nghiên cứu ứng dụng hệ thống quản lý tòa nhà thông minh (ibms)

Những tòa nhà cao tầng đầy đủ tiện nghi cũng như phục vụ tốt cho đời sống mọc lên ngày càng nhiều nó được tích hợp nhiều công nghệ cũng như các hệ thống tự động hóa cao để giải phóng sức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ

TÒA NHÀ THÔNG MINH (IBMS)

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN VĂN KHANG

Hà Nội – Năm 2010

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Tòa nhà thông mình là một trong những xu hướng phát triển đầy triển vọng nơi hội tụ của tất cả các công nghệ, nó giúp cho cuộc sống và sinh hoạt của mọi người trong tòa nhà trở nên tiện lợi và hiệu quả hơn Luận văn này hướng tới việc nghiên cứu ứng dụng của hệ thống quản lý tòa nhà thông minh và đi sâu vào nghiên cứu hệ thống giám sát an ninh cho tòa nhà thông minh dựa trên hệ thống giám sát an ninh đã được triển khai trong thực tế Qua đó ta có thể rút ra được những kinh nghiệm, công nghệ để quản lý các tòa nhà hiện đại

và có thể đưa ứng dụng hệ thống quản lý giám sát an ninh vào giúp ích cho việc quản lý toàn nhà

Nội dung của luận văn bao gồm 3 chương với cách tiếp cận từ các khái niệm

cơ bản về nhà thông minh ở chương 1, 2 tới việc nghiên cứu thực tiễn của hệ thống quản lý hệ thống giám sát an ninh cho toàn nhà thông minh ở chương 3

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng vii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị viii

MỞ ĐẦU x

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Cấu hình hệ thống 2

1.2.1 Cấu trúc 3

1.2.2 Nền tảng của hệ BMS 5

1.2.3 Phân loại 6

1.3 Ưu điểm nhược điểm 10

1.3.1 Đối với chủ đầu tư 10

1.3.2 Đối với người sử dụng 11

1.4 Ứng dụng 11

CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 13

2.1 Hệ thống quản lý toà nhà 13

2.2 Hệ thống điều hoà không khí (HVAC) 14

2.2.1 Hệ thống điều hòa trung tâm 14

2.2.2 Hệ thống điều hòa khu vực 15

2.3 Hệ thống chiếu sáng thông minh 15

2.3.1 Khu vực công cộng 16

2.3.2 Khu vực nhà xe 16

2.4 Hệ thống quản lý bãi đỗ xe 17

2.5 Hệ thống báo cháy 18

2.5.1 Cấu trúc hệ thống 19

2.5.2 Các thiết bị báo cháy dùng cho nhà cao tầng 21

2.5.3 Các thiết bị máy móc hoạt động liên quan tới hệ thống báo cháy: 25

2.6 Hệ thống giám sát an ninh 26

2.6.1 Hệ thống quản lí truy nhập 27

2.6.2 Hệ thống canh gác, bảo vệ .30

2.6.3 Hệ thống thông tin 31

2.7 Hệ thống truyền hình CATV 32

2.8 Hệ thống quản lý thang máy 32

2.9 Hệ thống quản lí điện năng 33

CHƯƠNG III: Giải pháp hệ thống giám sát an ninh 34

3.1 Giới thiệu về giải pháp 34

3.1.1 Tổng quan 34

3.1.2 Giải pháp cho các tòa nhà thông minh 36

3.1.3 Chi tiết các chức năng của hệ thống 38

3.1.4 Lợi ích sử dụng 43

3.2 Mô hình hệ thống 45

3.2.1 Database 47

3.2.2 NVR (Network Video Record) 47

3.2.3 IO server 47

3.2.4 Storage Area Network (SAN) 47

3.2.5 System Status Monitoring Server 48

3.2.6 SMSserver 48

3.2.7 Mailserver 48

3.2.8 Webserver 48

3.2.9 Client 50

3.3 Hệ thống quản lý tài nguyên hệ thống 52

3.3.1 Mô hình hệ thống quản lý tài nguyên hệ thống 52

3.3.2 Các chức năng 52

3.3.3 Các thành phần hệ thống 55

3.3.4 Tài khoản trong hệ thống 58

3.4 Hệ thống giám sát cảnh báo 62

3.4.1 Mô hình 62

3.4.2 Các chức năng 63

3.4.3 Các thành phần trong hệ thống 69

3.5 Mô hình hệ thống quản lý IO 74

3.5.1 Mô hinh 74

3.5.2 Các thành phần hệ thống 75

3.5.3 Phương thức giao tiếp giữa IO-Server và IO-BOX 79

3.5.4 Các hoạt động chính của hệ thống 93

KẾT LUẬN 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối

IBMS Intelligent Building Management

System

Hệ thống quản lý tòa nhà

thông minh EDS Electronic Data Systems Hệ thống dữ liệu năng lượng NVR Network Video Recorder

CMS Central Monitoring System

ISP Internet service provider Nhà cung cấp dịch vụ

internet VCB Vacumm Circuit breaker Máy cắt chân không ELD Earth Leakage Detector Cảm biến chạm đất ATS Automatic Transfer Switch Cầu dao đảo chiều tự động

SI System Integration Tích hợp hệ thống UPS uninterruptible power supply, Bộ lưu điện

PIN personal identification number Mã số cái nhân

HVAC Heating, Ventilating, and Air

Conditioning Hệ thống điều hòa không khí

Danh mục các bảng

Bảng 1: Chức năng của tài khoản với tài khoản 59

Bảng 2: Chức năng của tài khoản với NVR 60

Bảng 3: Chức năng của tài khoản với camera 61

Bảng 4: Chi tiết các object trong hệ thống IO 81

Bảng 5: Các bản tin của giao thức IOMP 88

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 1: Hệ thống quản lý toà nhà thông minh 2

