位機所使用的組態軟件監控中需要使用力控組態軟件。
4 對于樓宇給排水系統設計的人機交互界面的設計
對于樓宇給排水系統中的人機交換界面的設計時,其整個畫面主要由3各部分組成,樓宇給排水系統設計的實時數據動態監控、報警等,在樓宇給排水系統上位機中的監控畫面中可以實時的顯示供水系統中的供水壓力、水表累積數據以及排水抗(箱)中液位的高低以及消防給水系統中閥門中的運行狀態。同時對于樓宇生活給水系統中的供水泵的運行狀態(如運行、工頻/變頻運行、停止等)等進行相應的顯示。同時通過上位機監控界面可以對樓宇給水控制中的相應的給水管道的設計壓力值進行相應的修改設定,同時對于樓宇給排水系統中的給水管道的PID控制參數也能夠進行相應的修改,而后通過上位機與下位機之間的程序自動對下位機中PLC相應的設定參數進行相應的修改。同時通過上位機組態軟件界面上還能夠對整個樓宇的給排水運行情況進行直觀的顯示,同時組態軟件還能夠在上位機上針對具體某一樓層的給排水數據進行檢測與監視,并對給排水管道的壓力值進行相應的設定。
整個樓宇給排水系統主要由上位機、下位機以及控制終端等幾個主要部分組成,上位機主要使用PC機作為控制器,下位機使用PLC作為控制器對閥組、泵組等控制終端進行控制,通過在上位PC機中安裝力控組態軟件和在下位機(PLC)中安裝編程的編譯軟件從而使得PLC可以實現對樓宇給排水的自動程序控制,并將采集到的監控信息傳輸至上位機中由上位機對樓宇給排水系統的監視、顯示和控制,從而使得樓宇給排水的生活給水雙泵變頻控制、用水計費和消防給水控制,具有良好的應用前景。
5 結束語
樓宇給排水自動控制是樓宇智能化發展的重要一環,通過在樓宇給排水控制中使用PLC作為控制的核心組建樓宇給排水控制網絡以實現對于樓宇給排水的智能化控制。
參考文獻
[1]李毅.樓宇系統電氣消防技術的研究與應用――以某質檢樓電氣消防自動監控系統設計為例[J].廣東科技,2013,22(2):165-166.
關鍵詞:智能樓宇;EIB節能
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)24-0282-02
1 EIB系統簡介
EIB(European Installation Bus)即歐洲安裝總線,是一種分布式的現場總線系統,其技術發源于歐洲的一個現場總線協議,主要用于對建筑物內的各種電氣設備的控制,其結構簡單,功能強大,安裝方便。它不需要總控制臺,每個總線設備都有自己的微處理器和存儲器,可以獨立地與EIB總線進行數據交換,實現對用電設備的控制。
通過EIB系統的不同驅動模塊可以控制各種用電設備,如照明設備、電動窗簾、空調等。其控制方式多樣,可以實現就地控制、移動控制、定時控制、集中控制等,在方便人們使用的同時能夠最大限度的提高管理效率。在某一區域內,能夠同時實現對照明、窗簾、空調等的組合控制。
2 EIB系統節能應用分析
2.1 EIB系統對用電設備的控制
(1)樓宇建筑內中央空調的節能控制。
對于現代樓宇內的耗能大戶中央空調來說,系統的能耗一般主要由三部分構成,即空調冷熱源、空調機組及末端設備、水或空氣輸送系統。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50%左右,水或空氣輸送系統能耗占總能耗的30%左右,風機盤管等末端設備能耗約占總能耗的20%左右。在實際運行中,中央空調處于最大設計負荷下工作,很難做到隨實際運行負荷的變化做到合理的動態調節,這樣中央空調的運行效率會比較低,而且浪費電能。在采用EIB系統后,EIB系統的驅動模塊可以直接控制中央空調的末端設備――風機盤管,不僅可以做到開關控制,而且可以調節風機盤管風機的轉速和水閥的流量,進而來對室內的溫度進行調節。對于室內溫度的控制,除了定時、集中等控制方式外,EIB系統專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板,其溫控面板可以指示當前室內的溫度,并可以通過驅動模塊來控制風機盤管,進而使用者可以根據實際需要調節室內的溫度,這樣避免了風機盤管始終在同一轉速下運行的缺陷,不僅符合人們的實際需要而且能夠實現節能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗,冷熱源的消耗和三速風機的能耗,這兩種能耗的降低將使整個中央空調的能耗降低。
(2)樓宇建筑內照明系統的節能控制。
與中央空調相比,照明系統的能耗由于相對較低而常常被人們忽視,而實際上在一個相當長的時間段內,照明系統節約能源的潛力是相當可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內照明和公共區域照明兩大部分。
