【BIM机电】建筑智能化设计指引

   一、设计的理念

建筑智能化系统的设计决不能仅仅是弱电设备的配置和简单功能的描述,建筑智能化系统的设计应该是:

以建筑物在管理、使用、经营等多方面的应用需求为导向,充分考虑智能化系统与建筑的密切结合,站在使用建筑本身及其附属的各类设备,以及对其进行有效管理和可靠控制的角度,以实现建筑投入使用后的安全、舒适、便捷、高效、节能、增值为目的,充分考虑建设者、使用者、管理者等各个方面对建筑的现代、时尚、身份、地位、形象、品味、经济、效益等诸多方面的体验、感受和要求,充分考虑节能和环保的要求,来指导并完成智能化系统的设计,向用户提交一份全面的、实用的建筑智能化系统应用解决方案。

   二、主要功能及分类

管    理:设备管理、安全管理、人员管理、交通管理、通讯管理、建筑物业管理、经营管理、服务管理。

控    制:冷热源设备控制、空调通风设备控制、变配电设备控制、照明设备控制、电梯扶梯控制、给排水设备控制。

节    能:中央空调系统控制、暖通空调新技术应用、太阳能应用、循环水应用、自然光应用、保温隔热材料应用。

安    全:闭路电视监控、电子巡更、红外报警、门禁管理、停车场管理、安全及应急指挥系统。

通    讯: 有线电话、移动电话、网络通讯、有线对讲、无线对讲、电话广播寻呼;有线电视、卫星电视、电视会议系统、网络视频会议系统。

经    营: 物业管理系统、商业管理系统、水、电、油、气收费管理、停车收费管理、信息发布结合广告发布、客流统计、通讯及网络服务。

网 络 化: 建立综合性经营服务网站。

   三、设计流程指引

1.根据公司编制的设计指引,全面了解和掌握承接建筑的功能需求,按照设计指引确定的系统分类,确定相应的系统设置;

2.按照设计指引确定的系统分类进行公司内部专业分工,按专业分工认真研究设计任务书或招标书,提出我方的合理化建议和需澄清的问题;

3.根据专业分工分别主动的与建筑、结构、电气、照明、暖通空调、给排水、电梯交通、园林绿化等各个专业的业主主管工程师进行交流与沟通;

4.通过业主主管工程师与相关的设备供应方和承建方实现有效配合;

5.站在用户方的立场,充分考虑到智能化系统与外界的连接,以及由此产生的与相关主管专业部门的协调配合以及对外的联系与沟通;

6.充分考虑新技术、新产品的应用,体现现代科技技术应用水平、满足建筑使用需求;

7.对其他专业的设计变更以及施工现场及时、充分了解,使设计方案和图纸具有指导施工的时效性;

8.站在使用方的立场,提出帮助用户充分发挥系统功能的方法和解决系统运行管理过程中出现问题的方法。

9.各专业设计人员均要严格按照公司制定的设计指引进行具体设计工作;

10.各专业设计人员均要严格采用系统设置关联矩阵来确认和指导各专业之间的相关联的内容设计,并明确设计责任人;

11.根据公司的设计指引,针对具体项目建立系统模型作为设计提纲。

第一部分:智能化建筑概论

建筑智能化 = 人的智能(HI) + 人工智能(AI)+ 集成智能(II)

建筑智能化设置的目的

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设智能建筑必须满足以下条件:

(1)有先进的自动控制系统来监控各种设施,包括空调、照明、火灾、保安等,以便为住户提供舒适的工作环境;

(2)有良好的网络设施,以便于建筑与外界、建筑内部各楼层之间可以进行通讯及数据交换。

(3)提供足够的电信设施。(新加坡政府公共设施署)。

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基础平台

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   (一)综合布线系统

综合布线系统为智能建筑数据和语音业务提供高速可靠的连接通道,保证信息准确、快速地传输。综合布线系统除用于语音及数据传输外,还用于安全防范、楼控等系统的数据、图像传输,以及宽带多媒体应用的音视频传输。

非结构化布线的缺点:

    1. 设计复杂,各系统互不关联,需分别独立设计。

2. 施工困难,工程协调、管理工作量大且造价高。

3. 没有统一标准,灵活性差。

4. 不适应办公环境的重新规划,可扩展性差。

结论:采用结构化布线系统,以支持如计算机网络、通信、保安、防火、供热及空调设备的计算机控制系统等。从而,改进智能建筑信息传递方式。

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综合布线系统设备

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网络管理

水平信息点

在平面施工图上以闪烁的方式标明水平信息点所在的位置,并能快速方便的查找信息点的位置。

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   (二)建筑自动化平台

建筑物自动化系统是采用现代传感技术、计算机技术、控制技术和通信技术对建筑物内各类机电设备进行自动控制和监测的系统。被控的机电设备包括变配电、照明、给排水、制冷和供热、空气调节、采暖通风、火灾报警、安全防范等系统设备。

