淺析樓宇智能化配電系統的電氣技術應用

何云強

浙江越秀外國語學院現代教育技術中心，浙江 紹興 312000

淺析樓宇智能化配電系統的電氣技術應用

何云強

浙江越秀外國語學院現代教育技術中心，浙江 紹興 312000

樓宇智能建筑是計算機、通信、自動控制、傳感、多媒體等一系列先進技術發展的結晶，其綜合性強，涉及的專業領域更廣。本文分析了智能建筑存在的問題，并介紹電氣技術在樓宇職能建筑中的設計和應用。

職能；電氣；建筑

引言

隨著進步的日新月異，信息資訊已大量充斥到各個領域，智能建筑的數量不斷增多，其智能化水平也日益提高，成為今后建筑業發展的一種新趨勢。智能建筑技術的發展非常迅速，它是通訊技術、計算機技術、自動控制技術、傳感技術及多媒體技術等一系列最先進技術飛速發展的結晶。建筑物使用功能現代化的需求和相關技術的不斷更新和進步，共同促進智能建筑弱電系統技術的快速發展。智能建筑弱電系統中的電子和微電設備較多，這些弱電系統的設備耐受電壓較低，如電子設備耐受電壓為 5V，微電子設備耐受電壓只有1.5V，這些設備過電壓、過電流的能力差。信息系統設備（包括纜線）在遭受雷害和電磁干擾（如地電位升高、磁耦合、電耦合和電磁耦合等）時，必然會使信息系統中的設備、網絡和布線將遭受感應過電壓和電磁干擾的危害；各種高頻、超高頻的通信設施不斷涌現，相互間的電磁輻射和電磁干擾日益嚴重，大量的運行和實踐證明，電磁干擾和諧波對智能化設備和布線系統危害的案例和教訓也應引起我們足夠的重視，不可掉以輕心。智能建筑需要不同行業的專家共同參與，除了業主之外，設計師、自動化技術、信息技術、通信技術、人造智能技術及電氣技術眾多專家一起密切合作才能得以實現。

1 網絡與布線

智能建筑的實質是諸多智能設備的網絡化，它包括智能建筑弱電系統的集成（BMS 或 IBMS）。但由于火災自動報警系統及消防聯動（FAS）是采用集散型控制方式，所以 FAS 系統我國還是獨立的控制系統，只是留有通信接口待今后與 BAS 系統集成，而美國的 FAS 系統是分散型控制方式可與 BAS 系統集成。 綜合布線系統作為全新概念的布線系統，其優越性是傳統的布線系統無法比擬的。主要體現在綜合布線系統的開放性——向所有的通信協議開放，靈活性——設備的開通更改只需增加設備和跳線管理，可靠性——器件通過 ISO等組織認證，星形拓樸結構等一條線路故障不其它線路正常運行；先進性——采用最新通信標準的 5 類、超 5 類、6 類雙絞線或光纖，實時傳輸多路多媒體信號；適用性——將分散線纜綜合到統一標準布線系統中。從網絡架構上來分，網絡可劃分為局域網（LAN），控制網（In-frenet），廣域網（WAN）和城市網（MAN）。世界公認的網絡協議標準——TCP/IP 協議，使得局域網和廣域網實現了無縫連接。城市網是在局域網的基礎上發展起來的一種新型的數據網，介于廣域網與局域之間把多個局域網互相連起來，構成覆蓋范圍更大，支持高速傳輸和綜合業務，成為適合城市范圍使用的計算機網絡。

2 智能建筑存在的問題

上世紀 90 年代，我國開始引進智能建筑的理念，陸續建成了一些“帶有智能化系統”的建筑，“智能化”也成為眾多建設者和開發商的時髦用語，盡管與之相應的理論和技術都不成熟，全國各地的“智能建筑”如雨后春筍般矗立在城市的最顯眼處，然而至今為止，真正能稱為“智能建筑”的猶如鳳毛麟角，事實上 60%的智能建筑是癱瘓的。就其存在的問題談一下個人的觀點：首先，規劃階段對“智能建筑”的理解深度不夠，大多數建筑樓宇、消防、保安自控等系統相互獨立，自成體系分散布線，互聯性差，沒有實現真正意義上的計算機網絡管理，使資源、設備重復設置，造成極大浪費。隨著社會、技術、經濟發展及用戶日益增長的需求，建筑物智能程度也應不斷地提高，如不具有適應情況變化的能力就算不上智能建筑。其次，設計階段建筑總體設計與智能化系統設計脫節，設計院因為機制和人力的問題，往往把智能化系統設計甩給工程商，而由于建設程序的原因，工程商的介入時間遠落后于合理設計時間，設計質量無法得到可靠保證。最后，施工階段工程管理的不到位，由于智能化系統涉及的技術。復雜多樣且日新月異，施工總包和監理很難管好智能化工程，特別在系統功能和系統調試方面的管理幾乎是空白。

3 電氣技術在智能建筑中的應用

智能建筑是在建筑平臺上實現的，脫離了建筑這個平臺，那么智能建筑也就無法實施。智能建筑中弱電系統的設備、纜線安全必須依靠電氣技術如：電源技術、防雷與接地技術、防諧波技術、抗干擾技術、屏蔽技術、防靜電技術、布線技術、等電位技術等眾多的電氣技術來支持方可奏效。下面從列舉的幾個案例中就能驗證了電氣技術在智能建筑中的重要作用。

案例 1：數字視頻監控報警系統多采用計算多媒體技術，CCD 攝像機作為報警探頭。探頭將獲取的視頻信號經光電轉換傳輸到主機，主機里的高速圖像處理器對視頻信號進行數字化處理，將視頻信號形成的圖像與背景圖像進行分析比較，若發現有差異就報警，這種全屏報警系統最大的特點是不易漏報。但該系統的光發射機的光端數據接口Rs422，室外攝像機防護罩配置的溫度繼電器、冷卻風扇、電加熱器、雨刷器經常會被燒毀，更新和維護量大，工作極不正常。主要是由于電力負荷的頻繁開關和負荷頻繁變化引起的。另外電磁鐵的直流電源是由三相可控整流取得的，故電源線路內含有大量3、5、7、9 等奇次諧波，遠超過諧波電壓限制和諧波電流允許值，諧波嚴重危害配電線路及設備安全。因此智能化系統多采用凈化電源，有效地抑制瞬流、諧波的產生。低電配電線路還應具有雷電過電壓、電磁兼容（EMC）、電磁脈沖（LEMP）的保護功能，最大程度地改善和提高電源質量，以確保整個智能化系統的安全。

案例 2：電子計算機中心的接地裝置不但要滿足人身的安全，還應滿足電子計算機正常運行和網絡系統設備的安全。辦公自動化系統包括：計算機、數字化設備等，除產品系列的不同外，高層、超高層建筑由于場地、位置、施工和投資等條件的限制，因此電子計算機在“接地”問題上有著不同的見解，國外經濟發達的國家也有不同的觀點。電子計算機“接地”系統是比較復雜的，如處理不好將造成電子計算機不能正常工作。工作在弱信號條件下數字設備接地線的脈沖干擾不容忽視。目前計算機工作頻率多在100MHZ、200MHZ今后甚至 1000MHZ及1GHZ、10GHZ。這時分布電感，分布電容會引起電流通路的阻抗發生很大的變化，當這些參數對諧波產生共振時又會產生超出常態阻抗和能量，將會直接危及計算機網絡系統的安全。有關電子計算機的接地有以下幾種方式：交流工作接地、安全保護接地、工作接地、防雷接地等四種接地方式，在智能建筑中宜采用聯合接地（共用接地）。經過大量高層、超高層建筑接地方式的調研，聯合接地完全可利用其結構鋼筋和基礎鋼筋做接地裝置。接地電阻一般值不會超過 0.4歐，很適宜作為電子計算機的接地裝置。因為在同一建筑物內，采用同一個聯合接地系統（共用接地系統），以避免不同接地系統間的電位差引發電氣事故和干擾。做了建筑物總等電位聯結包括局部等電位聯結、局部信息系統的網形和星形等電位聯結結構、利用鋼筋混凝土鋼筋做接地裝置（含鋼筋混凝土基礎接地體），其聯合接地（共用接地）接地電 R≤0.4歐，遠低于《智能建筑設計標準》GB/T50-2000的接地電阻R≤1 歐的阻值要求。更遠遠小于電子計算機直流接地阻4歐的要求，既不花費投資又不費工，還保證電子計算機的正常工作，何樂而不為呢？目前計算機信息系統和網絡系統的應用已遍及各行業各部門乃至家庭。目前防雷技術已提出“建筑物綜合防雷系統”的概念，新國標《建筑物電子信息系統防雷規范》已批準實施。建筑防雷工程必須綜合考慮，將外部防雷措施和內部防雷措施（接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽作用、合理布線加裝過電壓保護等多項重要因素），作為整體來統一考慮防雷措施。

總之，智能建筑是利用系統集成方法將智能型電腦技術、通信技術、信息技術與建筑技術有機地結合起來，智能建筑是人、信息和工作環境的智慧結合，是建立在建筑設計、行為科學、信息科學、環境科學、社會工程學、系統工程學、人類工程學等各類理論學科之上的交叉應用。智能建筑己成為未來時代建筑的標志，中國的智能建筑將面向新的世紀，面對信息時代，做好一切準備迎接更大的發展。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.074

何云強（1968— ），男，浙江紹興人，浙江越秀外國語學院高級工程師、高級經濟師，工程碩士，主要研究方向為網絡電儀與建筑智能。