首先,對于室內照明來說,傳統的強電系統只提供簡單的開關兩種控制狀態,而且所謂的“人在燈亮,人走燈滅”的節能方式也只能寄期望于人們良好的節能意識。而EIB系統則可以提供一種移動感應控制加調光的解決方案。當感應器感應到室內有人存在時,可以控制照明設備的開啟;相反,當沒有人在室內時,感應器將會延遲關閉室內的照明設備。這樣可以非常智能化的做到人在燈亮、人走燈滅。另外還可以運用設定EIB系統光照感應器的照度值的辦法,來實現室內的恒照度控制,即系統可以根據光照的角度和強度,來自動調節百葉窗簾柵格的角度,最大限度的利用自然光,并同時對室內進行調光控制,既保證了室內對照度的需求又很好的利用了自然資源,達到了節能的目的。
其次,對于公共區域來說,EIB系統的移動感應器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例,技術人員經過測試后,運用EIB系統后的衛生間大約可以節能80%。另外還可以對這些區域內進行定時控制和集中控制,如果運用傳統的強電系統,管理控制中心的管理人員很難掌控公共區域內照明系統狀態,而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監控每一個回路的狀態,并且可以根據實際情況設定區域內燈具的開關狀態,這樣不僅提高了管理效率,而且還極大地節省了能源。
(3)樓宇內對窗簾的節能控制。
現代智能樓宇對透明玻璃的運用越來越多,自然而然的就需要布置大量的窗簾。在歐美等國家建筑師們會大量運用百葉窗簾。運用EIB系統后,可以通過光線感應器來感應室外的光照強度和角度進而自動控制百葉窗簾柵格的角度,最大限度的利用自然光照,同時避免陽光直射,降低室內溫度,減少空調的消耗,在滿足室內照度的同時能夠節約能源。
2.2 EIB系統節能控制方式
EIB系統的控制方式非常靈活,有就地面板控制、紅外遙控控制、移動感應控制、定時控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節能來說是非常有益處的。
(1)移動感應控制。
如前文所提到的那樣,移動感應控制主要是控制公共區域內以及室內的燈光,即能夠實現有人的時候自動開燈、沒人的時候延時自動關閉的功能,從而達到最大程度的節能效果。另外某些移動感應器帶有恒照度控制功能,還可以根據環境的照度來決定是否需要開燈。這樣,系統可以根據實際需要來控制樓宇內的照明設備,避免不必要照明浪費。
(2)定時控制。
在現代智能樓宇中,人們會對不同用電設備進行綜合運用,來達到一定的模式效果。EIB系統可以通過定時來自動實現一些特定模式的啟動或停止,或者對公共走道、泛光照明等進行時間控制。可以根據節假日、特定日期等不同時段設定不同的時間表進行統一控制。
(3)集中控制。
對于現代智能樓宇等大型建筑來說,最有效的管理控制方法就是通過計算機的集中控制軟件來管理所有的用電設備。通過EIB系統的中控軟件,用戶可以在計算機屏幕上對所有區域內的電氣設備進行監視,并隨時可以進行調控,既方便又可以有效地提高設備的管理效率。通過計算機,用戶還可以觀察每個電氣回路的累計開關次數和運行時間,為設備維護和檢修提供方便。
目前許多樓宇自動化(Building Automation,BA)系統廣泛用于現代樓宇的管理控制當中,但是由于造價等原因BA系統很難做到對末端設備進行控制,即不會對每一個區域的每一路燈光、每一路風機盤管等做控制。而EIB系統則正好彌補了BA系統的這個缺陷,所以很多情況下都會將BA系統與EIB系統結合使用,通過一個軟件系統將這兩個系統結合。
2.3 收益分析
在樓宇建筑施工階段,EIB系統的安裝費用要高于傳統強電系統,但是隨著時間的推移,費用便會大大低于后者。因為樓宇的總成本不僅包括初始階段的投資成本,還包括使用過程中的運營費用。一般來說,初始階段的投資成本
平均只占樓宇總消耗的25%,而使用過程中的營運費用卻占75%。
3 EIB系統節能應用實例
(1)單獨用電設備控制應用實例。
這里我們以對酒店中央空調的控制為例。經重慶、上海、廣州等地區的實踐證明,室內溫度夏季升高I'C或冬季低1℃,整個中央空調系統的能耗將減少6%~8%左右。針對酒店建筑的EIB系統可以設定在人外出后的節能模式,即設定溫度降低或升高4℃,還可以設定在客人入睡后的夜間模式,設定溫度降低或升高2℃,而這些溫度的設定可以根據實際情況進行實際調整。根據上海地區五星級酒店中央空調能耗統計報告,紅塔酒店能耗最少,其中央空調的年費用為756萬人民幣,客房數量為300間,如果所有房間均采用EIB系統對風機盤管進行智能控制,以每天平均有8小時處于節能模式、8小時處于夜間模式計算,則全年中央空調系統可節約的費用為:
7560000X 8/24×6%×4+7560000×8/24×6%×2=900000元
(2)控制方式應用實例。
這里我們以定時控制的應用為例。以ABB i―bus EIB系統在西安騾馬市商業廣場的應用做說明。騾馬市北區1―6層有各種照明設備容量4580kw(應急照明211kW),按每天營業時間12小時計算(9:00―21:00),安裝前后電費支出對比如下:
①未安裝系統前全年電費計算:
每天消耗電能:(4580―211)X12=52428kW?h
全年消耗電能:52428X365―19136220 kW?h
按商業用電1元/kw?h計算全年電費:19136220×1=19136220元。
②在安裝ABB的i―bus EIB系統后的全年電費計算:
按每天營業12小時,早晨開業前保安巡視15分鐘開啟總量5%的燈具;營業員開業準備15分鐘,開啟總量30%的燈具,非節假日上午11:00前開啟總量80%的燈具,晚間歇業清場、清潔商場、清點貨物30分鐘,開啟總量80%的燈具,其余營業時間全亮。
每天節能:(4580―211)×12一(4580―211)×(O,25×5%t0,25×30%+1.5×80%+0.5×80%+9.5×100%)=3549.8kW?h
全年節約電能消耗:3549.8×365=1295677.O元
(3)EIB系統整體應用實例。
一般情況下,在一個建筑項目中,EIB系統不只控制一種用電設備或者只采用一種控制方式,而是會運用多種控制方式綜合控制多種設備。西班牙韋斯卡省的氣象大樓就是一個很好的應用范例,EIB系統不僅控制了大樓內所有的燈光、制冷制暖設備,并且運用了多種控制方式,經實際運行測試節能40%。按照韋斯卡省氣象大樓的節能標準,以北京某24層商業樓宇為例,來粗略計算一下大樓運營費用:
3413平米的一層,按照辦公室最低4001ux的照明標準,每平米耗電15w左右的標準計算,那么每層每小時耗電:
3413×15=51195w
每天按照8小時工作時間,每年工作250天計算那么照明總耗費:
51.195X8X250=102390kW?h
如果按照北京地區非居民照明電價0.62元/kw?h計算,則此辦公樓每年僅照明一項花費就為:102390×24×0.62=1523563元。
照明能耗占此項建筑總能耗的30%,則全年支付電費:1523563/30%=5078543元
則按照40%的節能標準,每年可以節約費用:507854×40%=2031417元
關鍵詞:智能樓宇;EIB節能
在信息社會中,人們對于現代建筑的概念也在發生變化,傳統建筑提供的服務已遠遠不能滿足現代社會和工作環境等方面的要求。智能大廈的出現,使得一幢幢樓就變成一個小社會,其內部有眾多的小公司,各種商業的生活行為要求數以兆計的信息和控制指令進出整座大廈。那么如何在智能建筑中融入建筑節能的思想,遵循可持續發展戰略也是我們面臨的一個重要的問題,我們必須對智能化建筑有一個全面、綜合、深入的認識,這對于設計者、使用者乃至發展商都是非常重要的。
1、EIB系統節能應用分析
對于現代樓宇內的耗能大戶中央空調來說,系統的能耗一般主要由三部分構成,即空調冷熱源、空調機組及末端設備、水或空氣輸送系統。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50%左右,水或空氣輸送系統能耗占總能耗的30%左右,風機盤管等末端設備能耗約占總能耗的20%左右。在實際運行中,中央空調處于最大設計負荷下工作,很難做到隨實際運行負荷的變化做到合理的動態調節,這樣中央空調的運行效率會比較低,而且浪費電能。在采用EIB系統后,EIB系統的驅動模塊可以直接控制中央空調的末端設備——風機盤管,不僅可以做到開關控制,而且可以調節風機盤管風機的轉速和水閥的流量,進而來對室內的溫度進行調節。對于室內溫度的控制,除了定時、集中等控制方式外,EIB系統專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板,其溫控面板可以指示當前室內的溫度,并可以通過驅動模塊來控制風機盤管,進而使用者可以根據實際需要調節室內的溫度,這樣避免了風機盤管始終在同一轉速下運行的缺陷,不僅符合人們的實際需要而且能夠實現節能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗,冷熱源的消耗和三速風機的能耗,這兩種能耗的降低將使整個中央空調的能耗降低。
2、樓宇建筑內照明系統的節能控制
