【正文】 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 樓宇智能化技術 第 3版 許錦標 廣東工業(yè)大學自動化學院 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 本章導讀 樓宇設備自動化是樓宇智能化的基礎。智能化建筑中的機電設備和設施就是樓宇自動化系統(tǒng)的對象和環(huán)境，因此，我們有必要認識和掌握這些機電設備和設施的運行規(guī)律和控制特性。只有這樣，才能設計出方案優(yōu)秀的樓宇自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)其全局的優(yōu)化控制和管理。 本章重點對供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)及冷熱源系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)的設備運行規(guī)律和控制特性進行了闡述。 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 本章目錄 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 本章導讀 供配電系統(tǒng) 典型供配電系統(tǒng)方案 應急電源系統(tǒng) 供配電設備監(jiān)控 照明系統(tǒng) 樓宇照明設計 建筑照明設備 照明控制 空調(diào)與冷熱源系統(tǒng) 濕空氣的物理性質(zhì) 空氣調(diào)節(jié)原理 空氣處理的方法和設備 冷熱源系統(tǒng) 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 給排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng) 復習題與思考題 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 供配電系統(tǒng) (1)典型建筑供配電系統(tǒng) (2)應急發(fā)電系統(tǒng) (3)供配電設備監(jiān)控 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 智能化的供配電系統(tǒng)功能 ? 應用計算機網(wǎng)絡測控技術 ,對所有變配電設備的運行狀態(tài)和參數(shù)集中進行監(jiān)控 ? 達到對 變配電系統(tǒng)的遙測、遙調(diào)、遙控和遙信 ，實現(xiàn)變配電所無人值守。 ? 同時還具有故障的自動應急處理能力 ,能更加可靠地保障供電。 供配電系統(tǒng) 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 典型供配電系統(tǒng)方案 1 0 kV 母線S1 S2市電1 市電24 0 0V 母線1 0 kV / 4 00 V變壓器自備發(fā)電機應急母線采用兩路 lOkV獨立電源 ,再加自備發(fā)電機供電，變壓器低壓側(cè)采取單母線分段的方案 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 某醫(yī)院外科綜合樓供電系統(tǒng)方案 2 T M1 6 0 0 K V A1 T M1 6 0 0 K V A1 段2 2 0 / 3 8 0 V2 段2 2 0 / 3 8 0 V應急段2 2 0 / 3 8 0 V柴油發(fā)電機4 0 0 k W / 3 8 0 VA T S自總變電所1 0 k V 2 段 自總變電所1 0 k V 1 段市電與發(fā)電機之間的切換設自動聯(lián)鎖控制，由自動轉(zhuǎn)換開關 ATS完成 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 低壓配電方案 . ..低壓配電屏. .. . . .. ..低壓配電屏. .. . . .. ..低壓配電屏. .. . . .( a) 放射式配電系統(tǒng) ( b) 樹干式配電系統(tǒng) ( C) 混合式配電系統(tǒng)( a) ( b) ( c)第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 應急電源系統(tǒng) 3S 1 0S 5 mi n 1 0m in市電發(fā)電機發(fā)電機主開關市電消失 市電恢復自啟動 停車主開關自動斷閘自備發(fā)電機容量 :第一類負荷必須考慮在內(nèi)，第二類負荷應視城市電網(wǎng)情況及大樓的功能而定 :第一類保安型負荷，即保證大樓人身安全及大樓內(nèi)智能化設備安全，可靠運行的負荷，有消防水泵、消防電梯、防排煙設備、應急照明及大樓設備的管理計算機監(jiān)控系統(tǒng)設備、通訊系統(tǒng)設備、從事業(yè)務用的計算機及相關設備等。 第二類保障型負荷，即保障大樓運行的基本設備負荷，也是大樓運行的基本條件，主要有工作區(qū)域的照明、部分電梯、通道照明等。 為了確保智能化大樓供電的可靠、安全，設置自備發(fā)電機作為應急電源系統(tǒng) 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 供配電設備監(jiān)控 ? 1）供配電系統(tǒng)的中壓開關與主要低壓開關的狀態(tài)監(jiān)視及故障報警； ? 2）中壓與低壓主母排的電壓監(jiān)測； ? 3）電流及功率因數(shù)測量； ? 4）電能計量； ? 5）變壓器溫度監(jiān)測及超溫報警； ? 6）備用及應急電源的手動／自動狀態(tài)、電壓、電流及頻率監(jiān)測； ? 7）主回路及重要回路的諧波監(jiān)測與記錄； ? 8）電力系統(tǒng)計算機輔助監(jiān)控系統(tǒng)應留有通信接口。 