建筑设备自动化系统BAS.docx

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建筑设备自动化系统BAS

建筑设备自动化系统（BuildingAutomationSystem,简称BAS），实际上是一套中央监控系统。

它通过对建筑物（或建筑群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。

　　建筑设备自动化系统是智能建筑弱电系统工程中较为复杂的系统之一，现将该系统的设计要点介绍如下：

1中央控制室选址及室内设备布置

（1）中央控制室应尽量靠近控制负荷中心，应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上。

上方及毗邻无用水和潮湿的机房及房间；

（2）室内控制台前应有1.5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大于1m的检修距离，并注意避免阳光直射；

（3）当控制台横向排列总长度超过7m时，应在两端各各留大于1m的通道；

（4）中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度不小于20m。

2建筑设备自动化系统的电源要求

（1）中央控制室应由变配电所引出专用回路供电，中央控制室内设专用配电盘。

负荷等级不低于所处建筑中最高负荷等级；

（2）通常要求系统的供电电源的电压不大于±10％，频率变化不大于±1Hz，波形失真率不大于20％。

（3）中央管理计算机应配置UPS不间断供电设备，其容量应包括建筑设备自动化系统内用电设备总和并考虑预计的扩展容量，供电时间不低于30分钟。

（4）现场控制器的电源应满足下述要求：

①Ⅰ类系统（650点～4999点），当中央控制室设有UPS不间断供电设备时，现场的电源由UPS不间断电源以放射式或树干式集中供给；

②Ⅱ类系统（1点～649点），现场控制器的电源可由就地邻近动力盘专路供给；

③含有CPU的现场控制器，必须设置备用电池组，并能支持现场控制器运行不少于72小时，保证停电时不间断供电。

3现场控制器设置原则

（1）现场控制器的设置应主要考虑系统管理方式、安装调试维护方便和经济性。

一般按机电系统平面布置进行划分。

（2）现场控制器要远离有输水管道，以免管道、阀门跑水，殃及控制盘。

在潮湿、蒸汽场所，应采取防潮、防结露等措施。

（3）现场控制器要离电机、大电流母线、电缆1.5m以上，以避免电磁干扰。

在无法满足要求时，应采取可靠屏蔽和接地措施。

（4）现场控制器位置选择宜相对集中，一般设在机房或弱电小间内，以达到末端元件距离较短为原则（一般不超过50m）。

（5）现场控制器一般可选用壁挂式结构，在设备集中的机房控制模块较多时，可选落地柜式结构，柜前操作净距不小于1.5m。

（6）每台现场控制器输入输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应，并留有10％～20％的余量。

4建筑设备自动化系统的布线方式

（1）建筑设备自动化系统线路包括：

电源线、网络通讯线和信号线。

①电源线一般BV－（500V）2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘线。

②网络通讯线需由采用何种计算机局域网及建筑设备自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定。

一般有同轴电缆（不同厂商的产品不尽相同）；有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线（分3、4、5三个级别）；在强干扰环境中和远距离传输时，宜选用光缆。

网络传输限值见表1。

③信号线一般采用线芯截面1.0mm2或1.5mm2的普通铜芯导线或控制电缆，对信号线是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体控制系统与控制要求确定。

（2）建筑设备自动化系统线路均采用金属管或金属线槽保护，网络通讯线和信号线不得与电源线共管敷设，当其必须作无屏蔽平等敷设时，间距不小于0.3m，如敷于同一金属线槽，需设金属分隔。

5建筑设备自动化系统监控点统计

5.1一般规定

（1）根据各工种设备的选型，核定对指定监控点的实施监控的技术可行性。

（2）建筑设备自动化系统监控点可通过编制监控点总表来进行统计，较小型

统可编制一个监控点总表，中型以上系统应按不同对象系统编制多个监控点表，组成监控点总表。

（3）编制监控点总表应满足下述要求：

①为划分和确定现场控制提供依据；

②为确定系统硬件和应用软件设置提供依据；

③为规划通信道提供依据；

④为系统能以简捷的键盘操作命令进行访问和调用具有标准格式显示报告与记录文件创造前提。

5.2建筑设备自动化系统监控点总表格式

　　编制监控点总表，应以现场控制器为单位，按模拟输入、数字输入、模拟输出、数字输出等种类分别统计

建筑设备自动化系统的设计要点

1、概述

1.1建筑智能化系统设计与建筑、结构、给排水、电气（强电）、暖通等各专业的配合贯穿于建筑设计的全过程，即在建设工程项目方案设计、初步设计和施工图设计阶段均有专业配合的问题。

