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1、楼宇自动化,北京工商大学信息学院,第一章智能建筑的基本概念,教学目的：了解本课程的学习内容、智能建筑的基本概念及智能建筑的发展前景，掌握智能建筑的组成和等级标准。教学要求：掌握智能建筑的基本概念及智能建筑的发展前景。教学重点：智能建筑的基本概念，智能建筑的系统组成。教学难点：智能建筑的系统组成。教学手段：幻灯片、专业网站、多媒体课件。,课程教材：陈虹楼宇自动化技术与应用机械工业出版社张勇智能建筑设备自动化原理与技术中国电力出版社陆亚俊马景良邹平华编暖通空调 中国建筑工业出版社Robert McDowall,Fundamentals of HVAC SystemsAmerican Society
2、 of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc.,第一章智能建筑的基本概念,第一章智能建筑的基本概念,1.1 引言1.2 智能建筑与传统建筑的区别1.3 我国智能建筑的发展及设计原则1.4 世界智能建筑的发展,1.1 引言智能建筑诞生于1984年，它是信息时代的产物，是一个国家综合国力和科技水平的具体体现，是建筑业发展的主流，在世界上被誉为世纪性建筑。智能建筑是综合性科技产业，涉及的行业有电力、电子、仪表、钢铁、建材、机械、自动化、计算机、通信等，有很大的发展潜力。,第一章智能建筑的基本概念,1.1.1 智能建筑的概念智
3、能大厦通过对建筑物的结构、系统、服务和管理等四个基本要素进行了最优化的设计和组合，给人们提供了一个优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。其实质是信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。,第一章智能建筑的基本概念,1.1.2 应用于楼宇自动化中的自控技术简介自动化技术的应用（工业自动化视频）自动控制含义,第一章智能建筑的基本概念,计算机控制系统,第一章智能建筑的基本概念,计算机控制系统的构成,第一章智能建筑的基本概念,计算机控制系统的类型数据采集和操作指导控制系统,第一章智能建筑的基本概念,直接数字控制系统,第一章智能建筑的基本概念,1、什么是DDC？参见第三章。DDC是英文DIRE
4、CT DIGITAL CONTROL的缩写，译为“直接数字控制”。2、DDC的典型结构,第一章智能建筑的基本概念,3、全DDC系统的优越性1）、当每一区域都实现DDC控制时，建筑设备自动化系统就能提供关于故障性质和地点的信息,并可以通过自动顺序控制实现全自动故障排除。2）、第二个优越性是对某一选定区域或楼宇的所有区域实现预定的控制顺序。3）、第三个优越性体现在数字控制的精确度和准确性上。,第一章智能建筑的基本概念,4、楼宇DDC控制器的功能类型,第一章智能建筑的基本概念,系统级控制器,区域级控制器,系统级控制器功能,区域级控制器功能,监督控制系统(SCC系统）1.监督控制加模拟调节器的控制系统
5、,第一章智能建筑的基本概念,比如PID调节器,2.监督控制加直接数字控制的分级控制系统,第一章智能建筑的基本概念,DDC与SCC系统的区别：SCC系统可根据生产工艺数字模型实现最优控制，而DDC系统无法实现。,集散型控制系统现场总线控制系统参见第二章相关内容。,第一章智能建筑的基本概念,18,楼宇自控系统楼宇自控系统出现的原因：1、对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的时候，使用这些设备存在以下问题：控制问题管理问题维护问题能耗问题,第一章智能建筑的基本概念,第一章智能建筑的基本概念,BAS视频：环境自动化：,楼宇自动化控制系统网络结构示意图,第一章智能建筑的基本概念,21,2、BAS就是将建
6、筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、保安等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理状况等实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统，简称为BAS（Building Automation System）。,第一章智能建筑的基本概念,22,3、BAS系统的监控范围和参数内容空调机组：新风空调机组、新/回风空调机组、变风量空调机冷/热源系统：冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机组,第一章智能建筑的基本概念,23,给排水系统：各类水泵、各类水箱；电力系统：照明控制、高/低压信号测量、备用发电机组的启停等；电梯；保安门锁、巡更
7、等。,第一章智能建筑的基本概念,24,4、BAS系统所能够产生的实际效果室内恒温控制；便于实现大楼内各类设备的保养和维修；便于大楼管理人员对设备进行操作并监视设备运行情况，提高整体管理水平；,第一章智能建筑的基本概念,25,良好的管理将延长大楼设备的使用寿命，使设备更换的周期延长，节省大楼的设备开支；及时发出设备故障及各类报警信号，便于将损失降到最低点，便于操作人员处理故障；节省运行费用，节省能量。,第一章智能建筑的基本概念,1.2.3 智能建筑的3A系统建筑设备自动化系统（Building Automation System)；办公自动化系统(Office Automation System
