1、楼宇自动化楼宇自动化 Building Automation System Building Automation System 1 What is Building Automation ? 集成集成 - 空调空调 (HVAC) Heating, Ventilating, and Air Conditioning - 火灾报警火灾报警 (Fire alarm system ) - 门禁门禁(Access control) - 安防安防(Security) - 其它其它(and others) 1 What is Building Automation ? Speaker and light
2、集成集成 - 空调空调 (HVAC) Heating, Ventilating, and Air Conditioning - 火灾报警火灾报警 (Fire alarm system ) - 门禁门禁(Access control) - 安防安防(Security) - 其它其它(and others) 1 What is Building Automation ? 集成集成 - 空调空调 (HVAC) Heating, Ventilating, and Air Conditioning - 火灾报警火灾报警 (Fire alarm system ) - 门禁门禁(Access control
3、) - 安防安防(Burglar alarm) - 其它其它(and others) 1 What is Building Automation ? Why is it needed? 目的目的 ? - Improved conditions 改善条件改善条件 - Cost savings节省费用节省费用 - Energy efficiency节省能源节省能源 - Environmental benefits 环境空间。环境空间。 1 What is Building Automation ? BAS allows them to achieve this goal; BAS is no lo
4、nger a luxury, in many cases it is a MUST. 1 What is Building Automation ? Shelter 掩蔽所 Comfort 舒适建筑舒适建筑 Healthy 健康建筑健康建筑 Intelligent 智能建筑智能建筑 2 Development of Building Automation?发展历程发展历程 Trend of Development 发展历程发展历程 Intelligent building 智能建筑智能建筑 （3A） （BAS） （CAS） （OAS） 2 Development of Building Aut
5、omation?发展历程发展历程 Intelligent building 智能建筑智能建筑 （3A） Building Automation System Communication Automation System Office Automation System 2 Development of Building Automation?发展历程发展历程 Building automation system 楼宇自动化系统楼宇自动化系统 Communication automation system 信息自动化系统信息自动化系统 Office Automation System 办公自动
6、化系统办公自动化系统 2 Development of Building Automation?发展历程发展历程 Building engineering and environment planning Building automation system 楼宇自动化系统楼宇自动化系统 Office Automation System 办公自动化系统办公自动化系统 Communication automation system 信息自动化系统 2 Development of Building Automation?发展历程发展历程 2 Development of Building Aut
7、omation?发展历程发展历程 Building automation system 楼宇自动化系统楼宇自动化系统 Office Automation System 办公自动化系统办公自动化系统 Communication automation system 信息自动化系统 Building Automation Intelligent Building 2 Development of Building Automation?发展历程发展历程 Building automation system 楼宇自动化系统楼宇自动化系统 Office Automation System 办公自动化系统
8、办公自动化系统 Communication automation system 信息自动化系统 History of Intelligent building 发展简史发展简史 1980 Information Society Yoneji Masuda 所著的书所著的书, 来自日本的实来自日本的实 例。例。 1982 INTELLIGENT BUILDINGS AT watt-hour meter; electric meter XA10-1P-C20A XA10LE-1/2-16A(30mA)L2 XA10LE-1/2-16A(30mA)L3 lighting socket socket
9、System diagram of user distribution panel (L)系系统图统图 LE for leak protection 2 pole (a hot and a neutral) 16A capacity 30mA actuating current for circuit breaker Chapter 2Chapter 2 Power supply and distribution Power supply and distribution systemsystem 2.1 Introduction2.1 Introduction 2.2 Typical sys
