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发表于 2019-8-12 19:19:25
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楼宇自动化辅导资料十八
主 题： 第五至七章 复习
学习时间： 2019年7月29日--8月4日
内 容：
这周我们将复习第五至七章的内容。
第五章 火灾报警和消防控制系统
对智能建筑的安全构成最大威胁的就是火灾。在考虑消防系统设计时，必须坚持以人为本的方针，将留给人们逃生的时间和逃生的环境条件放在首位。
智能建筑消防系统的基本要求是火灾探测器能精确地探测到火灾信号，并输入到区域报警控制器，集中报警控制器送到消防控制中心，控制中心判断位置后立即向消防部队发出119火警，同时打开自动喷洒装置、气体或液体灭火器灭火，火灾报警广播，照明和诱导灯点亮，引导疏散，防火门、防火阀、排烟门、卷闸、排烟风机都 进行联动。
一个完整的消防体系由火灾自动报警设备、灭火设备及避难诱导设备。消防系统中的核心应该是火灾自动报警系统，由火灾探测、报警控制和联动控制三部分组成。火灾探测器是火灾自动报警系统的核心技术。灭火控制系统由自动喷洒装置、气体灭火控制装置、液体灭火控制装置等构成。避难诱导设备主要是信号指示系统探测器探测的火灾信号送到区域报警控制器，再由区域报警控制器送到集中报警控制器，上报到消防控制中心。消防控制中心再控制相应的联动设备，包括灭火控制单元、防排烟控制单元、紧急广播系统、闭路电视系统。防排烟系统主要实现的是对防火门、防火阀、防火卷帘、排烟风机等设备的控制。紧急广播系统在平时播放背景音乐，发生火灾时切换到紧急广播。
灭火的方式主要有消火栓灭火、自动喷水灭火、水幕阻火、气体灭火、干粉灭火。
烟气路线一般是着火房间→走廊→竖向梯、井等向上。排烟方式有密封防烟方式、自然排烟方式、机械防排烟方式。排烟系统工作过程是：确认火灾后，立即开启着火层及其上、下层的正压送风阀（口）。自动打开顶层相应加压风机，使楼梯前室通道为正压防止烟气侵入，保证人员疏散逃生时的环境安全。在各层走廊、地下室及无窗房间设有常闭防火排烟阀。火灾时，可自动或手动打开火灾区域的防火排烟（口）同时联动相应的排烟风机启动。当顶层排烟风机前的防火排烟口温度达到280℃时，阀门关闭，联动排风机亦同时关闭。
当系统确认发生火灾后，火灾事故广播系统可自动切断背景音乐广播，或在消防值班室控制柜上手动控制，接通着火层及其上、下层的扬声器进行紧急广播，指导人员疏散。火灾事故广播中的扬声器应设置在建筑内走道和大厅内，数量按楼层任何点至最近一个扬声器人行距离不大于25m确定，每个扬声器的额定功率应大于3W。
当确认发生火灾后，电梯迫降系统立即迫降所有电梯至首层，自动切断客、货电梯的电源，保留消防电梯供消防人员使用。
当防火通道上的卷帘门两边的感烟探测器报警时，卷帘门系统控制卷帘门下降到距地面1.8m处，挡烟并让人员疏散。当卷帘门两边的感温探测器报警时，则系统控制卷帘门下降到地面，以完成防火区的分隔。卷帘门两边还设有卷帘门控制升降的按钮，并设有保持延时（1-30秒可调）后卷帘门自动放下的功能。
当确认发生火灾后，其它联动控制系统会手动/自动将着火层及其上、下层的报警闪灯或声光报警器启动，提醒楼内人员及时疏散，并手动切断着火层及其上、下层的非消防电源。
在火灾发生后能依据物质燃烧过程中所产生的烟雾、高温等各种现象，将火灾信号转变为电信号，并输入火灾报警控制器，由报警控制器以声、光信号向人发出警报的器件叫火灾探测器。
室内火灾发展过程大致可以分为四个阶段，即初起阶段、发展阶段、猛烈阶段、熄灭阶段。初起阶段是疏散和灭火最有利的时机。因此，智能建筑消防系统的火灾探测和报警装置的重点应在此阶段。
火灾探测器分类按参数区分可分为感温探测器、感烟探测器、感光探测器、气体探测器、复合探测器，按信号类型区分可分为开关量、模拟量、智能型探测器、编码探测器。了解离子式感烟探测器、双源离子感烟探测器、单源离子感烟探测器、点遮光感烟探测器、线性遮光感烟探测器、散射型光电感烟探测器、线性定温式探测器、差温式探测器、差定温探测器、紫外式火焰探测器、点型半导体型可燃气体探测器的特点和工作原理。
火灾探测器向着空气复合探测器、采样感烟探测技术、多探测器协同探测方向发展。
