探討智能建筑電氣自動化的設計和技術

1、<p>　　探討智能建筑電氣自動化的設計和技術</p><p>　　摘要：智能建筑設備電氣自動化系統(tǒng)作為智能控制系統(tǒng)，其運作方式是使用智能管理代替人工管理，這就使得人工管理的費用得到大大節(jié)省，因此有著低碳、環(huán)保、節(jié)能的特點。該系統(tǒng)以自動控制系統(tǒng)控制管理的方式對設備實行全程監(jiān)控和管理，設備運行的可靠性和舒適性得到很大提高，并且使用壽命得到了延長。本文即重點闡述了智能建筑設備電氣自動化系統(tǒng)的設計應遵原則及設

2、計要點。 </p><p>　　關鍵詞：智能建筑；電氣自動化；照明與動力；布線方式 </p><p>　　中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A </p><p>　　一、智能建筑電氣自動化系統(tǒng)概述 </p><p>　　智能化的供配電系統(tǒng)除了具備常規(guī)的供配電系統(tǒng)應有的所有功能外，還具有以下這些功能：遠程自動監(jiān)測變、配電設備的運行狀態(tài)和運行參數(shù)；

3、遠程控制、自動控制變、配電設備的運行；自動存儲并管理變、配電設備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)；供配電系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障和參數(shù)超限等告警事件時立即報警并實時存儲和打??；與樓宇自控系統(tǒng)或建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)等。這些智能化供配電系統(tǒng) </p><p>　　在一些高檔辦公樓、機場、醫(yī)院、體育場館、劇場、大型商業(yè)中心等許多場合得到了廣泛的應用。 </p><p>　　二、智能建筑設備電氣自動化系統(tǒng)的設計應

4、遵原則及設計要點 </p><p>　?。ㄒ唬┲悄芙ㄖO備電氣自動化系統(tǒng)的設計原則 </p><p>　　一是先進的技術和實用的功能；二是高系數(shù)的可靠性、安全性和開放性；三是高程度的系統(tǒng)集成性和互操作性。 </p><p>　　智能建筑設備電氣自動化系統(tǒng)的設計有著行業(yè)的標準，一是遵循建設方招標文件中的技術參數(shù)與要求；二是遵循國內(nèi)相關文件要求；三是遵循國際相關標準。

5、</p><p>　?。ǘ╇姎庾詣踊脑O計要點 </p><p>　　1、中央控制室選址及室內(nèi)設備布置 </p><p>　　中央控制室應盡量靠近控制負荷中心，應離變電所、電梯機房、水泵房等會產(chǎn)生強電磁干擾的場所 15m以上。上方及毗鄰無用水和潮濕的機房及房間；室內(nèi)控制臺前應有1.5m的操作距離，控制臺離墻布置時，臺后應有大于1m 的檢修距離，并注意避免陽光直射；

6、當控制臺橫向排列總長度超過7m時，應在兩端各各留大于1m 的通道；中央控制室宜采用抗靜電架空活動地板，高度不小于20m。 </p><p><b>　　2、給水排水系統(tǒng) </b></p><p>　　現(xiàn)代建筑中給水系統(tǒng)一般有水泵直接給水、高位水箱給水和氣壓罐給水三種方式，室內(nèi)排水一般采用重力流直接排放的方式，有泵房時設置集水坑，通過潛污泵排出室外，水泵直接給水控制系統(tǒng)

7、在緩沖池中裝有三個液位傳感器，用來檢測溢流，最低報警水位和允許的啟泵液位，還設有檢測水壓的傳感器，主要用來完成恒壓供水工頻泵啟停控制，檢測和報警以及設備運行管理功能。高位水箱給水控制系統(tǒng)能夠通過完成檢測生活泵啟?？刂萍皥缶O備運行時間累計和用電量累計等功能。氣壓罐給水控制系統(tǒng)可以完成生活泵啟?？刂茩z測及報警設備運行管理等功能，排水控制系統(tǒng)依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等設備能夠完成潛污泵啟?？刂茩z測及報警等功能。 </p&g

