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楼宇自动化系统教案
楼宇自动化系统
教案
中南大学
信息科学与工程学院
王击
2005年10月18日
目录
第一章概论
第一讲楼宇自动化概论
第二章专用传感器
第二讲火灾传感器及水位传感器
第三章火灾报警与消防控制系统
第三讲火灾报警系统
第四讲消防控制系统
第四章电力供应、管理、监视系统
第五讲电源质量的要求,供配电设备的选择和防雷接地系统
第六讲等电位问题和供配电设计
第五章安全防范系统
第七讲安全防范系统
第六章照明控制与管理系统
第八讲照明控制与管理系统
第七章环境控制及其它系统
第九讲环境控制及其它系统
第八章综合布线系统
第十讲综合布线系统概述和综合布线系统协议
第十一讲综合布线系统设计和综合布线系统施工
第九章发展方向与应用实例
第十二讲现状、发展方向和应用实例
第一章概论
【本章主要内容】本章从整体上讲授楼宇自动化的基本概念,让学生在宏观上把握BAS、OAS和CAS向IBMS发展的趋势。
【本章学时分配】本章共一讲,每讲2学时
第一讲楼宇自动化概论
一、主要内容
1、建筑的发展历史
原始社会――用山洞或是树枝做遮风避雨的房屋
农业社会――有雄伟的宫殿和城墙等建筑
工业社会――钢筋混泥土的摩天大厦
信息社会――智能建筑
2、智能建筑的发展历史
见图1-1
3、世界及我国典型智能建筑
世界上第一幢智能大楼(CityPlace)于1984年在美国康涅狄格州哈特福德市问世,它是一幢旧的金融大厦改建而成的。
第一高楼:
马来西亚的双油塔,高453米;
第二高楼:
芝加哥的西尔斯楼,高443米;
此外:
“911”倒塌的美国的纽约世贸中心,高420米,84万㎡;
美国的纽约帝国大厦,高381米。
我国起步较晚,直到80年代末才逐渐被重视,但发展较快。
比较有名的是:
上海环球金融中心:
460米,95层,33万㎡
上海金贸大厦:
420米,88层,28万㎡
4、智能建筑的发展趋势
见图1-2:
5、智能建筑的构成
1)3A建筑,见图1-3
楼宇自动化系统BAS包括:
供配电系统、空调系统、给排水系统、安保系统、消防系统、设备管理系统、车库管理系统、音响广播系统;
办公自动化系统OAS包括:
事务处理系统、办公系统(如office套件)、决策支持系统(如炒股票的软件)、信息处理系统;
通信自动化系统CAS包括:
卫星通信系统、共用天线系统、可是电话电视系统、语言处理系统、楼内移动通信系统。
图1-33A智能建筑结构简图
2)5A建筑
见图1-4
图1-45A智能建筑结构简图
6、楼宇自动化的工程管理
1)楼宇自动化工程实施配合关系
见图1-5
图1-5楼宇自动化工程实施配合关系图
2)楼宇自动化工程操作步骤流程
见图1-6
图1-6楼宇自动化工程实施步骤流程图
7、设计依据
1)国家(际)标准
(1)EIA/TIA568A商业建筑物布线标准
EIA/T2A569建筑群管道和空间布线标准
(2)智能建筑设计标准
中国建筑电气设计规范
工业企业通信设计规范
(3)厂家产品综合布线系统设计总则
(4)院标
2)设计作业图
建筑作业图
结构作业图
给排水作业图
电气作业图
3)主管部门特殊要求
如供电局、电信局、消防总队等主管部门的特殊要求。
4)用户要求
(1)基本型设计等级
(2)增强型设计等级
(3)综合型设计等级
5)设备选型原则
(1)当前需要的用途
(2)附加的和未来的用途及用户扩展容量
(3)通用性
(4)改变灵活性
(5)电缆有效寿命的投资回报
(6)财政与安全上风险最小
(7)符合总线标准即开放式原则,支持众多厂家的产品及设备
8、综合布线系统的组成
1)工作区子系统
2)水平布线子系统
3)垂直主干子系统
4)管理子系统
5)设备间子系统
6)建筑群主干子系统
9、施工布线方式
1)预埋管布线方式
采用金属或PVC塑料管预埋在现浇板、柱中,用出线盒引出。
2)吊顶内布线方式
100X50的线槽可纳75根用户线,50X25的线槽可纳20根用户线。
3)地面线槽布线方式
4)地毯下布线方式
采用厚度薄、性能好的扁带式电缆,布线方式方便、灵活,适用于局部少量的改建项目。
10、PDS与传统配线系统的比较
序号
PDS
传统的配线系统
1
一套统一的、单一综合系统支持
全部(图、文、声、数、像)
多系统,多网络,各系统独立,相互间无联系
2
现在将来兼容;各厂商产品集成
兼容(仅需加相关的适配器或连接器,搭配方便
系统一旦确定就不能设备兼容,也适应不了发展的需要,不可能作到将来兼容
3
移动、搬迁、改变等很方便,只需将设备插到另一个信号插座(I/O),需要时可在管理子系统中作相应的变动
移动、改变或升级将牵扯到整个线改变,甚至不可以改变
4
终端硬件可根据需要改变,并配置相应的配件,但线路可不变,并可灵活搭配
硬件变化布线也需改变
5
能满足各层次用户需要,可选择等级
一旦确定,不能选择等级
6
随着时间的推移和科学技术的发展,系统的性能价格比更有可比性;所含系统的数量越多,初期投资相对可降低
随着时间的推移和科学技术的发展,系统性能落后,因此,性能价格比更低;系统设备越多,初期投资越高
11、走出误区
1)建设3A、5A、7A级智能大厦的误区
2)投资额度的误区
3)屏蔽与非屏蔽的误区
4)缺乏合理验收机制
二、本讲重点
1、智能建筑的发展历史。
2、智能建筑的构成。
3、走出误区。
三、本讲难点
设计依据的确定以及资料的收集利用。
四、教学组织过程
本讲的教学内容以讲授为主。
要做到观点概念正确,体系科学合理,注意把楼宇自动化领域的最新知识和发展动向传授给学生;要做到课堂教学组织合理,逻辑严谨,因材施教,重点、难点突出,本讲在讲授11个知识点的同时,重点阐述智能建筑的发展历史、智能建筑的构成和走出误区的内容,针对设计依据这个难点,要把它分解为国家(际)标准、设计作业图、主管部门特殊要求、用户要求和设备选型原则这5个方面,并传授给学生各个方面的资料收集和使用方法,从而把难点化解并各个击破;要做到层次分明、思路清晰、讲授清楚、语言简要,本讲从发展和趋势入手,得出了智能建筑的基本结构,再在智能建筑工程实施的角度,从业主到设计部门再到施工单位的思路阐述了有关基本概念,最后辨析了几个容易混淆的概念,从而走出误区;结合学生已有的知识运用交互式教学,以激发学生的学习兴趣,促进学生积极思维,培养学生的创造意识和动手能力,要教书育人,提高学生的道德水准;要积极开展教学方法和教学手段的改革,充分利用多媒体教学手段。
五、课后习题
1、智能建筑布线时应注意什么问题?
