办公楼智能化系统设计方案.docx
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办公楼智能化系统设计方案
办公楼智能化系统设计方案
一、前言
作为智能化楼宇系统专业设计公司，我们始终把按用户的要求与希望，为用户创造一个安全、舒适、温馨的生活工作环境，建立完善的设备管理自动化系统作为我们系统设计与集成的方向。
通过诸多工程项目的实践，充分证明了我们系统设计的能力、系统集成能力及方案实施能力，同时也为中国智能化大厦的发展起到了一定的推动作用。
按照相关要求，我们对示例中的中心综合楼冷冻系统、热力系统、空调新风系统，照明系统，给排水系统，电力配电，电梯系统等在原设计的基础上集成为一个完整的系统，使对大厦内各种机电设备进行集中管理、分散控制成为现实。
它通过对建筑物的结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在关联的最优化考虑，来提供一个投资合理，管理高效，舒适、节能的办公环境。
这个系统的建立，将充分体现一座智能化建筑的特点。
二、设计范围
本着系统既要先进、实用、可靠，又要做到投资合理、效益最佳的目的，楼宇自控系统依据暖通空调、给排水及电气等专业要求，对机电设备和其它装置进行集中监视、控制和管理，使这些设备安全、可靠、高效地运行，最大限度地满足业主对现代化楼宇管理的需求，创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境，节约能源，减少维护人员。
本系统对下述设施进行监视、控制和集中管理：
冷冻系统
空调新风系统
通排风系统
给排水系统
变配电、照明及电梯系统
热交换系统
三、设计标准
1．智能化建筑国家标准GB/T50314-2000
2．<<采暖通风与空气调节设计规范>>GBJ19-87
3．<<民用建筑电气设计规范>>JGJ/T16-92
第一款：
总则
第五款：
继电保护及电气测量
第六款：
自备电源及不间断电源
第八款：
低压配电
第九款：
室内布线
第十二款：
建筑物防雷
第十四款：
接地及安全
第二十款：
通信线路
第二十三款：
仪表自控
第二十六款：
建筑物自动化系统及附录
四、方案设计
4．1设计原则
全面规划、分布实施、适度超前、经济实用，采用国内外比较成熟的、有很好的性能价格比、知名度较高的和广泛使用的产品，考虑到今后的扩展和集成的需要，系统需留有接口。
4．2冷冻系统的监控
楼宇自控系统应有根据当前的制冷（制热）需要，调节冷水机组（热泵机组的制冷/制热）能力以及投入运行的台数。
根据工况需求，自动组合起动冷冻水泵的台数。
根据工况需求，自动组合冷却水泵及冷却塔的投运台数。
本系统中：
冷水机组2台，冷冻泵3台，冷却泵3台，冷却塔3台。
冷水机组的开、关取决于定时时间表、热负载情况和顺序时间表。
定时时间表决定每天在什么时间开机、关机。
集水器和分水器之间的电动调节阀用来起旁通作用，它的最大调节能力为一台冷水机组的供水量，一旦旁通阀达到这个调节量，说明目前热负载变小，系统供冷能力过剩，需关闭一台冷水机组和一台冷冻泵，达到稳定系统压力和节能的目的。
冷冻机系统程序启/停控制
楼宇自控系统预先在定时时间表中安排冷冻机一周内每天的开机/关机时间，因此楼宇自控系统就能根据定时时间表自动启、停冷冻机。
冷冻机加载/卸载顺序：
每套冷冻机按预先定义好的顺序加载/卸载,这种顺序能把任何冷冻机故障造成的损害降至最小。
加载顺序如下:
开启冷却塔风机
检查冷却塔风机状态
开启冷却水泵
开启冷冻水泵
如果冷冻水泵状态为:
“关”，退出顺序并报警
如果冷冻水泵状态为:
“开”，开冷冻机
检查冷冻机状态