8、)；通讯与网络系统(Communication Automation System)。结构化综合布线系统(Premises Cabling System),第一章智能建筑的基本概念,第一章智能建筑的基本概念,、建筑设备自动化系统（BAS）的组成建筑设备自动化系统（BAS）的基本内容和功能（一）、供电配电监控系统（二）、照明监控系统（三）、环境控制系统（四）、消防监控系统（五）、安全防范系统（六）、交通运输系统（七）、广播电视系统,智能楼宇3A系统,智能楼宇的基本结构,BAS是楼宇自动化中的一个集成子系统。提高效率、降低能耗、改善管理是楼宇自动化的主要实施目标。,1.2 智能建筑与传统建筑的区别
9、1.2.1 智能建筑的受益者（一）、智能楼宇的市场,第一章智能建筑的基本概念,BOMA调查的第二部分主要涉及楼宇特性本身。在这一部分的调查中，72的被调查者声明愿意为如下所列的特性支付额外的租金（特性以重要程度排序）：1）、高速网络和互联网接口。2）、终端可调温的节能型HVAC系统。3）、带出入口控制和闭路监视功能的安保系统。4）、包括有线电视和视频会议等的通信功能。5）、多路冗余电力电源。,第一章智能建筑的基本概念,（二）、智能楼宇技术发展的受益者 对物业管理者和业主而言：提高物业出租率；灵活改变室内布局；通过事件和报警管理可以最大程度的避免客户投诉，并对客户的要求快速响应。对承租者而言：高
10、度舒适性和高品质室内空气质量；为承租人提供了满足其通信需求的手段；承租人可以从能耗下降和降低改变布局的成本中受益（当承租人扩展办公面积或重新布置办公空间时）。,第一章智能建筑的基本概念,1.2.2.智能建筑的定义、功能和特点智能建筑的系统集成 智能楼宇利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机组合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其功能与建筑的优化组合，所获得的投资合理，适合信息社会需要，并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。,第一章智能建筑的基本概念,第一章智能建筑的基本概述,智能建筑的功能、特点功能：以系统集成中心为核心枢
11、纽，利用结构化综合布线技术连接“3A”集成子系统，实现计算机监控和数据库管理。特点：集智能化、集成化和协调化于一体，使各子系统之间实现多变量集成系统的总目标、总任务。组成：建筑设备自动化系统、办公自动化系统、通讯与网络系统。,第一章智能建筑的基本概念,智能建筑与传统建筑的区别 在大厦中实施“智能化”管理，是智能建筑和传统建筑的根本区别。智能建筑在结构上保留了传统建筑的功能，但比传统建筑更具有“人性化”的管理。其主要的区别为：具有传递、处理感知信号或信息的能力。具有对现场的远程监控和数据库管理能力。具有综合分析，判断的能力。具有事故预警和实时处理的能力。具有安全、舒适、服务便捷的功能。具有节约能
12、源和人性化管理的功能。,第一章智能建筑的基本概念,1.3 我国智能建筑的发展和设计原则1.3.1.智能建筑的三级标准设计规范为（国家标准）：智能建筑物管理系统（甲级）设计标准智能建筑物管理系统（乙级）设计标准智能建筑物管理系统（丙级）设计标准,第一章智能建筑的基本概念,1.3.2.智能建筑系统产品的发展、第一代 CCMS中央监控系统（70年代产品）BAS从仪表系统发展成计算机控制系统。采用计算机、键盘和CRT构成中央站，打印机代替了记录仪表，散设于建筑物各处的信息采集站DGP连接传感器和执行器等现场设备，再通过总线与中央站连接在一起，组成中央监控建筑自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备
13、信息，下达中央站的控制指令。、第二代 DCS集散控制系统（80年代产品）随着微处理机技术的发展和成本降低，DGP分站安装了CPU，发展成直接数字控制器，这种集散控制系统最早在1975年由Honeywell公司发明并应用于工业控制系统，80年代引入BAS领域，并发展成BAS的主流技术。,第一章智能建筑的基本概念,图12 BAS分级分布式系统结构,第一章智能建筑的基本概念,集散控制系统的主要特点有中央站和分站两类节点，中央站完成监视，分站完成控制。配有微处理器芯片的DDC分站完全自治，可以独立完成所有控制工作，具有完善的控制、显示功能和节能管理程序，可以安装打印机、人机接口等等。集散控制系统改进了
14、中央监控系统的可靠性，分站工作与中央站能否正常工作无关。分站与中央站共同连接在一条总线上，保证了数据的一致性，进一步提高了系统的可靠性、实时性和准确性。,、第三代 开放式集散系统（90年代产品）DDC分站连接传感器执行器的输入输出模块，应用LON现场总线，从分站内部走向设备现场，形成分布式输入输出现场网络层；系统的配置更加灵活，输入输出模块可直接安装在强电控制柜中，减少了现场布线材料和安装劳务成本；由于LonWorks技术的开放性、也使分站具有了一定程度的开放性。这样，BAS控制网络就形成了 三层结构，分别是管理层（中央站），自动化层（DDC分站）和现场网络层（LION）,第一章智能建筑的基本
15、概念,开放式集散系统,第一章智能建筑的基本概念,、第四代 网络集成系统（21世纪产品）,第一章智能建筑的基本概念,BAS中央站嵌人Web服务器，融合Web功能，以网页形式的工作模式，使BAS与Intranet成为一体化系统。,第一章智能建筑的基本概念,1.4 世界智能建筑的发展潮流在世界上“智能建筑”的是朝着大型化和多功能化发展。日本、新加坡、印度、美国等国家都在发展很快，日本、美国正在计划建造所谓“海上城市”、“空中城市”和“月球城市”。美航天局曾计划在月球上建立一座“月球城市”，并计划首先向月球送100名地球移民，最终可容纳上万人。,习题,1、广义的楼宇自动化系统包括哪些内容？2、楼宇自动化系统有哪四代产品？3代和4代产品之间的主要差别是什么？3、什么是智能建筑？,