10、tem inside the building2.2 Typical system inside the building 2.3 system diagram reading2.3 system diagram reading 2.4 monitoring system2.4 monitoring system 2.5 Examples2.5 Examples 2.4 Monitoring system 2.4.1 Importance of Monitoring 2.4.1 Importance of Monitoring 2.4 Monitoring system Power line
11、carrier（优优点）点） Power grid problem （波形畸（波形畸变变、高次、高次谐谐波）波） Pollution（原因、危害、解（原因、危害、解决决） Reliability of power supply Quality of power supply 2.4.1 Importance of Monitoring Voltage 偏离和波偏离和波动动（危害和解（危害和解决办决办法）法） Frequency 电电源源频频率率 （速度、阻抗）（速度、阻抗） Balanced three-phase 三相平衡三相平衡 2.4.1 Importance of Monitoring
12、 2.4 Monitoring system Reliability of power supply 2.4.1 Importance of Monitoring 10kV Bus10kV Bus S1 S2 Main Main Spare Spare 主主 备备 10kV Bus10kV Bus S1 S2 Power1 Power1 Power2 Power2 Tie switchTie switch Fire lift Fire protection Emergency lighting Hall lighting generator Main I Main II Emergency b
13、us UPS computer Important load interlock G main supplymain supply 380V/220V bus bar 380V/220V bus bar TransformTransform erer 10kV/40010kV/400 V V 380V/220V spare 380V/220V spare 2.4.1 Importance of Monitoring 2.4 Monitoring system Power line carrier（优优点）点） Power grid problem （波形畸（波形畸变变、高次、高次谐谐波）波）
14、Pollution（原因、危害、解（原因、危害、解决决） Reliability of power supply Quality of power supply 2.4.1 Importance of Monitoring Voltage 偏离和波偏离和波动动（危害和解（危害和解决办决办法）法） Frequency 电电源源频频率率 （速度、阻抗）（速度、阻抗） Balanced three-phase 三相平衡三相平衡 2.4.2 Function of Monitoring system Different symbol and color on the screen 表示接通、分表示接通
15、、分断断、短路或、短路或过载过载等各等各种运种运行行状态状态， Voice or word alarm 方便方便值值班工作人班工作人员员及及时处时处理故障。理故障。 Equipments status 柴油柴油发动发动机、机、UPS应应急急电电源等源等应应有相有相应状态显应状态显示。示。 Status Monitoring : The status of circuit breakers and relays 2.4.2 Function of Monitoring system 2.4 Monitoring system Interface of power supply and distr
16、ibuting system 电压电压、电电流、流、频频率、率、变压变压器器温温度、有功功率、度、有功功率、 无功功率、功率因无功功率、功率因数数等，以及柴油等，以及柴油发电发电机等其机等其 他他设备设备的的运运行行参数参数。 Main parameters: Operation Parameters Main functions: 自自动测动测量、量、记录记录存存盘盘、超限、超限报报警。警。 2.4.2 Function of Monitoring system 2.4 Monitoring system Sound & Light Alarm 运运行行过过程中程中发发生故障，供配生故障，供
17、配电设备监电设备监控系控系统应统应立立 即即发发出出声声光光报报警。警。 Display the interface which indicate the failure 以便以便值值班人班人员员及及时时地地处处理故障。理故障。 Restore 只有在故障消除后，只有在故障消除后，显显示的故障示的故障状态图标状态图标才才会会恢恢 复为复为正常的正常的运运行行状态图标状态图标。 Fault monitoring system: 2.4.2 Function of Monitoring system 2.4 Monitoring system 定定时时采集采集并并存存储运储运行行参数参数， 能自能
18、自动动生成日生成日负负荷表、代表日荷表、代表日负负荷表及年度荷表及年度报报表。表。 操作操作记录记录均能自均能自动记录动记录存存档档， 对负对负荷曲荷曲线进线进行行趋势预测趋势预测和分析，提出改和分析，提出改进进方案。方案。 Fault records: 2.4.2 Function of Monitoring system 2.4 Monitoring system Three layers：现场现场I/OI/O、控制、控制层层和管理和管理层层。 （开关柜开关柜） I/O I/O control I/O Field bus（MODBUS） I/O I/O control I/O Field
19、bus（MODBUS） I/O I/O control I/O Field bus（MODBUS） BACnet 工工业业以太以太网网 Management layer （PLC，工控，工控PC，DDC） Data base Monitoring computer 2.4.3 System constitution 2.4.3 System constitution 2.4 Monitoring system Field I/O layer Control layer Equipment Equipment Equipment Equipment Equipment Equipment Fie