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    一、楼宇设备监控系统(BAS)

    通过集散型的设备自动控制系统完成制冷系统、空调通风设备、供配电系统、给排水系统等的监测及控制 ,并通过相关的接口与综合安保、消防等系统通讯和联动,以达到以下目的:节能(一般可达20%)、节省人力、延长设备使用寿命、保证建筑设备及人身安全。

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空调机组控制原理

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新风机组控制原理

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VAV变风量空调机组控制原理

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   VAV控制原理:VAV系统的控制从两方面考虑:即变风量空调主机部分和变风量末端。

变风量空调机组控制:(变)定静压(送风量)控制:将静压传感器设在系统送风干管末端至距末端三分之一处的管段上。风管静压的设定值一般取250—375Pa之间。

   送风温度控制:

a、VAV/AHU的热水阀、混风风门、冷水阀要完成顺序控制以保持送风温度为设定值,送风温度设定值应按室外温度进行再设定。保持送风温度不变,更加有利于风量随负荷减少而节能,如果控制回风温度,则风量的变化(减少)幅度相对较小,节能效益降低。

b、变风量系统送风温度的整定值, 应按冷却和加热工况分别确定.当冷却和加热工况互换时,控制变风量末端装置的调节器,应相应变换其作用方向。

   回风温度控制:

由于VAV/AHU空调机组有最小风量的限制,当达到最小送风量时,如果冷负荷(或热负荷)继续下降,由于此时VAV/AHU已进入定风量运行,各个房间的VAV箱已不能继续控制温度,因此,可以改为控制回风温度。

系统风量L与送风温度Ts 有以下近似关系:

Q 0/Q =L 0(Td–Ts0 )/L(Td-Ts)

Q、Q 0 :瞬时冷量及设计冷量    

L、L 0:瞬时风量及设计风量

Ts、Ts0:瞬时送风温度及设计送风温度

Td:室温设计温度

随着瞬时冷量Q的下降,维持送风温度Ts=Ts0不变,将使要求的送风量L在同样的冷量时为最小。因此,变风量系统当冷量在一定范围内变化时,应控制送风温度不变。

变风量机组控制结论:参考送风温度控制冷水阀和风门的开度,用回风温度决定最小风量,从而达到最佳运行控制和节能的目的。

   变风量末端VAV箱的控制:

变风量末端VAV箱控制采用压力相关或无关型变风量控制,其中无关型变风量控制原理如下:

根据送风温度Ts、 室温设计值Td ,可计算出送风量L:

   Q=LC(Ts-Td)

式中:Q:空调系统提供给房间的冷量

    L:瞬时送风量

    C:空气比热

   Ts:送风温度

   Td:室温设计值

     L=Q/C( Ts - Td)

可知在某一时刻,根据送风温度Ts、室温设计值Td、

室温实测值 Tr 可得出送风量L0:

   L0=L(Td - Tr)/(Ts -Td)

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根据计算风量与实际检测风量相比较,调节VAV箱风门开度,风门开度调节与送风管道压力无关。

    二、变配电监控子系统

变配电监控系统对智能大厦内的各变配电所的高低压配电柜、变压器、发电机等设备进行监控,能对大厦的变配电系统进行有效的电能分析。

变配电

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    三、远程抄表子系统

利用单独铺设的线路实现远程抄表,实现自动集中抄表功能。系统可以自动读取电表、煤气表、冷热水表、纯水表、中央空调等读数,并计算出各住户应该交纳的费用,系统软件同时提供报表功能。

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   四、综合安全防范子系统(SAS)

综合安全防范系统实现智能大厦内重要区域和公共场所的实时监视,通常包括电视监控系统、防盗报警系统、门禁系统、巡更系统和停车场管理系统。

    1 闭路电视监控系统

闭路电视监控系统可以实时、形象、真实地反映智能建筑物内被监控的对象,与其他保安设备配合应用,可构成严密的保安系统。

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    2  门禁子系统

门禁系统(又称出入口管理系统)是指对进出门的人员进行识别和选择,主要执行设备是卡片开关自动门或电子门锁。
典型门禁系统原理图

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    3 巡更子系统

防盗报警系统能根据建筑物安全防范技术要求的需要,在建筑物内某些地点设置探测器并进行布防,在探测到有非法入侵时,对非法入侵、盗窃、破坏和抢动进行报警,并有报警复核功能。

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    4 防盗报警子系统

    防盗报警系统能根据建筑物安全防范技术要求的需要,在建筑物内某些地点设置探测器并进行布防,在探测到有非法入侵时,对非法入侵、盗窃、破坏和抢劫进行报警,并有报警复核功能。

典型防盗报警系统原理图

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对主要出入口进行防盗探测;

对主要通道进行防盗探测;

对重要区域进行防盗探测;

对重要设备间进行防盗探测。

    综合安防范系统集成与联动

闭路电视监控、防盗报警、门禁、巡更等子系统既相互独立,又应相互集成和联动,并与照明、消防等子系统集成联动,构成建筑物立体、综合的安防体系。

典型综合安防集成联动演示如下:

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   将被摄到的非法闯入者图像传入监控中心储存确定后将关闭该区域所有出入口并将图像传送至BMS平台,监控中心自动拔号至110报警中心,通知警方前来缉拿….