1.2如果某建筑物系专业用房，设置有工艺机房，则还需与工艺专业配合。

1.3专业配合的深度在方案设计、初步设计和施工图设计阶段是不同的，专业配合的深度与建筑设计深度相一致。

1.4现以一幢高层综合楼为例，叙述在施工图设计阶段时，建筑智能化系统设计与各专业之间的配合。

2、与建筑专业的配合

2.1向建筑专业提供各智能化子系统弱电机房的配置要求，一般工程主要弱电机房有2个，一个是消控、监控、广播、BAS、BMS中央控制室，作为物业管理，机电设备控制中心，面积80m2；一个是计算机网络中心机房、电话总机房，作为信息控制中心，面积120m2。

前者一般设置于底层，后者一般设置于二、三层。

其它还有有线电视机房（底层）面积20m2、卫星电视机房（屋顶机房层）面积15m2。

另外对于不同的智能化子系统配置还要有一些另星控制室：

如考虑设置大屏幕显示系统，要有控制室，面积6m2；考虑会议视频系统，要有控制室，面积10m2；考虑同声传译系统，要有译员室，每间4m2；考虑停车场管理系统，要有管理室，面积6m2；考虑一卡通系统，则要有制卡发卡中心等，面积15m2。

主要机房要采用防静电活动地板、架空一般200~300mm。

门向外开启。

各机房位置要适当，面积要留足，要考虑辅助用房，扩展余地。

注意机房层高，净高约3m。

楼板荷载5.0~7.5KN/m2。

2.2对于智能化系统中的重要子系统，如计算机网络系统、安防闭路电视监控系统等，一般考虑UPS不间断电源。

如UPS为集中供电方式，则要考虑UPS及电池组用房。

如UPS为分散供电方式，则在考虑弱电机房面积时，要留有UPS及电池组占用面积。

2.3向建筑专业提供弱电竖井的设置要求，一般工程中，弱电竖井与强电竖井分开设置，弱电竖井位置要能保证至平面任一计算机信息点线缆长度不超过90m。

对于体量大，跨度长或有沉降缝的建筑物，弱电竖井最好为多个，每个弱电竖井面积为6m2左右，如放置机柜较多，则面积10m2。

建筑师要了解目前的弱电竖井并不单单是走线缆桥架，它是楼层设置间。

弱电竖井门向外开启，并朝向公共通道，采用防火门。

2.4了解电梯、自动扶梯等设备的配置情况。

要求电梯厂家配套提供远程实时监控装置。

2.5弱电机房设置位置要根据电子计算机机房设置的一般规定，要避开强电磁场干扰，远离嗓声源，不能与卫生间等贴邻。

2.6了解层高、吊顶情况，特别是通道吊顶高度。

提供弱电桥架安装位置及标高。

部分复杂建筑要画通道管线剖面图（各设备专业合作）。

3、与结构专业的配合

3.1向结构专业提供各弱电机房的荷载情况，特别是UPS及电池组用房。

3.2卫星天线、微波天线等基础要求。

3.3楼板、剪力墙留孔留洞要求。

桥架进出竖井留洞必须提供。

竖井内部楼板留洞一般宽度250mm，长度根据实际需要。

3.4如果管子要穿梁必须向结构专业提出，一般不允许穿梁。

3.5管子沿墙暗敷时，如果有管子密集的地方要经结构专业同意。

沿墙暗敷的线管一般直径不超过40mm，沿楼板暗敷时，线管一般直径不超过25mm。

3.6嵌墙安装的设备箱位置要向结构专业提供墙体留洞尺寸及标高。

3.7向结构专业提供进出建筑物管线穿越地下层剪力墙孔洞大小、数量及位置。

有的建筑物如果进出管线多，则要出管线剖面图，注明管子间距，行距及标高。

4、与电气（强电）专业的配合

