樓宇自動化控制系統(tǒng)

第2章樓宇自動化

2.1樓宇自動化控制技術基礎

2.2供配電監(jiān)控系統(tǒng)

2.3照明監(jiān)控系統(tǒng)

2.4暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)

2.5給排水監(jiān)控系統(tǒng)

2.6電梯與停車場監(jiān)控系統(tǒng)

2.7防雷與接地系統(tǒng)

2.8能源管理和控制系統(tǒng)(EMCS)

返回2.1樓宇自動化控制技術基礎

圖2.1

假設控制中心是大腦，布線系統(tǒng)是血液神經(jīng)系統(tǒng)，則建立在自動化控制技術基礎之上的各類傳感器和控制器就是手腳關節(jié)。通過這些自動化單元，可以獲得被測對象有關物理、化學性質的信息，并根據(jù)這些信息對被測對象進行控制。如傳感器、可編程序控制器(PLC)、變送器等。 借助于傳感器和變送器，可以對智能建筑的各類參數(shù)進行測試和評定，并進行過程控制和調節(jié)，還可以進行遠距離的傳送和信號處理。 當前，傳感器、變送器總的發(fā)展趨勢是朝著小型化、多功能化及智能化方向發(fā)展。特別是增加了數(shù)據(jù)處理功能、自診斷功能、軟硬件相組合功能、人機對話功能、接口功能、顯示和報警功能等。它們在樓宇自動化中得到了廣泛的應用。 2.1.2樓宇自控中的傳感器與控制器 1．樓宇自控中常用的傳感器 樓宇自控中常用的傳感器有如下幾種： (1)溫度傳感器。溫度傳感器用于測量水管或風管中介質的溫度，以此來控制相應的水泵、風機、閥門和風門等執(zhí)行元件的開度。 (2)濕度傳感器。濕度傳感器用于測量風道中介質的濕度，以此來控制相應的加濕閥的開度。 (3)壓力或壓差傳感器。壓力或壓差傳感器主要用來檢測水管或是風管中的壓力和壓差，以此來控制相應的變頻器以調整水泵或風機的轉速，或是調節(jié)比例閥門的開度。 (4)流量傳感器。流量傳感器主要是檢測水系統(tǒng)中液體的流量，以此來控制相應水泵閥的數(shù)量。 因為它們都是傳感器，所以通常用來控制模擬量，其輸出模擬量是0～10V或是4～20A。它們的結構是傳感器和變送器的組合。 (1)溫度控制器。溫度控制器主要用來檢測現(xiàn)場的溫度，一般是由感溫元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，溫度控制器主要用于測量室內的溫度，以此控制風機盤管冷、熱水閥的啟停。 (2)濕度控制器。濕度控制器主要用來檢測現(xiàn)場的濕度，一般是由感濕元件、控制電路、信號輸出等三部分組成的。在樓宇自控中，濕度控制器主要用于室內的濕度檢測，以此來控制加濕閥的啟停。 (3)防霜凍保護開關。防霜凍保護開關主要用來檢測新風機組或空氣處理機中的盤管溫度，當溫度低于某一設定值時，系統(tǒng)自動關閉風機和新風閥門，同時打開熱水電動二通閥來防止盤管的凍結。 (4)壓差開關。壓差開關主要用來檢測新風機組或空氣處理機中的濾網(wǎng)，當濾網(wǎng)發(fā)生堵塞時，裝在濾網(wǎng)兩端的壓差開關會發(fā)出報警信號。

(5)水流開關。水流開關主要用來檢測管道內是否有水的流動，通常應用于制冷站、熱站、給排水等帶有泵類的系統(tǒng)中。 (6)液位開關。液位開關主要用來檢測液體的液位，如清水池和污水池的液位。 (1)風機盤管電動閥。這是一種平衡式冷熱水閥，主要應用于風機盤管的控制中，這類閥所需的功率最小，是通電開啟的一種閥門。閥門的開啟時間僅為7s，具有很好的密閉性，流體允許溫度為0～95℃。 (2)二通螺紋線性閥。這種閥門主要應用于供熱通風和空調，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用內螺紋結構，閥體是純銅材料。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調節(jié)，是進行自動調節(jié)的主要元件。 (3)法蘭式三通閥。這種閥門主要應用于供熱與空調，也可以用于飽和水蒸氣。它的連接方式是采用法蘭結構，閥體與閥座為一體化結構，泄露率極低，適應的溫度為2～170℃。它與電動執(zhí)行器一起可以實現(xiàn)連續(xù)的開度調節(jié)，是進行自動調節(jié)的主要元件。 2．電動執(zhí)行器 電動執(zhí)行器有如下幾種：

(1)電動閥門執(zhí)行器。這種執(zhí)行器適用于HVAC閥門(HVAC：采暖、通風和空調)，內帶一個選擇正反作用插頭，用于提供模擬輸出DC0～10V的調制控制。它具有安裝快捷、閥門定位準確、低功耗、高的關斷壓力、終端推力限位開關等優(yōu)點。電動線性閥門執(zhí)行器還帶有手動調節(jié)和精確的同步電動機控制。閥的自身還帶有位置反饋的輸出信號，可以和閥門組合在一起進行PID(比例積分微分，一種閉環(huán)回路算法)調節(jié)。通常被用來對液體、氣體等介質進行變量的開度控制，它也是自動化控制中的主要元件。 2.1.4集散控制系統(tǒng) 又稱分布式控制系統(tǒng)(DCS—DistributedControlSystem)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即以分布在現(xiàn)場被控設備處的各種功能性微機(下位機)完成被控設備的實時監(jiān)測、保護與控制。該系統(tǒng)克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性；以安裝于中央監(jiān)控室 并具有很強的數(shù)字通信、CRT顯示、打印輸出與豐富的控制管理軟件功能的中央管理計算機(上位機)完成集中操作、顯示與優(yōu)化控制功能，避免了因常規(guī)儀表分散控制而造成的人機聯(lián)系困難，且便于統(tǒng)一管理。 傳感器/控制器群針對水、電、氣、報警、消防等終端設施進行檢測與控制，一般根據(jù)監(jiān)控需求按類或按組控制。對大型DCS，中間還有區(qū)域控制中心。

分布式系統(tǒng)將許多臺計算機聯(lián)合起來，共同承擔監(jiān)測與控制管理的工作，所連接的每臺計算機既可以獨立進行監(jiān)測和控制工作，又可以在中央控制機指導下工作，還可以與其他計算機協(xié)調交換信息，共同完成某項控制任務。其靈活性、可靠性要遠高于單臺控制器。圖2.2 1．中央管理計算機(或稱上位機、中央監(jiān)控計算機) 中央管理計算機設置在中央監(jiān)控室內，它將來自現(xiàn)場設備的所有信息數(shù)據(jù)集中提供給監(jiān)控人員，并接至室內的顯示設備、記錄設備和報警裝置等。由于中央管理計算機是整個BAS的核心，相當于人的大腦，其重要性是不言而喻的。普通商用個人計算機用作中央控制機顯然是不合理的。一般為了提高計算機的可靠性通常采用兩種方法： 一種是直接采用工業(yè)控制計算機；另一種就是采用容錯計算機。工業(yè)控制計算機(也稱IPC)由于采用了特殊的生產(chǎn)工藝和手段,其穩(wěn)定性是普通商用PC所無法比擬的。而所謂容錯計算機就是采用兩臺普通PC通過互為冗余備份的方法來充當中央控制主機，一旦其中一臺PC出現(xiàn)故障，作為備份的另一臺主機可立刻被專用的總線控制電路啟動，從而不會導致系統(tǒng)癱瘓。