Hình 1: Cấu trúc hệ thống quản lý toà nhà thông minh 3

Hình 2: Mô hình hệ thống quản lý toà nhà thông minh 6

Hình 3: Hệ thống điều khiển máy điều hoà nhiệt độ của savic-net FX 8

Hình 4: Hệ thống tự động hoá toà nhà tích hợp điển hình của Savic-net FX 9

Hình 5: Hệ thống điều hoà không khí 14

Hình 6: Hệ thống chiếu sáng thông minh 16

Hình 7: Hệ thống quản lý bãi đỗ xe 18

Hình 8: Hệ thống báo cháy 19

Hình 9: Hệ thống giám sát an ninh 28

Hình 10: Hệ thống camera giám sát 30

Hình 11: Hệ thống thông tin 31

Hình 12: Hệ thống truyền hình CATV 32

Hình 13: Hệ thống quản lý thang máy 33

Hình 14: Hệ thống quản lý điện năng 33

Hình 15: Hệ thống giám sát Video surveillance 34

Hình 16: Mô hình hệ thống Video surveillance 46

Hình 17: Mô hình hệ thống quản lý tài nguyên hệ thống 52

Hình 18: Giao diện đăng nhập người dùng 52

Hình 19: Giao diện quản lý tài khoản người dùng 53

Hình 20: Quản lý tài khoản admin 53

Hình 21: Thông tin người quản trị 54

Hình 22: Thông tin khách hàng 54

Hình 23: Cơ sở dữ liệu của hệ thống 55

Hình 24: Hệ thống WebServer 56

Hình 25: Chưc năng của hệ thống Server trung tâm 57

Hình 26: Các loại tài khoản chính trong hệ thống 58

Hình 27: Chức năng của các tài khoản trong hệ thống 59

Hình 28: Hệ thống giám sát cảnh báo 62

Hình 29: Các chức năng của hệ thống giám sát và cảnh báo 63

Hình 30: Giao diện giám sát Camera qua Web 65

Hình 31: Giao diện giám sát nhiều Camera đồng thời 66

Hình 32: Trung tâm giám sát 67

Hình 33: Giao diện tìm kiếm và xem lại 68

Hình 34: Cấu tạo camera 70

Hình 35: Hệ thống Server trung tâm 71

Hình 36: Chức năng của hệ thống Server trung tâm 73

Hình 37: Hệ thống quản lý IO 74

Hình 38: Giới thiệu về IO-Box 75

Hình 39: Cấu tạo mạch IO-Box 76

Hình 40: Hệ thống Server trung tâm 77

Hình 41: Giao diện người sử dụng 79

Hình 42: Hệ thống Server trung tâm 80

Hình 43: Cấu trúc bản tin IOMP 90

Hình 44: Lưu đồ giao tiếp giữa IO server 91

Hình 45: Lưu đồ của IO BOX 92

Hình 46: Phân quyền hệ thống cho các User 93

Hình 47: Xác nhận quyền sử dụng hệ thống 94

Hình 48: Hoạt động theo dõi thông số trong nhà 95

Hình 49: Hoạt động điều khiển các thiết bị trong nhà 95

Hình 50: Hoạt động cảnh báo 96

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển cao của khoa học kỹ thuật, xu hướng hội tụ công nghệ trong ngôi nhà ngày càng trở nên rõ rệt Những tòa nhà cao tầng đầy đủ tiện nghi cũng như phục vụ tốt cho đời sống mọc lên ngày càng nhiều nó được tích hợp nhiều công nghệ cũng như các hệ thống tự động hóa cao để giải phóng sức lao động của con người cũng như tiết kiệm điện năng, giúp quản lý thông minh mềm dẻo, an toàn và đồng bộ Những tòa nhà đó đã dần được hoàn thiện những chức năng thông minh Trên thế giới đã có rất nhiều tòa nhà thông minh được xây dựng và sử dụng, nó cho thấy ưu điểm cho người sử dụng cũng như lợi ích cho nhà quản lý

Nhà thông minh là một hệ thống gồm có rất nhiều hệ thống nhỏ được liên kết với nhau

Luận văn này mong muốn đem đến các khái niệm cơ bản về nhà thông minh và muốn nhấn mạnh tới tính ứng dụng tương lai của hệ thống quản lý giám sát anh ninh cho tòa nhà thông minh vào thực tiễn cuộc sống

Hệ thống giám sát an ninh đã phổ biến trên thế giới và cũng đang được ứng dụng nhiều ở việt nam, giúp ích nhiều cho cuộc sống Qua luận văn này em muốn đưa đến những ưu điểm nổi bật của hệ thống đó là chức năng thông minh, chất lượng, khả năng mở rộng cũng như giá thành tốt đó là những yếu tố quan trọng quyết định việc ứng dụng rộng rãi của hệ thống vào cuộc sống cũng như để quản lý tòa nhà thông minh

Trong quá trình thực hiện, em đã được sự trợ giúp và động viên rất nhiệt tình của thầy cô, bạn bè, và người thân Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

• Bố mẹ, anh chị và các bạn

• Thầy giáo (Ts) Nguyễn Văn Khang

• Khoa Điện tử Viễn thông, Trường ĐH Bách Khoa HN

Hà Nội, ngày 1 tháng 9 năm 2010

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Dung (CHĐT1.2008-2010.ĐHBKHN)

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BMS

1.1 Giới thiệu chung

BMS (Building Management System) là hệ thống quản lý tòa nhà bao gồm các cụm thiết bị phần cứng như cụm cảm biến, cụm thiết bị chấp hành, cụm thiết bị điều khiển, cụm thiết bị chuyển đổi và xử lý tín hiệu, và hệ thống phần mềm Các cụm thiết bị hay nhiều phương tiện truyền thông trong một mạng công nghiệp sử dụng những giao thức chuẩn Bacnet(*) hoặc Lonwork(*) …được cung cấp sẵn để thực hiện các nhiệm vụ quan sát, điều khiển và giám sát Giao tiếp giữa các thiết bị đó có thể thực hiện theo kiến trúc peer-to-peer hoặc Master-Slave

Mục tiêu của hệ BMS là tập trung hóa và đơn giản hóa giám sát, hoạt động và quản

lý một hay nhiều tòa nhà để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của tòa nhà bằng cách giảm chi phí nhân công và lượng tiêu thụ điện năng, và cung cấp môi trường làm việc an toàn, thoải mái hơn cho người ngụ cư Trong quá trình đáp ứng các mục tiêu này, BMS đã phát triển từ hệ điều khiển giám sát đơn giản trở thành hệ điều khiển

vi tính hóa tích hợp toàn diện

Trên thế giới hầu hết các toà nhà, các đô thị hiện đại như: tổ hợp văn phòng, chung

cư cao cấp, nhà băng, nhà chính phủ… đều được trang bị hệ thống BMS Điều này góp phần quan trọng trong việc khai thác hiệu quả và kinh tế các toà nhà, bên cạnh

đó giúp cho việc sử dụng các toà nhà đáp ứng được các yêu cầu về an toàn, an ninh Hiện nay trên đất nước ta, những tòa nhà cao tầng mọc lên ngày càng nhiều, đặc biệt như các sân bay, trung tâm thương mại, ngân hàng, khách sạn, chung cư… Để tạo nên môi trường làm việc, sinh hoạt an toàn và tiện nghi thì áp dụng hệ thống quản lý tòa nhà là một yêu cầu không thể thiếu được trong mỗi công trình xây dựng

(*)BACnet (Building Automation and Control network Protocol): Giao thức truyền thông của hệ thống điều khiển và tự động hoá toà nhà BACnet là lớp mạng cấp cao, cấp giao tiếp giữa máy tính server vả các bộ quản lý chung của tòa nhà

(*)Lonwork (Local Operating Network Tech) là chuẩn chung dùng cho điều khiển mạng Gồm một nhóm các thiết bị làm việc cùng nhau để giám sát các cảm biến, điểu khiển các cơ cấu chấp hành, truyền thông tin cậy với protocol mở rộng, quản lí hoạt động của mạng, cung cấp việc truy cập dữ liệu mạng từ xa hoặc tại chỗ

1.2 Cấu hình hệ thống

Hình 1: Hệ thống quản lý toà nhà thông minh

1.2.1 Cấu trúc

Hệ thống điều khiển tự động tòa nhà BMS được thiết kế theo mô hình điều khiển phân lớp Một hệ thống BMS thường được thiết kế theo mô hình 4 lớp:

Hình 2: Cấu trúc hệ thống quản lý toà nhà thông minh

¾ Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành: Đặt tại các hiện trường như:

Các thiết bị như cảm biến (sensor), Sensor nhiệt, ánh sáng, chuyển động, hồng ngoại… bộ chấp hành (actuator), Điều hoà không khí, máy sản xuất nước lạnh (Chillers), bơm (Pump), quạt (Fan), thang máy… các bộ field controller để giao tiếp trục tiếp với các khu vực có các ứng dụng cần điều khiển Làm nhiệm vụ thu thập các thông số: trạng thái hoạt động, nhiệt độ,

áp suất, mức, lưu lượng, công suất, dòng, áp Và thực thi các lệnh điều

khiển: đóng/cắt, quay, xoay các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần,

Các thiết bị hiện trường có khả năng tự giao tiếp với nhau, hoặc qua bộ điều khiển (Local controler) Sensor sẽ gửi thông số của hệ thống, của môi trường tới bộ điều khiển Bộ điều khiển sẽ xử lý thông điệp đó và gửi tới thiết bị chấp hành Thiết bị chấp hành có thể nhận ngay yêu cầu từ các thiết bị cảm biến, hoặc từ hệ thống BMS

