建筑自动化资料.docx

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建筑自动化资料

德国生态节能建筑资助政策与措施

一、利用可再生能源从事生产的发电设施，优先并入公共供电网。

电网经营商有义务将可再生能源的发电量优先并入其电网并支付电价，可优先接受并输送这些设施提供的电量，并有义务进行经济技术能力允许的范围内的扩建，以便接收附近利用可再生能源所发的电量.

二、德国复兴银行（KfW）“生态建筑计划”这项计划专门给新建的节能建筑提供低息贷款。

可申请贷款的节能建筑包括：

被动式太阳能建筑、节能建筑40、节能建筑60或利用可再生能源取暖的新建建筑。

三、生态税改革；提高采暖燃油的税率，较低清洁能源税率，对可再生能源免征生态税。

把部分税收用于逐步降低雇主和雇员的养老保险金，即完全退还给纳税人。

生态税的制定减轻了企业和个人的税收负担，而加强了能源消耗的税收。

实行这样一套相当复杂而巧妙的税收政策，达到的效果是大大提高了能源的价格，提高社会各界节约能耗的积极性，促进了各种节能技术的研发应用。

被动式建筑节能技术

一、建筑引导自然通风：

（1）建筑体型设计

①扭曲平面:

使朝向夏季主导风向的外表面积增大,改善吸风面的风环境。

②尖劈平面:

用尖劈的形体朝向冬季主导风向,避免了与冬季主导风向的垂直关系,削弱冬季不利风流的影响。

③通透空间:

在建筑的每层适当高度设置开窗,可大大疏通室外风流,利于夏季通风。

④开放空间:

在建筑中设置掏空的空间,利于疏导以及释放过大的室外风流。

（2）室外环境设计

①南向开敞空间:

争取较多的冬季日照和夏季通风。

②利用自然空调:

建筑南侧可设置水面植被等,依赖水体蒸发改善微环境的炎热条件,并可在冬季强化太阳辐射的反射作用。

③植被导风:

设置合理的灌木乔木位置,南侧引导风流进入建筑室内,而北侧则起到屏障的作用。

④利用构筑物:

挡风墙和导风板的灵活组合,并可结合绿化整体设计,引导夏季风流,阻挡冬季恶性风流。

二、被动式太阳能利用：

（1）直接受益式系统

导光板:

通过合理设置的导光板将更多的光线反射进入室内,利于建筑的采暖和采光。

蓄热墙体:

常用混凝土、砖、夯土等制成,可以在白天储存大量的太阳能,通过蓄热墙体的时滞效应在夜间放热,为室内供暖。

（2）对流环路式系统

将维护构件部位设计成双层壁面,形成封闭的空气层,并将各部位的空气层相连成循环,在太阳辐射产生的热力作用下,依靠热虹吸作用产生对流环路。

在这个过程中,依靠贮热体加热空气,流动的空气来加热室内的墙体,满足室内温度的稳定。

（3）附加日光间系统

在建筑南向缓冲区（阳台、廊、小门厅等）增加透明玻璃成为透明空间,其中再设置一定的贮热体,在太阳辐射的作用下,缓冲区迅速升温,一部分贮存,一部分通过组织进入室内改善室内舒适条件。

案例分析：

香港长州明爱明晖营

同济大学建筑与城市规划学院宋德萱教授

在夏季的白天,通过塔状部分的玻璃引入来自太阳光,特别设置的蓄热墙吸收其热量,关闭风扇进行蓄热。

到夜间,拉起卷帘阻止蓄热墙散发的热量从玻璃塔散失,进而形成对室内使用空间的温度差,这样加强了夜间的拔风效果,使室内具有了良好的自然通风,可以大大减少对空调设备的依赖。

在冬季的白天,可以通过采光天窗和塔部来吸收来自太阳光的热量。

另外,通过蓄热墙开始蓄热,为夜间供暖提供准备。

到了夜间,拉上卷帘,阻止蓄热墙的热量往建筑外散失。

利用蓄热墙的时滞效应,向建筑内的使用空间散热。

在这个设计中,并没有过多的使用诸如地缘热泵、太阳能板、特隆布墙等最新的节能建筑技术,而是立足于设计本身,通过建筑自然通风和被动式太阳能的综合利用,巧妙的利用蓄热墙的时滞效应来达到夏季和冬季的能量使用的平衡,可以有效的提高建筑内使用空间尤其是公共空间的舒适性,减少了空调设备的使用,所以很好的达到了节能的效果。

特隆布墙：

依靠太阳能诱导浮力驱动对流的被动式的建筑元素，即所谓的“会呼吸的墙”