3．通信網(wǎng)絡 中央管理計算機與DDC之間的信息傳送，由數(shù)據(jù)傳輸線路(通信網(wǎng)絡)實現(xiàn)，較小規(guī)模的BAS系統(tǒng)可以簡單地使用屏蔽雙絞線作為傳輸介質。

4．傳感器與執(zhí)行器 BAS系統(tǒng)的末端為傳感器和執(zhí)行器，它被裝置在被控設備的傳感(檢測)元件和執(zhí)行元件上。這些傳感元件如溫度傳感器、相對濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電流電壓轉換器、液位檢測器、壓差器和水流開關等，將現(xiàn)場檢測到的模擬量信號或數(shù)字量信號輸入至DDC，DDC則輸出控制信號傳送給繼電器、調節(jié)器等執(zhí)行元件，對現(xiàn)場被控設備進行控制。在向著開放系統(tǒng)迅速發(fā)展。在實時控制方面，實現(xiàn)可互相操作的現(xiàn)場總線技術的通信協(xié)議如LonTalk等也應運而生，為樓宇自動化中的傳感器、執(zhí)行器和控制器之間的網(wǎng)絡化操作奠定了基礎。 圖2.3為一典型現(xiàn)場總線系統(tǒng)結構圖。其中，NCU是網(wǎng)絡控制器，NCU與中央管理計算機間以N1總線連接，而NCU與下位機(DDC)之間則以N2總線(現(xiàn)場總線網(wǎng))相連接。圖2.3 2.1.6直接數(shù)字控制器 直接數(shù)字控制器(DDC—DirectDigitalController)，又稱下位機，從某種意義上講，它是整個樓宇自控系統(tǒng)的關鍵?！翱刂破鳌敝竿瓿杀豢卦O備特征參數(shù)與過程參數(shù)的測量并達到控制目標的控制裝置?！皵?shù)字”的含義是指該控制器利用數(shù)字電子計算機來實現(xiàn)其功能要求?！爸苯印币馕吨撗b置在被控設備的附近，無需再通過其他裝置即可實現(xiàn)上述全部測控功能。因此,DDC實際上也是一個計算機，它應具有可靠性高、控制功能強、可編寫程序等特點，既能獨立監(jiān)控有關設備，又可通過通信網(wǎng)絡接受來自中央管理計算機的統(tǒng)一控制與優(yōu)化管理。 1．DDC支持的監(jiān)控點 DDC能夠支持以下不同性質的監(jiān)控點： (1)模擬量輸入(AI)； (2)開關量輸入(DI)； (3)模擬量輸出(AO)； (4)開關量輸出(DO)。 2．DDC的主要功能 DDC的主要功能包括以下幾個方面： (1)對第三層的數(shù)據(jù)采樣設備進行周期性的數(shù)據(jù)采集。 (2)對采集的數(shù)據(jù)進行調整和處理(濾波、放大、轉換)。 (3)對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進行分析，確定現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)。

(4)對現(xiàn)場設備運行狀況進行檢查對比，并對異常狀態(tài)進行報警處理。 (5)根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行預定的控制算法(連續(xù)調節(jié)和順序邏輯控制的運算)而獲得控制數(shù)據(jù)。 (6)通過預定控制程序完成各種控制功能，包括比例控制、比例加積分控制、比例加積分加微分控制、開關控制、平均值控制、最大/最小值控制、焓值計算控制、邏輯運算控制和連鎖控制。 (7)向第三層的數(shù)據(jù)控制和執(zhí)行設備輸出控制和執(zhí)行命令(執(zhí)行時間、事件響應程序、優(yōu)化控制程序等)。 (8)通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(DG)或網(wǎng)絡控制器(NCU)連接第一層的設備，與各上級管理計算機進行數(shù)據(jù)交換，向上傳送各項采集數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)信息，同時接收各上級計算機下達的實時控制指令或參數(shù)的設定與修改指令。 DDC擁有BAS所要求的幾乎所有功能，基本上已經(jīng)可以完成所有運作，只是在監(jiān)控的范圍和信息存儲及處理能力上有一定限制。因此，直接式數(shù)字控制器可以看作是小型的、封閉的、模塊化的中央控制計算機。在很小規(guī)模、功能單一的BAS中可以僅僅使用一到多臺控制器完成控制任務；在一定規(guī)模、功能復雜的系統(tǒng)中可以根據(jù)不同區(qū)域、不同應用的要求采用一組控制器完成控制任務，并依靠中央管理系統(tǒng)隨時監(jiān)視控制和調整控制器運行狀態(tài)，完成復雜周密的控制操作。 3．常見的專用控制器類型 常見的專用控制器主要包括下述幾類： (1)空氣處理機組控制器； (2)空調控制器； (3)照明控制器； (4)變風量控制器； (5)消防報警控制器。 更常用的是模塊化控制器。模塊化控制器是可編程的、以計算機模塊為基礎的直接數(shù)字式控制器。其基本結構包括一個可內插多個模塊的機架，一個計算機模塊和一個電源供應模塊。根據(jù)不同的具體應用，還可以內插各種不同用途的通信模塊、輔助控制模塊和輸入/輸出(Analogy/Digital)模塊。返回2.2供配電監(jiān)控系統(tǒng) 供配電系統(tǒng)是大廈的動力系統(tǒng)，是保證大廈各個系統(tǒng)正常工作的充分必要條件。 2.2.1檢測對象 大廈供配電監(jiān)控系統(tǒng)主要用來檢測大廈供配電設備和備用發(fā)電機組的工作狀態(tài)及供配電質量。該系統(tǒng)一般可分為以下幾個部分：高/低壓進線、出線與中間聯(lián)絡斷路器狀態(tài)檢測和故障報警設備，電壓、電流、功率、功率因數(shù)的自動測量、自動顯示及報警裝置。 (2)變壓器二次側電壓、電流、功率、溫升的自動測量、顯示及高溫報警設備。 (3)直流操作柜中交流電源主進線開關狀態(tài)監(jiān)視設備，直流輸出電壓、電流等參數(shù)的測量、顯示及報警裝置。 (4)備用電源系統(tǒng)，包括發(fā)電機啟動及供電斷路器工作狀態(tài)的監(jiān)視與故障報警設備，電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、油箱油位、進口油壓、冷卻出水水溫和水箱水位等參數(shù)的自動測量、顯示及報警裝置。 2.2.2控制內容 電力供應監(jiān)控裝置根據(jù)檢測到的現(xiàn)場信號或上級計算機發(fā)出的控制命令產(chǎn)生開關量輸出信號，通過接口單元驅動某個斷路器或開關設備的操作機構來實現(xiàn)供配電回路的接通或分斷。要實現(xiàn)上述控制，通常應包括以下幾方面的內容： (1)高、低壓斷路器，開關設備按順序自動接通、分斷。 (2)高、低壓母線聯(lián)絡斷路器，按需要自動接通、分斷。 (3)備用柴油發(fā)電機組及其配電瓶，開關設備按順序自動合閘，轉換為正常供配電方式。 (4)大型動力設備，定時啟動、停止及順序控制。 (5)蓄電池設備，按需要自動投入及切斷。 另外，供配電系統(tǒng)除了實現(xiàn)上述保證安全、正常供配電的控制外，還能根據(jù)監(jiān)控裝置中計算機軟件設定的功能，以節(jié)約電能為目標，對系統(tǒng)中的電力設備進行管理，主要包括：變壓器運行臺數(shù)的控制，合約用電量經(jīng)濟值監(jiān)控，功率因數(shù)補償控制及停電復電的節(jié)能控制。圖2.4為一個實際高低配電回路監(jiān)控系統(tǒng)原理圖。由圖可見，系統(tǒng)只有AI和DI點而沒有AO或DO點，也就是說系統(tǒng)只有監(jiān)測功能而沒有控制功能，這顯然不是很完美。然而目前國內供配電系統(tǒng)獨立性較強，考慮到安全等多種因素，此方案也常有應用。圖2.4返回2.3照明監(jiān)控系統(tǒng)

