一．概述

1．1建筑设备监控系统概述

建筑设备监控系统（也称楼宇自控系统 Building Automation System ) 需求目标就是对建筑物的机电设备采用现代计算机技术进行*的监控和管理。建筑内部有大量机电设备，如冷热源系统、空调系统、新风系统、照明系统、给排水系统、电梯系统、变配电系统等设备，这些设备多而分散。 多：即数量多，被控制、监视、测量的对象多； 散：即这些设备分布在各楼层和各个角落。分散管理、就地控制的难度是可想而知的。采用楼宇自控系统(BAS)进行集中控制方式， 即集中管理、分散控制，可提高工作效率和经济效益。以确保建筑物内有一个舒适和安全的环境, 同时实现*节能的管理要求。轻松实现建筑物内的供配电、公共照明、空调系统、电梯、通排风、给水排水系统等实行全时间的控制和安全管理，有效的监测与管理建筑中能源的使用情况，*终使得建筑的能源管理智能化与节能化。

建筑设备监控系统，是针对建筑体中各类设备进行监视和控制，实现综合管理，提升优化设备应用，降低能耗。建筑设备监控系统习惯称为楼宇自控系统(Building Automation System，简称BAS )。BAS是基于现代计算机技术、自动控制技术、通信技术及网络技术，通过网络将分布在各监控现场的系统控制器连接起来，共同完成集中操作、管理和分散控制功能的综合自动化系统。BAS对大厦内的机电设备采用现代计算机技术进行自动化监控和有效的管理，控制大厦内的温、湿度，创造舒适、安全的工作环境，并以*低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，以求取得*低的大厦运作成本。同时，BAS极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造了更高的经济效益。

BA系统常规涵盖了水电暖三大系统，水系统主要包含给排水系统；电系统主要包含公共照明，泛光照明，以及变配电等系统，暖通系统主要涉及到冷热源及空调新风系统。此外还涉及到电梯等电气系统。

通过BA系统在中央监控中心，可以查看到各种电气设备运行状态、相关参数，并能使用各种合理有效的管理方式和节能策略控制设备，实施有效的管理，达到节能*。楼宇自控系统将大楼中电气设备，进行分散控制、集中监视、管理，实现了一体化控制、监测和管理，提供了一个舒适、安全的生活和工作环境。

二．设计内容

2．1项目简介：

2．2设计依据

为了保证系统既能适应今后网络技术的发展，又具有极高的可靠性，系统设计遵从以下标准和规范：

〇 《中国采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2018

〇 《通风与空调工程质量验收规范》GB50243-2016

〇 《智能建筑设计标准》GB 50314-2015:

〇 《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019

〇 《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019

〇 《民用建筑与照明设计标准》GB 51348-2019

〇 《供电系统设计规范》GB50052-95

〇 《低压配电装置及线路设计规范》GBJ  54-1983

〇 《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ  232-92

〇  建筑智能化系统工程设计管理暂行规定（建设部1997-290）

〇 《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2019

〇 《智能建筑工程施工规范》GB 50606-2010:

〇 《综合布线系统工程设计规范》GB 50311-2016:

〇 《综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2016

〇 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015:

〇 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012:

〇 《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019

〇 《山东省绿色建筑设计标准》DB/T 5043-2021

〇 《山东省绿色建筑评价标准》DB/T 5097-2021

2．3设计原则

用户至上为原则，在符合国家规范的前提下，*地满足业主的需求。根据我公司多年从事智能化弱电系统的经验和工程的特点，从满足业主利益的角度出发，本着“设备先进、技术完备、功能齐全、配置合理、节约资金”的精神，本工程的楼宇自控系统设计应充分考虑以下基本原则：

实用性和先进性

本工程楼宇自动化系统按照智能建筑设计标准的甲级标准进行设计，设备全部采用目前国际上的主流技术和系统产品，保证前期所选型的系统与今后系统性能提升在技术先进性方面的可延续性。

标准化和结构化

楼宇自控系统设计除依照国家有关的标准外，还根据系统的功能要求，作到系统的标准化和结构化，能综合体现出当今的先进技术。集成系统是一个完全开放性的系统，通过编制相关分控制系统的接口软件，将解决不同系统和产品间接口协议的“标准化”，以使它们之间具备“互操作性”。所有接口均基于标准的TCP/IP数据接口协议和内容。