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 供配電設備監(jiān)控系統(tǒng)的構成 供配電設備監(jiān)控系統(tǒng)一般采用集散系統(tǒng)結構，可分為三層：現(xiàn)場 I/O、控制層和管理層。 B A C n e t工業(yè)以太網(wǎng)管理層數(shù)據(jù)庫監(jiān)控計算機供配電設備（開關柜）現(xiàn)場I / O現(xiàn)場總線（M O D B U S ）控制層（P L C / 工控P C /D D C / 通信控制器）供配電設備（開關柜）現(xiàn)場I / O現(xiàn)場總線（M O D B U S ）控制層（P L C / 工控P C /D D C / 通信控制器）供配電設備（開關柜）現(xiàn)場I / O現(xiàn)場總線（M O D B U S ）控制層（P L C / 工控P C /D D C / 通信控制器）第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 現(xiàn)場 I/O 綜合電力測控儀遠程數(shù)據(jù)采集模塊 智能型斷路器現(xiàn)場 I/O可以是智能型斷路器、遠程數(shù)據(jù)采集模塊、RTU和綜合電力測控儀等。 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 小型供配電監(jiān)控系統(tǒng)的結構 監(jiān)控計算機現(xiàn)場I / O現(xiàn)場總線（M O D B U S ）通信控制器R S 2 3 2R S 4 8 5現(xiàn)場 I／ O與控制層之間應用現(xiàn)場總線技術（常用的是 MODBUSRTU現(xiàn)場總線協(xié)議）構建通信網(wǎng) 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 某綜合電力測控儀的測量參數(shù)表 序號 項 目 內(nèi) 容 顯示（最大） 精 度 1 相電壓 Ua、 Ub、 Uc 177。 ％ 2 線電壓 Uab、 Ubc、 Uac 177。 ％ 3 電流 Ia、 Ib、 Ic 177。 ％ 4 功率因數(shù) cosφa 、 cosφb 、 cosφc 、 cosφ 總 177。 ％ 5 頻率 Hz 1級 6 有功功率 Wa、 Wb、 Wc、 W總 99999MW 177。 ％ 7 無功功率 vara、 varb、 varc、 var總 99999Mvar 177。 ％ 8 視在功率 VAa、 VAb、 Vac、 VA總 99999MVA 177。 ％ 9 有功電度 kWh 99999999MWh 1級 IEC1036 10 無功電度 kvarh 99999999Mvarh 2級 IEC1268 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 基于現(xiàn)場總線的供配電監(jiān)控系統(tǒng) 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 照明系統(tǒng) (1)樓宇照明設計 (2)照明設備 (電光源和燈具 ) (3)智能 照明控制方式 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 智能化照明控制方向發(fā)展 ?照明的節(jié)能 :目前我國照明用電量約占全社會總用電量的 12%， 照明的節(jié)能對實現(xiàn)我國節(jié)能減排的目標具有重要意義 。 ?智能照明技術 :除了大力推廣使用新型節(jié)能光源及高性能照明燈具措施之外 ， 應用信息化技術改造傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的粗放式能源使用方式 ， 精細利用能源 ， 是另一照明的節(jié)能技術 ， 即所謂的智能照明技術 。 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 常用的光度量 (1) 光通量 ， 光源在單位時間內(nèi)向周圍空間輻射出去的并能使人眼產(chǎn)生光感的能量 ， 稱為光通量 ， 用符號 Φ 表示 ， 單位為流明 (lm)。 (2) 發(fā)光強度 (光強 )， 光源在空間某一方向上單位立方體角內(nèi)發(fā)射的光通量稱為光源在這一方向上的發(fā)光強度 ， 簡稱為光強 ， 以符號 I表示 ， 單位為坎德拉 ,符號為 cd。 (3) 照度 ， 照度用來表示被照面上被光源照射的強弱程度 ， 以被照面上單位面積所接受的光通量來表示 。 照度以 E表示 ,單位是勒克斯 ,符號為 Lx。 (4) 發(fā)光效率 ， 發(fā)光效率是描述光源的質(zhì)量和經(jīng)濟效益的光學量 ， 它反映了光源在消耗單位能量的同時輻射出光通量的多少 ， 單位是流明每瓦 (lm/W)。 (5) 光源色溫 ， 某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度 。 (6) 光源的顯色指數(shù) ，將人工待測光源下的顏色同在日光下的顏色相比較 ,其顯示同色能力的強弱定義為該人工光源的顯色性。 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 天然光源和常見人工光源的色溫 天然光源色溫 常見人工光源色溫 光源 色溫 /K 光源 色溫 /K 晴天室外光 13000 蠟燭 1900～ 1950 全陰天室外光 6500 高壓鈉燈 2021 白天直射日光 5550 白熾燈 (40W) 2700 45176。 斜射日光 4800 熒光燈 3000～ 7500 晝光色 6500 碳弧燈 3700～ 3800 月光 4100 氙燈 5600 炭精燈 5500～ 6500 第 6章 樓宇基本設備及其控制特性 部分電光源的色溫及顯色指數(shù) 光源 色溫 /K 顯色指數(shù) 高壓鈉燈 2021 20～ 25 白熾燈 2900 95～ 100 熒光燈 6600 70～ 80 熒光高壓汞燈 550