智能大廈是多功能的建筑，不同用途的區(qū)域對照明有不同的要求。因此，應根據(jù)使用的性質及特點，對照明設施進行不同的控制，在系統(tǒng)中應包含一個智能分站，對整個大廈的照明設備進行集中的管理控制，一般稱其為照明與動力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括大廈各層的照明配電箱、事故照明配電箱和動力配電箱。照明監(jiān)控系統(tǒng)的任務主要有兩個方面：一方面是為了保證建筑物內各區(qū)域的照度及視覺環(huán)境而對燈光進行控制，稱為環(huán)境照度控制，通常采用定時控制、合成照度控制等方法來實現(xiàn)；另一方面是以節(jié)能為目的對照明設備進行的控制，簡稱照明節(jié)能控制，有區(qū)域控制、定時控制、室內檢測控制三種控制方式。 具體監(jiān)控功能包括下述內容： (1)根據(jù)季節(jié)的變化，按時間程序對不同區(qū)域的照明設備分別進行開/?？刂?。 (2)正常照明供電出現(xiàn)故障時，該區(qū)域的事故照明立即投入運行。 (3)發(fā)生火災時，按事件控制程序關閉有關的照明設備，打開應急燈。 (4)有保安報警時，將相應區(qū)域的照明燈打開。 另外還有節(jié)能照明、藝術照明等等。 作為BAS的子系統(tǒng)，照明監(jiān)控系統(tǒng)既要對各照明區(qū)域的照明配電柜(箱)中的開關設備進行控制，還要與上位計算機進行通信，接受其管理控制，因此，它是典型的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。典型照明及動力回路監(jiān)控原理圖如圖2.5所示。此系統(tǒng)也比較簡單，室外照度傳感器監(jiān)測室外照度，當照度低于或高于某一設定值時，系統(tǒng)通過啟?？刂艱O點啟動或關閉照明回路，實現(xiàn)自動控制。當然，系統(tǒng)的啟停還要受到許多其他因素如時間表、手動干預、運行狀態(tài)(DI)等的影響。圖2.5返回2.4暖通空調監(jiān)控系統(tǒng) 良好的工作環(huán)境，要求室內溫度適宜，濕度恰當，空氣潔凈。暖通空調監(jiān)控系統(tǒng)(HVAC—HeatingVentilateAirConditioning)就是為了營造良好的工作環(huán)境，并對大廈大量暖通空調設備進行全面管理而實施監(jiān)控的系統(tǒng)。 2.4.1新風機組的監(jiān)控 新風機組中空氣—水換熱器，夏季通入冷水對新風降溫除濕，冬季通入熱水對空氣加熱，干蒸汽加濕器用于冬季對新風加濕。具體功能如下所述： (1)檢測功能：監(jiān)視風機電機的運行/停止狀態(tài)；監(jiān)測風機出口空氣溫度和濕度參數(shù)；監(jiān)測新風過濾器兩側壓差，以了解過濾器是否需要更換；監(jiān)視新風閥打開/關閉狀態(tài)。 (2)控制功能：控制風機啟動/停止；控制空氣—水換熱器水側調節(jié)閥，使風機出口溫度達到設定值；控制干蒸汽加濕器閥門，使冬季風機出口空氣濕度達到設定值。 (3)保護功能：冬季當某種原因造成熱水溫度降低或熱水停止供應時，應該停止風機工作，關閉新風閥門，以防止機組內溫度過低導致凍裂空氣—水換熱器；當熱水恢復正常供熱時，應該能啟動風機，打開新風閥，恢復機組正常工作。 (4)集中管理功能：智能大樓各機組附近的DDC控制裝置通過現(xiàn)場總線與相應的中央管理機相連，于是可以顯示各機組啟/停狀態(tài)；傳送溫度、濕度及各閥門狀態(tài)值；發(fā)出任一機組的啟/?？刂菩盘?；修改送風參數(shù)設定值；任一新風機組工作出現(xiàn)異常時，發(fā)出報警信號。 2.4.2空調機組的監(jiān)控 空調機組的調節(jié)對象是相應區(qū)域的溫度、濕度參數(shù)，因此，送入裝置的輸入信號還包括被調區(qū)域內的溫、濕度信號。當被調區(qū)域較大時，應安裝幾組溫、濕度測點，以各點測量信號的平均值或重要位置的測量值作為反饋信號；若被調區(qū)域與空調機組DDC裝置安裝現(xiàn)場距離較遠時，可專設一臺智能化的數(shù)據(jù)采集裝置裝于被調區(qū)域，將測量信息處理后通過現(xiàn)場總線送至空調DDC裝置。在控制方式上，一般采用串級調節(jié)方式，以防室內外的熱干擾、空調區(qū)域的熱慣性以及各種調節(jié)閥門的非線性等因素的影響。 對于帶有回風的空調機組而言，除了保證經(jīng)過處理的空氣參數(shù)滿足舒適性要求外，還要考慮節(jié)能問題。由于存在回風，需要增加新風、回風空氣參數(shù)測點。但是回風道存在較大的慣性，使得回風空氣狀態(tài)不完全等同于室內空氣狀態(tài)，因此，室內空氣參數(shù)信號必須由設在空調區(qū)域的傳感器取得。另外，新風和回風混合后，空氣流通混亂，溫度也很不均勻，很難得到混合后的平均空氣參數(shù)。因此，不測量混合空氣的狀態(tài)，也不用該狀態(tài)作為DDC控制的任何依據(jù)。 圖2.6是一個典型的雙風空氣處理機系統(tǒng)原理圖。由圖可見，若調節(jié)風量閥處于全關死狀態(tài)亦即全新風運行狀態(tài)，則雙風機就變成了兩個獨立的新風機和排風機了。全新風運行雖然使空氣品質較好，但是熱量(或冷量)利用率較低，不利于節(jié)約能源。這種系統(tǒng)一般只在大樓一層大廳等場所采用。圖2.6 2.4.3變風量系統(tǒng)的監(jiān)控 變風量系統(tǒng)(VAV)是一種新型的空調方式，在智能化大樓的空調中被越來越多地采用。帶有VAV裝置的空調系統(tǒng)各環(huán)節(jié)需要協(xié)調控制，其內容主要體現(xiàn)在以下幾個方面： (1)由于送入各房間的風量是變化的，空調機組的風量將隨之變化，因此應采用調速裝置對送風機轉速進行調節(jié)，使之與變化風量相適應。 (2)送風機速度調節(jié)時，需引入送風壓力檢測信號參與控制，從而保證各房間內的送風壓力不會出現(xiàn)大的變化，使系統(tǒng)裝置正常工作。 (3)對于VAV系統(tǒng)，需要檢測各房間的風量、溫度以及風閥位置等信號，并且經(jīng)過統(tǒng)一的分析處理后才能給出送風溫度設定值。 (4)在進行送風量調節(jié)的同時，還應調節(jié)新風、回風閥，從而使各房間有足夠的新風。 2.4.4暖通系統(tǒng)的監(jiān)控 暖通系統(tǒng)主要包括熱水鍋爐房、換熱站以及供熱網(wǎng)等。