常采用的自然降温手段有遮阳、夜间通风、被动蒸发降温等。

被动式太阳房的冬季供暖效果越好,夏季过热的问题也就越严峻。

所以在保证其良好的冬季供暖效果的前提下,解决夏季过热问题,并尽可能地应用已有的结构进行被动式降温,是推广被动式太阳能建筑的关键。

因此特隆布墙就由此诞生了。

特隆布墙构造

a）夏季，在空气间层内设置的隔热卷帘,白天垂下,有效阻挡集热墙吸收太阳辐射热；夜间开启,利用烟囱效应形成建筑与外界环境之间的诱导通风，此时室外空气温度低于室内空气温度，使得墙体降温，这部分冷量贮存在建筑物部件内，作为白天室内空气降温的冷源。

b）冬季，隔热卷帘白天收起，晚上垂下，减少房间向外热辐射，起到保温作用。

c）外风口全天开启,内风口自动启闭

问题：

内风口为什么要自动启闭?

绿色建筑

绿色建筑是遵循保护地球环境、节约资源、确保人居环境质量这样一些可持续发展的基本原则,由西方发达国家于20世纪60年代率先提出的一种建筑理念,又称可持续建筑或生态建筑。

由于各国经济发展水平、地理位置和人均资源等条件不同,对绿色建筑内涵的理解不尽相同,但归纳来说,绿色建筑是应用环境回馈和资源效率的集成思维去设计和建造的建筑,是可持续发展的建筑。

我国绿色建筑评价标准中,将绿色建筑明确定义为“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

绿色建筑的核心是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能提高居住品质。

而目前来看,常规的建筑技术很难达成目标,这就要求绿色建筑要突破传统建筑技术的种种制约,通过科学的整体设计,集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗维护结构、新能源利用、中水回用、绿色建材和智能控制等新技术、新材料,以及绿色的施工与运营管理,来实现建筑选址的规划合理、资源利用的高效循环、节能措施的综合有效、建筑环境的健康舒适、废物排放的减量无害和建筑功能的灵活适宜。

绿色建筑评价体系

绿色建筑评价是绿色生态建筑健康发展的一个重要保证，世界许多国家和地区都积极研究、探索和实践着国际绿色生态建筑评价体系。

优点

缺点

美国LEED评价体系

1.第三方认证机制，增加信誉度。

2.体系设计简洁，便于理解、把握和实施评估。

1.未对建筑全生命周期的环境影响做出全面的考察

2.打分不设定负值，，被评估者可能基于成本或者达到要求的难易程度，确定选择设计策略

英国BREEAM评价体系

1.最显著优势是考察建筑全生命周期

2.可根据实际情况增加评估条款

1.未考虑其他地域性问题

2.评估过程较复杂，须由多名持有BRE执照的专业评估师操作

日本CASBEE评价体系

1.提出了建筑环境效率BEE

2.对我国开发绿色建筑评估体系有很大的参考价值

1.权重系数确定的合理性等问

题需要探讨

2.未涉及审美性与经济性问题

澳大利亚NABERS评价体系

1.操作简单将用户的反馈作为评估的重要指标

2.允许专家根据当地实际情况，调整评价子项目的优先级。

评价过于侧重“水指标”

加拿大GBTool评价体系

充分尊重地方特色，评价基准灵活且适应性强

评估结果的可比性较弱

我国绿色建筑发展面临的困难和问题

1.绿色建筑认知缺乏

2.绿色建筑技术及产品还不成熟

3.绿色建筑成本初期投入大,长期经济效益不明显

4.绿色建筑专业人才和机构缺乏

5.绿色建筑评估体系不完善

大力发展我国绿色建筑的策略

1.加强绿色意识,加快绿色建筑相关研究

2.完善相关法规,建立有效激励机制

3.加快绿色建筑评估体系的开发与实施,加强急需人才培养

智能建筑

欧洲智能建筑集团（TheEuropeanIntelligentBuildingGroup）把智能化大楼定义为:

/使其用户发挥最高效率,同时又以最低的保养成本,最有效地管理其本身资源的建筑。

智能建筑由建筑设备自动化系统（BuildingAutomationSystem）、办公自动化系统

（OfficeAutomationSystem）、通信自动化系统（CommunicationAutomationSystem）和结构化综合布线系统（SCS）构成,因此智能建筑又称3A建筑。

1984年产生智能建筑（IntelligentBuilding）的概念。

同时在这一年，世界上第一座智能大厦诞生于美国哈特福德市，它是由一座旧金融大厦引入信息技术改造而成的，并在大厦出租率、投资回收率、经济效益等方面取得成功。

我国智能建筑发展过程中存在的问题主要表现在如下几个方面：

一是盲目投资!