集成性和可扩展性

系统设计遵循*规划的原则，并有充分的余量，以适应将来发展的需要。所提供的系统应用软件，严格遵循模块化的结构方式进行开发；系统软件功能模块完全根据用户的实际需要和控制逻辑来编制；

可靠性

楼宇自控系统和系统集成管理担负着整个大楼的机电设备的正常运行的责任。出现任何故障都会给用户带来严重的损失，应是一个可靠性和容错性极高的系统，使系统能不间断正常运行和有足够的延时来处理系统的故障，以确保在发生意外故障和突发事件时，系统能保持正常运行。

综合节能管理的合理性

楼宇自控系统和BMS系统应采用准确的方法来计量、合理的算法来统计及分析大厦的能源消耗，以达到节能管理的目的。

三．整体系统框架结构设计

一般来讲，楼宇自控系统由三大部分组成，即：

(1) 现场传感器、执行器：完成各种物理量和电量信号的采集、变换，以及机电设备的动作控制。

(2) 上位机管理系统：通过提供友好的用户界面，来实现直观的信息显示、直接的远程控制、现场各类控制器和前端设备的运行参数调整及运行管理。

(3) 现场控制器：基本功能包括对现场输入数据的校准、整定、处理；设备启动时的默认状态和意外情况下的强制状态的设置与保持；任何情况下强制执行的保护逻辑等功能。高级功能包括自动状态下，实时的自动调节与控制；在脱离上位机时仍然执行的定时操作；在脱离上位机时仍然执行的多个设备连锁操作等自动控制功能。

根据本项目建筑物设备分布特点选择分布式控制系统，实现就地控制，集中管理，既提高系统的稳定性，减少系统管线的投资，实现*大限度的*优比。根据相关要求和功能对各个独立分系统进行优化设计。

考虑各个系统集成以及各个系统独立性，BA平台上层网络系统设计如下。四．系统功能设计分析

本项目楼宇自控系统将建筑电气设备与控制子系统暖通空调系统、进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、检测和管理，创造舒适、安全的工作环境，以*低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，取得*低的运作成本。同时，通过优化控制提高管理水平，极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造更高的经济效益。

系统控制功能的确定及方案设计

根据业主的实际需求和经济承受能力，经过充分沟通，我们采取的设计原则是：

（1） 对制冷系统、热交换系统及空调、新风系统的监控尽可能*细致；

（2） 对大楼所有公共照明系统能进行分区控制；

（3） 监视配电系统主要运行参数，提供开关状态及故障报警信号；

（4） 对给排水系统重点监控泵房设备的运行情况，提供较完备的维护和故障报警功能；

（5） 实时监视电梯的运行情况。

下面具体说明各子系统的控制功能及设计方案。

1. 制冷系统

本工程制冷系统由冷水机组、冷冻水蝶阀、冷却水蝶阀、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔、冷却水塔蝶阀和膨胀水箱等组成。系统通过控制应达到节约能耗、安全运转的目的。制冷系统具体监控功能如下：