   安防系统设备

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停车场管理子系统

停车场管理系统对建筑物的停车场进行管理,一般由收费系统、入口管理站、出口管理站、自动车辆闸门、车辆感应器和车牌影像识别等组成。

停车场管理子系统的主要功能

1、固定车辆管理

2、临时车辆管理

3、固定车辆的分类管理

4、卡车对应

5、车场信息提示

6、车辆进出情况登记

7、管理人员查询

8、系统联网

停车场管理系统原理图

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车流量及车位统计原理图

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    在每个管理区的进出车道布置地感线圈,进车时地感线圈信号传至系统进行加一计数,出车时地感线圈信号传至系统进行减一计数。这样以便于统计各层停车的准确数量,便于管理,能使车辆能够准确停靠最近空位。

    消防联动子系统

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消防系统对建筑物内的火灾报警系统进行图形显示和上位机的管理,以及实现与其他消防系统的设备的联动控制。

“消防联动系统”实质上是建筑自动化系统集成的一项功能。

通讯网络平台

    1    计算机网络系统

    计算机网络系统是智能大厦CA的重要组成部分,实现对智能大厦内计算机的网络连接和INTERNET的访问等功能。

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   网络安全

安全的外网接入部署:

   Internet接入:采用防火墙

   移动办公接入:一是拨号访问

          二是使用VPN技术保证数据安全,Internet接入

   分支机构接入:一是通过DDN专线

          二是使用VPN技术保证数据安全,Internet接入

安全的访问控制部署:

   网络设备的安全控制:部署AAA认证体系

   网络访问的安全控制:VLAN、防火墙、漏洞扫描、入侵检测、防病毒等

安全的内部网络部署:

   VLAN 划分

   防火墙的部署 :将与外部有直接联系的服务器与内部网络隔离

   安全漏洞扫描的部署:安全评估系统

   入侵检测的部署 :入侵检测系统

   防病毒系统的部署 :杀毒软件

   2   电话程控交换机系统

程控交换机系统实现对智能大厦内各种语音设备的连接和管理。

系统特点

(1)实现综合业务数字网通信,包括模拟用户线、ISDN用户端口。

(2)支持DDI,并能满足数字无绳电话系统的业务需求。

(3)满足未来用户的多种业务需求,可通过系统扩容提供以下业务:

           DDN专线业务

           分组交换数据业务

           CATV的接入

           E1租用线业务

           2/4线音频专线接口

           V.35和V.24数据接口

           报警、环境监控接口

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会议系统主要设备

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背景音乐及公共广播系统

背景音乐及公共广播系统是智能大厦内一套多功能音响广播系统,包括背景音乐、公共广播、消防广播等功能。

背景音乐及公共广播系统原理图

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系统设计:

根据规范业务广播、背景音乐和紧急广播的噪声声压级控制在:

业务广播的声压级:噪声声级+(6~10)dB

背景音乐的声压级:噪声声级+(3~5)dB

紧急广播的声压级:噪声声级+15dB

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扬声器选型与分布设计:

在办公区域、商场的扬声器分布可按通常设计得之;由于商场的特殊性,在商业区域的扬声器分布则应严格按照声压计算公式进行设计。

10lgWs=Lp-Lo+20lgr

其中:Ws:所需要声压级的电功率

   Lp:平均声压级

   Lo:灵敏度

   r:扬声器到听众点的距离

       Lp=10lg6+90-20lg5=83.78 dB

扬声器的布距。

S1=2*(H-h)*tg(Q/2)

其中:S1:布距参考值;

   H:设备安装的吊顶高度;

   h:设定的闻听高度;

   Q:扬声器的扩散角。

公共广播系统设备

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电视接收系统

电视接收系统可以接收和传输有线电视信号、卫星电视节目和自办节目,向智能大厦的用户终端提供丰富的电视节目。所有有线电视信号、星电视信号及自办节目信号都由该网络并网送至各用户终端。

节目源设计:

通过开路天线,接收多套开路电视:

接收鑫诺一号、亚洲3S两颗卫星转发的16套卫星电视节目

接收地方有线节目

系统设2套自办节目

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卫星通讯系统

系统设计:

建立VSAT双向卫星小站,每站设备配置:3.0米天线,5W ODU(室外)、DT7000(室内)、IFL电缆、V.35接口(或配合客户要求)等。

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移动中继系统

室内GSM移动中继系统为建筑物内GSM手机使用者提供正常使用和保证良好的通话质量提供保障。

由于多数建筑物主体结构为钢筋混凝土结构,使手机信号强度将受到较大的衰减和反射,再加上话务量大的特点,为保障手机用户的正常使用和良好的GSM通信质量,采用信号源+分布式天线系统的形式复用GSM频率资源,帮助改善建筑物内部的无线GSM通信环境。

【BIM机电】建筑智能化设计指引

1:移动公司使用的ETACS频谱

2:移动公司使用的TACS频谱

3:移动公司使用的GSM移动通信

4:联通公司使用的GSM移动通信

5:CT2(数字无绳电话系统)

6:中国联通CDMA频段

7:无线数据通信

8:公用蜂窝移动通信(PCS)

9:公用蜂窝移动通信(DCS 1800)

10:无线接入(FDD方式)

11:无线接入(TDD方式)

   微型蜂窝数字无绳电话系统

   微型蜂窝数字无绳电话系统是用户线信号用无线电波传输进入电话网的一种形式,适用于用户密集,内部话务量大且人员移动频繁的智能大厦。

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信息发布系统

信息发布系统包括:

交互型图文信息查询:

可在写字楼首层大厅、商业中心各层大厅、停车场等处设置触摸屏查询系统,以实现物业管理信息查询、商业广告信息查询、社会综合信息查询、停车和购物引导等服务

信息发布终端:

可在商业中心大厅设置大屏幕电视墙、外墙设户外型LED大屏,主要出入口设置等离子显示器;在停车场、自动扶梯处设置LED显示屏,实现物业管理信息发布、商业广告信息发布、股票和外汇信息显示、电视新闻及文体娱乐节目播放等功能。

综合信息发布系统原理图

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智能化系统技术支撑平台

技术支撑系统

(1)数字GIS;

(2)视频服务;

(3)智能卡系统;

(4)移动应用服务。

物业管理系统

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1:业务受理、客服中心、经营管理等模块与办公自动化、企业门户、信息发布等系统紧密集成。

2:财务管理模块计费功能、设备管理模块与BMS系统紧密集成

办公自动化系统

OA系统,是信息化建设的核心系统,应在满足现阶段办公模式的前提下,着眼未来发展的实际需要,改善办公环境,大幅度提高集团信息资源共享、协同办公与业务监控的效率,将员工从繁琐的手工办公事务中解脱出来。

   采用B/S三层体系架构,主体功能全部在浏览器中实现,业务处理部分采用中间件的方式完成 。

办公自动化系统基本功能

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办公自动化系统功能模块

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办公自动化系统系统特点

(1)体系架构先进:采用基于WEB的三层架构的解决方案,业务处理采用中间件的方式完成

(2)工作流自动化:工作流可按需定制;基于事件触发的工作流自动生成;实现了公文表单的无代码自定义技术

(3)办公可视化:系统广泛采用视频技术,提供数字视频交互功能

(4)与其他信息系统集成

(5)远程办公和移动办公:系统采用B/S架构,可把移动短信等应用纳入系统之下,摆脱时空束缚,延伸办公功能

(6)极强的开放性

(7)以人为本

信息服务系统

信息采编发:该服务提供信息采集、编审、发布和管理的集成解决方案。

全能内容检索和信息雷达:TRS全能检索平台,包括内容、站点、数据库检索和动态信息发布。

多媒体信息发布:由流媒体服务器、内容制作工作站、显示终端、触摸屏实现。

信息集成服务:集成内容协作和任务协作,实现跨部门、跨应用的信息交换和共享。

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   机房工程

机房工程包括:

1:机房净化装修工程

2:机房供配电及接地

3:机房空调及通风系统

4:机房安全防护

5:防雷保护

6:模拟屏与操作台等。

   智能化集成系统

以计算机网络为基础、软件为核心,通过信息交换和共享,将各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体,提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能,彻底实现功能集成、网络集成和软件界面集成,将智能化系统从面向应用的角度整合成一个基于web的综合信息查询管理系统,提升其整体感和运行效率。

【BIM机电】建筑智能化设计指引

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   一体化信息集成

一体化系统集成的目的不是为了把各子系统联结起来而集成,更不是要在BMS和信息应用系统之上再次构建一个包罗万象的综合管理系统,而是要在较为明确的管理需求下,把那些与管理需求相关的子系统集成起来,实现信息和数据的共享,从而达到为业务管理而集成的目的。彻底实现和提升整个智能化系统对来自应用的全局事件的反应能力。

与控制系统相关的全局事件与业务管理需求相关的全局事件既与业务管理系统相关又与控制系统相关的全局事件 。

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