如果状态为:
“关”，停冷冻机并报警
卸载顺序为:
关闭冷冻机
等5分钟，关闭冷冻水泵
关闭冷却水泵
关闭冷却塔风机
冷冻机系统的节能控制
楼宇自控系统将根据当前的制冷需要调节冷冻机系统的制冷能力。
楼宇自控系统利用如下的过程变量来控制：
冷冻水供水温度Ts
冷冻水回水温度Tr
冷冻水流量F
整个系统的热负载需要:
Q，将按如下公式计算:
Q=K×F×（Tr-Ts）
K:
冷冻水的热系数
楼宇自控系统先按定时时间表以冷冻机系统程序来启动冷冻机，然后根据以上公式监视整个系统的热负载需要。
冷冻水旁通阀控制
楼宇自控系统控制冷冻水旁通阀，使冷冻水供水回路与回水回路之间保持一定的差压。
当所有的空调机单元（AHU）阀和风机盘管（FCU）阀关闭后，旁通阀应全开；当所有的空调机单元（AHU）阀和风机盘管（FCU）阀全开后，旁通阀应全关。
运行时间的累计
楼宇自控系统（BAS）存储每台冷冻机、每台冷冻水泵、每台冷却水泵、每个冷却塔的运行时间。
这些数据将按需要在PC工作站给操作员显示。
热值/流量累计
楼宇自控系统（BAS）将存储整个系统的热值和流量。
这些数据将按需要在PC工作站给操作员显示。
4．3空调新风系统的监控
建筑机电设备运行的自动控制对于节约能量、合理使用设备具有非常重要的意义。
从全年来看，室外空气参数等于设计计算参数的时间是很少的，绝大部分时间是随季节的变化而变化的。
即使是一天之内室外空气的参数也是在不断变化的。
同时室内的余热余湿量也在经常性地变化。
这样也就会引起建筑物总的冷、热负荷的不断变化。
如果不对空调运行设备，尤其是中央制冷系统进行相应的调节，那么将会影响整个空调系统的调节品质，浪费能源和费用，并且这些设备也不能在最佳工作状态下运行。
空调机组
本系统中：
空调机组x台
对空调机组进行工况优化控制，通过软件进行时间的累计计量，对其进行工况优化控制，对空调、新风机组实行优化控制，设置手动/自动控制。
每台空调机都有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按时间表来操作空调机，执行相关的控制程序和联锁。
在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能仍然保持。
所有的空调机都必须配电动调节水阀和电动执行器，以达到控制回风温度的目的。
控制过程如下：
在冷冻水回水管上安装的电动调节阀接受就地安装的DDC控制器的控制，当DDC控制器接受的回风温度与设定值有偏差时，通过在现场DDC控制器内置的控制算式，如PID（比例积分微分）和优化PID算式，DDC控制器发出控制信号到电动调节阀，调节盘管内的水流量，这样构成闭环控制，保持回风温度在要求的控制范围内，当空调机组停止运行时，调节阀即关闭。
电动新风阀门、回风阀门可根据室外温度调节开度，在空调机组停止工作时，阀门保持关闭状态。
为了节能，当所测新风温度达到可进行全新风操作时，DDC控制器根据预定程序控制新风阀，回风阀至全新风位置，同时关闭盘管水阀，利用室外的冷空气进行制冷。
在冬夏季季节转换后，程序自动调整控制程序，保证盘管水阀的动作满足负反馈的要求。
每台空调机组的过滤网处均设有压差开关，由此来测定过滤网是否淤塞，此信号通过DDC控制器反映在中央控制器中，在中控室工作站上提示并打印，通知维护人员进行清理。
每台空调机组的风道内均设有气流开关，由此来测定风机是否处于运行状态。
新风机组
本系统中：
新风机组x台
对新风机组进行工况优化控制，通过软件进行时间的累计计量，对其进行工况优化控制，对新风机组实行优化控制，设置手动/自动控制。