根據(jù)智能化大樓的特點，下面主要針對供暖鍋爐房的監(jiān)控進行概要介紹。 供暖鍋爐房的監(jiān)控對象可分為燃燒系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩大部分。其監(jiān)控系統(tǒng)可以由若干臺DDC及一臺中央管理機構成。各DDC裝置分別對燃燒系統(tǒng)、水系統(tǒng)進行監(jiān)測控制，根據(jù)供熱狀況控制鍋爐及各循環(huán)泵的開啟臺數(shù)，設定供水溫度和循環(huán)流量，協(xié)調各臺DDC完成監(jiān)控管理功能。 1．鍋爐燃燒系統(tǒng)的監(jiān)控 熱水鍋爐燃燒過程的監(jiān)控任務主要是根據(jù)對產(chǎn)熱量的要求，控制送煤鏈條速度及進煤擋板高度，根據(jù)爐內燃燒情況、排煙含氧量及爐內負壓控制鼓風、引風機的風量。為此，應檢測的參數(shù)有：排煙溫度，爐膛出口、省煤器及空氣預熱器出口溫度，供水溫度，爐膛、對流受熱面進出口、省煤器、空氣預熱器、除塵器出口煙氣壓力，一次風、二次風壓力，空氣預熱器前后壓差，排煙含氧量信號以及擋煤板高度位置信號。燃燒系統(tǒng)需要控制的參數(shù)有爐排速度，鼓風機、引風機風量及擋煤板高度等。 2．鍋爐水系統(tǒng)的監(jiān)控 鍋爐水系統(tǒng)監(jiān)控的主要任務有以下三個方面： (1)保證系統(tǒng)安全運行：主要保證主循環(huán)泵的正常工作及補水泵的及時補水，使鍋爐中循環(huán)水不中斷，也不會由于欠壓缺水而放空。 (2)計量和統(tǒng)計：測定供回水溫度、循環(huán)水量和補水流量，從而獲得實際供熱量和累計補水量等統(tǒng)計信息。 (3)運行工況調整：根據(jù)要求改變循環(huán)水泵運行臺數(shù)或改變循環(huán)水泵轉速，調整循環(huán)流量，以適應供暖負荷的變化，節(jié)省電能。 2.4.5冷熱源及其水系統(tǒng)的監(jiān)控 智能化大廈中的冷熱源主要包括冷卻水、冷凍水及熱水制備系統(tǒng)。其監(jiān)控特點如下所述。 1．冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)控 冷卻水系統(tǒng)的作用是通過冷卻塔和冷卻水泵及管道系統(tǒng)向制冷機提供冷水。監(jiān)控的目的主要是保證冷卻塔風機和冷卻水泵安全運行；確保制冷機冷凝器側有足夠的冷卻水通過；根據(jù)室外氣候情況及冷負荷調整冷卻水運行工況，使冷卻水溫度保持在要求的范圍內。 2．冷凍水系統(tǒng)的監(jiān)控 冷凍水系統(tǒng)由冷凍水循環(huán)泵通過管道系統(tǒng)連接冷凍機蒸發(fā)器及用戶的各種冷水設備(如空調機和風機盤管)而組成。對其進行監(jiān)控的目的主要是要保證冷凍機蒸發(fā)器通過足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作；向冷凍水用戶提供足夠的水量以滿足使用要求；在滿足使用要求的前提下盡可能地減少水泵耗電，實現(xiàn)節(jié)能運行。 圖2.7是一個典型的冷源系統(tǒng)監(jiān)控原理圖，實際應用中冷凍機組可能不止一個，但是多臺機組的監(jiān)控方法是基本一樣的。圖2.7 3．熱水制備系統(tǒng)的監(jiān)控 熱水制備系統(tǒng)以熱交換器為主要設備，其作用是產(chǎn)生生活、空調及供暖用熱水。對這一系統(tǒng)進行監(jiān)控的主要目的是監(jiān)測水力工況以保證熱水系統(tǒng)的正常循環(huán)，控制熱交換過程以保證要求的供熱水參數(shù)。圖2.8為一熱交換系統(tǒng)監(jiān)控圖，而實際的熱交換器可能不止一臺，其中，熱水供水常用于空調和生活供水等情況。圖2.8返回2.5給排水監(jiān)控系統(tǒng) 給水排水監(jiān)控系統(tǒng)是智能大廈中的一個重要系統(tǒng)，它的主要功能是通過計算機控制及時地調整系統(tǒng)中水泵的運行臺數(shù)，以達到供水量和需水量、來水量和排水量之間的平衡，實現(xiàn)泵房的最佳運行，實現(xiàn)高效率、低能耗的最優(yōu)化控制。BAS給排水監(jiān)控對象主要是水池、水箱的水位和各類水泵的工作狀態(tài)。例如：水泵的啟/停狀態(tài)，水泵的故障報警以及水箱高低水位的報警等等。這些信號可以用文字及圖形顯示、記錄和打印。 2.5.1給水系統(tǒng) 給水系統(tǒng)的主要設備有：地下儲水池、樓層水箱、地面水箱、生活給水泵、氣壓裝置和消防給水泵等。大廈給水系統(tǒng)監(jiān)控功能有如下三種： (1)地下儲水池水位、樓層水池、地面水池水位的檢測及當高/低水平超限時的報警。 (2)對于生活給水泵，根據(jù)水池(箱)的高/低水位控制水泵的啟/停，檢測生活給水泵的工作狀態(tài)和故障現(xiàn)象。當使用水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵會自動投入工作。 (3)氣壓裝置壓力的檢測與控制。 典型生活恒壓供水系統(tǒng)監(jiān)控原理如圖2.9所示。圖中液位開關用于檢測生活供水池的水位高度。當水位低于低限值時，系統(tǒng)控制相應的進水管使其開通；當水位高于高限值時則令進水管關閉。三個補水泵可互為冗余備份，也可同時工作，一般視壓力反饋點所檢測的供水水壓而定。如水壓偏高則只令一臺工作，而水壓過低則可令兩臺或三臺同時工作。圖2.9 2.5.2排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)的主要設備有：排水水泵、污水集水井、廢水集水井等。其監(jiān)控功能如下所述： (1)集水井和廢水集水井水位檢測及超限報警。 (2)根據(jù)污水集水井與廢水集水井的水位，控制排水泵的啟/停。當水位達到高限時，連鎖啟動相應的水泵，直到水位降至低限時連鎖停泵。 (3)排水泵運行狀態(tài)的檢測以及發(fā)生故障時報警。 典型排污水監(jiān)控系統(tǒng)如圖2.10所示。一般排水系統(tǒng)較供水系統(tǒng)簡單，是因為它不需要控制污水井的進水(事實上也無法控制)，而且對于排水水壓通常也不關心，甚至有時為了節(jié)省投資干脆將污水井的水位檢測都取消，系統(tǒng)只要定時設定其啟停即可。