¾ Khối điều khiển: Kết nối từ trung tâm điều khiển tới mức điều khiển các

ứng dụng trong tòa nhà thông qua cácp điều khiển BAS với giao diện BACnet TCP/IP, bao gồm các bộ DDC(*) (Digital Direct Controller - điều khiển số trực tiếp), Các bộ điều khiển địa phương, khu vực, các giao diện tới các hệ thống phụ trợ như: điều hòa không khí, báo cháy, chữa cháy, hệ thống

điện… Khối này

9 Nhận lệnh điều khiển từ khối vận hành giám sát gửi tới thiết bị chấp hành

Xử lý thông điệp khi có yêu cầu tại địa phương

9 Gửi thông điệp, kết quả tới khối vận hành giám sát

(*)DDC (Direct Digital Control) các bộ điều khiển số trực tiếp: Có thể nằm

tại nhiều phân lớp mạng khác nhau trong hệ thống: mạng tầng tòa nhà, mạng tổng tòa nhà Có thể giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP, làm nhiệm vụ điều khiển cho các hệ thống (các chương trình điều khiển nằm ở đây), thu thập và lưu trữ dữ liệu hoạt động Có khả năng điều khiển chính xác các thông số môi trường như thiết lập chế độ hoạt động các thiết bị, máy móc để giảm năng lượng tiêu thụ lãng phí

¾ Khối vận hành giám sát (SCADA): Trung tâm điều khiển, mức quản lý bao

gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu, trạm làm việc được cài đặt các phần mềm quản lý bảo dưỡng, máy in và máy tính dành cho việc lập trình và cấu hình

hệ thống Nó có chức năng chính:

9 Quản lý toàn bộ toà nhà

9 Giám sát vận hành của các thiết bị, giám sát sự cố xảy ra

9 Gửi yêu cầu đến bộ điều khiển hiện trường.BMS quản lý các thành phần

hệ thống toà nhà theo cơ chế đánh địa chỉ Mỗi thiết bị, bộ điều khiển địa phương được gắn một địa chỉ Các thiết bị hiện trường có thể trực tiếp giao tiếp với nhau hoặc qua bộ điều khiển địa phương Giao tiếp thường được sử dụng ở bus trường là ARCnet và ở Bus điều khiển là BACnet TCP/IP Một điều thuận lợi khi tích hợp hệ thống đó là các thiết bị hiện

trường như thang máy, điều hoà, quạt thống gió… đều hỗ trợ chuyển truyền thông TCP/IP Rất thuận lợi cho nhà tích hợp hệ thống

¾ Khối quản lý và thu thập dữ liệu: Hệ thống máy chủ, phần mềm: làm

nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo ra công cụ giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu, các tính năng diều khiển nâng cao: PID số (process identification number), tối ưu, bền vững, điều khiển,

Khối này thực ra được cài dặt ngay ở khối vận hành giám sát Chức năng chính của nó là cài đặt kế hoạch làm việc Kết nối vận hành từ xa qua mạng viễn thông, internet… Với mục đích đem lại sự thoải mái cho người sử dụng, tiết kiệm năng lượng, giảm sự vận hành của con người đối với các thiết bị trong toà nhà Hiện nay, các phần mềm điều khiển BMS được tích hợp hoàn hảo với các thiết bị hỗ trợ khác như: Hệ thống truyền hình hội nghị, điều khiển và giám sát qua mạng, các thiết bị cầm tay PDA…

1.2.2 Nền tảng của hệ BMS

Để ứng dụng được BMS, Các thiết bị lắp đặt trong tòa nhà phải hỗ trợ kêt nối BMS, tức là hỗ trợ các chuẩn truyền thông chuẩn như: BACnet, LonWork, Profibus, Modbus… Hoặc hỗ trợ chuẩn tín hiệu công nghiệp 4-20mA BMS có thể điều khiển các thiết bị này qua chuẩn truyền thông

Thiết kế BMS đi kèm với thiết kế xây dựng và các trang thiết bị của tòa nhà Khi xây dựng tòa nhà trang bị BMS, người thiết kế xây dựng và người thiết kế hệ BMS phải phối hợp với nhau để đưa ra bản thiết kế thống nhất Trong bản thiết kế tòa nhà

có trang bị BMS, yêu cầu một không gian để lắp đặt các thiết bị điều khiển, thiết bị cảm biến, chấp hành và đi dây cable mạng

Khi xây dựng tòa nhà hỗ trợ BMS, người thiết kế phải sử dụng các thiết bị hỗ trợ kết nối BMS Hoặc kết hợp với nhà cung cấp giải pháp BMS để bổ sung và trang bị thêm các thiết bị hổ trợ

1.2.3 Phân loại

Hình 3: Mô hình hệ thống quản lý toà nhà thông minh

Các BMS được chia thành bốn loại sau

(1) Hệ thống quản lý toà nhà thông minh Hệ thống quản lý toà nhà thông minh

lựa chọn, lưu giữ và xử lý thông tin đối với nhiều loại thiết bị trong toà nhà và giúp người điều hành thực hiện kiểm tra, bảo dưỡng, tính hoá đơn tiết kiệm năng lượng

và giúp người sử dụng quản lý giá cả

Ví dụ, phần mềm đi kèm sẽ hỗ trợ lập sổ quản lý thiết bị, quản lý vận hành, quản lý lịch biểu, ghi đo và kết toán hoá đơn

(2) Hệ thống quản lý toà nhà

Hệ thống quản lý toà nhà theo dõi tình trạng hoạt động, phát hiện sai hỏng các thiết

bị trong toà nhà, hiển thị các chức năng, ghi nhật trình và vận hành hệ thống Nó cũng điều khiển các thiết bị mở rộng như hệ thống điện hoặc hệ thống điều hòa

không khí Ví dụ, thông qua lịch hoạt động để vận hành thiết bị, điều chỉnh nguồn điện để đảm bảo phù hợp với mọi thiết bị trong khoảng nhà sản xuất yêu cầu

Hệ thống có chức năng cập nhật thông tin quản lý của BMS và hiển thị trên các màn hình người dùng từ đó vận hành thiết bị

(3) Hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động đảm bảo điều khiển liên tục, thường xuyên và tiết kiệm năng lượng đối với các thông số làm việc của máy điều hòa không khí, máy làm lạnh và các thiết bị hỗ trợ v.v

Trong các máy điều hòa không khí, việc điều khiển nhiệt độ và độ ẩm được thực hiện bằng cách làm mát/sưởi ấm hoặc thông gió Các máy làm lạnh thực hiện điều khiển khối vận hành và điều khiển áp suất các máy bơm nhiệt, máy làm mát và hệ thống bơm

Việc điều khiển mực nước trong bể chứa để cấp nước sạch hoặc xử lý nước thải cũng được thực hiện tự động

(4) Hệ thống báo cháy, an ninh

Hệ thống an ninh giám sát quá trình ra vào toà nhà và các phòng cá nhân thông qua

hệ thống thiết bị, cung cấp khả năng theo dõi và truy tìm người xâm nhập, phát tín hiệu chuông báo động và ghi lại hình ảnh Có hai loại hệ thống này : sử dụng hộp quản lý khoá hoặc sử dụng đầu đọc thẻ Những hệ thống này không những đảm bảo

an ninh mà còn vận hành 24 giờ mỗi ngày

Hệ thống báo cháy đề phòng và phát hiện đám cháy trong toà nhà, ngăn chặn sự lan rộng của đám cháy, đưa ra báo động hoặc dừng các máy điều hòa không khí

Hình 4: Hệ thống điều khiển máy điều hoà nhiệt độ của savic-net FX

Hình 5: Hệ thống tự động hoá toà nhà tích hợp điển hình của Savic-net FX

1.3 Ưu điểm nhược điểm

¾ Là hệ thống mở, cho phép linh hoạt trong việc thay đổi, mở rộng và kết nối với các hệ thống khác

¾ Tất cả các thiết bị được quản lý, theo dõi và điều khiển từ các máy tính đặt tại phòng điều khiển trung tâm