效率低下。

二是技术力量严重不足，施工单位良莠不齐，施工质量难以保证。

三是技术与产品主要依赖国外进口，缺少可持续发展性

四是管理多头，标准不一，难起作用。

五是宣传不当，存在误导

智能建筑的工作环境包括硬环境和软环境。

硬环境即智能建筑的硬件设施,如OA系统、CA系统和综合布线系统

（PDS）。

用户利用这些硬件设施,可以大大缩短时间、空间的尺度,提高工作效率。

软环境即智能建筑内围绕着人的生态环境,如声、光、热环境,空气环境和电磁辐射环境。

软环境又是智能建筑硬环境能充分发挥效益的前提和条件。

节能玻璃窗

在供暖为主的地区,选用内层有低辐射Low-E镀膜、中间充惰性气体的双层玻璃窗,

能有效地透过可见光、遮挡室内长波辐射,发挥温室效应;而在供冷为主的地区,选用外层有Low-E镀膜的玻璃或单层镀膜玻璃窗,能有效地透过可见光、遮挡直射日射和室外长波辐射。

开关窗（SwitchGlassing）

利用晶体在不同电压下改变排列形状的特性,可以根据室外日射强度改变窗的透明程度。

昼光反射遮檐

通风窗

将空调回风引入双层窗夹层空间,带走由日射引起的中间层内百叶温度升高的对流

热量。

中间层百叶在光电控制下自动改变角度,遮挡直射阳光、透过散射可见光。

光导管

结合遮阳板：

将外遮阳板与光伏板结合，节省屋顶空间。

建筑中庭：

德国法兰克福商业银行总部大楼，在其塔楼三角形平面中间有一个直通到顶的中庭。

共享空间里栽种各种植物,形成空中花园。

通过中庭和共享空间组织自然通风气流。

火灾自动报警系统（FAS）

FAS的基本形式有三种:

区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统.

火灾自动报警系统主要是由触发器件（火灾探测器）、火灾报警装置以及具有其他辅助功能的装置组成,它能在火灾初期将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量,通过火灾探测器变成电信号,传输到火灾报警控制器,并发出声、光警报信号,启动消防联动设备。

BuildingAutomationSystem

BAS（BuildingAutomationSystem）系统又称楼宇自动化系统,是智能楼宇的重要组成部分。

它围绕建筑物内各类机电设备的运行、安全、节能等要求,对各类设备进行实时自动监测、控制和管理.

目前大多数的BAS都采用开放式集散系统,采用3层结构:

管理层（中央站）、自动化层DDC（直接数字控制器）分站和现场层.

楼宇自动化系统通常由暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统组成。

根据我国行业标准，楼宇自动化系统又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。

楼宇自动化系统的基本功能可以归纳如下：

（1）自动监视并控制各种机电设备的起、停，显

示或打印当前运转状态。

（2）自动检测、显示、打印各种机电设备的运行

参数及其变化趋势或历史数据。

（3）根据外界条件、环境因素、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。

（4）监测并及时处理各种意外、突发事件。

（5）实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协

调控制。

（6）能源管理：

水、电、气等的计量收费、实现

能源管理自动化。

（7）设备管理：

包括设备档案、设备运行报表和

设备维修管理等。

楼宇自动化系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，也称分布式控制系统（DistributedControlSystems）

它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置（DDC），完成被控设备的实时检测和控制任务，克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。

直接数字控制系统（DirectDigitalControl）计算机通过模拟量输入通道（AI）和开关量输

入通道（DI）采集实时数据，然后按照一定的规律进行计算，最后发出控制信号，并通过模拟量输出通道（AO）和开关量输出通道（DO）直接控制生产过程。

分布式控制系统（DistributedControlSystems）它将计算机技术、控制技术、图形显示技术和通信技术汇集于一体，可对分散在现场的设备进行控制，又可方便地集中管理、操作。

与以往的控制系统相比，既避免了单台计算机集中控制的不足，又克服了常规仪表人机交互困难的缺点。

分布式控制系统的多台微型计算机取代了集中控制系统的单台计算机，从体系结构上分散了危险性，提高了可靠性。

现场控制站、数据采集站、工程师站、操作员站、监控计算机和管理计算机通过数据通信网络被有机地结合起来，组成分级分布控制系统。

学生公寓BAS系统

第一级为微机,第二级为接口或控制器及现场控制设备,第三级为控制器及现场控制设备。

第二级的网络为同层网络,各控制器之间可以信息共享,信息传递速率较快第三级网络多采用异步通讯,

楼机是BAS系统的管理层,是人机对话的主要桥梁,每栋学生公寓配备一台楼机,一般放置在学生公寓首层的公寓管理中心内,操作人员通过管理软件直接监控和管理设备的所有输入/输出状态。

并具有数据存储、信息传递、现场报警等功能。

每栋公寓的楼机通过以太网与控制中心连接,实现BAS系统的网络化。

控制中心对所有楼机进监测、协调和管理,它位于整个系统的顶端,具有强大的处理能力,实现对全局进行优化控制和管理。