圖2.102.5.3熱水系統(tǒng) 熱水系統(tǒng)的主要設備有：自動燃油/燃氣熱水器、熱水箱、熱水循環(huán)水泵(回水泵)等。 熱水系統(tǒng)監(jiān)控功能有如下五個方面： (1)熱水循環(huán)泵按時間程序啟動/停止。 (2)熱水循環(huán)泵狀態(tài)檢測及故障報警(當發(fā)生故障時，相應備用泵自動投入運行)。 (3)熱水器與熱水循環(huán)連鎖控制，當循環(huán)泵啟動后，熱水器(爐)才能加熱，控制熱水溫度。 (4)熱水供水溫度和回水溫度的檢測。 (5)對于熱水部分，當熱水箱水位降至低限時，連鎖開啟熱水器冷水進口閥，以補充系統(tǒng)水源；當熱水水位達到高限時，連鎖關閉冷水進水閥。返回2.6電梯與停車場監(jiān)控系統(tǒng)

電梯、停車場系統(tǒng)是智能建筑中不可缺少的設施。它們?yōu)橹悄芙ㄖ諘r，不但自身要有良好的性能和自動化程度，而且還要與整個BAS協(xié)調運行，接受中央計算機的監(jiān)視、管理及控制。這里，部分功能可能屬于OAS，如停車場收費系統(tǒng)；有些則屬于SA，如電梯間監(jiān)控。 2.6.1電梯監(jiān)控系統(tǒng) 電梯可分為直升電梯和手扶電梯兩類。而直升電梯按其用途又可分為客梯、貨梯、客貨梯、消防梯等。 電梯的控制方式可分為層間控制、簡易自動控制、集選控制、有/無司機控制以及群控等。對于大廈電梯，通常選用群控方式。 電梯的自動化程度體現(xiàn)在兩個方面：一是其拖動系統(tǒng)的組成形式；二是其操縱的自動化程度。 1．電梯拖動系統(tǒng) 常見的電梯拖動系統(tǒng)有以下三種： (1)雙速拖動方式：以交流雙速電動機作為動力裝置，通過控制系統(tǒng)按時間原則控制電動機的高/低速繞組連接，使電梯在運行的各階段速度作相應的變化。但是在這種拖動方式下，電梯的運行速度是有級變化的，舒適感較差，不適于高層建筑中使用。 (2)調壓調速拖動方式：由單速電動機驅動，用晶閘管控制送往電動機上的電源電壓。受晶閘管控制，電機的速度可按要求的規(guī)律連續(xù)變化，因此乘坐舒適感好，同時拖動系統(tǒng)的結構簡單。但由于晶閘管調壓的結果，主電路三相電壓波形嚴重畸變，不僅影響供電質量，還造成電機嚴重發(fā)熱，故不適用于高速電梯。 (3)調壓調頻拖動方式：又稱VVVF方式。利用微機控制技術和脈沖調制技術，通過改變曳引電動機電源的頻率及電壓使電梯的速度按需變化。由于采用了先進的調速技術和控制裝置，因而VVVF電梯具有高效、節(jié)能、舒適感好、控制系統(tǒng)體積小、動態(tài)品質及抗干擾性能優(yōu)越等一系列優(yōu)點。這種電梯拖動系統(tǒng)是現(xiàn)代化高層建筑中電梯拖動的理想形式。 2．電梯操縱形式 電梯操縱自動化是指電梯對來自轎廂、廳站、井道、機房等外部控制信號進行自動分析、判斷及處理的能力，是其使用性能的重要標志。常見的操縱形式有按扭控制、信號控制和集選控制等形式。一般高層建筑中的乘客電梯多為操縱自動化程度較高的集選控制電梯?！凹x”的含義是將各樓層廳外的上、下召喚及轎廂指令、井道信息等外部信號綜合在一起進行集中處理，從而使電梯自動地選擇運行方向和目的層站，并自動地完成啟動、運行、減速、平層、開/關門及顯示、保護等一系列功能。例如集選控制的VVVF電梯由于自動化程度要求高，一般都采用計算機為核心的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)電氣控制柜弱電部分通常為起運動和操縱控制作用的微型計算機系統(tǒng)或可編程序控制器(PLC)，強電部分則主要包括整流、逆變半導體及接觸器等執(zhí)行電器。柜內的計算機系統(tǒng)帶有通信接口，可以與分布在電梯各處的智能化裝置(如各層呼梯裝置和轎廂操縱盤等)進行數(shù)據(jù)通信，組成分布式電梯控制系統(tǒng)，也可以與上位監(jiān)控管理計算機聯(lián)網(wǎng)，構成電梯監(jiān)控網(wǎng)絡。 3．電梯的監(jiān)控功能 電梯的監(jiān)控功能有如下五個方面： (1)電梯升降控制器作為BAS的一個分站，它控制和掃描電梯升降層的信號，并將其傳送到中央控制站。 (2)對各部電梯的運行狀態(tài)進行檢測。 (3)故障檢測與報警，包括廳門、廂門的故障檢測與報警；轎廂上下限超限故障報警以及鋼繩輪超速故障報警等。 (4)各部電梯的開/停控制，電梯群控，例如當任一層用戶按叫電梯時，最接近用戶的同方向電梯，將率先到達用戶層，以縮短用戶的等待時間；自動檢測電梯運行的繁忙程度以及控制電梯組的開啟/停止的臺數(shù)，以便節(jié)省能源。 (5)當發(fā)生火警時，由電梯升降控制器控制所有的電梯，包括將直升客梯和直升貨梯降至底層，并切斷電梯的供電電源。 4．電梯監(jiān)控系統(tǒng)的構成 根據(jù)上述電梯監(jiān)控系統(tǒng)的功能可知，必須以計算機為核心，組成一個智能化的監(jiān)控系統(tǒng)才能完成所要求的監(jiān)控任務。同時，作為智能建筑BAS的子系統(tǒng)，它必須與中央管理計算機或大樓管理計算機系統(tǒng)(BMS)以及消防控制系統(tǒng)進行通信，以便與BAS構成有機整體。 整個系統(tǒng)由主控制器、電梯控制屏(DDC)、顯示裝置(CRT)、打印機、遠程操作臺和串行通信網(wǎng)絡組成。主控制器以32位微機為核心，一般為CPU冗余結構，因而可靠性較高，它與設在各電梯機房的控制屏進行串行通信，對各電梯進行監(jiān)控。主控器采用高清晰度的大屏幕彩色顯示器，監(jiān)視、操作都很方便。主控制器與上位計算機(或BMS系統(tǒng))及安全系統(tǒng)具有串行通信功能，以便與BAS形成整體。系統(tǒng)具有較強的顯示功能，除了正常情況下顯示各電梯的運行狀態(tài)之外，當發(fā)生災禍或故障時，用專用畫面代替正常顯示圖面，并且當必須管制運行或發(fā)生異常時，能把操作順序和必要的措施顯示在畫面上，因此可迅速地處理災禍和故障，提高對電梯的監(jiān)控能力。 電梯的運行狀態(tài)可由管理人員用光筆或鼠標器直接在CRT上進行干預，以便根據(jù)需要隨時啟、停任何一臺電梯。電梯的運行及故障情況定時由打印機進行記錄，并向上位管理計算機(或BMS)送出。當發(fā)生火災等異常情況時，消防監(jiān)控系統(tǒng)及時向電梯監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警及控制信息，電梯監(jiān)控系統(tǒng)主控制器再向相應的電梯DDC裝置發(fā)出相應的控制信號，使它們進入預定的工作狀態(tài)。 另外，有些電梯設有門禁系統(tǒng)的智能卡讀卡器，根據(jù)有效卡授權持卡人前往相應的樓層。無有效卡者，電梯不予開門，這便有效地控制了樓層人員的活動空間。這種門禁系統(tǒng)一般用于保密級要求較高的單位。2.6.2停車場監(jiān)控系統(tǒng) 近幾年來，我國停車場自動管理技術已逐漸走向成熟，停車場管理系統(tǒng)向大型化、復雜化和高科技化方向發(fā)展，已經(jīng)成為智能建筑的重要組成部分，并作為樓宇自控系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡相連，使遠距離的管理人員可以監(jiān)視和控制停車場。智能停車場管理系統(tǒng)是采用先進技術和高度自動化的機電設備，并結合用戶在停車場收費管理方面的需求，以及交通管理方面的經(jīng)驗而開發(fā)的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了一種高效率的管理方式，為用戶提供更方便、更有效的服務。 智能停車場管理系統(tǒng)采用圖形人機界面操作方式，具有操作簡單、使用方便、功能先進等優(yōu)點，車場使用者可以在最短的時間進入或離開停車場，以提高車庫管理質量，取得較高的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。 1．智能停車場管理系統(tǒng)的組成 智能停車場管理系統(tǒng)設立有自動收費站，無需操作員即可完成其收費管理工作。智能停車場系統(tǒng)按其所在環(huán)境不同可分為內部智能停車場管理系統(tǒng)和公用智能停車場管理系統(tǒng)兩大類。 內部停車場綜合管理系統(tǒng)主要面向該停車場的固定車主與長期租車位的單位、公司及個人，一般多用于單位自用停車場、公寓及住宅小區(qū)配套停車場、辦公樓的地下停車場、長期車位租借停車場與花園別墅小區(qū)停車場等。此種停車場的特點是使用者固定，禁止外部車使用。

