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1、第十一章 智能建筑的空调环境控制本章主要内容：1. 智能建筑概述2. 智能建筑的环境控制系统（1）智能建筑的室内环境标准（2）智能建筑的冷（热）、湿负荷计算特点（3）智能建筑的空调方式（4）智能建筑的气流组织（5）智能建筑的空调冷热源3.智能建筑空调系统的监控举例11.1 智能建筑概述前言：智能建筑（Intelligent Building,IB）也称智能大厦，是当代高新科技和古老的建筑技术结合的产物，它已成为一个国家、地区和城市现代化水平的重要标志之一。定义：智能建筑本身是一个动态的概念，它随着计算器技术、通信技术和现代控制技术的发展而发展，并将继续发展下去。确切地说智能建筑应定义为: 能满
2、足用户实现高效率的需要,为用户提供安全、舒适、系统综合、有效利用投资、节能和具备很强的使用功能的建筑物。智能建筑的组成：智能建筑主要由：建筑物自动化系统(Building Automation System,BAS)办公自动化系统(Office Automation System,OAS)信息通信系统(Communication System,CAS)等三大系统组成。利用计算机网络和通信技术，在三大系统间建立起有机的联系，把原来相对独立的资源、功能等集合到一个相互关联、协调和统一的完整系统之中，形成智能建筑中的系统集成。11.1.1建筑物自动化系统(Building Automation Sy
3、stem,BAS)建筑物自动化系统(BAS),又称楼宇自动化控制系统，或建筑设备管理自动化系统。它采用现代传感技术、计算机技术和通信技术，对建筑物内所有机电设施进行自动控制。这些机电设施包括变配电、给水、排水、空气调节、采暖、通风、运输、火警、保安等系统设备。建筑设备管理自动化系统4个方面：1.源环境管理系统（1）空调（HVAC）控制系统。主要包括冷、热负荷预测控制，室内二氧化碳浓度控制，各种冷热源机组、空调机组、新风机组等的监测控制。（2）给排水控制系统。主要包括水泵、水箱水位控制，排水控制，以及节水控制管理等；2.防灾与保安系统（1）火灾报警及消防控制系统（FAS）。主要包括火灾报警，自动
4、消防，防排烟系统，以及煤气泄漏报警，漏电报警，结构及地震监测与报警，水灾报警等；（2）安保系统（SCS）。主要包括闭路电视（CCTV）监控，电子出入口控制，身份识别，防盗防抢，保安巡逻等。3.电力供应管理系统(1) 变配电及备用应急电站的监控系统。主要包括变、配电设备，自备发电机，直流电源，发动机负荷控制等；(2) 明监控与管理系统。主要包括电力需求控制，功率因数改善控制，停电复电控制，昼光利用照明控制，点光调光照明控制等。4.物业管理服务系统(1) 运输设备控制系统。主要包括电梯、自动扶梯以及停车场的监视控制；(2) 运行报表统计、分析与计量，设备维护与管理系统。主要包括运行、操作数据编集和
5、分析评价，能源计量，节能诊断，故障预知诊断，报警信息记录编集等。11.1.2 办公自动化系统(Office Automation System,OAS)办公自动化系统（OAS）是一门综合多种技术的新型学科，它涉及的学科很广泛。主要以行为科学、管理科学、社会学、系统工程学、人机工程学为理论，结合计算机技术、通信技术、自动化技术等，不断使人的部分办公业务活动,物化于人以外的各种设备中，并由这些设备取代人工进行办公业务，最大限度地提高办公效率和办公质量，尽可能充分地利用信息资源，提高管理和决策的科学化水平，实现办公业务科学化、自动化。办公自动化系统按其功能可分为事务型办公自动化系统、管理型办公自动化
6、系统、决策型办公自动化系统三种模式：1事务型办公自动化系统事务型办公自动化系统由计算机软、硬件设备，简单通信设备，处理事务的数据库，以及基本办公设备组成。主要处理日常的办公业务，如文件收发登记、电子表格处理、电子文档管理、人事管理、财务统计、报表处理、办公日程管理以及个人数据库等，是直接面向办公人员的。 2管理型办公自动化系统 管理型办公自动化系统是在事务型办公自动化系统的基础上建立综合型数据库，把事务型办公系统和综合信息紧密结合而构成的一体化办公信息处理系统。 管理型办公自动化系统,除了具备事务性办公自动化系统的全部功能之外,主要增加了信息管理功能,能对大量的各类信息综合管理,提高办公效率和
7、质量。 3决策型办公自动化系统 决策型办公自动化系统建立在管理型办公自动化的基础上，由综合数据库系统所提供的信息，针对需要作出决策，构造或选用决策模型，给决策者提供支持。11.1.3信息通信系统(Communication System,CAS) 信息通信系统是将智能建筑中的三大系统连接成有机整体的核心。 信息通信系统是以结构化综合布线系统为基础，以程控用户交换机为核心，以多功能电话、传真、各类终端为主要设备而建立起的建筑物内一体化的公共通讯系统。 这个通信系统主要包括语音通信系统、数据通信系统、图文通信系统、卫星通信系统以及数据微波通信系统等。信息通信系统发展的方向是综合业务数字网，综合业务
8、数字网具有高度数字化、智能化和综合化能力，它能将各种传输信息以数字方式统一起来，为用户提供包括电话、高速传真、智能用户电报、可视图文、电子邮政、会议电视、电子数据交换、数据通信、移动通信等多种电信服务。 智能建筑中的信息通信系统与办公自动化系统关系密切。在计算机的帮助下，利用宽带化的信息传输技术，使位于不同地点的多个办公用户可以互相面对面地自由交谈，实现人机以及人人远距离通信达到一个新的境界。11.1.4结构化综合布线系统(Structured Cabling Systems SCS)结构化综合布线系统，是建筑物中或建筑群间信息传递的网络系统。它将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一的