火灾探测器的选用原则：1）对有阴燃阶段，即有大量的烟仅有少量的热产生、很少或没有火焰辐射的火灾，如棉、麻织物的引燃等，应选用感烟探测器；2）对蔓延迅速、有大量的烟和热产生、有火焰辐射的火灾，如油品燃烧等宜选用感温、感烟、火焰探测器或它们的组合；3）对有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾如轻金属及它们的化合物的火灾，应选用火焰探测器；4）在散发可燃气体和可燃蒸气的场所，宜选用可燃气体探测器，如使用煤气的厨房采用煤气泄漏探测器；5）感烟探测器在房间高度大于12m时不适合采用。感温探测器按其灵敏度适用于不同高度的房间。火焰探测器在高度为20m以下的房间内都可以采用。
火灾探测器系统总线形式有两种，一是多线形式，已逐步淘汰；一是总线形式，应用广泛。而总线形式又分为四总线、二总线、一总线这三种形式。其中四总线形式已经不常用了，常用的是二总线形式，P同时起到电源、自检、信号的作用，G仍是接地线。二总线系统中探测器的链接方式有树枝形、环形、链式三种。
二进制地址编码开关主要应用在编码底座、输入模块（按钮或没有编码底座的探测器装有二进制地址编码开关主，以便获得地址信息）、返回信号模块（也叫输出模块）。为了区别每个火灾探测器的位置，应在探测器下面设置编码底座。
总线保护一般采用短路隔离器。它用于二总线火灾报警控制器的输入回路中，安装在每个分支回路的前端。当回路发生短路时，隔离器可以将该部分回路与总线隔离，保证其余部分正常工作。受控于该短路隔离器的全部探测点在报警器上均呈现断线故障信号，当短路故障排除后，主机复位，短路隔离器自动恢复接通输出总线回路。短路隔离器也有四个端子，都和总线连接。
火灾报警控制器作用是：1）分析、判断、记录和显示火灾的部位；2）将收到的电信号与控制器内存储的整定值进行比较判断是否起火；3）确认火灾后控制器上报警、现场报警、显示火灾区域或地址编码，相临楼层广播、火灾显示盘显示火灾区域，指挥人员朝安全区域避难。按用途分，火灾报警控制器可分为区域报警控制器、集中报警控制器、通用报警控制器。
需要指出的是，消防系统的供电应属于一级用电负荷，消防供电应确保是高可靠性的不间断供电。为做到万无一失，还应有一组备用电源作为消防供电的保障。
消防设备的联动控制有消防泵、喷洒泵联动控制、排烟联动控制、卷帘门联动控制、气体灭火系统联动控制。
掌握消火栓泵控制电路、防排烟设备控制电路、卷帘门控制电路及其实例。掌握火灾报警工程图一系统图和平面图、火灾报警工程图二的系统特点和构成及某个火灾控制系统具体接线图。
第六章 空调系统
空调系统是现代建筑的重要组成部分，也是楼宇自动化系统的主要监控对象。
空气的主要状态参数有温度、水气分压力及相对湿度等。温度是表示空气冷热程度的指标。在空气调节中，温度是衡量空气环境对人体和生产是否合适的一个重要参数。在湿空气中，水汽是和干空气同时存在的。这两种气体各有自己的压力，称为分压力，两者之和称为空气的总压力。水汽分压力的大小反映了水汽的多少，是空气湿度的一个指标。人体感觉的冷热程度，不仅与空气温度的高低有关，而且还与空气中水蒸气的多少有关，即与湿度有关。在空调系统中用的比较多的是相对湿度，用百分数表示。相对湿度100%时到达饱和，即指空气中的水汽超过了最大限度，多余的水汽开始发生凝结的水汽量。在一定的温度下，相对湿度越大，这时空气就越潮湿，反之空气就越干燥。当空气的水汽分压力PC不变时，空气温度t越低，相对湿度Ψ越小；t越高，Ψ越小。当空气的相对湿度Ψ不变时，空气温度t越低，水汽分压力PC越小；t越高，PC越大。当空气温度t不变时，水汽分压力PC越大，相对湿度Ψ越大；PC越小，Ψ越小。
空气从一个状态变化到另一个状态的过程称为空气调节，当被调节的空气状态（温度、相对湿度）偏离了设定值时，就需要进行空气调节。空气调节主要包括温度、湿度以及其它参数调节。
空气调节的原理就是应用空气状态参数相互间的关系，通过合理的加热、加湿、冷却、去湿步骤，使空气的状态发生人为的改变，达到设定状态。对空气加热，最易实现的是等PC加热升温过程。常用的表面热交换加热法均符合等PC加热升温过程。对空气降温时，最易实现的是等PC冷却降温过程。常用的表面冷交换降温法在表冷器温度高于露点温度时符合等PC冷却降温过程。
冬季新空气加热加湿处理法：为了使加热后的空气的相对湿度能达到室内空气湿度的标准，在调节的过程中必须要进行加湿处理，采用定温饱和加湿方式。这种调节方式可以不用测PC或相对湿度。新风首先加热至12℃（不管新风是3℃还是5℃），然后加湿（喷水）至饱和，再加热至20℃，这时的相对湿度即为60%。
