智能建筑的设计与实现

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2018-02-03 11:25 热度:

   智能建筑是建筑未来发展的主要趋势,智能建筑将建筑技术、信息技术、计算机技术融为一体,本文主要探讨智能建筑的设计与实现。

时代建筑

  《时代建筑》杂志国内外公开发行,中英文双语,彩色精印,超宽尺寸,全新版面。杂志以繁荣建筑创作、增进国内外学术交流为宗旨。以“学术性、时代性、前瞻性、批判性”为办刊特征,以“中国命题、世界眼光”为其编辑定位。

  智能建筑是近几年来在我国发展非常迅速的建筑形式。出于可靠性和安全性的考虑。智能建筑中的各种设备对电源的要求非常高。通过对目前国内外电源监控技术的调查研究。在对各种监控方案所存在问题进行分析的基础上。设计和开发出适用于智能建筑的电源监控系统。该系统能通过电信专网监测电源的运行状态,并及时有效地响应设备故障。

  在高速发展的城市中,现代建筑技术、信息技术、计算机技术和自动控制技术于一体的新型建筑形式——智能建筑悄然兴起,时至今日,其发展势头十分迅猛,智能建筑为人们创造了感觉舒适、节省能源并且高度安全的工作和生活环境,成为当今建筑形式发展的必然趋势。

  一、智能建筑各子系统介绍

  普通建筑要想成为智能化建筑,必须具有三大系统:建筑设备自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统,上述三系统简称为3A系统,一般借助结构化综合布线系统进行连接。

  1、建筑设备自动化系统

  建筑设备自动化系统包括供热、通风、空气调节、给排水、供配电、照明、电梯、消防、保安等子系统,主要的功能是对建筑内的各种机电设施进行自动控制。建筑设备自动化系统通过信息通信网络组成分散控制、集中监视与管理的管控一体化系统,随时检测、显示各子系统的运行状态与参数,并根据外界条件、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。

  建筑设备自动化系统的目的是实现对电力,供热、供水等能源的自动调节与管理,提供了一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。

  2、通信网络系统

  现代生活要求有一个包罗万象的生活环境,因此实现对语音、数据、文本、图像、电视及控制信号的收集、传输、控制、处理与利用就成为智能楼宇必须具备的功能,而智能楼宁中的通信网络系统的主要作用就是提供网络支持能力,以保证楼内、外实现畅通无阻的通信联系。

  二、智能建筑供配电系统介绍

  供配电系统是建筑内的动力系统,如果没有供配电系统,建筑内的空调系统、给排水系统、照明与动力系统、电梯系统,甚至于消防、防盗保安系统都无法工作,成为一堆废物。因此,供配电系统是建筑楼内的设备最主要的部分。

  智能建筑用电设备中必须备有:消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、阀门等消防用电设备;保安设备;管理用的计算机及外设;通信设备;重要场所的应急照明。为了保证供电可靠性,应至少有两个独立电源,两路独立电源运行方式原则上是两路同时供电,互为备用。此外,为保证供电的可靠性,还需装设应急备用发电机组。

  三、智能建筑电源监控系统介绍

  供配电系统是智能大楼的命脉,因此电力设备的监控和管理是至关重要的。

  监控系统的主要功能是对供配电设备的运行状况进行监视。对各种电气设备的电流、电压、频率、有功功率、功率因数、用电量、开关动作状态、变压器的油温等参数进行测量.并根据测量所得的数据进行统计、分析、预告维护保养、进行用电负荷控制及自动计费管理并能够及时发现供电异常。

  除完成各种设备的监视功能以外,监控系统的另一个更重要的功能是随时监视电网的供电状况,一旦发生电网全部断电的情况,控制系统做出相应的停电控制措施。

  低压供配电监控系统现场设备即电流变送器、电压变压器、功率闲数变送器、有功功率变送器等各类传感器及直接数字控制器组成。控制器通过温度传感器、电压变压器、电流变送器、功率因数变送器自动检测变压器线圈温度、电压、电流和功率因素等参数,并将各参数转换成电量值,经由数字量输入通道后送入计算机,显示相应的电压、电流数值和故障位置。并可检测电压、电流、累计用电量等。