每台新风机都有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按时间表来操作新风机，执行相关的控制程序和联锁。
在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能仍然保持。
所有的新风机组都必须配电动调节水阀和电动执行器，以达到控制送风温度的目的。
控制过程如下：
在冷冻水回水管上安装的电动调节阀接受就地安装的DDC控制器的控制，当DDC控制器检测到的送风温度与设定值有偏差时，通过在现场DDC控制器内置的控制算式，如PID（比例积分微分）算式，DDC控制器发出控制信号到电动调节阀，调节盘管内的水流量，这样构成闭环控制，保持送风温度在要求的控制范围内，当新风机组停止运行时，调节阀即关闭。
在新风机组的表冷器离风侧安装防冻报警传感器，DDC控制器一旦检测到表冷器的温度接近设定的极限值，即向控制室的工作站发出警报，同时关掉风机、关闭风阀、打开水阀，以防冻裂表冷器的盘管。
每台新风机组的过滤网处均设有压差开关，由此来测定过滤网是否淤塞，此信号通过DDC控制器反映在中控室工作站上提示并打印，通知维护人员进行清理。
在冬夏季季节转换后，程序自动调整控制程序，保证盘管水阀的动作满足负反馈的要求。
4．4通排风系统
本系统中：
通排风机x台。
每台风机都有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按时间表来操作设备，执行相关的程序和联锁。
在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能仍然保持。
风机控制和监视描述
1）.风机的程序启/停控制
楼宇自控系统预先在定时时间表中安排风机一周内每天的开机/关机时间，因此系统就能根据定时时间表自动启、停风机。
2）.运行时间累计
楼宇自控系统（BAS）将存储每台风机的整个运行时间。
这些数据将按需要在PC工作站给操作员显示。
3）.运行状态监视和故障报警
4．5给排水系统
本系统中：
供水系统由生活储水池x个，x台生活泵组成，消防水池x个，排水系统由x个污水池和相应的x台排污泵组成。
储水池设液位传感器，可在中控室检测水池的液位。
3泵设有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按程序来操作设备，在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能仍然保持。
在排水池设液位传感器，达到排水液位时启泵，低液位后停泵；超高液位时报警。
排水泵设有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按程序来操作设备，在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能仍然保持。
4．6变配电、照明及电梯系统
1）.变配电系统可谓整个大楼的心脏，包括变压设备、低压设备、发电设备等。
楼宇自控系统实现以下功能：
变压器和低压配电系统的监测
电能（KWH）的计量；
功率因数的测量；
变压器故障报警；
低压进线电压监测；
低压进线电流监测；
低压母线联络开关状态监视；
高压进线、出线、母联开关状态监视。
2）.照明系统和电梯的控制
照明系统区区域的控制分两部分,一部分为时间表控制,这部分照明为大楼的基本照明,用于巡更和进出;另部分为安防用,与保安门禁系统连动,一旦有报警信号即打开相应的区域照明,以配合摄录象机的启动。
对电梯的运行情况进行监视、故障报警及运行数据管理。
a）.监测各电梯的运行状态，报警状态。
b）.中央站彩色图形显示、记录各种参数、状态、报警。
4．7热交换系统