公用智能停車場管理系統(tǒng)一般設在大型的公共場所。使用者通常是一次性使用者，不但對散客臨時停車，而且對內部用戶的固定長期車輛進行服務。該停車場的特點是：對固定的長期車輛與臨時車輛共用出入口，分別管理。 如圖2.11所示，智能停車場管理系統(tǒng)一般由入口管理站、出口管理站和計算機監(jiān)控中心等幾部分構成。停車場的入口管理站設有地感線圈、閘門機、感應式閱讀器、對講機、指示顯示入口機、電子顯示屏、自動取卡機和攝像機。停車場的出口管理站設有地感線圈、出口機、對講機、電子顯示屏、閘門機等。計算機監(jiān)控中心包括計算機主機、顯示器、對講機和票據(jù)打印機等。圖2.11 2．智能停車場管理系統(tǒng)的功能 計算機管理中心可以對整個停車場的情況進行監(jiān)控和管理，包括出入口管理和內部管理，并將采集的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)信息存入計算機，以便進行統(tǒng)計、查詢和打印報表等工作。其特點是采用計算機圖像比較，用先進的非接觸感應式智能卡技術，自動識別進入停車場用戶的身份，并通過計算機圖像處理來識別出入車輛的合法性。車輛出入停車場，完全處于計算機監(jiān)控系統(tǒng)之下，使停車場的出入、收費、防盜和車位管理完全智能化，并具有方便快捷、安全可靠的優(yōu)點。 1)入口管理 當車輛駛近入口，可以看到停車場指示信息，標志牌顯示入口方向與車庫內車位的情況。當通過地感線圈時，監(jiān)控室可以監(jiān)測到有車輛將要駛入，若車庫停車已滿，則庫滿燈亮，拒絕車輛再進入；若車未滿，允許車輛進入。車輛開到入口機處，使用感應卡確認，如果該卡符合進入權限，會自動開啟車庫門，及時讓車輛通過，然后判斷并自動關閉車庫門，防止下面車輛通過。可由攝像機攝下進場車輛圖像、車牌數(shù)據(jù)與停車憑證數(shù)據(jù)(憑證類型、編號、進庫日期、時間)，一并存入管理系統(tǒng)的計算機，以備該車出場時進行車輛圖像與卡片信息的比較，確認該車是否合法出場。 2)出口管理出口管理站主要的任務是對駛出的車輛進行自動收費。當車輛駛近出口電動欄桿處時，出示感應票卡、停車憑證，經(jīng)讀卡機識別，此時出行車輛的編號、出庫時間、出口車牌攝像識別器提供的車牌數(shù)據(jù)和閱讀機數(shù)據(jù)一起被送入管理系統(tǒng)，進行核對與計費，出口管理站檢驗確認票卡有效并核實正確后，出口電動欄桿升起放行。 出口站可以確認票卡是否有效。如果確認所持票卡無效，則出口管理站收回或還給駕駛員，拒絕駕駛員將車輛駛出停車場，信息屏將顯示相應的信息。 3．計算機管理軟件 智能停車場全部采用計算機自動管理，監(jiān)視車庫情況。需要時，管理人員通過主控計算機對整個停車場的情況進行監(jiān)控管理?？蓪崟r監(jiān)察每輛車的出入情況，并自動記錄車輛的出入時間、車位號、停車費等信息，同時可以完成發(fā)放內部卡、統(tǒng)一設置系統(tǒng)設備的參數(shù)(如控制器、收款機等)、統(tǒng)計查詢歷史數(shù)據(jù)等工作，并且打印出各種報表。還可以對不同的內部車輛分組授權，登記有效使用期。 管理軟件由實時監(jiān)控、設備管理、打印報表和系統(tǒng)設置等模塊組成。操作員可以通過鼠標操作完成大部分功能。 1)實時監(jiān)控 實時監(jiān)控包括監(jiān)控設備工作情況、工作模式等。當讀卡器控制到車輛出現(xiàn)時，立即向計算機報告工作模式。在計算機的屏幕上實時顯示各出入口車輛的卡號、狀態(tài)、時間和車主的信息等。如果有臨時車輛出入車庫，那么計算機還負責向電子顯示屏輸出顯示信息，向遠端收款臺的票據(jù)打印機傳送收費信息。 2)設備管理 設備管理的功能是對出入口(讀卡器)和控制器等硬件設備的參數(shù)和權限等進行設置。 3)系統(tǒng)設置 系統(tǒng)設置是指對軟件自身的參數(shù)和狀態(tài)進行修改、設置和維護。包括口令設置，修改軟件參數(shù)，系統(tǒng)備份和修復，進入系統(tǒng)保護狀態(tài)等。系統(tǒng)設置的安全功能是指對系統(tǒng)設置相應的保安措施，限定工作人員的操作級別，管理人員需輸入其操作密碼方可在自己的管理權限上操作。