20、ld I/O Field I/O Modern I/O : intelligent circuit breaker, Remote Data Acquisition Module , RTU (Remote Terminal Unit), measuring and controling 综合电力测控仪远程数据采集模块 智能型断路器 测测量常用的量常用的电电力力参数参数,如三相如三相电压电压、电电流、有功功率、无功功率、流、有功功率、无功功率、频频率、功率因率、功率因数数， 可同可同时显时显示多示多个测个测量量参数参数和和电网电网系系统统的的运运行行参数参数。 2.4.3 System con
21、stitution 2.4 Monitoring system RTU power measuring and controling Voltage transducer Specifications Input 3 Phase,0-150 Vac.,0-300 Vac. Power supply 110Vac., 220 Vac. Operating temperature 0-50 C Wring Screw terminals Mounting Wall mount Dimension W 132 x H132 x D162 mm. Ordering information Specif
22、y Input, Output, Power supply Example VT 195/0-150 Vac/4-20 mA/220 Vac. Voltage transducer Current transducer 电电流流变变送送 器器 温温度度变变送送 器器 频频率率变变送送 器器 功率功率变变送送 器器 智能智能变变送送 器器 Current transducer Current transducer Power transducer frequency transducer Temperature transducer Intelligent Temperature Transdu
23、cer 2.4.4 Type of signal 2.4.4 Type of signal voltage 电压电压 current 电电流流 temperature 温温度度 power 功率功率 AI (analog input) 模模拟拟量量 DI (digital input)数数字量字量 circuit breaker 断断路器路器 switch 开关开关 2.4 Monitoring system f Q Pw TE VT IT TE VT f Q Pw IT AIAI DIDI AIAI AIAI AIAI 3AI3AI DIDI DIDI DIDI 3AI3AI AIAI AI
24、AI AIAI DIDI AIAI 2.4.4 Type of signal 2.4 Monitoring system 2.5 Load calculation2.5 Load calculation Demand Coefficient Method（需要系数法）需要系数法） 1 Group load calculation Active power Pc= kd PN(kW) Reactive power Qc= Pc tg (kVar) Apparent power Current Sc = Pc2 + Qc2 Ic = Sc 3 UNL Pc group capacity kd de
25、mand coefficient UNL line voltage 2 Total load calculation Pc=k( kd PN) Qc=k(Pc tg) Sc = (Pc)2 + ( Qc)2 Pc=k( kd PN) Qc=k(Pc tg) Example A workshop with 380V power supply .There are 20 electric machines （electric motor 11kW 1，5.5kW 4，3kW 10, 2.2kW 5），）， 4 blower (2.6kW 4) ， electric furnace (2kW 4)
26、，Try to do the load calculation。 check the table for the power factor and coefficient 1 Group load calculation 2 Total load calculation electric machine group 查查表表 kd =0.2 cos=0.6 tg=1.33 Pc1 = kd PN1 = 0.2 74 = 14.8 (kW) Qc1 = Pc tg1 = 14.8 1.33 = 19.68 (kVar) blower group 查查表表 kd =0.7 cos=0.8 tg=0
27、.75 Pc2 = kd PN2 = 0.7 10.4 = 7.28 (kW) Qc2 = Pc tg2 = 7.28 0.75 = 5.46 (kVar) electric furnace 查查表表 kd =0.65 cos=0.95 tg=0.33 Pc3 = kd PN3 = 0.65 8 =5.2 (kW) Qc3 = Pc tg3= 5.2 0.33 =1.72 (kVar) 1 Group load calculation Sc = (Pc)2 + ( Qc)2 Pc= k ( kd PN) = 0.9 (14.8+7.28+1.72) = 24.6kW Qc=k(Pc tg) =
28、0.9 (19.68+5.46+1.72) = 24.2kVar = 34.5kVA Ic = Sc 3 UNL = 52.5 A 查查表表 k = 0.9 2 Total load calculation 需用系数法负荷计算表需用系数法负荷计算表 工程名称: 工号： 序 用电设备组 相 台 设备容量 需要系 数 电 压 COS tg 计算负荷 变压器(千伏安) 号 名 称 规格 数 数 Pe(千瓦) Kc KV Pjs(K W) Q(Kva r) S(KV A) Ijs(A) 开关导线选择 1 冷加工组 A 2 0 6 0.45 220 0.5 1.73 2.70 4.68 5.40 24.