1）通过设在一次热水总管上的温度传感器，监测一次水供、回水温度。
2）通过设在二次热水总管上的温度传感器，监测二次水温度。
3）在工作站上进行供/回水温度显示。
4）监测热水循环水泵的运行状态和故障报警。
5）控制热水循环水泵的启停。
6）根据热负荷确定热交换器及水泵的运行台数。
7）根据二次水温度调节一次侧热水阀的开启度。
累计各水泵的运行时间，开列保养和维修报告。
显示与打印各水泵的参数状态、报警。
五、KMDigital系统的特点
在选用产品时，首先应从该智能建筑的要求出发，但同时要考虑市场可提供的商品特性，为保证系统的可靠运行，不允许使用不成熟的技术，也不宜选用尚未商品化的商品。
通常，选型时重点考虑的因素如下：
高可靠性。
首先，要求系统硬件设备具有很高的可靠性；同时，还必须配备丰富、可靠的软件。
任何系统从设计、制造、程序编制至系统的组态过程都应十分重视可靠性。
在实际工程应用中，成功应用的数量与范围，也是一种间接评价产品或系统的方法。
组态方便，扩展性能好。
模块化积木式结构可以简便地从几个回路，几台下位机扩展至几百个回路，超过上百个下位机的大系统。
控制功能多样化。
除常规的PI及PID运算外，还应能实现自适应等多种控制功能。
系统的开放性与兼容性。
为使更多的设备方便地联网，要求通信协议应是开放的、通用的、具有很强的兼容性。
人机界面友好、方便运行管理。
由于我国技术水平长期处于中下水平，设备维护人员的技术素质不可能阶跃式提高，因而，要求人机界面友好，显示形象、操作简便。
经济性。
从传感器、执行器、控制器至系统，甚至包括管线施工与安装费用均应在保证使用的前提下，尽量降低成本，控制与管理软件应尽量减少能源消耗与运行费用。
系统使用简便，系统各个层次的窗口可使您同时在屏幕上看到不同层次的信息。
各系统机组的彩色代表符号大大简化操作手续，能最大限度的满足该工程的要求，同时完全符合我国关于民用建筑规范的有关规定。
为保持系统的安全，可根据您的需求设定人员层次的密码保护系统，使多用途，多用户，多任务的系统操作非常灵活方便。
可监测和控制所有的大楼设施，包括：
空调及采暖系统
电力系统
给排水系统
电梯系统
冷水机组
变压器
水泵
自动扶梯
空调、新风机组
电路开关
水箱
自动步行梯
送/排风机
发电机
水池
垂直电梯
热交换器
照明
众所周知，楼宇自动系统经过几代的进化，已从中央电脑集中控制发展到目前的分布式控制，而强调系统开放性则成为当代时尚。
分布式控制系统有以下的特点：
采用逻辑令牌环形制式，当一个控制器（DDC）对话时，其它站处于“聆听”状态，这就是当代分布控制与办公自动化系统的主要通讯方式，它有别于较为简单的逐个问讯的Polling方式（查询式），用户可通过LAN访问公共数据，外部设备（打印机等），系统软件支持各个工作站（DDC直接数字控制器）互相联系，完成“无主”（PEERTOPEER）的通讯。
系统通讯规约（SYSTEMPROTOCOL）为标准的全双工制式，加强型RS485构成令牌环网络（TokenRing），支持以太网。
通过“公用电话交换网络”R.S.T.N.,可构成由多个远方LAN组成的广域网WAN。
系统有别于其它厂商之处，还在于局域网LAN进入开放式网络计算的环境设计方面。
当今，计算机已进入网络计算时代，把孤立的个人计算机（PC），工作站，小型机，大型机组成一个分布式网络计算环境，充分利用各计算机资源，是九十年代计算机系统的一个重要发展方向，楼宇自动化系统的设计应考虑到如何使自己的系统“入网”方便，当考虑到一个大型的多用户，多协议网络计算环境时，选用影响制定国际标准走向的大厂商产品无疑是明智的选择，其DDC控制器可直接连入以太网（ETHERNET）.