8、t;<p>　　3、變配電控制系統(tǒng) </p><p>　　智能建筑對于供電系統(tǒng)的要求很高，需要設置備用電源，以防止突發(fā)停電時備用電源能夠繼續(xù)工作，智能建筑變配電控制系統(tǒng)能夠完成參數(shù)檢測設備狀態(tài)監(jiān)視與故障報警電量計量等功能，智能建筑設備電氣自動化系統(tǒng)中有幾個比較重要的元件，一是現(xiàn)場控制器，該元件控制著智能建筑內(nèi)的各種設備，受控于中央監(jiān)控計算機的管理，但是如果中央監(jiān)控計算機出現(xiàn)故障，該元件也能夠獨立進行

9、運作。二是執(zhí)行器，該元件屬于系統(tǒng)中的末端主控元件，常見的有電動執(zhí)行器即電磁閥、以電動機為動力元件的電動調(diào)節(jié)閥和通過葉片的面積來改變風量的電動風門等。三是傳感器，該元件有很多類別，例如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和變送器等。 </p><p>　　4、照明與動力控制系統(tǒng) </p><p>　　智能樓宇的照明用電量很大，因此，既保證照明質(zhì)量，又做到節(jié)能設計是控制系統(tǒng)的關鍵。由

10、于智能建筑一般都是高層建筑，電梯等動力系統(tǒng)也是一個重要的系統(tǒng)，出于安全性考慮，動力系統(tǒng)都自帶有一個完善的計算機控制系統(tǒng)，對于動力系統(tǒng)實現(xiàn)完好的控制。對于走廊樓梯照明，下班時間關掉一般照明；投光燈等的動力控制系統(tǒng)，同電梯控制箱的電氣觸點相連，完成監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障情況檢查的功能。 </p><p>　　5、通風與空調(diào)控制系統(tǒng) </p><p>　　空調(diào)系統(tǒng)按空氣處理設備的設置不同分為集

11、中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)和局部空調(diào)系統(tǒng)三類?？照{(diào)系統(tǒng)由冷源、熱源和前端設備三大部分組成 通風系統(tǒng)將室內(nèi)的污染空氣凈化排除，吸入室外的新鮮空氣，分為局部通風和全面通風兩種空調(diào)控制系統(tǒng)。通過制冷系統(tǒng)實現(xiàn)設備啟停順序的控制、冷水機組開啟臺數(shù)控制、壓差旁通控制、水流檢測水泵控制、冷卻水溫度控制、工作狀態(tài)顯示與 </p><p>　　打印、水箱補水控制等功能；通過熱水控制系統(tǒng)來實現(xiàn)交換器二次熱水出口溫度控制、熱水泵控

12、制及連鎖工作狀態(tài)顯示與打印等功能；通過空氣處理監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)回風溫度控制、回風濕度控制、焓值控制、啟停時間控制、聯(lián)鎖控制、過濾器堵塞報警、工作狀態(tài)顯示與打印等功能；通過風機盤管監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)控制風機的風速、控制風機盤管、電動閥門的開啟或關閉定時啟?？刂频裙δ堋?</p><p>　　通風系統(tǒng)通過檢測空氣中一氧化碳二氧化碳的濃度來運行風機啟停，以保證空氣質(zhì)量。 </p><p><b&g

13、t;　　6、防雷接地系統(tǒng) </b></p><p>　　智能建筑內(nèi)部有許多布線系統(tǒng)以及電子設備，比如通信化系統(tǒng)、火災報警控制系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)、建筑自動化系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動化、閉路電視系統(tǒng)及其他相應布線系統(tǒng)。這些電子儀器設備以及布線系統(tǒng)所處的部分，耐壓等級都比較低，防電磁干擾要求較高，承受雷擊能力較低。不管是反擊、直擊還是串擊都會對電子設備造成不同程度的嚴重干擾或損壞。因此，智能化建筑的全部

14、功能接地必須建立在防雷接地系統(tǒng)的基礎上，并建立一個完整、嚴密的防雷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。多數(shù)智能化樓宇均屬于一級負荷，所以應按照一級防雷建筑樓房的保護措施進行設計，接閃儀器選用針帶組合模式的接閃器，避雷帶選用4×25（mm）鍍鋅扁狀鋼質(zhì)在樓頂組合成小于10×10米的網(wǎng)格形狀。該網(wǎng)格結(jié)構(gòu)域樓面金屬構(gòu)件進行電氣連接，并與建筑柱頭鋼筋也進行電氣連接，引出下線并利用柱頭中鋼筋、樓層鋼筋以及圈梁鋼筋與防雷系統(tǒng)作連接，外部墻面上所有金屬構(gòu)件