29、55 2 通风机组 B 4 7 0.7 220 0.9 0.48 4.90 2.37 5.44 24.75 3 电阻炉 C 2 7 0.4 220 0.5 1.73 2.80 4.85 5.60 25.45 D 75 0.2 380 0.9 0.48 15.00 7.26 16.67 75.96 22 2 以上备注： 95 0.798 25.40 19.16 31.82 48.34 取同时系数 0.9 补偿后功率因数 0.9 功率分类 A 2.70 B 4.90 C 2.80 D 15.00 总负荷补偿前（等效三 相） 0.798 0.75 29.70 22.41 37.21 56.53 总负
30、荷补偿后 0.9 0.48 29.70 14.38 33.00 50.14 无功补偿 8.02 1 关于空气开关（断路器）？ 2.72.7 问题讨论问题讨论 为为什什么么空空气开关气开关有有这么这么多多样样子？有什子？有什么区别么区别？ 单极单极 220V 切切断断火火线线 双极双极 220V 火火线与线与零零线线同同时时切切断断 三三级级 380V 三相三相线线全部切全部切断断 四四级级 380V 三相火三相火线线一相零一相零线线全部切全部切断断。 2 关于漏电开关？ 漏电开关 日产 日本三菱（Mitsubishi）、富士（Fuji）、歐姆龍（Ormon）、東芝（Toshiba） 漏电开关
31、美国产 漏电开关 1F 2F 3F 4F 5F 6F 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 关于三相平衡？ 1F 2F 3F 4F 5F 6F 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 4 4 3 3 5 5 4 4 3 3 3 关于三相平衡？ 住房面积不同用电容量也不同住房面积不同用电容量也不同 60平方米以下平方米以下按每户按每户45千瓦；千瓦； 60100平方米平方米按每户按每户56千瓦；千瓦； 1
32、00平方米以上平方米以上住宅别墅按住宅别墅按812千瓦；千瓦； 150平方米以上平方米以上别墅每户别墅每户1820千瓦。千瓦。 8千瓦及以下可用单相电源供电，千瓦及以下可用单相电源供电， 若容量在若容量在8千瓦以上且又有三相用电设备的，千瓦以上且又有三相用电设备的， 须用三相供电。须用三相供电。 4住宅供住宅供电电系系统统 奇胜（奇胜（Clipsal），）， 梅兰日兰（梅兰日兰（MerlinGerin）、）、 西门子西门子 ABB 一直是该产品生产领域的佼佼者，产一直是该产品生产领域的佼佼者，产 品性能稳定，质量可靠。品性能稳定，质量可靠。 5 品牌是品牌是质质量的保量的保证证 6 什什么么叫
33、叫电气竖电气竖井？井？ 电气竖电气竖井是高井是高层层建筑物强建筑物强电电及弱及弱电竖电竖向干向干线线 敷敷设设的主要通道的主要通道. 一般按一般按标标准准层层每每600平方米平方米设设一一电气竖电气竖井井 竖竖井井内内可采用金可采用金属属管、金管、金属线属线槽、槽、电缆电缆、电电 缆桥缆桥架和封架和封闭闭母母线线等布等布线线方式。方式。 (1) 概概念念: 在在电气竖电气竖井井内内，如果除敷，如果除敷设设干干线线回路外，回路外，还设还设置各置各 层层的的电电力、照明分配力、照明分配电电箱及弱箱及弱电设备电设备的端子箱等的端子箱等电电 气设备气设备，则称为电气则称为电气小小间间。 (2) 特点特
34、点: 竖竖井的一部分井的一部分 每每个楼层个楼层上都有上都有 每每层层均均设设向外向外开开的小的小门门 6 什什么么叫配叫配电电小小间间?配配电电小小间内间内有什有什么么? 配电小间内有什么？配电小间内有什么？ 电力干线电力干线 电力配电箱电力配电箱 照明配电箱照明配电箱 电话线、电话汇接箱电话线、电话汇接箱 闭路电视闭路电视 电脑控制系统电脑控制系统 1 主要高主要高压电气设备压电气设备 高高压压熔熔断断器器 高高压压隔离隔离开关开关 高高压负压负荷荷开关开关 高高压断压断路器路器 高高压开关柜压开关柜 高高压压熔熔断断器器 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 高高 压压 负负 荷
35、荷 开开 关关 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 高高 压压 隔隔 离离 开开 关关 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 高高压断压断路器路器 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 高高压开关柜压开关柜 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 （1）刀）刀开关开关 开启开启式式负负荷荷开关开关 （胶胶盖盖闸闸）常）常见见型型号号HK1 、HK2型型 2 低低压设备压设备 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 封封闭闭式式负负荷荷开关开关 （铁铁盖盖闸闸） 常常
36、见见型型号号HH3、HH4、HH10、HH11等型等型号号。 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 （2）低）低压断压断路器路器自自动动空空气开关气开关 电电路路发发生生过载过载、短路或欠、短路或欠电压时电压时能自能自动动分分断电断电路。路。 它它是低是低压压交、直流配交、直流配电电系系统统中的重要保中的重要保护电护电器之一器之一 。 工作原理：工作原理： 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 熔熔断断器按其器按其结构结构可分可分为开启为开启式、半封式、半封闭闭式和封式和封闭闭式三式三类类。 开启开启式很少采用，半封式很少采用，半封闭闭式如瓷式如瓷插插式熔式熔断断器，封器，封闭
37、闭式又可式又可 分分为为有有填填料管式、无料管式、无填填料管式及有料管式及有填填料螺旋式等料螺旋式等 瓷瓷插插式熔式熔断断器器 螺旋式螺旋式 无无填填料管式料管式 有有填填料管式料管式 （3）低）低压压熔熔断断器器 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 是依靠是依靠过负过负荷荷电电流通流通过发热过发热元件元件产产生生过热过热而而动动作作 的一的一种电种电器。器。 主要用于主要用于电动电动机的机的过载过载保保护护及其及其它电气设备发热它电气设备发热 状态状态的控制。的控制。 一般利用一般利用双双金金属属片（由片（由两种两种膨膨胀胀系系数数不同