2、何为智能家居系统?
有哪些组成部分?
进行系统建设时有哪些基本要求?
3、如何迅速的掌握这门课的精髓?
第二章专用传感器
【本章主要内容】本章主要讲授专用于楼宇自动化系统的火灾传感器和水位传感器的工作原理、分类、设计选型和应用实例。
【本章学时分配】本章共一讲,每讲2学时
第二讲专用传感器
一、主要内容
1、火灾的过程
如图2-1所示。
图2-1火灾过程及特点
2、发现火灾的途径
通过检测:
1)燃烧产生的烟雾或气体(用于初起阴火阶段)
2)环境温度或温度增加速度(用于火焰燃烧阶段)
3)燃烧产生的红外、紫外线辐射(用于全燃阶段)
3、火灾传感器分类及设计选型原则
1)用于初起、阴燃阶段:
感烟式探测器――离子感烟式探测器(烟雾微粒很小时);
光电子感烟式探测器(微粒较大时)
2)用于火焰燃烧阶段:
感温式探测器
3)用于全燃阶段:
感光式探测器(因为用于全燃阶段,故一般使用较少;但是在大展厅或是电力设备和油库用的多,尤其是油库,用离子感烟探测器会误报)
4)另外,气体探测器用于可燃气体或液体蒸气场合
4、火灾传感器探头及电路
1)离子感烟探测器
2)光电子感烟探测器
3)感温探测器
4)复合探测器
5、传统水池水位控制
6、水位传感器分类及工作原理
1)浮力式液位计
2)静压式液位计
3)电磁式液位计
4)复合式液位计
7、液位监视、报警与控制
如图2-2所示。
图2-2液位监视、报警与控制框图
二、本讲重点
1、发现火灾的途径。
2、复合探测器的工作原理。
3、液位监视、报警与控制。
三、本讲难点
火灾传感器的设计选型。
四、教学组织过程
本讲的教学内容以讲授为主。
要做到观点概念正确,体系科学合理,注意把火灾传感器和水位传感器领域的最新知识和发展动向传授给学生;要做到课堂教学组织合理,逻辑严谨,因材施教,重点、难点突出,本讲在阐述7个知识点的同时,重点讲授发现火灾的途径、复合探测器的工作原理和液位监视、报警与控制的内容,针对火灾传感器的设计选型这个难点,要把它分解为火灾的过程、发现火灾的途径、火灾传感器的分类与各型号的特点等方面,从而把难点化解并各个击破;要做到层次分明、思路清晰、讲授清楚、语言简要,本讲从火灾的过程入手,讲授发现火灾的途径、从而导出火灾传感器的分类及设计选型方法,然后是讲火灾传感器探头及电路的应用,并讲授水位传感器分类及工作原理和液位监视、报警与控制等知识点;结合学生已有的知识运用交互式教学,以激发学生的学习兴趣,促进学生积极思维,培养学生的创造意识和动手能力,要教书育人,提高学生的道德水准;要积极开展教学方法和教学手段的改革,充分利用多媒体教学手段。
五、课后习题
1、根据火灾传感器设计选型原则,为我校教学南楼和北楼选择火灾传感器。
2、根据课题讲授的方法,研究并开发一新型火灾复合探测器或复合式液位计。
第三章火灾报警与消防控制系统
【本章主要内容】本章从设计规范入手,阐述了FAS的设计、施工和运行管理等方面的内容,让学生掌握火灾报警系统和消防控制系统的基本知识。
【本章学时分配】本章共二讲,每讲2学时
第三讲火灾报警系统
一、主要内容
1、有关规范
1)高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2001年版)
2)建筑设计防火规范GBJ16-87(2001年版)
3)火灾自动报警系统设计规范GB50116-98
4)建筑内部装修设计防火规范GB50222-95(2001年修订版)
5)自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001
6)自动喷水灭火系统施工及验收规范GB50261-96(2003年版)
7)卤代烷1301灭火系统设计规范GB50163-92
8)二氧化碳灭火系统设计规范GB50193-93(1999年版)
9)低倍数泡沫灭火系统设计规范(2000修订版)
10)高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范(2002年版)
11)建筑灭火器配置设计规范GBJ140-90(97年修订版)
12)建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)
13)石油化工企业设计防火规范GB50160-92(99年修订版)
14)汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-97
15)飞机库设计防火规范GB5
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