與中央空調相比,照明系統的能耗由于相對較低而常常被人們忽視,而實際上在一個相當長的時間段內,照明系統節約能源的潛力是相當可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內照明和公共區域照明兩大部分。首先,對于室內照明來說,傳統的強電系統只提供簡單的開關兩種控制狀態,而且所謂的“人在燈亮,人走燈滅”的節能方式也只能寄期望于人們良好的節能意識。而EIB系統則可以提供一種移動感應控制加調光的解決方案。當感應器感應到室內有人存在時,可以控制照明設備的開啟;相反,當沒有人在室內時,感應器將會延遲關閉室內的照明設備。 其次,對于公共區域來說,EIB系統的移動感應器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例,技術人員經過測試后,運用EIB系統后的衛生間大約可以節能80%。另外還可以對這些區域內進行定時控制和集中控制,如果運用傳統的強電系統,管理控制中心的管理人員很難掌控公共區域內照明系統狀態,而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監控每一個回路的狀態,并且可以根據實際情況設定區域內燈具的開關狀態,這樣不僅提高了管理效率,而且還極大地節省了能源。
3、EIB系統節能控制方式
EIB系統的控制方式非常靈活,有就地面板控制、紅外遙控控制、移動感應控制、定時控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節能來說是非常有益處的。
3.1移動感應控制
如前文所提到的那樣,移動感應控制主要是控制公共區域內以及室內的燈光,即能夠實現有人的時候自動開燈、沒人的時候延時自動關閉的功能,從而達到最大程度的節能效果。另外某些移動感應器帶有恒照度控制功能,還可以根據環境的照度來決定是否需要開燈。這樣,系統可以根據實際需要來控制樓宇內的照明設備,避免不必要照明浪費。
3.2定時控制
在現代智能樓宇中,人們會對不同用電設備進行綜合運用,來達到一定的模式效果。EIB系統可以通過定時來自動實現一些特定模式的啟動或停止,或者對公共走道、泛光照明等進行時間控制。可以根據節假日、特定日期等不同時段設定不同的時間表進行統一控制。
3.3集中控制
對于現代智能樓宇等大型建筑來說,最有效的管理控制方法就是通過計算機的集中控制軟件來管理所有的用電設備。通過EIB系統的中控軟件,用戶可以在計算機屏幕上對所有區域內的電氣設備進行監視,并隨時可以進行調控,既方便又可以有效地提高設備的管理效率。通過計算機,用戶還可以觀察每個電氣回路的累計開關次數和運行時間,為設備維護和檢修提供方便。目前許多樓宇自動化(Building Automation,BA)系統廣泛用于現代樓宇的管理控制當中,但是由于造價等原因BA系統很難做到對末端設備進行控制,即不會對每一個區域的每一路燈光、每一路風機盤管等做控制。而EIB系統則正好彌補了BA系統的這個缺陷,所以很多情況下都會將BA系統與EIB系統結合使用,通過一個軟件系統將這兩個系統結合。
4、結束語
EIB系統通過對用電設備的合理控制,并運用高效的控制方式,對智能樓宇進行綜合管理,為人們提供了一種新型高效的用電管理手段,能夠創造良好的節能效果。除了節能外,EIB系統還能創造高效的管理效率,而且通過智能化管理,還可以為人們營造良好的辦公、家居或者娛樂氛圍和舒適的室內環境,操作使用都極其方便。另外,EIB系統組態靈活,能夠在修改、擴容等方面給用戶帶來更大的收益。相信將來EIB智能系統的廣泛應用,能夠使人們的生活變得更加豐富多彩,并為社會創造更大的效益。
參考文獻:
關鍵詞:自動化系統;樓宇自動化;解決方案;發展趨勢
Abstract: With the rapid development of society, information technology is particularly important for enterprises is the. At present, the rapid development of the construction of city building, automation system has great application in building. This paper discussed the application of several kinds of intelligent technology in building automation system, analyzes the existing problems. The research direction and development trend of building automation system and its application in network.