夏季新空气减温去湿处理：为了使降温后的空气的相对湿度达到室内空气湿度的标准，在调节的过程中必须要进行去湿处理，去湿是采用定露点去湿方式。这种调节方式可以不用测PC或相对湿度。新风首先降温至12℃的露点（不管新风是23℃或25℃），然后使表冷器的表面温度温度在露点温度，让空气中的一部分水蒸气充分凝结出来，至空气饱和，再加热至20℃，这时相对湿度即为60%。
空气的处理是指加热、降温、加湿、去湿：（1）空气加热方法。空调系统中所用的加热器一般有通常有两种，一种是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热器，另一种为电热丝发热加热器。（2）空气降温方法。空气的降温一般通过表冷器来实现。以制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸发式表冷器（又称蒸发器），多用于局部的分体空调中。以冷水作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器，多用于集中式空调系统和半集中式空调系统的末端设备中。（3）空气加湿方法。一般采用向空气中喷蒸汽的办法进行加湿。常用的喷蒸汽加湿方法有干蒸汽加湿和电加湿两种。干蒸汽加湿是将由锅炉房送来的具有一定压力的蒸汽由蒸汽加湿器均匀地喷入空气中。电加湿是用于加湿量较小的机组或系统中。（4）空气去湿方法主要方法可以分为四种即加热通风法减湿、冷却减湿、液体吸湿剂吸收减湿、固体吸湿剂吸附减湿。冷却减湿是空调系统中常用的方法。
在智能建筑中最重要的冷源是冷冻水，采用集中制备冷冻水，循环管网供冷冻水的方式。常用的冷源制冷方式主要有两类：压缩式制冷方式和溴化锂吸收式制冷方式。压缩式制冷系统的主要组成部分有压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。其工作原理可以简单概述为低压气体→高压气体→高压液体→低压液体。溴化锂吸收式制冷系统的主要组成部分有吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器，其工作原理可以简单概述为低压气体→高压气体→高压液体→低压液体。
根据空气处理设备以及二次设备不同的设置情况，空调系统可分为集中空调系统、半集中空调系统、集中供冷/热，分散控制式空调系统。集中空调系统的所有空气处理设备都设在一个集中的空调机房内（包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等）。集中空调系统根据空气处理方式的不同可分为封闭式、直流式和混合运行式三种。其中混合运行式是应用最为广泛的运行控制方式。半集中空调系统除了集中空调机房外，还设有分散在被调节房间的二次设备（又称未端装置），这种也是智能建筑应用最广泛的空调系统方式。集中供冷/热，分散控制式空调系统二次空气处理的设备分散到各个房间，通过各房间内设置的FCU进行空气处理。它在大型建筑群的空调系统中多有应用。
空调系统的控制电路发展比较迅速，总类繁多，有继电控制、单片机或PLC控制、DDC控制等。掌握继电控制电路、单片机或PLC控制电路、DDC控制电路举例。
温度控制通常采用两种方式，一是定风量，一是变风量。定风量特点是送风量一定，通过调节盘管冷热阀的开度来调整送风的温度。变风量也叫VAV，即Variable Air Volume System 变风量控制系统，风机通过变频器进行调速，其特点是：送风温度不变，送风量改变以满足房间对冷热负荷的需要，改变送风机的转速（变频调速）改变风量，控制灵活，用户按实际需要进行调节。
第七章 共用天线电视系统
CATV(Community Antenna Television)——共用天线系统是共用一组天线接收电视台电视信号并通过同轴电缆传输、分配给许多电视机用户的系统。共用天线电视系统按工作频率可以分为全频道系统和邻频传输系统。全频道系统理论上可以容纳68个标准频道。邻频传输系统最多为79个频道。共用天线电视系统按系统规模可以分为小型系统、中型系统、大型系统、特大系统。共用天线电视系统按系统传输方式可分为采用全同轴电缆、采用光缆加同轴电缆、采用全光缆、采用混合型传输方式即光缆、电缆、微波相结合。
在电视技术中常用dB表示分贝，以简化电压、电流和功率的增益量或衰减量的计算过程。分贝的计算是基于对数运算的，取1μV为0dB，则105μV为100 dB。计算公式如下：
信号电平就是信号的传输功率除以电流,单位为μV。电视机用户端信号电平在60-80dB可以收看，效果在70±5dB为最好。因此，用户端电平的设计标准为70±5dB。但是不能超过80dB，会出现反射，效果不好。