¾ Ứng dụng công nghệ thông tin cho việc quản lí, chia sẻ thông tin của hệ thống

1.3.1 Đối với chủ đầu tư

¾ Tiết kiệm năng lượng Khi không cần thiết ta có thể ngắt bớt những thiết bị như:

9 Thiết bị đèn chiếu sáng

9 Thiết bị điều hòa không khí

9 Thiết bị trao đổi nhiệt

9 Các thang máy, thang cuốn

Tất cả các thiết bị ở trên đều sử dụng rất nhiều năng lượng Vì thế tại trung tâm điều khiển ta có thể mở hoặc đóng khi cần thiết

¾ Giảm chi phí vận hành Chỉ cần một vài cán bộ kỹ thuật để quản lí, điều khiển, theo dõi các thiết bị, và điều hành toà nhà Điều khiển các thiết bị ở xa, khu vực nguy hiểm như: trong phòng thiết bị điện cao thế, phòng hóa chất, phòng biến áp…

¾ Giảm chi phí bảo dưỡng, tăng tuổi thọ của thiết bị, dễ dàng thống kê các thông số hoạt động và lập kế hoạch bảo trì Vận hành viên không cần đi lại nhiều, có thể điều khiển được các thiết bị ở xa, nơi nguy hiểm con người không thể vào được

¾ Hoạt động đơn giản hơn với những chức năng lập trình lặp đi lặp lại để thiết lập chế độ vận hành tự động

¾ Giảm thời gian huấn luyện vận hành viên nhờ các hướng dẫn và hỗ trợ trực quan trên màn hình đồ họa

¾ Phát hiện sự cố nhanh nên thiết bị có thể sửa chữa kịp thời, vì thế thiết bị có thời gian làm việc được dài hơn Độ ngừng để sửa chữa thấp, hoạt động có

độ chính xác cao Đáp ứng các nhu cầu của người cư ngụ và phản ứng với các điều kiện rắc rối nhanh hơn và hiệu quả hơn

¾ Quản lý cơ sở/tài sản hiệu quả hơn nhờ các báo cáo ghi lại quá trình hoạt động, bảo trì, và chức năng tự động gửi cảnh báo

¾ Lập trình linh hoạt theo nhu cầu của từng tòa nhà, tổ chức và dễ dàng mở rộng trong tương lai

¾ Nâng cao hoạt động nhờ tích hợp phần mềm và phần cứng của nhiều hệ thống phụ như điều khiển số trực tiếp (DDC), hệ thống báo cháy, an ninh, điều khiển truy nhập hoặc điều khiển ánh sáng

1.3.2 Đối với người sử dụng

¾ Tiện nghi hơn, chất lượng cuộc sống cao hơn, cảm thấy thoải mái hơn, sức khoẻ tốt hơn

¾ Đáp ứng được gần như là ngay lập tức các yêu cầu phát sinh của người sử dụng

¾ An toàn hơn

1.4 Ứng dụng

Khoảng 30% số nhà cao tầng ở Việt Nam có trang bị hệ thống điều hòa tập trung,

hệ thống bảo vệ và báo cháy, hệ thống báo động xâm nhập và giám sát bằng camera

có trang bị hệ thống BMS Hệ BMS cho phép trao đổi thông tin, giám sát giữa các

hệ thống, cho phép quản lý tập trung Hệ BMS cho phép quản lý điện năng ở mức cao

Khi được trang bị hệ thống quản lý tòa nhà thông minh, tất cả các hệ thống điều hòa, báo cháy được điều khiển tập trung, tương tác bởi hệ BMS Các hệ thống được tích hợp đầy đủ hệ thống thông tin, truyền thông và tự động hóa văn phòng Đây là loại nhà cao tầng thông minh Còn gọi là các tòa nhà hiệu năng cao, tòa nhà

xanh, tòa nhà công nghệ cao, tòa nhà có những chức năng đặc biệt như bệnh viện,

cơ quan trung ương, nhà quốc hội

Tùy thuộc vào loại nhà cao tầng mà các hệ thống BMS phải trang bị cho phù hợp với các mục đích sử dụng và môi trường các tòa nhà đó được khai thác Các hệ thống BMS này đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trên tòan thế giới Các chức năng, phạm vi hoạt động của các hệ thống BMS là rất rộng lớn vì nó quản lí, điều khiển mọi hoạt động của các thiết bị toà nhà Do vậy, tuỳ theo yêu cầu, chức năng hoạt động của từng toà nhà mà các hệ thống BMS cần phải được trang bị sao cho phù hợp

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều các hãng, các tập đoàn công nghệ trên thế giới đang tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và phát triển các hệ thống quản lí toà nhà như: Siemens - Đức, Honeywell - Mỹ, Yamatake - Nhật, Advantech – Đài loan, Point Sys – Pháp

Các nhà cao tầng ở Việt Nam đã sử dụng hệ thống BMS của Siemens như các tòa nhà: Saigon Center HCM được đưa vào sử dụng 1996, Red riverbuilding Hanoi-

1999, Opera Hilton Hotel Hanoi-2000, Hanoi Nation Stadium-2003 Sau khi trang

bị hệ BMS này, các tòa nhà đã khai thác rất hiệu quả khả năng quản lý giám sát và báo hiệu các sự cố của hệ thống thông gió và điều hòa không (HVAC - Heating, Ventilating, and Air Conditioning) và tiết kiệm được 50% năng lượng điện tiêu thụ cho hệ thống so với trươc khi lắp đặt hệ thống BMS

Các tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống BMS-Apogee 600 của Siemens trên mới ứng dụng cho hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC) còn các hệ thống an ninh và giám sát khác vẫn chưa được khai thác một cách hiệu quả

Ta thấy rằng các tòa nhà cao tầng cần phải được trang bị hệ thống BMS để giúp cho việc quản lý, giám sát hiệu quả và khai thác tiện lợi, đảm bảo cho nôi trường sống xanh, sạch đẹp

CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 2.1 Hệ thống quản lý toà nhà

Hệ thống quản lý toà nhà BMS (Building Management System) là hệ thống điều khiển và quản lý cho các hệ thống kỹ thuật trong toà nhà như hệ thống điện, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hoà thông gió, hệ thống cảnh báo môi trường, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy - chữa cháy, giúp cho việc vận hành một toà nhà trở nên hiệu quả, kịp thời Với các yêu cầu như vậy hệ thống BMS có các tính năng chính như:

¾ Quản lý tín hiệu cảnh báo

¾ Giám sát & điều khiển toàn bộ toà nhà

¾ Đặt lịch hoạt động cho thiết bị

¾ Quản lý dữ liệu gồm soạn thảo chương trình, quản lý cơ sở dữ liệu, chương trình soạn thảo đồ hoạ, lưu trữ và sao lưu dữ liệu

¾ Báo cáo, tổng hợp thông tin

¾ Điều khiển thiết bị: thiết bị được điều khiển để tiết kiệm năng lượng và

cung cấp một phản ứng tự động của tòa nhà đến môi trường

¾ Giám sát thiết bị: thiết bị được giám sát để cải thiện hiệu quả nhân viên

điều hành bằng cách:

9 Cung cấp thông tin tập trung về trung tâm những trạng thái thiết bị hiện tại

9 Cung cấp sự kiện thông tin về những trạng thái thiết bị

¾ Tích hợp những hệ thống phụ thiết bị: chọn lựa các thiết bị có tính hợp

nhất về công nghệ và kết nối dễ dàng Có độ an toàn cao, độ chính xác cao,

dễ vận hành Giao tiếp được với máy tính cá nhân, mở rộng kết nối thêm được

2.2 Hệ thống điều hoà không khí (HVAC)

Hệ thống điều hòa không khí sử dụng nhiều năng lượng nhất trong các phụ tải của tòa nhà, chiếm khoảng 60% Hệ thống này cũng được quan tâm nhiều vì rất cần thiết cho sinh hoạt con người và thiết bị có hệ thống nhỏ:

¾ Hệ thống điều hòa trung tâm

¾ Hệ thống điều hòa khu vực

Hình 6: Hệ thống điều hoà không khí

2.2.1 Hệ thống điều hòa trung tâm

Là một hệ thống điều hòa nhiệm vụ của hệ thống này là điều hòa nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các chất trong không khí và sự lưu thông không khí Được hệ thống tự động của tòa nhà điều khiển mở/tắt được sử dụng từ một bảng điều khiển Mở/tắt sẽ dựa vào các chương trình thời gian cho phù hợp, theo những điều kiện chọn lọc để đạt hiệu quả cao mà có chi phí thấp Tất cả các thông tin đều được theo dõi điều khiển bởi hệ thống tự động của tòa nhà nhờ vào các giao diện mức cao

¾ Tải của toàn hệ thống

¾ Điện áp nguồn cung cấp

¾ Áp lực đầu vào

¾ Báo nhiệt độ nước vào, nhiệt độ nước ra của các máy bơm

¾ Tình trạng báo động, tình trạng các bơm, liều lượng nước

¾ Điều khiển các van (cực đại hoặc cực tiểu), để nhiệt độ luôn ổn định

2.2.2 Hệ thống điều hòa khu vực

¾ Từ hệ thống điều hòa trung tâm phân phối ra, được hệ thống tự động của tòa nhà cho mở/tắt không khí sẽ dựa vào thời gian đã hoạch định sẳn, để giảm bớt năng lượng Hệ thống tự động điều khiển của tòa nhà sẽ điều chỉnh van

để cho hơi lạnh luồng nước tới van cuộn dây và làm mát Nhiệt độ sẽ được cài đặt tăng hoặc giảm tại hệ thống tự động, tùy thuộc vào yêu cầu

¾ Hệ thống không khí cung cấp và trở lại tại đây sẽ được theo dõi và được điều khiển tốc độ cho phù hợp Sự chuyễn đổi sẽ được lọc làm sạch các không khí sạch sẽ làm lợi cho sức khỏe và thiết bị

Hệ thống tự động của tòa nhà cũng theo dõi nhiệt độ không gian bên trong và nhiệt

độ bên ngoài để điều chỉnh cho phù hợp

HVAC có khả năng giao tiếp với trạm điều khiển trung tâm để thực hiện giám sát và thay đổi tham số của hệ thống cho phù hợp với thời gian trong ngày, với các mùa,

và các khoảng trống,… Hệ thống có thể giám sát từ xa chất lượng không khí lưu thông trong các tòa nhà và cho phép quan sát từ bất kì nút nào trong mạng thông tin

2.3 Hệ thống chiếu sáng thông minh

Hệ thống đèn được bố trí nhiều nơi khác nhau vì thế được thiết kế khác nhau, như khu vực công cộng, khu vực nhà xe, khu vực văn phòng…

¾ Khu vực văn phòng ta cần thiết kế đảm bảo kỹ thuật về độ sáng, thẩm mỹ, tiết kiệm điện năng Điều khiển đèn này ta có thể dùng tín hiệu từ thẻ truy nhập vào ra theo sự truy nhập của khách văn phòng

Hình 7: Hệ thống chiếu sáng thông minh

Các công nghệ chiếu sáng chung bao gồm:

¾ Đèn phát sáng đo nhiệt (nóng sáng): giá thấp, thể hiện màu sắc ánh sáng tốt, tuổi thọ ngắn (500 – 4000 giờ), không hiệu quả về mặt năng lượng

¾ Đèn hơi thủy ngân: thường dùng chiếu sáng đường, lối đi, bãi xe, thể hiện màu sắc tốt, tuổi thọ cao (trên 24000 giờ), hiệu quả về mặt năng lượng, cần thời gian khởi động

¾ Metal Halide: dùng cho những nơi số giờ thấp sáng trong năm thấp nhưng sự thể hiện màu sắc thì quan trọng (ánh sáng trắng hơn đèn hơi thủy ngân), tuổi thọ trung bình (6000 giờ), hiệu quả năng lượng, cần thời gian khởi động

¾ Đèn Fluorescent: dùng chiếu sáng không gian bên trong nhà, màu sắc ánh sáng tốt (sáng trắng nhẹ), tuổi thọ trung bình (9000 – 17000 giờ), hiệu quả về mặt năng lượng

¾ Đèn hơi sodium áp suất sao: dùng chiếu sáng đường, bãi xe, tuổi thọ cao (24000 giờ), hiệu quả năng lượng

¾ Đèn hơi sodium áp suất thấp: chiếu sáng đường phố, màu sắc hơi tệ hơn đèn sodium áp suất cao, tuổi thọ cao (20000 giờ), hiệu quả về năng lượng

Ánh sáng quan trọng cho an ninh, cần nối với nguồn dự phòng Để đảm bảo ánh sáng có thường xuyên hàng đêm, chúng cần được kết nối vào hệ thống BMS

Các đèn chiếu sáng phía ngoài nhà có che chắn bảo vệ chống phá hoại

Điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa vào nhiều thông số như lưu lượng, cường độ ánh sáng, độ rọi để đảm bảo chất lượng chiếu sáng đúng như yêu cầu Bên cạnh hệ thống chiếu sáng bên trong phòng, còn có hệ thống chiếu sáng bên ngoài như: chiếu sáng cầu thang, chiếu sáng buồng thang máy, chiếu sáng phòng lể tân, phòng ăn… cũng cần đảm bảo chất lượng chiếu sáng cả ngày và đêm Hệ thống điều khiển chiếu sáng có khả năng thông báo cho bạn biết khi nào ắc quy dự phòng của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp ở trạng thái yếu, nhờ đó bạn có thể thay thế kịp thời Mọi sự cố liên quan đến hệ thống chiếu sáng đều được truyền về trung tâm, bạn cũng có thể biết những thông tin này ở bất cứ nút nào trong mạng điều khiển

2.4 Hệ thống quản lý bãi đỗ xe

Hệ thống quản lý xe ra vào của tòa nhà Cho phép quản lý thời gian vào ra, có thể tính tiền

xe và cảnh báo khi có bất thường xảy ra

Hình 8: Hệ thống quản lý bãi đỗ xe 2.5 Hệ thống báo cháy

Để đảm bảo an toàn cho tài sản cũng như người sử dụng Vấn đề phòng và chữa cháy là một trong những vấn đề được ưu tiên xem xét trước hết khi duyệt thiết kế cấp giấy phép xây dựng cũng như cho phép đưa vào sử dụng Vì những lẽ đó, việc trang bị các thiết bị phát hiện cháy, chữa cháy và các vấn đề an toàn cho con người

và tài sản rất được quan tâm

Hệ thống gồm các cảm biết nhiệt độ, cảm biết khói… Dù để phát hiện đám cháy Và kết nối với hệ thống chữa cháy tự động để dập cháy một cách nhanh chóng

¾ Hệ thống tự động hóa của tòa nhà có thể phục vụ như hệ thống báo động hỏa hoạn cho toàn bộ phức hợp Những máy dò tìm nhiệt, những bộ phận phát hiện khói và những điểm phát hiện lửa khác có thể được theo dõi bởi hệ thống tự động hóa của tòa nhà

¾ Tự động hóa những chuông báo động nguồn, những thang máy, vận hành các quạt khói Sự chuyễn đổi hệ thống địa chỉ công cộng tới trường hợp khẩn cấp, thông tin đội cứu hỏa, gọi sự an toàn bảo vệ và thực hiện nhiều chức năng khác được chương trình hóa, có thể tự động vận hành

¾ Điều này thao tác viên có nhiều thời gian cho công tác hướng dẫn sơ tán người, thiết bị và dành cho cứu hỏa

¾ Hệ thống tự động hóa tòa nhà có thể phục vụ trong khi có cảnh báo sớm các báo động xảy ra trong tòa nhà Vì thế giảm tối thiểu về thiệt hại