Key words: automatic system; building automation; solution; development trend
中圖分類號:F407.67
隨著經濟的發展,人們對生活環境的安全、高效、舒適提出了要求,應運而生的樓宇智能化技術目前在我國各類建筑中得到了廣泛應用,它是集建筑技術、計算機技術、自動化技術、通信技術以及系統集成技術為一體的一個新興但發展又十分迅猛的技術領域。網絡技術發展更是突飛猛進,計算機網絡技術已廣泛應用于工業、商業、金融、科研、教育、農業及日常生活等方面,已經在影響并逐步改變人們的工作生活方式。
一、樓宇智能化的定義
智能大樓是集樓宇自動化系統BAS、通信自動化系統CAS和辦公自動化系統OAS于一體的綜合系統。BAS是以中央控制系統為核心,由多種樓宇控制子系統組成的綜合系統,主要包括供電、空調、照明、消防、電梯、給排水、報警、LED/VGA顯示、智能卡門禁管理、停車場管理及電視監控等設備控制子系統。CAS是大樓計算機和通信系統的“中樞神經”,它包括以程控交換機為核心,以多功能電話、傳真、各類終端為主要設備的通信網,以及樓內局域網、工作站、高速寬帶的主干通信網和與通信公網互連的網絡接口設備。
二、樓宇智能化技術的應用
智能建筑系統是將大樓內的若干個既相對獨立又相互關聯的系統組成具有一定規模的大系統。這其中計算機通信網絡是智能建筑系統的神經系統,它把現有的分離設備、功能、信息組合到一個相互關聯的、統一的、協調的系統之中,實現語音、數據、圖像的綜合傳輸、交換、處理和應用。樓宇自動化系統(BA S)是智能大廈的各智能化系統中發展歷史最長的子系統,也是最核心的子系統。網絡技術在樓宇智能化技術中的應用主要就體現在這一子系統中,因此,下面主要圍繞樓宇自動化這一子系統展開探討。
1、集散型控制系統(DCS)在樓宇自動化系統中的應用
集散型計算機控制系統(DCCS)又名分布式計算機控制系統,簡稱集散型控制系統(DCS)。集散型控制系統的實質是利用計算機技術對生產過程進行集中監控、操作、管理和分散控制的一種新型的控制技術。采用三級結構模式,即控制(工程師站)、操作(操作站)、現場儀表(儀表站)。DCS是由計算機技術、信號處理技術、測量控制技術、網絡通信技術和人機接口技術相互發展和滲透而產生的。在樓宇自動化系統中,典型的產品有西門子公司的S600A POGEE樓宇自控系統,它是由中央工作站、各種DDC控制器及各類傳感器、執行機構組成,能夠完成多種控制及管理功能。傳統的DCS系統存在的問題有:(1)其I/O信號采用傳統的模擬量信號,因此,它無法在DCS 工程師站上對現場儀表(比如變送器、執行器等) 進行遠方診斷、維護和組態;(2)由于各廠家產品自成一體,系統相對封閉,產品互換性能差,系統擴展難。
2、 現場總線技術在樓宇自動化系統中的應用
現場總線控制系統FCS(Fieldbus Control System)是用于現場儀表與控制系統和控制室之間的一種全分散、全數字化、智能、雙向、多變量、多點、多站的通信系統。現場總線控制系統技術上具有的特點是:(1)系統開放性,即通信協議公開,各廠家的設備之間可互聯為系統并實現信息交換。(2)可互操作性與可互用性,不同廠家類似產品可實現互換。(3)現場設備的智能化與功能自治性,即現場設備本身就能完成自動控制的基本功能,并隨時診斷設備的運行狀態。(4)系統結構高度分散,根本上改變了DCS集中與分散相結合的集散系統框架,提高了可靠性和對現場環境的適應性。為克服DCS系統的不足,樓宇自動化系統引入了現場總線技術,目前,常用在樓宇自動化系統中常用的現場總線有LonWorks現場總線、EIB現場總線等。針對樓宇自動化系統的特點推出的樓宇自動控制網絡通信協議BACent的應用也十分流行。