9、规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的BAS、OAS、CAS三大子系统有机地联系在一起。结构化综合布线系统，按其应用环境的不同可分为：建筑物与建筑群综合布线系统：以商务环境和办公环境为主，为满足综合业务数字网的需求而特别设计的配线系统；智能建筑布线系统：以建筑环境控制和管理为主，在建筑物与建筑群综合布线系统的基础上发展起来的模块化式的建筑物布线系统，可以传输采暖、通风、空调的控制信号以及照明、消防等等各种传感器信号。工业布线系统：是用来解决工业厂房中特种信息传输问题的结构化布线系统。11.1.5 智能建筑系统综合所谓系统综合，就是将建筑物的若干个既相对独立又相互关联的子系统组成具有
10、一定规模的大系统的过程。这个大系统不是子系统的简单堆积。 系统综合的目的是为了提高对智能建筑综合协调和管理的能力，其本质是要达到资源共享。所以，系统综合并不是各个子系统的简单组合，也不是具体设备的简单组合，而是借助于建筑物自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统把现有的分离的设备、功能、信息等综合到一个相互关联的、统一的、协调的系统之中。11.1.6 智能建筑的技术基础 智能建筑的发展,是建筑技术与信息技术相结合的产物,是电子技术、通信技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术等一系列先进技术飞速发展的结果。 智能建筑发展的技术基础概括为： 现代建筑技术(Modern Archite
11、cture Techniques) 现代计算机技术(Modern Computer Techniques) 现代控制技术(Modern Control Techniques) 现代通信技术(Modern Communication Techniques) 即A+3C技术。11.1.7 智能建筑的基本要求和功能特点1.智能建筑的基本要求智能建筑的基本要求是：建筑设备管理管理自动化、智能化，办公自动化，信息通信系统一体化、信息通信技术多媒体化。智能建筑提供的环境应该是一种优越的生活环境和高效率的工作环境，应具有：（1）舒适性。 （2）高效性。 （3）方便性。 （4）适应性。 （5）安全性。（6）可
12、靠性。 2.智能建筑的功能（1）具有信息处理功能。信息通信的范围不只局限于建筑物内部，应能在城市、地区或国家间进行。（2）能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备等进行综合自动控制。（3）能实现各种设备运行状态监视和统计记录的设备管理自动化,并实现以安全状态监视为中心的防灾自动化。（4）建筑物应具有充分的适应性和可扩展性,它的所有的功能，应能随技术进步和社会需要而发展。3 智能建筑的特点（1）具有多种内部及外部信息交换手段，以及装备性能良好的通信设备。（2）对建筑物内机械、电气设备进行自动控制、程序控制及综合管理，实现建筑设备管理自动化。（3）办公自动化。（4）有易于改
13、变的空间及舒适的环境。11.1.8 智能建筑的发展趋势及投资估算1.智能建筑的发展趋势智能建筑的发展是科学技术和经济水平的综合体现,它已成为一个国家、地区和城市现代化水平的重要标志之一。随着社会的进步、科技的腾飞以及人类的需求，智能建筑正在向系统集成化、管理综合化、智能城市化的多样化的方向发展。2.智能建筑的投资估算智能建筑的总投资,除了土建和机电设备外,主要是建筑物自动化系统、办公自动化系统、和信息通信系统的投资：（1）建筑物自动化系统的投资。建筑物自动化系统的投资根据系统的复杂程度而定，一般约占基建总投资的1%2%。 （2）办公自动化系统的投资。办公自动化系统的投资主要是电缆系统及办公自动
14、化系统室内设备的控制系统，它的投资一般不超过基建总投资的1%。（3）信息通信系统的投资。信息通信系统的投资一般约占基建总投资的1%以下。（4）结构化综合布线系统的投资。结构化综合布线系统的投资一般是整个建筑预算的5%7%。一般说来，用于智能建筑的附加投资低于基本投资的3%，而建筑物的价值却因其智能化而可以提高15%左右。3.智能建筑的使用周期智能建筑的使用周期大约为：（1）土建结构，40年；（2）建筑物自动化系统（BAS），57年；（3）办公自动化自动化系统（OAS），23年；（4）信息通信系统（CAS），35年；（5）结构化综合布线系统（SCS），1020年。11.2智能建筑的环境控制系统
15、智能建筑是传统的建筑技术和现代信息技术以及计算机技术相结合的产物，是人、信息与环境相融合的系统，因而十分重视建筑环境的舒适性、结构的通融性以及空间的开创性。智能建筑设计的任务大致可分为建筑环境、空调环境和视觉环境等三个方面。11.2.1智能建筑的建筑环境智能建筑的建筑设计应遵循都市化、生活化、媒体化等三项原则。能建筑对建筑环境的要求主要有以下几个方面：1.开敞的建筑空间为适应现代办公的需要，在智能建筑中一般都采用开敞空间的设计，以适应灵活多变的使用功能。在建筑物的平面布局方面，需要处理好下述建筑空间：(1)导入空间（Promotional Space）(2)通行和短暂停留空间（Transit Space） (3)业务空间（General Space）(4)决策空间（Decision Space）(5)休闲空间（Resort Space） (6)装置空间（Installation Space） 2.有效的噪音控制智