38、的金不同的金属属 轧轧制而成）受制而成）受热弯热弯曲去推曲去推动动杠杆使杠杆使触头动触头动作。作。 （4） 热继电热继电器器 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 （5 5）主要）主要电气设备电气设备文字文字与图与图形符形符号号表表 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 （6）低）低压压配配电电系系统统的的电压电压 动动力配力配电电系系统统的的电压电压采用采用380V/220V三相三相 电压电压； 照明配照明配电电系系统统的的电压电压采用采用220V单单相相电压电压。 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 是在配是在配电电系系统统中中实现实现配配电电和控制和控制与与保保
39、护护功能的装功能的装 置。置。它它主要包括主要包括电电源配源配电电箱（箱（柜柜）、）、动动力力与与照明照明 配配电电箱（箱（柜柜）、）、电电度表箱、度表箱、插插座箱等。座箱等。 （1）标标准准电电力配力配电电箱箱 （2）标标准照明配准照明配电电箱箱 （3）系列配）系列配电电箱箱 （4）其他）其他 3 配配电电箱（箱（盘盘）、）、柜柜 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备实物物图图 2.8 2.8 电气设备实电气设备
40、实物物图图 3.1 Introduction3.1 Introduction 3.2 Basic Concept3.2 Basic Concept 3.3 Type of Light Sources3.3 Type of Light Sources 3.4 Illumination Calculation 3.4 Illumination Calculation 3.5 Lighting Design and Software3.5 Lighting Design and Software 3.6 Lighting Control3.6 Lighting Control 3.7 Blue Pr
41、int of Lighting Engineering3.7 Blue Print of Lighting Engineering 3.8 Intelligent Lighting Control System3.8 Intelligent Lighting Control System 3.9 Example3.9 Example Chapter 3 Lighting systemChapter 3 Lighting system Normal LightingNormal Lighting ( (正常照明正常照明) ): : 在自然采光不足或夜在自然采光不足或夜间间，提供必要的照度，提供必
42、要的照度，满满足人足人们们生生 产产生活正常生活正常进进行而采用的照明系行而采用的照明系统统。 Emergency Lighting (Emergency Lighting (事故照明事故照明) ): : 工作照明因事故而中工作照明因事故而中断时断时，暂时暂时工作或人工作或人员员疏散用照明。疏散用照明。 OnOn- -duty Lighting (duty Lighting (警警卫值卫值班照明班照明) ): : 重要重要场场所，如所，如值值班室、警班室、警卫卫室、室、门门房等地方所房等地方所设设的照明。的照明。 Obstacle Lighting (Obstacle Lighting (障碍
43、照明障碍照明) ): : 置于高大建筑物的置于高大建筑物的顶顶部。作部。作为飞为飞行障碍行障碍标标志的照明。志的照明。 Decorative Lighting (Decorative Lighting (彩灯和装彩灯和装饰饰照明照明) ): : 建筑物建筑物轮轮廓廓线线上，彰上，彰显显建筑物的建筑物的艺术艺术造型，以造型，以营营造造气气氛。氛。 3.1.1 Type of lighting system 3.1 Introduction 1 Type and standard 1 Type and standard 方式方式种类种类和照度和照度标标准准 2 light source and t
44、ype of fixture2 light source and type of fixture 确定光源及灯具确定光源及灯具类类型，型，并进并进行布置行布置 3 Illumination Calculation and source Installation power3 Illumination Calculation and source Installation power 照度照度计计算算并并确定光源的安装功率；确定光源的安装功率； 4 Lighting distributing system4 Lighting distributing system 确定照明的配确定照明的配电电系
45、系统统； 5 Load5 Load， Power factor and CompensationPower factor and Compensation 导线导线型型号号、规规格及敷格及敷设设方式；方式； 6 Intelligent lighting design6 Intelligent lighting design 智能照明控制系智能照明控制系统统 7 Plan and list7 Plan and list 照明平面布置照明平面布置图图及主要及主要设备设备及材料及材料清单清单等。等。 3.1.2 Step of lighting designStep of lighting design 3.1 Introduction 光通量光通量 ( luminous ) ( luminous ) 照度照度 (illuminance)(illuminance) 光源光源发发光效率光效率 (luminous efficacy)(luminous efficacy) 显显色性色性 (colour rende