从网络的运行方面考虑，具有独到的优势：
取广大用户最熟悉的操作系统MS－DOS所支持的，功能强大完善MicrosoftWindows作为窗口，这个对用户非常友好的界面，为任何用户所欢迎，图形及数据显示，报警处理，能源审计，维修管理，空调运行日报等等，无不得心应手。
空调机械设备的运行，以直观操作，单机调整为最佳；因为所有的空调机械设备的运行是与空调机械设备工人参与有关，不能由电脑工程师包办，DDC控制器在点数过多控制过于集中时，常常产生现场调整不便和DDC机器故障影响面大的不足（与分布控制的初衷有违）。
为了满足空调机械设备传统操作习惯的要求，开发出了控制器，每台控制器既可自成数据共享网络，也可挂在系统上，而且控制器是完全针对新风机、空调机、热交换器、冷水机等设计的，其性能、价格比优异无比。
直接数字控制器是BA系统的核心部分，系统信息的采集、信息处理及控制信号的发生，都在控制器内完成，从某种意义上来说每一个控制器都是联接在系统上适用某项用途的电脑，直接式数字控制器是世界上最早将微处理机技术应用于BA系统的产品之一，持续不断的发展。
综合布线分系统
一、任务概述
本方案为XX***中心综合楼综合布线系统设计方案。
XX***中心综合楼（以下简称综合楼）地上部分共计21层，地下部分2层,计算机主机房（D-MDF）设在5层；语音总配线间程控交换机房位置（V-MDF）设在5层。
各楼层点位布置按照标书要求设计。
见下表
楼层
部门
电话外线
电话内线
数据点
F21
配线间
7
8
5
F20
12
15
12
F19
15
17
15
F18
16
22
16
F17
15
24
15
F16
21
22
16
F15
20
23
26
F14
12
15
12
F13
中心配线间MDF
12
13
12
F12
20
22
14
F11
12
14
12
F10
配线间
20
22
20
F9
13
20
13
F8
10
11
10
F7
配线间
14
20
10
F6
14
23
14
F5
配线间
15
17
15
F4
16
27
18
F3
14
18
14
F2
配线间
12
17
12
F1
18
20
16
B1
2
1
0
B2
2
0
0
总计
2158
二、设计依据
TIA/EIA568-A北美综合布线标准
TIA/EIA569北美建筑通讯线路间距标准
TIA/EIA570北美住宅和小型商用通讯布线标准
TIA/EIA606北美商用建筑通讯基础结构管理规范
TIA/EIA607北美商用建筑通讯接地要求
ANSIFDDI美国国家标准：
分布式光纤数据接口
IEEE802.3国际电子电气工程师协会：
CSMA/CD接口方法
IEEE802.5国际电子电气工程师协会：
令牌环接口方法
NFPA70美国国家电力章程
ISO\IEC11801国际综合布线标准
EN50173欧洲大楼综合布线系统标准
EMC欧洲电磁兼容性标准
YD/T926.1-1997大楼通信综合布线系统标准（邮电部部颁行业标准）
中国CECS72：
97《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
《工业企业通信设计规范》（GBJ42-81）
《城市住宅区和办公楼电话通信设施设计标准》（YDT2008-93）
《市内电信网光纤数字传输系统工程设计暂行技术规定》
中国民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）
市内电话线路工程设计规范（YDJ8-850）
工业企业通信设计规范（GBJ42-81）
AVAYASYSTIMAX®SCS工程设计手册
XX***中心的招标文件
XX***中心综合楼设计图纸
《XX***中心综合楼智能化系统工程技术要求》
三、方案设计
3．1用户需求分析
随着计算机应用技术和通信技术的发展，计算机网络应用水平越来越高，其网络传输性能要求越来越严格。
要想建立一个高效可靠的信息网络，必须有一套完整的、高品质的网络布线系统。
根据相关招标文件及图纸资料，我们分析综合楼网络综合布线之要求应具如下几个特点：
实用性
根据综合楼的实际要求，整幢大楼的综合布线系统设计满足中心经营管理、办公、及其他相关业务的网络应用，实现办公自动化，系统高效、实用，具有高性价比。