  四、智能建筑电源监控系统软件部分的设计

  1、软件系统结构设计

  系统软件采用C/S结构,包括现场监控终端的软件和管理服务器端的软件。监控终端软件要完成各种数据的采集,并向管理服务器随时提供情况。管理服务器根据参数所设的门限值与采集的开关键信息进行比较,给出查询结果或执行控制命令。

  2、软件系统具体功能设计

  软件系统主要由五大部分组成,用来完成对各种电气参数的监视和控制:

  (1)电气运行参数监控子系统

  对高、低压进线电压、电流、有功功率、无功功率、功率闪数、变压器温度、直流输出电压、电流等参数进行管理;

  (2)电气运行状态监控子系统

  高、低压进线断路器、母线联络断路器等各种类型开关当前分、合状态的信息管理,是否正常运行显示及提示管理;变压器断路器状态监测和故障报警管理;直流操作柜断路器状态监测与报警管理;发电机运行状态与故障报警管理;提供电气主接线图开关状态,如发现故障,自动报警,并显示故障位置、相关电压、电流数值管理等。火灾时切断相关区域的非消防电源的管理;

  (3)建筑内所有用电设备的用电量

  电费的统计管理子系统:包括空调、电梯、给排水、消防喷淋等

  动力用电和照明用电量的管理;绘制用电负荷曲线如日负荷、年负荷曲线;并且实现自动抄表、输出用户电费单据等;

  (4)电气设备的检修、保养维护信息管理子系统

  包括设备档案管理、设备维护信息管理、设备故障信息管理等;

  (5)自备发电机组的监控管理子系统

  包括电压、电流、机组运行状态、故障报警、日用油箱液位监测管理等。

  3、软件运行环境及开发工具的选取

  对于软件的运行环境可以有多种选择,主要的要求是可以满足通用性,可靠性,能够保证实时通信即可;由于智能建筑的监控系统中的数据流量较大,所以数据库宜采用ORACLE为宜;根据智能建筑监控系统的功能要求,开发工具选用VC来实现。

  五、电源监控系统的抗干扰设计

  为减少外界环境对系统的干扰破坏,应在监控系统的软硬件部分都增加相应的抗干扰措施。

  1、硬件部分抗干扰设计

  硬件抗干扰主要是从消除干扰源和切断耦合通道两方面着手,进行有效的隔离、屏蔽和滤波,阻断干扰进入装置的路径,同时降低保护装置本身的电磁敏感性。

  2、软件部分抗干扰设计

  监控系统工作的现场电磁干扰复杂,除了在硬件电路设计时采取有效措施,使系统具备一定的抗干扰能力外,在软件设计时,也要采取抗干扰措施,以弥补硬件的不足,增强系统的抗干扰能力。

  为减小数字采集系统的误差,采用有效的数字滤波算法。数字滤波的实质是通过一定的计算程序降低干扰在有用信号中的比重。一般方法是把多次采集到的数据由小到大进行排列,去掉几个最大值和最小值,达到去伪存真的目的,以消除采样数据中的伪数据。系统设计与运行时。根据被测信号的性质选用不同的方法。由于硬件错误的不确定性和不可预见性,因此对重要数据如设定值等进行数据冗余设计。

  智能建筑是现代各种技术的结晶,它必将成为建筑形式发展的必然趋势。供配电系统是整个建筑的核心,它的正常运行是其他子系统正常运行的保证。因此,一个高效、实时的供配电监控系统就成为了智能大厦的动力保障。除此之外,供配电监控系统除了确保大厦的“动力”系统正常运行外,还可以大大地提高其工作效率,节省能源消耗。

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