（1） 冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔风机的运行状态监测及故障报警；

（2） 按冷冻机启停工艺要求顺序启停相应的冷却水塔蝶阀、冷却水塔、冷却水蝶阀、冷却水泵、冷冻水蝶阀、冷冻水泵、冷水机组；

（3） 用水流开关监视冷冻水和冷却水水流状态；

（4） 监测冷冻水的供回水温度、压力和回水流量，监测冷却水的供回水温度；

（5） 根据冷冻水回水流量和供回水温差计算建筑物实际冷负荷，据此控制冷水机组运行台数，节约能源，提高设备使用效率；

（6） 根据冷冻水供回水总管压力，计算压差，控制冷冻水旁通阀的开度，调节管网压差，保证供水压力稳定；

（7） 根据冷却水供回水温度，控制冷却塔风扇的启停，保证冷却水温度满足工艺要求和*大限度的节约能源；

（8） 膨胀水箱设置液位开关，可在中控室监测液位。

系统主要监控点及功能如下：

监测：

控制：

2. 热交换系统

本工程中，热交换系统通过换热器完成城市供热与楼内空调热水系统之间的热交换，提供空调取暖用水。热交换系统具体监控功能如下：

（1） 换热器一、二次管路上通过安装温度传感器测量水温；

（2） 换热器一次管路上通过安装压力传感器测量水压力，通过安装流量计测量水流量；

（3） 在换热器一次水进口设置调节阀，调节阀门开度使二次出水温度保持在设定值；

（4） 根据系统时间表和使用情况控制水泵的启停，并监视水泵状态，自动进行主备泵的切换；

（5） 记录设备运行参数和统计设备累计运行时间，平衡设备使用率，提醒管理人员定期检修。

监测：

控制：

3. 空调系统

空调机组是用来调节空气温湿度的设备。空调机组具体监控功能如下：

〇 监视送风、回风、新风和室内温度、湿度，计算空气焓值；

〇 监测室内空气质量，使室内空气质量保持在设定值；

〇 通过设置在过滤网和送风机两侧的压差开关，监视过滤网堵塞情况和送风机运行状态；

〇 通过盘管处的防冻开关监视空气温度，防止气温过低损坏盘管；

〇 通过调节在冷热水管道上的阀门，调节送风温度，使送风温度保持在设定值；

〇 通过控制加湿阀开关，调节室内湿度，使室内湿度保持在设定值；

〇 根据要求或者是时间程序控制风机的启停；

〇 根据新回风焓值调节风门开度和新回风比例以降低能耗。

监测：

控制：

4. 新风系统

新风机组是用来调节空气温湿度的设备，新风机组具体监控功能如下：

（1） 监视送风和新风温度、湿度，计算空气焓值；

（2） 通过设置在过滤网和送风机两侧的压差开关，监视过滤网阻塞状况和送风机运行状态；

（3） 通过盘管处的防冻开关监视空气温度，防止气温过低损坏盘管；

（4） 通过调节在冷热水管道上的阀门，调节送风温度；

（5） 通过控制加湿阀开关，调节送风湿度，使送风湿度保持在设定值；

（6） 根据要求或时间程序控制风机的启停。

监测：

控制：

5. 送排风系统

送排风机主要用于地下车库、设备间的通风，以及卫生间的通风等，送排风机具体监控功能如下：

（1） 监测送排风机的手/自动状态、运行状态和故障状态；

（2） 根据要求或时间程序控制风机的启停。

监测：

控制：

6. 生活给水系统

生活给水系统具体监控功能如下：

（1） 监视高区、中区生活水箱和生活水池各水位，超限报警；

（2） 监视生活水泵的手/自动状态、运行状态和故障状态，控制生活水泵的启停；

（3） 累计生活水泵设备运行时间，提示管理人员定时维修；

（4） 根据生活水泵运行时间，自动切换主备泵，平衡各设备运行时间。

监测：

控制：

7. 生活排水系统

生活排水系统具体监控功能如下：

（1） 监视集水池和污水坑各水位，超限报警；

（2） 监视污水潜水泵的手/自动状态、运行状态和故障状态，控制污水潜水泵的启停；

（3） 累计污水潜水泵设备运行时间，提示管理人员定时维修；

（4） 根据污水潜水泵运行时间，自动切换主备泵，平衡各设备运行时间。

监测：

控制：

8. 变配电系统

变配电系统自身一般有相对完善的监控和保护方案，但管理中心要求能够实时了解变配电室的情况。变配电系统监控的内容根据用户的要求，监控功能如下：

（1） 监视高压进线、低压进线主开关的状态及故障报警信号；

（2） 监测高压母联开关、低压母联开关的状态及故障报警信号；

（3） 监视高压进线、低压进线的电流、电压、有功功率、无功功率和功率因数等参数；

（4） 监测变压器超温报警信号。

监测：

9. 
照明系统

照明系统主要解决公共区域照明控制问题，其具体功能如下：

（1） 监测照明回路的手/自动状态和开关状态；

（2） 通过时间设定程序控制照明回路的开关；

（3） 照明设计尽可能以简单的完成控制功能为前提，设计上根据容量划分回路，本方案根据照明系统具体情况，地下层车库每个照明控制箱控制4组照明回路，地上部分每个照明控制箱控制2组照明回路。

监测：

控制：

10. 电梯系统

电梯系统不但是楼宇内*频繁使用的设备，也是关系到人身安全的重要设备，对电梯系统的监控内容主要是状态监视、故障报警。现代电梯是一个高度自动化的完整系统，能输出必要的运行参数和故障信息，且能进行自动保护。楼宇自控系统对电梯的遥测、遥控必须得到电梯厂家的全力支持，如提供数据接口和协议或加装输出端子，以保证电梯安全、可靠运行。

监测：