¾ Cần phải tính toán một báo hiệu trước, có trách nhiệm quản lý và vận hành an toàn để đảm bảo thiết bị được hoạt động liên tục

¾ Hệ thống tự động của tòa nhà có thể theo dõi tất cả các điểm dò tìm qua sự hợp nhất cấp cao giữa các thiết bị điều khiển và giám sát

¾ Những điều khiển tới khía cạnh an toàn của tòa nhà, côngviệc của thao tác an toàn lửa, được thiết kế một bảng báo động hỏa hoạn tốt nhất

¾ Hệ thống tự động hóa tòa nhà có thể theo dõi tất cả các khu vực hệ thống vòi phun, những cánh cửa thoát hiểm và hành lang thoát nạn

¾ Bất kỳ sự kích hoạt nào sẽ được báo cáo tới thao tác viên tòa nhà cho sự chú

ý và tức thời đưa tín hiệu cho máy in ra sự cố

¾ Những thiết bị chữa cháy tự động sẽ hoạt động như các vòi chữa cháy tại chỗ, sẽ tự động phun nước ra, các bơm và thiết bị như vậy liên tục được theo dõi để bất kỳ những lỗi nào thì sẽ được sửa lại ngay

2.5.1 Cấu trúc hệ thống

Hình 9: Hệ thống báo cháy

¾ Hệ thống báo động lửa được nối mạng phân tán để không có điểm đơn sự thất bại trong hệ thống Nối mạng báo động hệ thống bao gồm như mạng thông tin xương sống từ tương đương tới tương đương mà những báo động,

nhũng bảng điều khiển [Fire Alarm Control Panel (FACP) ], những trung tâm điều khiển mạng [Network Control Stations (NCS) ] và những máy báo hiệu mạng thông minh [Intelligent Network Annunciators (INA) ]

¾ Mỗi FACP cung cấp báo hiệu nhũng mạch nối tới những máy dò tìm có thể địa chỉ, nhũng mô đun màn hình, và có những mô đun điều khiển

¾ Những mô đun màn hình có địa chỉ được theo dõi bắt đầu thiết bị những mạch nối sự chuyễn đổi

¾ Những mô đun điều khiển có địa chỉ đang điều khiển nguồn để chỉ báo trang thiết bị, những mạch nối tới chuông, những đèn nháy, các thiết bị xử lý không khí (AHU - Air Handing Unit) điều khiển Những modul điều khiển có địa chỉ cũng được sử dụng để chuyễn những mạch âm thanh tới những người nói điện thoại vá sơ tán cứu hỏa

¾ Hệ điều hành mạng thông tin xương sống đảm bảo cho tất cả các thiết bị có thời gian đồng bộ hóa

¾ Các báo động, các lỗi thiết bị được mô tả văn bản có liên hệ sự định vị và kiểu báo động thể hiện

9 Bảng điều khiển (FACP)

9 Mạng truyền tin thông minh (INA)

9 Trung tâm điều khiển mạng (NCS)

¾ Những máy dò tìm và những mô đun được thiết đặc khắp nơi trong tòa nhà

có một đường truyền chính để điều khiển và kiểm tra

¾ Hệ thống báo động lửa được nối mạng đủ linh hoạt để khi loại đi hoặc thêm những máy đò tìm, phân vùng những máy dò tìm không yêu cầu thêm bất kỳ những công việc nối dây hoặc thêm những phần cứng

¾ Có một cơ sở dữ liệu tích cực những tên và khu vực thiết bị trong hệ thống cơ

sở dữ liệu, là thiết bị trong bảng điều khiển báo động lửa liên quan đến thiết

bị hoặc khu vực Bất cứ nơi nào một thiết bị hoặc một khu vực được trình bày ở bảng điều khiển báo động lửa, máy báo hiệu mạng thông minh hoặc trung tâm điều khiển mạng

¾ Được nối mạng với hệ thống tự động hóa tòa nhà [Building Automation System (BAS)] để cho phép hệ thống tự động của tòa nhà hổ trợ khi có cháy xảy ra

¾ Mạng truyền thông xương sống được sử dụng nối tới NCS, INA và tất cả FACP

2.5.2 Các thiết bị báo cháy dùng cho nhà cao tầng

A Đầu đò tìm khói và nhiệt:

¾ Tất cả các máy dò tìm đều có một màu bên ngoài chung là màu trắng

¾ Mỗi máy dò tìm gồm có một cái đầu có thể dời di được và có một cái đế thường gắn cố định tại một vị trí nhất định

¾ Điện tử học trong cái đầu thường lệ là báo cáo địa chỉ của máy dò tìm và kiểu máy dò tìm tới FACP FACP xác định thông tin này chống lại cơ sở dữ liệu trong FACP và báo cáo bất kỳ những xung khắc nào

¾ Địa chỉ cho máy dò tìm là tập hợp trên cái đầu mà gắn liền với cơ sở để bụi và những chất gây ô nhiễm khác không ảnh hưởng điện tử học trong đầu máy đò tìm

¾ Đặc địa chỉ để những nhà kỹ thuật và vận hành viên xác định nhanh chóng vị trí máy dò tìm khi cần thiết

¾ Máy đò tìm thông báo báo động hoặc lỗi Sự chính xác của máy dò tìm chưa ảnh hưởng bởi những điều kiện trong không gian bao quanh Máy dò tìm hoàn toàn được bù cho những sự thay đổi bên trong như:

9 Nhiệt độ

9 Độ ẩm trong khu vực lắp đặt máy

9 Sự đối lưu không khí

¾ Tất cả các thành phần điện tử đều được cản trở (thao tác bảo trì) giảm ảnh hưởng bởi bụi, chất bẩn, độ ẩm, sự ăn mòn thiết bị, hoặc va chạm cơ khí

¾ Để kiểm tra một máy dò tìm là dùng một lệnh từ FACP để kiểm tra máy dò tìm

đó hoạt động như thế nào hoặc ta có thể dùng một nam châm để gần thử một

máy dò tìm Trong mọi trường hợp, điện tử học đóng vai trò một báo động bởi báo cáo một báo động tương tự tới FACP

là preset và lấy được chuẩn đo nhà máy sản xuất là ở tại 60,3 0C

Nếu nhiệt độ trong khu vực lớn hơn nhiệt độ của thiết bị trong một giới hạn cảnh báo thì sẽ có tín hiệu cảnh báo trước khi nhiệt độ quá cao thì sẽ xuất tín hiệu báo động

C Máy dò tìm khói bằng quang điện:

¾ Máy dò tìm khói quang điện liên tục đo số lượng hạt trong không khí, sử dụng một quang học cảm biến thiêt bị Thiết bị hoạt động trên một nguyên lý ánh sáng, chứa đựng một phần tử phát và một phần tử thu Khi ánh sáng trong không khí có nhiều hạt photon cản trở ánh sáng (mất cân đối giữa thiết bị phát và thu) thì mạch điện tử chuyễn đổi báo hiệu tương tự và định dạng thích hợp để báo cáo tới FACP kích hoạt mạch báo động

¾ Máy dò tìm khói quang điện là lấy được chuẩn nhà máy, tính nhạy cảm môi trường 1.5%

D Thiết bị báo khói:

Đây là loại thiết bị dùng để nhận biết có khói trong khu vực Thiết bị này hoạt động dựa trên một trong hai nguyên tắc: ion hóa không khí và quang học

Khi có khói, trong không khí sẽ xảy ra hiện tượng ion hóa làm thay đổi thành phần các điện tích Sự thay đổi này được nhận biết bởi một cảm biến nằm trong thiết bị báo khói