在系统中任意一点电压与电流之比是一个定值，称为特性阻抗。CATV系统中特性阻抗为75W。所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。阻抗匹配简单来说，就是信号源内阻与负载相连构成简单回路，当负载电阻与信号源内阻相等时，可以在负载上获得最大功率。
全电视信号也叫图像信号，一般采用调幅的形式。伴音信号也叫声音信号，一般采用调频的形式。
将信号搬移到载波信号上，并经功放天线，以电磁波形式辐射出去的过程称为调制。将获得的微弱的高频感应信号，放大并将有用信号从载波信号中分离出来。
共用天线电视系统一般由三个部分组成，前部分是天线及前端设备，又叫前端部分，中间是信号传输及分配网络，又叫干线传输系统，后面是用户终端，又叫用户分配系统。前端部分一般包括电视接收天线，频道变换器，频道放大器，卫星电视接收设备，自播节目设备，调制器，混合器、导频信号发生器等设备。干线传输系统用于将前端接收处理混合的信号传输给用户分配系统的一系列传输设备。一般由干线，干线放大器及均衡器等一系列传输设备构成。用户分配系统一般由放大器、分配器、分支器、系统输出端和电缆线路构成。
各部件详细说明：1）天线。常见的天线一般分两大类即地面电视接收天线和卫星电视接收天线。地面电视接收天线主要有VHF（超高频）频段和UHF（甚高频）频段，最常用的是八木天线也称为引向天线。八木天线由一根有源阵子和多根无源振子组成，有很好的方向性和较高的增益。反射器位于有源振子的一侧，起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用。而引向器位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波，一个方向加强，一个方向削弱，便有了强方向性。卫星电视接收天线常为抛物面天线。卫星电视接收天线一般由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机等部分构成。抛物面天线的作用是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭，称为馈源，将会聚到焦点的能量全部收集起来。高频头是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。卫星接收机将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。卫星电视信号接收天线有两种基本类型：抛物面天线和卡塞格伦天线。2）混频器。混频器将多个电视声音信号混合成一路, 用同一根同轴电缆传输。如果没有混频器，直接将两路（或多路）不同频道的天线直接在输出端并接，并由同轴电缆向下传，会破坏系统的匹配状态，内部信号的来回反射会使电视图像出现重影、失真，进而影响收看效果。3）放大器。共用天线电视系统中用于前端的放大器有天线放大、前置放大和频道放大器，用于线路的有干线放大、分配放大、分支放大和线路延长放大器。4）频道变换器。频道变换器是将接收的频道信号变换为另一频道信号的设备。由于电缆对高频信号的衰减很大，若在CATV系统中直接传送 UHF损失太大，因此用频道转换成VHF信号再向下传输以减少损失。5）调制器。调制器将摄像机，录像机调制成电视频道的射频信号后送至混合器与其它电视信号一起向下传输。调制器是将视频和音频信号变换成射频电视信号的装置。对于来自摄像机或录像机的视频信号以及来自卫星接收机和微波接收机解调出来的视频和音频信号，需要用调制器将他们调制成某频道的射频信号再进入干线进行传输。调制器可以分为射频调制方式和中频调制方式两大类。6）导频信号发生器。同轴电缆对电磁波的衰减量不是一个常量，随着频率和温度的增高损耗将会逐渐变大。在CATV系统的干线放大器中通常采用AGC(自动增益控制)、ASC(自动斜率控制)和ALC(自动电平控制)电路来减少损耗和提高增益。这些自动控制电路的工作都需要一个基准信号,这个基准信号就是导频信号。作为基准导频信号,它的频率和幅度都必须非常精确和及其稳定, 才能保证CATV系统的稳定。导频信号发生器就是产生导频信号的。7）分配器。将一路输入信号均等或不均等地分配为两路或两路以上信号的设备叫分配器，常用的有二分、三分、四分、六分配器等；有室内型和室外型；有VHF型、UHF型和全频道型。8）分支器。分支器的作用是串在干线中将电缆输入的电视信号进行分支，每一个分支电路接一台电视机。分支器由一个主路输入端（IN）、一个主路输出端（OUT）和若干分支输出端（BR）构成。分支器能以较小的插入损耗从传输干线或分配线上分配出部分信号，经衰减后送至各用户。9）用户接线盒（用户终端）。用户终端是电视信号和调频广播的输出插座。有单孔盒和双孔盒之分。单孔盒仅输出电视信号，双孔盒既能输出电视信号又能输出调频广播的信号。用户终端可以有明装和暗装两种安装方式。