3、 FCS和DCS綜合技術在樓宇自動化系統中的應用
FCS采用的是全分布式控制,上位機需要采用巡檢的方式采集各個智能節點上的數據,因此在上位管理機和節點間屬于多對一通訊,容易引起網絡的阻塞,且一旦發生網絡阻塞,網絡上的數據傳輸效率將顯著降低。DCS系統通過彌補自身不足發展到了第四代,硬件結構也得到豐富,由工程師站、操作站、現場控制站、通信控制站、打印服務站、系統服務器、管理網絡、系統網絡、控制網絡等組成。這一代DCS系統充分體現了信息化、集成化的特點,系統體系結構開放,其現場控制層支持多種現場總線標準。實際的智能樓宇工程系統龐大、復雜,DDC控制器在很多樓宇系統中仍在廣泛應用。
三、樓宇自動化的發展趨勢
1、樓宇自動化的發展趨勢主要表現為:
(1)網絡化:隨著網絡技術和我國第二代互聯網技術的發展,必將加強樓宇的網絡的功能的發展。通過完備的樓宇局域網絡可以實現樓宇機電設備和家庭住宅的自動化、智能化,可以實現網絡數字化遠程智能化監控。
(2)數字化:數字化技術是社會發展的必然趨勢,樓宇建設也必須走數字之路。 樓宇應用現代數字技術,以及現代傳感技術、通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術,加快了信息傳播的速度,提高了信息采集、傳播、處理、顯示的性能,增強了安全性和抗干擾的能力,以達到最好的效果。數字樓宇是數字城市的基本單元,數字樓宇的建設為數字城市的建設創造了條件,為電子商務、物流等現代化技術的應用打下了基礎。
(3)集成化:將各離散的子系統進行集成是必然的趨勢,也是智能樓宇的目標。 智能樓宇提高了智能系統的集成程度,實現了信息和資源的充分共享,提高了系統的穩定度和可靠度。
(4)生態化:近幾年隨著新興的環保生態學、生物工程學、生物電子學、仿生學、生物氣候學、新材料學等新技術的飛速發展,這些技術正在深入滲透到建筑智能化領域中,以實現人類居住環境的可持續發展目標。而衍生出所謂“微觀安防” 一門新興的可持續發展新產業。目前,歐洲、美國、日本等發達國家也正在開發利用這些高新技術去處理垃圾、污水、廢氣、公害,節能、節水,消除電磁污染,資源可持續利用,建筑人工生態環境等等;正在嘗試運用高新技術建設智能型綠色建筑、智能型生態建筑,既滿足當代人的需要,又不損害后代人持續發展需求的能力。
四、總結
當前智能建筑領域里,信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等等,都將會更加深入、廣泛地得到發展應用。特別是開放性控制網絡技術正在向標準化、廣域化、可移植、可擴展和可交互操作的方向發展。正在嘗試運用高新技術建設的智能型綠色建筑智能型生態建筑,既能滿足當代人的需要,又不損害后代人持續發展需求的能力。隨著現代社會高新技術的發展,智能樓宇在計算機控制通信和設備自動化管理技術方面的要求也日益提高,這就要求不斷掌握新技術,不斷完善設計。
文獻:
[1]黃從利,樓宇自控系統的節能設計與實現[D],湖南大學,2005年
[2]朱艷霞,關于智能建筑中空調自控系統的幾點淺談[J],科技信息(學術研究),2008
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