Loại thiết bị hoạt động dựa trên nguyên tắc quang học có cảm biến ánh sáng (ánh sáng không nhìn thấy) và sẽ phát tín hiệu báo động khi ánh sáng bị khúc xạ qua khói Thiết bị này được dùng phổ biến nhất trong nhà cao tầng Khi lắp đặt loại thiết

bị này cần chú ý vị trí lắp đặt, tránh đặt nơi có nhiều bụi hay khói của máy móc, động cơ có thể gây ra báo động nhầm Nên đặt ở sát trần hoặc mái nhà là nơi khói sẽ đọng lại nhiều nhất do đó dễ phát hiện

E Thiết bị báo nhiệt:

Thiết bị cảm biến nhiệt độ này được sử dụng chư yếu ở những nơi có nhiếu khói như phòng đặt máy móc nên không thể lắp đặt thiết bị báo khói hay những nơi có thể xảy ra sự cố về nhiệt độ (cách lắp đặt chúng tương tự như thiết bị báo khói)

F Thiết bị báo lửa:

Thiết bị này hoạt động theo từng cặp thu phát hoặc đơn lẻ cảm biến tín hiệu quang học Loại hoạt động theo cặp được lắp đặt đối diện nhau qua khu vực cần giám sát Hiện nay có loại cho phép khoảng cách giữa hai phần thu phát lên tới hàng trăm mét Khi có lửa, tín hiệu quang học mà phần thu nhận được sẽ thay đổi, thiết bị sẽ phát tín hiệu báo động về tủ điều khiển trung tâm Khi lắp đặt loại thiết bị này cần chú ý để không có các vật cản nằm giữa hai phần thu phát Hai phần này phải đặt ở khoảng cách tương ứng nhau như chỉ dẫn của nhà sản xuất

Loại thiết bị báo lửa đơn lẻ hoạt động trên nguyên tắc cảm biến tín hiệu tia cực tím phát ra từ các đám cháy trong khi không tác động với ánh sáng từ nguồn đèn chiếu sáng thông thường hay ánh sáng mặt trời

G Công tắc báo cháy khẩn cấp:

Đây là loại thiết bị báo động do con người điều khiển mà không phải tự động như các cảm biến kể trên Thực chất đây chỉ là tiếp điểm thường đóng hay thường mở,

được bảo vệ bằng một miếng kính an toàn có thể dễ dàng bị vỡ khi có người ấn mạnh ngón tay vào nhưng không làm bị thương Khi miếng kính bị vỡ, tiếp điểm tác động gửi tín hiệu báo cháy đến tủ điều khiển trung tâm

Hộp này thường gắn vừa tầm tay người ở những nơi công cộng dễ nhìn thấy

Khi phát hiện hỏa hoạn người ta sẽ nhanh chóng đập vỡ miếng kính Việc sử dụng miếng kính để người ta phải đập vỡ khi muốn báo động nhằm tránh nhầm lẫn với các loại công tắc khác

H Chuông báo động:

Chuông báo thường được gắn ở nơi công cộng để báo cho mọi người biết khi co hỏa hoạn xảy ra Chuông thường được điều khiển tự động từ tủ điều khiển trung tâm Tuy nhiên việc phát tín hiệu báo động tới chuông luôn được kiểm tra kỹ nhằm tránh gây ra tình trạng hỗn loạn khi báo động nhầm

I Các biển hiệu, đèn hiệu:

Các biển hiệu dùng để hướng dẫn mọi người di tãn khỏi nơi hỏa hoạn Thông thường chúng được lắp ở các hành lang lối ra cầu thang thoát hiểm Các biển này phải được chiếu sáng bằng nguồn điện ắc quy vì trong trường hợp sự cố, nguồn điện cấp cho tòa nhà sẽ bị cắt Đèn thường được nối với các thiết bị báo khói, nhiệt và được gắn bên ngoài các phòng kín, ít có người vào nên khi có hỏa hoạn, người bên ngoài sẽ dễ dàng nhìn thấy

J Tiếp điểm dòng chảy:

Ngoài các thiết bị kể trên, trong các nhà cao tầng thường có hệ thống chữa cháy tự động bao gồm các vòi phun đặt phía trên tầng nhà và luôn có sẵn nước với áp lực thích hợp

Khi có hỏa hoạn, nhiệt độ cao sẽ làm vỡ đầu của vòi phun, nước sẽ tự động xả ra tạo dòng chảy trong ống, người ta bố trí các công tắc dòng chảy trên đường ống chính đưa tín hiệu về tủ báo cháy trung tâm để nhận biết khu vực xảy ra sự cố và phát tín hiệu báo động

K Kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị báo cháy:

Các loại thiết bị cảm biến trên cần được kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên theo chỉ dẫn của nhà sản xuất và môi trường lắp đặt

Thiết bị cần được thổi sạch bụi, lau chùi sạch sẽ sau đó kiểm tra độ nhạy của cảm biến bằng việc đưa tín hiệu thử (tạo khói, nhiệt…) khi thử cần chú ý báo trước cho mọi người trong khu vực có liên quan

Hiện nay các thiết bị báo cháy thường đặt địa chỉ khi lắp đặt Điều này giúp cho người giám sát hệ thống dễ dàng nhân biết khu vực xảy ra sự cố khi tủ điều khiển trung tâm phát tín hiệu báo động hay chỉ ra các hư hỏng trong hệ thống thông qua các địa chỉ này

2.5.3 Các thiết bị máy móc hoạt động liên quan tới hệ thống báo cháy:

cả các quạt khác sẽ ngưng khẩn cấp thông qua tín hiệu điều khiển từ tủ báo cháy trung tâm

C Hệ thống cửa chặn lửa

Để hạn chế sự lây lan của lửa qua các đường ống dẫn gió ( thường được bố trí dày đặt trong nhà cao tầng ), người ta thiết kế các cửa chặn trên đường ống giữa các khu vực Các cửa này thường được mở bằng mô tơ điện và được đóng tự động bằng lò

xo Khi có hỏa hoạn nguồn điện cấp cho các cửa này sẽ tự động bị cắt, cửa sẽ đóng lại nhờ lực lò xo Cách ly các khu vực với nhau

D Các cửa ra vào điều khiển tự động

Nếu trong nhà có các cửa ra vào đóng mở tự động bằng chương trình hay cảm biến thì cần thiết phải đưa tín hiệu báo cháy từ cửa báo trung tâm vào hệ thống điều khiển của các cửa này do khi có hỏa hoạn tự động mở, mọi người thường rất hốt hoảng và khó thực hiện các thao tác để mở cửa

Khi nhận tín hiệu báo động, các của này tự động mở ra cho mọi người thoát ra ngoài

E Hệ thống bơm và các bể nước dành cho cứu hỏa

Việc đảm bảo trạng thái sẳn sàng hoạt động của hệ thống bơm cứu hỏa cũng như các

bể nước là một khâu hết sức quan trọng trong phòng cháy chữa cháy

2.6 Hệ thống giám sát an ninh

An toàn là vấn đề cần quan tâm trên tất cả các lĩnh vực như: thiết bị, quản lý, sử dụng an toàn

¾ Có bàn điều khiển an toàn: thiết bị sau cần phải sẳn sàng tại bàn điều khiển,

để khi cần thiết có thể vận hành Từ xa có thể điều khiển đóng/mở cửa Theo dõi truy nhập thẻ của khách hàng Để có thể theo dõi hệ thống và ngăn cản khi có sự đột nhập của người khác

¾ Thiết bị an toàn là cần có các thiết bị mới, đảm bảo chất lượng, tính ổn định cao, sử dụng lâu bền, kết nối phù hợp với các thiết bị khác

¾ Các vật liệu trần nhà, nền, tường nhà làm vật liệu không gây ra cháy, các cửa phải ngăn cháy