15、也需要與防雷系統(tǒng)進行連接，柱頭鋼筋還應與接地體相互連接，組合成具有多層屏蔽保護的籠狀防雷體系。這樣不僅能防止雷擊對樓房設備造成損壞，還能有效防止外來電磁波干擾。 </p><p>　　三、智能建筑電氣自動化系統(tǒng)的技術 </p><p>　　（一）建筑設備自動化系統(tǒng)的電源要求 </p><p>　　中央控制室應由變配電所引出專用回路供電，中央控制室內(nèi)設專用配電盤。負荷

16、等級不低于所處建筑中最高負荷等級；通常要求系統(tǒng)的供電電源的電壓不大于±10％，頻率變化不大于±1Hz，波形失真率不大于 20％；中央管理計算機應配置UPS不間斷供電設備，其容量應包括建筑設備自動化系統(tǒng)內(nèi)用電設備總和并考慮預計的擴展容量，供電時間不低于30分鐘。現(xiàn)場控制器的電源應滿足下述要求： </p><p>　　1、Ⅰ類系統(tǒng)（650 點～4999 點），當中央控制室設有UPS不間斷供電設備時

17、，現(xiàn)場的電源由UPS不間斷電源以放射式或樹干式集中供給。 </p><p>　　2、Ⅱ類系統(tǒng)（1 點～649 點），現(xiàn)場控制器的電源可由就地鄰近動力盤專路供給。 </p><p>　　3、含有 CPU 的現(xiàn)場控制器，必須設置備用電池組，并能支持現(xiàn)場控制器運行不少于72小時，保證停電時不間斷供電。 </p><p>　　（二）現(xiàn)場控制器設置原則 </p>

18、<p>　　1、現(xiàn)場控制器的設置應主要考慮系統(tǒng)管理方式、安裝調(diào)試維護方便和經(jīng)濟性。一般按機電系統(tǒng)平面布置進行劃分。 </p><p>　　2、現(xiàn)場控制器要遠離有輸水管道，以免管道、閥門跑水，殃及控制盤。在潮濕、蒸汽場所，應采取防潮、防結(jié)露等措施。 </p><p>　　3、現(xiàn)場控制器要離電機、大電流母線、電纜 1.5m 以上，以避免電磁干擾。在無法滿足要求時，應采取可靠屏蔽和接

19、地措施。 </p><p>　　4、現(xiàn)場控制器位置選擇宜相對集中，一般設在機房或弱電小間內(nèi)，以達到末端元件距離較短為原則（一般不超過50m）。 </p><p>　　5、現(xiàn)場控制器一般可選用壁掛式結(jié)構(gòu)，在設備集中的機房控制模塊較多時，可選落地柜式結(jié)構(gòu)，柜前操作凈距不小于 1.5m。 </p><p>　　6、每臺現(xiàn)場控制器輸入輸出接口數(shù)量與種類應與所控制的設備要求相

20、適應，并留有 10％～20％的余量。 </p><p>　　（三）建筑設備自動化系統(tǒng)的布線方式 </p><p>　　建筑設備自動化系統(tǒng)線路包括：電源線、網(wǎng)絡通訊線和信號線。 </p><p>　　1、電源線一般 BV－（500V）2.5mm2銅芯聚氯乙烯絕緣線。 </p><p>　　2、網(wǎng)絡通訊線需由采用何種計算機局域網(wǎng)及建筑設備自動化系

21、統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸率、未來可兼容性和硬件成本等多方面綜合考慮確定。一般有同軸電纜（不同廠商的產(chǎn)品不盡相同）；有的系統(tǒng)采用屏蔽雙絞線或非屏蔽雙絞線（分 3、4、5 三個級別）；在強干擾環(huán)境中和遠距離傳輸時，宜選用光纜。 </p><p>　　3、信號線一般采用線芯截面 1.0mm2或1.5mm2的普通銅芯導線或控制電纜，對信號線是否需要采用軟線及屏蔽線應根據(jù)具體控制系統(tǒng)與控制要求確定。 </p><p

22、>　　建筑設備自動化系統(tǒng)線路均采用金屬管或金屬線槽保護，網(wǎng)絡通訊線和信號線不得與電源線共管敷設，當其必須作無屏蔽平等敷設時，間距不小于0.3m，如敷于同一金屬線槽，需設金屬分隔。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]曹云峰，王耀才，孟凡芹，等.基于現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的互聯(lián)[J].煤礦機械，2012.9. </