综合布线系统作为信息网络系统运行的物理平台，应满足网络系统的设计要求，由于本工程计算机网络系统采用交换式以太网技术，要求网络主干带宽支持1000Mbps，水平铜缆带宽支持100Mbps，目前超五类布线系统能充分满足上述要求，如果采用六类布线系统，主干光纤的性能要求也要相应提高才能与之匹配，不但会令造价大幅度升高，还会造成布线系统性能在很长时期内无法充分利用，浪费建设资金，性价比不高，所以本设计采用超五类布线方案。
先进性
本工程综合布线系统面向新世纪设计，要求其智能化系统设计达到目前国内一流水平，考虑未来15年技术及业务发展的需要，要具有良好开放性和可升级维护性。
系统充分采用最为先进的综合布线技术、方案与产品，确保工程达到技术、装备一流的优质工程。
整个大楼的网络系统建设完成后可实现千兆交换主干、百兆交换到桌面的全交换式以太网，居于国内一流水平，能充分满足未来15年内的网络应用需要。
国内目前虽然有六类综合布线工程，但网络设备并没有高于千兆的水平，不能充分发挥布线系统的性能，造成资源浪费。
而本方案利用超五类设计实现了与之同样的性能。
可靠性
为了保证将来系统运行的可靠性，综合布线系统采用国际知名的AVAYA公司名牌产品SYSTIMAX®SCS，重要部件采用冗余、容错设计，确保系统高可靠性。
可扩展性
由于综合布线系统的特点，前期投入比较大，建成后改造成本极高，所以设计者必须对技术的发展方向有准确的把握，在设计阶段就充分考虑系统的可扩展性，预留接口，满足一定时期内技术升级扩展的需要。
安全性
由于大楼信息网络系统的安全保密要求，综合布线系统应充分考虑系统安全性，只要作出合理的管理配置，就能保证大楼的经营商务网、内部各部门管理办公网络以及INTERNET之间安全隔离。
3．2设计原则
计算机主机房（D-MDF）设在5层；语音总配线间机房位置（V-MDF）设在5层。
为节约工程造价、便于管理维护，采用多个楼层水平系统接入一个楼层管理间子系统的设计方案。
根据我们的设计，除第5层设备间外，另外只需要6个楼层管理间，大大降低了工程造价，简化了网络结构，便于管理维护。
话音主干采用三类大对数铜缆；其中，在配置语音主干时主干与水平语音点按2:
1比例设计，即每部电话对应2对主干铜缆，保证今后数字电话应用；数据主干采用6芯室内多模光纤；
设备间、管理子系统数据配线架水平数据铜缆采用19”安装的快插式24口模块式配线架；数据主干光纤采用19”安装的光纤配线架；语音主干铜缆采用19”安装的110DW配线架；设备间、管理子系统语音配线架水平铜缆采用19”安装的110DW配线架；
水平系统语音、数据信息点均采用超五类非屏蔽双绞线；这样便于工作区使用功能的调节，日后系统升级也不用重新布线。
所有信息点到楼层管理间分配线架（IDF）的线缆长度不大于90米。
我方本着一切从用户出发的原则，针对用户需求和本布线工程性质，根据我方多年来的丰富经验及对本工程的深入理解，我们设计采用AVAYASYSTIMAX®SCS结构化综合布线系统，这是一套针对宽带综合数字业务网（B-ISDN）需求而特别设计的配线系统，符合中华人民共和国原邮电部部颁布线标准“大楼通信综合布线系统规范”，并早在1986年就通过了北美电子通讯标准协会（TIA/EIA568-A）的认证，已经得到了全球市场的广泛认同。
本份方案采用SYSTIMAX多模光纤及大对数铜缆作为干线，千兆光纤作为数据主干，3类大对数铜缆作为语音主干，水平语音和数据点采用超五类非屏蔽双绞线的配置方案。
3．3AVAYASYSTIMAXTM结构化布线系统介绍
AVAYA的前身是朗讯科技公司（原AT&T公司）网络部分，是综合布线系统的发明者和倡导者，1983年朗讯科技贝尔实验室第一个推出综合布线系统概念，并于1985首先推出SYSTIMAXSCS端对端结构化布线系统。
AVAYA综合布线系统由于技术领先，质量可靠及服务周到，因此深受广大客户认可。
AVAYA综合布线系统已成为该领域范围内全球领袖，在全球拥有超过50％的市场占有率，在世界500强企业中有75%使用其综合布线系统，拥有如杜邦（Dupont），惠普（Hewlett-Packard），福特（Ford），英国航空（BritishAirw
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