4)查詢與報表 歷史查詢包括系統(tǒng)車流量統(tǒng)計、系統(tǒng)故障查詢、收費狀況查詢等。停車場的停車數(shù)量由計算機監(jiān)控中心進行統(tǒng)計管理，可根據(jù)票卡的種類不同來統(tǒng)計停車場的車流量，生成會員報表、車庫使用報表，以進行統(tǒng)計和結算?？梢愿鶕?jù)需要對查詢系統(tǒng)進行修改。2.7防雷與接地系統(tǒng)

2.7.1雷電危害 智能建筑內包含大量的電子設備與計算機系統(tǒng)。這些電子設備與計算機系統(tǒng)通常屬于耐電壓等級低、防干擾要求高的弱電設備，最怕受到雷擊。普通建筑物的避雷裝置把強大的雷電流通過引下線入地，而這一電流在附近空間產(chǎn)生了強大的電磁場變化，會在相鄰的導線(包括電源線和信號線)上感應出雷電過電壓，因此普通建筑物的防雷系統(tǒng)不但不能保護這些電子設備與計算機系統(tǒng)，而且可能會引入雷電。因此，智能建筑的防雷保護成為一個越來越重要的課題擺在我們面前。 雷電波入侵智能建筑的形式有兩種，一種是直擊雷，另一種是感應雷。一般來說，直擊雷擊中智能樓宇內的電子設備的可能性很小，通常不必安裝防護直擊雷的設備。感應雷即是由雷閃電流產(chǎn)生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓、過電流形成雷擊。 感應雷入侵電子設備及計算機系統(tǒng)主要有以下三條途徑： (1)雷電的地電位反擊電壓通過接地體入侵。 (2)由交流供電電源線路入侵。 (3)由通信信號線路入侵。 不管是通過哪種形式、哪種途徑入侵，都會使電子設備及計算機系統(tǒng)受到不同程度的損壞或嚴重干擾。 2.7.2幾種常見的通用接地系統(tǒng) 1．TN-C系統(tǒng) TN-C系統(tǒng)被稱之為三相四線系統(tǒng)，屬保護接零。該系統(tǒng)中性線N與保護接地PE合二為一，通稱PEN線。這種接地系統(tǒng)雖然對接地故障靈敏度高，線路經(jīng)濟簡單，但是它只適合用于三相負荷較平衡的場所。智能化大樓內，單相負荷所占比重較大，難以實現(xiàn)三相負荷平衡，PEN線的不平衡電流加上線路中存在著的由于熒光燈、晶閘管(可控硅)等設備引起的高次諧波電流，在非故障情況下，會在中性線N上疊加， 使中性線N電壓波動，且電流時大時小極不穩(wěn)定，造成中性點接地電位不穩(wěn)定漂移。這不但會使設備外殼(與PEN線連接)帶電，對人身不安全，而且也無法取到一個合適的電位基準點，精密電子設備無法準確且可靠地運行。因此，TN-C接地系統(tǒng)不能作為智能化建筑的接地系統(tǒng)。 2．TN-C-S系統(tǒng) TN-C-S系統(tǒng)由兩個接地系統(tǒng)組成。第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點處。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場所。進戶之前采用TN-C系統(tǒng)，進戶處做重復接地，進戶后變成TN-S系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)前面已做過分析。TN-S系統(tǒng)的特點是：中性線N與保護接地線PE在進戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。 該系統(tǒng)中，中性線N常會帶電，保護接地線PE沒有電的來源。PE線連接的設備外殼及金屬構件在系統(tǒng)正常運行時始終不會帶電。因此，TN-S接地系統(tǒng)明顯提高了人和物的安全性。同時，只要我們采取接地引線，各自都從接地體一點引出，選擇正確的接地電阻值使電子設備共同獲得一個等電位基準點，那么TN-C-S系統(tǒng)就可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。 3．TN-S系統(tǒng) TN-S是一個三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內設有獨立變配電所時，進線采用該系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的特點是：中性線N與保護接地線PE除了在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準電位。只要像TN-C-S接地系統(tǒng)那樣，采取同樣的技術措施，TN-S系統(tǒng)也可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求，一般都采用這種接地系統(tǒng)。 4．TT系統(tǒng) 通常稱TT系統(tǒng)為三相四線系統(tǒng)，屬保護接地。該系統(tǒng)常用于建筑物供電來自公共電網(wǎng)的地方。TT系統(tǒng)的特點是：中性線N與保護接地線PE無一點電氣連接，即中性點接地與PE線接地是分開的。該系統(tǒng)在正常運行時，不管三相負荷是否平衡，在中性線N帶電情況下，PE線不會帶電。只有單相接地出現(xiàn)故障時，由于保護接地靈敏度低，故障不能及時切斷，設備外殼才可能帶電。正常運行時的TT系統(tǒng)類似于TN-S系統(tǒng)，也能獲得人和物的安全性和取得合格的基準接地電位。隨著大容量的漏電保護器的出現(xiàn)，該系統(tǒng)也會越來越多地作為智能型建筑物的接地系統(tǒng)。從目前的情況來看，因為公共電網(wǎng)的電源質量不高，難以滿足智能化設備的要求，所以TT系統(tǒng)很少被智能化大樓采用。 5．IT系統(tǒng) IT系統(tǒng)是三相三線式接地系統(tǒng)，該系統(tǒng)變壓器中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，無中性線N，只有線電壓(380V)，無相電壓(220V)，保護接地線PE各自獨立接地。該系統(tǒng)的優(yōu)點是當一相接地時不會使外殼帶有較大的故障電流，系統(tǒng)可以照常運行；其缺點是不能配出中性線N。因此，它不適用于擁有大量單相設備的智能化大樓。 2.7.3智能建筑常見的錯誤接地方式 智能建筑常見的錯誤接地方式有以下四種： (1)采用TN-C系統(tǒng)，將TN-C系統(tǒng)中的N線同時用做接地線； (2)在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線接在一起，再連接到底板上去； (3)不設置電子設備的直流接地引線，而將直流接地直接接到PE線上； (4)把N線、PE線、直流接地線混接在一起。 以上這些做法都是錯誤的，都不符合接地要求。前面已經(jīng)分析過，在智能化大樓內，單相用電設備較多，單相負荷比重較大，三相負荷通常是不平衡的，因此，在中性線N中帶有隨機電流。另外，樓內大量采用熒光燈照明，其所產(chǎn)生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設備外殼上，會造成電擊或火災事故；如果在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線連在一起再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電，會擴大電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起，則除了會發(fā)生上述的危險以外，電子設備還將會受到干擾而無法正常工作。 2.7.4智能建筑應考慮的接地方式 智能建筑應設置電子設備的直流接地、交流工作接地、安全保護接地，以及普通建筑也應具備的防雷保護接地。此外，因為智能建筑內大多設有具有防靜電要求的程控交換機房，計算機房，火災報警監(jiān)控室以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設備，所以在智能化樓宇的設計和施工中，還應考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。下面簡述智能化樓宇應采取的各種接地措施。 1．防雷接地 為把雷電流迅速導入大地，以防止雷害為目的的接地稱為防雷接地。智能化樓宇內有大量的電子設備與布線系統(tǒng)。如通信自動化系統(tǒng)、火災報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)以及它們之間相應的布線系統(tǒng)等。從已建成的大樓看，大樓的各層頂板、底板、側墻、吊頂內幾乎被各種線布滿。這些電子設備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低、防干擾要求高、最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊或反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞和嚴重干擾。因此，對智能化樓宇的防雷接地設計必須嚴密和可靠。智能化樓宇的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎，并建立嚴密、完整的防雷結構。 智能建筑多屬于一級負荷，應按一級防雷建筑物的保護措施設計，接閃器采用針帶組合接閃器，避雷帶采用25mm×4mm鍍鋅扁鋼在屋頂組成小于等于10m×10m的網(wǎng)格，該網(wǎng)格與屋面金屬構件作電氣連接，與大樓柱頭鋼筋作電氣連接，引下線利用柱頭中鋼筋、圈梁鋼筋、樓層鋼筋與防雷系統(tǒng)連接。外墻面所有金屬構件也應與防雷系統(tǒng)連接，柱頭鋼筋與接地體連接，組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。這樣不但可以有效防止雷擊損壞樓內設備，而且還能防止外來的電磁干擾。

各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，一般應根據(jù)落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置如果與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網(wǎng)，那么接地電阻應符合其最小值要求。 2．交流工作接地 將電力系統(tǒng)中的某一點直接或經(jīng)特殊設備(如阻抗，電阻等)與大地作金屬連接，稱為工作接地。工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線(N線)接地。N線必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子，等電位接線端子一般均在箱柜內。必須注意，該接線端子不能外露；不能與其他接地系統(tǒng)(如直流接地，屏蔽接地，防靜電接地等)混接；也不能與PE線連接。在高壓系統(tǒng)里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地的過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系統(tǒng)很有意義，可以方便使用單相電源。 3．安全保護接地 安全保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，即將大樓內的用電設備以及設備附近的一些金屬構件用PE線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。

在智能化樓宇內，要求安全保護接地的設備非常多。例如有些強電設備、弱電設備以及一些非帶電導電設備與構件，均必須采取安全保護接地措施。當沒有做安全保護接地的電氣設備的絕緣層損壞時，其外殼有可能帶電，如果人體觸及此電氣設備的外殼就可能被電擊傷甚至造成生命危險。在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，接地短路電流經(jīng)人體、大地流回中性點；在中性點非直接接地的電力系統(tǒng)中，接地電流經(jīng)人體流入大地，并經(jīng)線路對地電容構成通路，這兩種情況都能造成人體觸電。如果裝有接地裝置的電氣設備的絕緣層損壞使外殼帶電時，那么接地短路電流將同時沿著接地體和人體兩條通路流過。 在一個并聯(lián)電路中，通過每條支路的電流值與電阻的大小成反比。接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流越小。通常人體電阻要比接地電阻大數(shù)百倍，因而經(jīng)過人體的電流要比流過接地體的電流小得多。當接地電阻極小時，流過人體的電流幾乎等于零。 實際上，因為接地電阻很小，接地短路電流流過時所產(chǎn)生的壓降很小，所以設備外殼對大地的電壓并不高。人站在大地上去碰觸設備的外殼時，人體所承受的電壓很低，不會有危險。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是保障智能建筑電氣系統(tǒng)安全、正常運行的有效措施，也是保障非智能建筑內設備及人身安全的必要手段。 4．直流接地 在一幢智能化樓宇內往往包含有大量的計算機、通信設備和帶有電腦的大樓自動化設備。這些電子設備在進行信息輸入、信息傳輸、能量轉換、信號放大、邏輯動作和信息輸出等一系列過程中都是通過微電位或微電流快速進行的，且設備之間常要通過互聯(lián)網(wǎng)絡進行工作。因此，為了使其準確性高、穩(wěn)定性好，除了需要有一個穩(wěn)定的供電電源外，還必須具備一個穩(wěn)定的基準電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，亦嚴禁與N線連接。 5．屏蔽接地與防靜電接地 在智能化樓宇內，電磁兼容設計是非常重要的。為了避免所用設備的機能障礙，避免可能會出現(xiàn)的設備損壞，構成布線系統(tǒng)的設備應當能夠防止內部自身傳導和外來干擾。這些干擾的產(chǎn)生或者是因為導線之間的耦合現(xiàn)象，或者是因為電容效應或電感效應。其主要來源是超高電壓、大功率輻射電磁場、自然雷擊和靜電放電。這些現(xiàn)象會對用來發(fā)送或接收很高傳輸頻率的設備產(chǎn)生很大的干擾。因此，對這些設備及其布線必須采取保護措施，使其免受來自各個方面的干擾。 屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法。可將設備外殼與PE線連接；導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接；室內屏蔽也應是多點與PE線可靠連接。 防靜電干擾也很重要。在潔凈、干燥的房間內，人的走步、設備移動等各種摩擦均會產(chǎn)生大量靜電。例如在相對濕度10%～20%的環(huán)境中人的走步可以積聚3.5萬伏的靜電電壓。如果沒有良好的接地，這種靜電不僅會對電子設備產(chǎn)生干擾，甚至會將設備芯片擊壞。將帶靜電的物體或有可能產(chǎn)生靜電的物體(非絕緣體)通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地方式稱為防靜電接地。防靜電接地要求在潔凈干燥的環(huán)境中，所有設備外殼及室內(包括地坪)設施均必須與PE線多點可靠連接。 總之，智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應小于等于10Ω；獨立的安全保護接地電阻應小于等于4Ω；獨立的交流工作接地電阻應小于等于4Ω；獨立的直流工作接地電阻應小于等于4Ω；防靜電接地電阻一般要求小于等于100Ω。 智能化樓宇的供電接地系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，按規(guī)范宜采用一個總的共同接地裝置，即統(tǒng)一接地體。統(tǒng)一接地體為接地電位基準點，由此分別引出各種功能接地引線，利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個完整的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。通常情況下，統(tǒng)一接地系統(tǒng)可利用大樓的樁基鋼筋，并用40mm×4mm鍍鋅扁鋼將其連成一體作為自然接地體。根據(jù)規(guī)范，該系統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)共用，其接地電阻應小于等于1Ω。 若達不到要求，必須增加人工接地體或采用化學降阻法，使接地電阻小于等于1Ω。在變配電室內設置總等電位銅排，該銅排一端通過構造柱或底板上的鋼筋與統(tǒng)一接地體連接，另一端通過不同的連接端子分別與交流工作接地系統(tǒng)中的中性線連接、與需要做安全保護接地的各設備連接、與防雷系統(tǒng)連接，以及與需做直流接地的電子設備的絕緣銅芯接地線連接。 在智能大廈中，因為系統(tǒng)采用計算機參與管理或使用計算機作為工作工具，所以其接地系統(tǒng)宜采用單點接地，采取等電位措施。單點接地是指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開，各自成為獨立的系統(tǒng)?？蓮臋C柜引出三個相互絕緣的接地端子，再由引線引到總等電位銅排上共同接地。不允