与电气（强电）专业配合的内容较多，且十分重要，具体有以下几方面。

4.1向电气专业提供各弱电机房的用电设备计算负荷，相应配置的UPS容量，三相或单相，要求电气专业提供供电电源，重要机房要求双回路供电。

4.2向电气专业提供用电设备，如计算机信息点、电视终端、电视前端放大器、分配器箱平面布置位置，要求电气专业设置相应的单相电源插座。

一般每个计算机信息点以300W考虑，电源插座与计算机信息插座外沿间距200mm。

并告知每层平面计算机信息点的计算负荷（考虑同时系数），由电气专业提供电源。

一般工程中计算机终端不由机房UPS供电，如果重要场所要求较高则配置单相500VAUPS电源。

办公楼计算机电源最好有单独的配电箱，不与普通照明共用配电箱。

4.3楼层计算机网络交换机和BA系统DOC数字直接控制器一般由机房UPS供电，其配电系统图由智能化系统设计人员设计，弱电竖井（楼层设备间）设置小配电箱、插座箱或插座等由智能化系统设计人员确定。

4.4向电气专业提供会议扩声、投影、视频会议系统、多媒体教学系统、电子阅览室、微机教室、停车场管理系统管理室等用电要求及计算负荷。

大屏幕显示屏提供面积，其负荷700W/m2左右。

多功能厅、大会堂、剧院、体育场馆、音响设备与灯光控制系统配电箱分设，最好两箱电源来自不同的变压器。

4.5要求电气专业对智能化系统供电电源作防雷设计，UPS后配电系统防雷设计及智能化子系统，如计算机网络系统、通信网络系统、卫星电视系统、有线电视系统及闭路电视监控系统等进出管线防雷由智能化系统设计人员设计。

光纤不必防雷。

4.6智能化系统机房接地系统，弱电竖井接地干线等由智能化系统设计人员设计，由电气专业配合。

4.7要求电气专业提供变电所高低压开关柜、变压器配置情况，要求中置式高压开关柜真空断路器、低压开关柜变压器进线柜主开关及联络开关提供与BA系统联网的通信接口，通信协议开放。

4.8要求电气专业提供要求BA系统控制的通道、大厅、公共照明、室外泛光照明、道路照明、屋面照明、航空障碍灯的配电箱情况。

4.9要求电气专业提供要求BA系统控制

的机电设备电控箱的情况，如各种泵、风机（不包括消防设备）的电控箱。

4.10电气专业设计各种泵、风机控制原理图时要配合提供BA接口。

4.11要求电气专业提供消防紧急广播配置及消防模块切换情况；要求火灾报警及联动控制装置提供与BAS联网的通信接口。

5、与暖通专业的配合

要进行建筑设备监控系统（BAS）设计的工程有这部分内容。

5.1要求暖通专业提供冷源设备、热源设备、空调设备、通风设备等的配置情况，如冷水机组、热泵机组、VAV变风量空气调节系统、VRV空调系统、定风量空调机组、新风机组、风机盘管、送风机、排风机、冷冻水泵（一次泵、二次泵）、锅炉、油泵等（不包括消防风机）。

5.2要求暖通专业提供空调设备、通风设备的控制要求，消防风机的控制不予考虑。

5.3向暖通专业提供弱电机房对空调、通风的要求。

5.4要求冷水机组、锅炉订货时设备生产厂家提供与BA系统联网的通信接口，协议开放。

6、与给排水专业的配合

要进行建筑设备监控系统（BAS）设计的工程有这部分内容。

6.1要求给排水专业提供生活给水设备、空调冷却水系统设备、排水设备、热水系统设备等的配置情况，如生活水泵（是否变频泵）、冷却循环水泵、冷却塔风机、潜水排污泵、热水泵等（不包括消防水泵）。

标准较低的工程，排污染不作BA控制。

6.2要求给排水专业提供上述有关设备的控制要求，消防水泵的控制不予考虑。

7、与工艺专业的配合

对于有特殊要求的专业设施用房，如电力生产调度大楼，大楼内有通信、调度、自动化等专业机房，对于这些类似的工艺机房有一些特殊要求，如网络、监控、门禁系统要求等，则在具体智能化系统设计时要与工艺专业有一个设计界面的分割，部分属于智能化系统设计，部分属于工艺专业设计。

一般工艺设计由专业设计院进行，有关配合问题协商解决。

8、上述与各专业之间的配合一般通过工程设计互提资料单的形式确认，互提资料单由专业负责人向其它专业的专业负责人提供，主要内容为提出本项目设计的条件、要求等资料，是否需要对方返回资料、日期注明。

互提资料单要经审核人签字确认，接收专业负责人也要签字。

对于复杂工程，或互提资料单说明不了的则要提供工作图。

设计条件要求等内容首先由专业负责人之间协商解决。

如果专业负责人之间有不同意见，则由项目负责人协调。

9、结束语

建筑智能化系统设计与各专业之间配合好坏直接关系到智能建筑工程项目施工图的设计质量，对于施工单位（系统集成商）深化系统设计和工程施工有较大影响，甚至影响到工程进度和工程质量。

智能建筑设计需要各专业设计人员的共同努力。

关于计算机房工程电气设计的探讨

作者：

华北石油勘察设计研究院  赵　瑛    转贴自：

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　1.1　保证计算机系统运行的可靠性

　　计算机系统是由许多复杂的高密度组装的电子器件组成的中央处理机（CPU）以及高精密的外部设备组成的。

由于其系统的复杂性决定了计算机系统的某一环节很难避免发生故障。

因此计算机系统的可靠性问题成为影响计算机发展与应用的核心问题。

而计算机房工程的可靠性与机房环境、供配电、接地等因素是密不可分的，对供配电系统和接地系统而言，如果处理不得当，诸如电网过渡引发直流电源振荡将会使计算机在运行过程中，该为“0”的变成“1”，使软件出现“奇偶位错误”，影响计算机系统的可靠运行，象这样的例子不胜枚举。

　　1.2　保证计算机系统的设计寿命

　　对计算机房内静电的影响而言，静电可以通过人体、导体触及计算机可导电外壳时，有可能击穿其电子器件而使计算机出现偶然性故障及器件损坏。

　　1.3　保证信息安全的要求

　　据有关资料介绍，大部分计算机运行时频率介于0.16MHz～400MHz之间，辐射强度大致为40dbθV。

如果供电电源质量没有保证，供电频率超出计算机要求的稳态频率偏移范围，将降低计算机抗干扰能力，辐射到空间的信息将面临有可能被干扰，被篡改，甚至被窃取的危险。

　　1.4　保证计算机操作人员的工作环境

　　例如：

计算机房照明，如果处理得当，将会大大提高操作人员的工作效率，减缓操作人员的视疲劳程度，减少操作上的误动作。

　　以上是从计算机系统正常运行为出发点对计算机机房工程电气部分提出的基本要求，做为电气设计人员，应该满足这些基本的要求。

在做计算机机房电气设计的同时，应该严格执行国家的有关规范和标准，如《电子计算机房设计规范》GB50174－93等。

下面将从供配电系统、接地系统、防静电几个方面对计算机房工程电气设计做进一步探讨。

2供配电系统

　　2．1系统方案

　　电子计算机房的用电负荷等级和供电要求应满足《供配电系统设计规范》GB50052－95，其供配电系统应采用电压等级220V/380V，频率工频50HZ或中频400HZ～1000HZ的TN－S或TN－C－S系统，电子计算机的主机电源系统按设备的要求确定。

电子计算机房供配电系统应考虑系统扩展、升级的可能，并应预留备用容量。

为提高计算机设备的供配电系统可靠性，最理想的技术措施是在配电设备前端增加交流不间断电源系统UPS（10～15Min），在下列各种情况中，该措施应是必不可少的。

图2－1为设置UPS的供电系统图。

（1）对供电可靠性要求较高，采用备用电源自动投入方式或柴油发电机组应急自启动方式仍不能满足要求时。

（2）一般稳压、稳频设备不能满足要求时。

　　（3）需要保证顺序断电安全停机时。

　　（4）电子计算机系统实时控制时。

　　（5）电子计算机系统联网运行时。

　　2．2供电质量

　　通过前言，我们已经知道电网质量对计算机的正常运行具有十分重要的意义，而供电质量主要包括以下几个方面的要素，这些要素根据电子计算机的性能、用途和运行方式（是否联网）等情况可以划分为A、B、C三级，如下表1所示：

　　　　　　　　　　　　　　　表1

项目等级

A

B

C

稳态电压偏移范围（%）

±2

±5

+7-13

稳态频率偏移范围（Hz）

±0.2

±0.5

±1

电压波形畸变率（%）

3～5

5～8

8～10

允许断电持续时间（ms）

0～4

4～200

200～1500

三相电压不平衡度（%）

0.5

1

1.5

　　为了提高电网的供电质量，计算机房的供配电系统设计应该注意以下事项：

（1）机房容量较大时，宜设置专用电力变压器，容量较小时，可采用专用低压馈电线路供电。

（1）电子计算机电源设备应靠近主机房设置。

（1）机房内其它电力电力负荷不得由计算机主机电源和UPS供电。

主机房内为计算机设备宜设置专用动力配电箱，与其它负荷应分别供电。

（1）单相负荷应均匀地分配在三相上，三相负荷不平衡度应小于20％。

（1）计算机电源系统应限制接入非线性负荷，以保持电源的正弦性。

　　2．3设备选型及综合布线

　　计算机房内设备选型以及综合布线从形式上虽然没有具体要求，但根据《低压配电设计规范》GB50054－95，并结合上述计算机设备的供配电特性，应注意以下几点：

　　2．3．1设备选型

（1）专用配电箱内保护和控制电器的选型应满足规范和设备的要求。

（2）专用配电箱应有充足的备用回路，用以计算机系统的扩容。

　　（3）专用配电箱进线断路器应设置分励脱扣器，以保证紧急情况下，切断所有用电设备电源。

（1）专用配电箱设置电流、电压表以监测三相不平衡度。

（1）专用配电箱设置足够的中线和接地端子。

　　2．3．2综合布线

（1）电子计算机房的电源进线应按照《建筑物防雷设计规范》采取过电压保护措施，专用配电箱电源应采用电缆进线，不得不采用架空进线时，在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处装设低压避雷器。

（2）主机房活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆。

　　（3）主机房活动地板下部的电源线应尽可能地远离计算机信号线，避免并排敷设，应采取相应的屏蔽措施。

　　2．4照明

　　2．4．1照度选择

　　照度是计算机房电气设计中十分重要的环节，也是保证计算机操作人员工作环境的重要指标，照度的选择应符合下表2规定：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2

　　平均照度（lx）

机房类型

200（100）

300（150）

500（200）

间歇运行

·

持续运行

·

连续运行

·

无窗建筑

·

·

　　注：

（）内的照度为第一类辅助房间照度取值。

其它照度为主机房照度取值。

第二、三类辅助房间按照现行照明设计标准的规定取值。

　　工作区内一般照度的均匀度（最低照度与平均照度之比）不宜小于0.7，非工作区内一般照度的均匀度不宜小于0.2。

　　电子计算机房故障照明照度为一般照明的1/10，安全出口标志灯照度不低于0.5lx。

　　2．4．2眩光限制

　　众所周知，电子计算机房眩光是操作人员产生视觉疲劳的重要原因，对眩光的限制可以分为以下三级：

主机房、基本工作间宜采用下列措施限制工作面上的反射眩光和作业面上的光幕反射。

（1）使视觉作业不处在照明光源与眼睛形成的镜面反射角上。

（1）采用发光表面积较大，亮度低，光扩散性好的灯具。

（2）视觉作业处家具和工作房间内应采用无光泽表面。

　　2．4．3光源选择

　　如果计算机房照度等级以及眩光限制等级确定以后，参照下表可以进行电光源的选择：

表3

眩光限制等级

眩光程度

适用场所

Ⅰ

无眩光

主机房、基本工作间

Ⅱ

有轻微眩光

第一类辅助房间

Ⅲ

有眩光感觉

第二、三类辅助房间

光源种类

光源平均亮度

1（×10cd/m）

眩光限制等级

遮光角

管状荧光灯

1＜20

Ⅰ

20°

Ⅱ、Ⅲ

10°

透明玻璃白炽灯

1＞500

Ⅱ、Ⅲ

20°

　　2．4．4照明布线：

照明配线宜穿镀锌薄壁钢管保护。

3接地系统和等电位措施

　　计算机机房的接地系统不仅对计算机运行的可靠性，而且对计算机系统的电气安全性都具有极大的影响。

对计算机接地系统的论述主要包括以下几个方面：

　　3.1接地方式

　　电子计算机房接地方式概括来讲，可以分成两类，一类是系统接地，还有一类是屏蔽接地。

系统接地又可以细化成下面四种接地方式：

（1）交流工作接地（中性线），接地电阻不应大于4Ω。

（2）安全保护接地，接地电阻不应大于4Ω。

　　（3）直流工作接地（逻辑接地），接地电阻按照计算机系统具体要求确定，如IBM计算机要求接地电阻R≤2Ω，而DEC公司、太极系列机则要求接地电阻R≤1Ω，HP公司则只要求接地电阻R≤3Ω就行。

　　（4）防雷接地，应按照现行的《建筑物防雷设计规范》GB50057－94设计。

　　计算机辅助设备中有许多静电屏蔽，如专用供电变压器的静电屏蔽层，局部空间或线路的屏蔽罩（设备外壳）。

这些静电屏蔽的导体只有良好接地才能充分发挥作用。

这就是所描述的屏蔽接地。

　　系统接地和屏蔽接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按照其中最小值确定。

当单独设置防雷接地时，应采取《建筑物防雷设计规范》中规定的防止反击措施。

　　电子计算机接地系统应采用单点接地并宜采取多个计算机接地系统经铜排网和PE线接至同一接地干线的等电位措施。

如图3－1所示：

　　作者认为如果再采用图3－2所示的干线接地装置，对降低机房接地系统电阻将是十分有利的，这一点仅做参考，因为推导过程烦琐，恕不在本篇赘述。

4防静电

　　防静电接地是电气设计中容易但又不允许被忽视的组成部分，在生产和生活中有许多静电导致设备故障的事例，主机房内所有导静电地板、活动地板、工作台面和座椅垫套必须进行静电接地，不得有对地绝缘的孤立导体。

导静电活动地板接地方法如图4－1所示。

静电接地可以经限流电阻及自己的连接线与接地装置相联，在有爆炸和火灾隐患的危险环境，为防止静电能量泄放造成静电火花引发爆炸和火灾，限流电阻值宜为1MΩ。

5结束语

　　计算机房工程的电气设计是随着人类生产自动化水平的逐渐提高以及计算机在工程中的广泛应用而诞生的，虽然设计工艺复杂，但是，通过上述探讨，我们可以得知，只要能够透彻领会国家相关设计规范的要点，并结合计算机不断发展的要求，一定会产生一大批优秀的机房工程电气设计，尤其在智能化建筑越来越形成特色产业，中国的高新电子行业也逐渐步入世界先进行列的今天，计算机房工程电气设计的意义又是何等重要。

愿每一名电气工程设计人员都能意识到这一点，为中国的智能化走向世界作出应有的贡献。

编写本文的时候，参考了许多专家的论著，在此向各位专家表示诚挚的谢意并敬请批评指正。

楼宇自控系统

楼宇自控系统对下述楼宇设施实行一体化自动监控及管理：

▲空调系统

▲通风系统

▲给排水系统

▲电梯系统

▲变配电系统（双电源切换柜）

本系统选用英国InvensysΣ楼宇自控系统。

系统具有强大的可集成性和可扩展性，可以随时遵照业主的要求，将其他楼宇机电设备（设备需符合国际通用标准，如DDE、Lon等）以硬节点或集成的方式纳入InvensysΣ系统。

InvensysΣ系统

要求在IBM兼容机内运行，其推荐的硬件配置为：

■IntelPentiu