介绍三种传输媒质：1）射频同轴电缆。同轴电缆是由内导体多芯铜绞线、绝缘体、外导体和护套四部分组成，有特性阻抗、衰减常数、驻波系数与反射损耗、屏蔽系数与屏蔽衰减、温度特性等性能。2）光缆。光缆是传输光信号的玻璃纤维，又称光导纤维。按光的传输模式，光纤分为单模和多模两类。在有线电视系统中通常只使用单模光纤。光缆有衰减特性、频率特性、防干扰性能、寿命长等。3）微波。以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外，还有单路与多路FM（调频）微波，AM（调幅）微波以及多路微波分配系统MMDS。微波的性能如下：①频带宽，传输容量大；②传输质量高，稳定性强；③适应性和灵活性强；④投资少，便于维护。
用户分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点，由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多，但都是由分支器或分配器及电缆组成。其基本方式由如下几种：①一般有串接分支链方式，通常在VHF系统中，一条分支链上可串接二十几个分支器；在全频道系统中，一条分支链上串接的分支数小于8个；②分配—分配方式，分配网络中使用的均是分配器，且常用两级分配形式。需要注意的是，每个分配器的每个输出端都要阻抗匹配，若某一端口不用时要接一个75Ω的负载电阻；③分支—分支方式，用的都是分支器，适于分散的，数目不多的用户终端系统。同样，在最后一个分支器的输出端也要接上一个75Ω的电阻；④分配—分支方式允许分支器的分支端空载，但最后一个分支器的输出端仍要加75Ω（1/4W）负载；⑤分支—分配方式。
视频会议系统是利用现代音视频技术和通信技术在两个或多个地点的用户之间举行会议，实时传送声音、图像的通信方式。它同时还可以附加静止图像、文件、传真等信号的传送。参加电视会议的人，可以通过电视发表意见，同时观察对方的形象、动作、表情等，并能出示实物、图纸、文件等实拍的电视图像或者显示在黑板、白板上写的字和画的图，使在远地点参加会议的人感到如同和对方进行“面对面”的交谈，在效果上可以代替现场举行的会议。 视频会议系统的终端设备包括摄像机、话筒、监视器、扬声器、回波抵消器、终端处理器、会议控制器（或终端后台）和一些必要的附属设备。多点控制单元（MCU）是电视会议系统中的中心控制部分，其作用类似于电话通信系统中的程控交换机。它把3个以上会场的终端设备连结起来，实现音频信号的混合和视频信号的切换，完成多个终端设备信号的汇接和处理。由于MCU最大端口数是有一定限制的，因此在遇到会议点特别多的情况是，可将多个MCU级连使用，这样就可以增加会议电视系统的厂点容量。
目前，在ISDN网上的H.320视频会议技术是比较成熟的，基于TCP/IP网络的H.320视频会议网络系统正在走向成熟。H.323视频会议系统是基于计算机网络的，它具有功能多，控制灵活，可以很好地和其他媒体在计算机中进行融合。桌面会议终端配置有主极、显示器、键盘、网卡、视频卡、摄像机、声卡、扬声器、话筒等。
掌握有线电视系统相关设计。
本周要求掌握的内容如下：
本周复习了第五至六章的重点内容，同学们还要复习其相关知识。
习题：
1、什么是复合探测器？
多个传感器从不同现象获得信号，并从这些信号寻出多样诊断判据。例如，将常用的离子感烟探测器改进为与CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，灵敏度更高，能提供甚早期火灾探测。
2、什么是空气调节？
空气从一个状态变化到另一个状态的过程称为空气调节，当被调节的空气状态（温度、相对湿度）偏离了设定值时，就需要进行空气调节。空气调节主要包括温度、湿度以及其它参数调节。
3、在CATV系统中如何保证阻抗匹配？
所有的部件以及传输线缆的输入输出阻抗都尽可能一致均为75W。 |
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