¾ Hệ thống thẻ truy nhập cũng được sử dụng nhiều và cũng được quản lý bởi trung tâm tự động điều khiển của tòa nhà Thẻ này dùng để ra vào cửa, dung thang máy và cũng có thể truy nhập dữ liệu Thẻ này cũng có thể huỷ bỏ khi

bị mất hay người sử dụng chuyển công tác khác

¾ Hệ thống camera cần phải lắp đặt tại các lối ra vào, bãi xe, cầu thang máy, thang bộ, để theo dõi và lưu các vấn đề khi có sự cố xảy ra như: hướng dẫn khách khi có cháy…

¾ Hệ thống điện tại các bãi xe, cầu thang, thang máy, hệ thống điều khiển cửa tòa nhà cần phải nối với máy phát động cơ diesel để cung cấp điện kịp thời khi có sự cố xảy ra

¾ Hệ thống thông tin cũng rất quan trọng, điện thoại, bộ đàm dùng liên lạc khi cần thiết như: khi có cháy nổ, bạo động, tai họa thiên nhiên

¾ Khi thiết kế và thi công cần phải tuân thủ đúng các qui trình kỹ thuật, đúng tiêu chuẩn qui định về qui cách

¾ Nhận thức an toàn càng cao đóng vai trò rất quan trọng Vì điều khiển tất cả các thiết bị cho linh hoạt và có tính khoa học Lắp đặt các hệ thống vào các vị trí có hiệu quả, thuận tiện việc theo dõi

¾ Hệ thống lưu trữ dữ liệu là một hệ thống không kém phần quan trọng, hệ thống ghi hình các camera, ghi dữ liệu sự cố,ghi dữ liệu tình hình hoạt động các thiết bị, để nghiên cứu và sửa chửa các thiết bị, làm chứng cho cơ quan chức năng khi cần thiết

2.6.1 Hệ thống quản lí truy nhập

¾ Hệ thống có thể đáp ứng yêu cầu bảo mật riêng như cài mã đóng/mở cửa phòng, thu thập thông tin giám sát các cổng vào/ra về trung tâm, ngoài ra còn

có thể cho phép đăng nhập từ xa qua mạng máy tính Hệ thống có khả năng

điều khiển cho phép truy nhập và loại bỏ từ bất kì đường dẫn nào

Hình 10: Hệ thống giám sát an ninh

Ra vào khu vực bằng các thẻ truy nhập để mở cửa bằng cách lắp đặt bộ đọc thẻ trên cửa có các lợi ích sau:

9 Có sự kiểm tra, ghi nhận thẻ người được đọc và vào khi nào

9 Thẻ truy nhập sẽ mất gía trị khi bị mất hay khi bị hoàn trả lại

9 Khó làm giả thẻ so với làm giả chìa khóa Điều này còn tùy thuộc vào kỹ thuật chế tạo thẻ

9 Ngoài thẻ còn trang bị thêm danh số cá nhân (PIN: Personal Identification Number) để tránh bị lạm dụng

Sử dụng bộ đọc thẻ dành cho những phòng điều khiển khu vực và nơi cổng chính theo dõi truy nhập theo giờ Bộ đọc thẻ cũng có thể lắp đặt trong thang máy sử dụng ngoài giờ làm việc Khi vào thang máy, chèn thẻ vào Bộ đọc tương tác với bộ điều khiển của buồng thang Dựa vào lập trình của mỗi thẻ, chỉ một phần của các nút điều khiển đến các tầng nhà được chọn đáp ứng cho người sử dụng

Tùy vào kỹ thuật tạo thẻ được chọn, có thể in hình người sử dụng trên thẻ như là một thẻ nhân viên Có 4 loại sau:

1 Thẻ vạch từ tính: thẻ có các vạch từ dán lên trên, vạch oxide từ gống như chất

liệu trong băng từ Kỹ thuật này cũng sử dụng trong các thẻ tín dụng

9 Ưu điểm: chi phí thẻ thấp, mã cục bộ

9 Khuyết điểm: tuổi thọ sử dụng ngắn (thường 1 năm), chi phí bảo trì cao, dể đọc sai do bụi và các khuyết tật khi bảo quản thẻ không kỹ, an toàn thấp vì dể

bị nhân bãn

2 Thẻ cảm biến gần: giao tiếp giữa thẻ và bộ đọc sử dụng tần số sóng radio Tầm

giao tiếp được từ 4 đến 12 inches

9 Ưu điểm: kỹ thuật truy nhập cao, chống phá hoại

9 Khuyết điểm: giá thành cao, trở ngại nếu bộ đọc bị kim loại chắn ngang, mức

an toàn trung bình

3 Thẻ Wiegand (*): sử dụng kỹ thuật Wiegand gồm các vạch sắt từ dán lên tấm

plastic Khi thẻ áp vào bộ đọc, đặc tính từ của bộ đọc từ hóa các vạch Cảm biến

phát hiện các xung khi các vạch trở về trạng thái bình thường

9 Ưu điểm: thọ hơn loại vạch từ, an toàn cao

9 Khuyết điểm: giá thành đắt cho cả thẻ và bộ đọc

4 Thẻ thông minh (Smart cards): ứng dụng kỹ thuật mới với nhiều áp dụng trong

nhiều lĩnh vực Thẻ được nhúng vào bộ nhớ và bộ xử lý

9 Ưu điểm: an toàn cao, sử dụng nhiều chức năng

9 Khuyết điểm: thẻ và bộ đọc có giá thành cao, khi đọc phải ấn thẻ vào

Tất cả bộ đọc đều có nguồn UPS dự phòng

(*) Wiegand: Tiêu chuẩn Wiegand quy định của an ninh của hiệp hội Công nghiệp (SIA) sử dụng trong "Truy cập kiểm soát hệ thống”, gồm các vạch sắt từ chứa à số thẻ Số thẻ định dạng theo chuẩn Wiegand để tương tác giữa người dùng và thiết bị đọc thẻ Ví dụ Wiegand-26 dùng 26 bit tách thành hai nhóm, 13 bit đầu tiên được sử dụng nhận biết rằng tất cả người dùng trong một công ty cổ phần, 13 bít sau để nhận dạng người sử dụng cụ thể

Hình 11: Hệ thống camera giám sát

Các camera phải là loại màu để cho sự ghi nhận hình ảnh tốt Được lắp đặt ở nơi không thể với tới tránh phá hoại Bên ngoài camera có vỏ bọc chống ẩm để không bị ảnh hưởng của khí hậu Góc mở thấu kính rộng để có thể quan sát những nơi hẹp như trong buồng thang máy Camera không cần điều khiển các chức năng như nghiêng, mở rộng – thu nhỏ vì càng làm hao chi phí mà thêm nguy hiểm nếu camera chỉ nhắm vào một phần vụ việc khi có sự cố xảy ra Những nơi thích hợp để lắp đặt camera: cửa ra vào chính, bãi xe, cửa thoát hiểm khi hỏa hoạn, buồng thang máy

2.6.2 Hệ thống canh gác, bảo vệ

Phòng chỉ huy toán bảo vệ là vị trí chủ chốt trong hệ thống an ninh Trực chỉ huy có thể phát hiện bất cứ mọi biến cố bất thường và báo với nhân viên bảo vệ khu vực trực thuộc qua hệ tổng đài vô tuyến Hệ thống này được kết nối với hệ thống an ninh nhằm tăng cường hiệu quả của công việc

Hệ thống canh phòng bảo vệ gổm các công tắc khóa bằng chìa lắp trên tường ở các khu công cộng và bãi đậu xe Khi nhân viên bảo vệ đến một công tắc, anh ta dùng chìa khóa mở công tắc Các công tắc này đều được kết nối với hệ thống an ninh Hệ thống sẽ ghi nhận sự kiện này lên đĩa lưu trữ theo thời gian ngày giờ

Hệ thống cũng xác lập thời điểm kiểm tra Nếu nhân viên không đến công tắc kế để xác lập tua tuần tra của mình theo thời gian đã định, chuông sẽ báo cho người điều hành ở trung tâm điều khiển Các lợi ích: