電氣工程在智能建筑中的應(yīng)用分析

■張 曉，劉 娟 ■河南工程咨詢監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450016

1 智能建筑電氣工程的幾項(xiàng)基本功能

建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的基本功能主要包括以下幾個(gè)方面:實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)各機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)控制，根據(jù)環(huán)境因素、外界條件、負(fù)載變化情況作出對(duì)電氣設(shè)備的的調(diào)節(jié)，使其始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)之中。自動(dòng)監(jiān)視并控制各種機(jī)電設(shè)備的起、停，顯示和打印當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài);監(jiān)測(cè)并及時(shí)處理各種突發(fā)事件和意外。實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，自動(dòng)診斷故障、發(fā)出警報(bào)，設(shè)備的故障信息與運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以延長(zhǎng)建筑設(shè)備的使用壽命，減少維修費(fèi)用支出，提高建筑整體的安全性，控制各種安全隱患。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理與測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的信息數(shù)據(jù)共享，并對(duì)水、電、氣等計(jì)量和收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源自動(dòng)化管理。

2 建筑工程中的電氣工程范圍

2.1 中央控制室

中央控制室是指由變配電所直接引出的回路供電，在其內(nèi)部必須設(shè)有專用的配電盤，而且其負(fù)荷等級(jí)是建筑中的最高級(jí)別，在常規(guī)情況下供電電源的電壓要控制在±10%以內(nèi)，頻率±1Hz以內(nèi)，波形失真率應(yīng)當(dāng)控制在20%以下。中央管理計(jì)算機(jī)要設(shè)置UPS不間斷供電設(shè)備，其容量主要涉及到建筑設(shè)備自動(dòng)化內(nèi)的用電設(shè)備總和，需要時(shí)可以擴(kuò)大容量，必須保持半小時(shí)以上的供電時(shí)間。中央控制室還要盡可能的靠近需控制的負(fù)荷中心，與水泵房、電梯機(jī)房、變電所要保持在20m以上的距離。室內(nèi)控制的操作臺(tái)在布置過程中在屏后要留有2m以上的檢修距離，并且要對(duì)陽光直射做好防護(hù)措施。中央控制室需要設(shè)置防靜電架空活動(dòng)地板，其高度要保持在25mm以上。

2.2 電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及多發(fā)故障進(jìn)行監(jiān)控。在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)中斷工作，從而避免擴(kuò)大故障的影響范圍。電氣監(jiān)控系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分基本一致，主要包括測(cè)控參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等。測(cè)量主要是通過保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行以及把獲取到的參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行處理后從不同角度顯示出來，然后對(duì)檢測(cè)參數(shù)及整定值實(shí)施對(duì)比分析，這樣就能得到實(shí)時(shí)掌握保護(hù)設(shè)備運(yùn)行情況的作用。在電氣系統(tǒng)或被保護(hù)設(shè)備被邏輯判斷出故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)需要立即把輸出保護(hù)信號(hào)傳達(dá)給執(zhí)行元件，以起到使保護(hù)裝置動(dòng)作的作用，執(zhí)行部分把邏輯信號(hào)放大后參照相關(guān)的指令信號(hào)來控制任務(wù)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控參數(shù)主要涉及到電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數(shù)據(jù)信號(hào)、測(cè)量方式、儀表形式則要根據(jù)控制對(duì)象進(jìn)行確定，其執(zhí)行部分主要是接觸器、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器作為主要結(jié)構(gòu)。由于電氣監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)物理量參數(shù)監(jiān)控廣，自動(dòng)化程度高，人工操作較少，所以還必須對(duì)系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的保護(hù)裝置。

2.3 電氣接地

在現(xiàn)如今的建筑供配電設(shè)計(jì)上，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)重要的地位，它與供電系統(tǒng)的安全性和可靠性有著密切關(guān)系。尤其是近年來大量的高層建筑的出現(xiàn)都對(duì)接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。電氣接地的主要方式分為以下兩種:TN—S系統(tǒng)。TN—S是一個(gè)三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于建筑內(nèi)的獨(dú)立變配電所。其特點(diǎn)是，保護(hù)接地線PE與中性線N在變壓器中性點(diǎn)共同接地，除此之外，兩線不存在任何的電氣連接。這樣的系統(tǒng)已經(jīng)具備了安全、可靠的基準(zhǔn)電位，在計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備沒有特殊要求的時(shí)候，基本上我們都會(huì)采用這種接地系統(tǒng)。在高層建筑里，單相的設(shè)備較多，其負(fù)荷也相對(duì)較大，三相所接引的負(fù)荷一般都是不平衡的，所以在中性線N中都有不平衡電流。TN—C—S系統(tǒng)。TN—C—S系統(tǒng)是由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成，一部分是TN—C系統(tǒng)，另一部分是TN—S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)上。該系統(tǒng)一般用于建筑的供電由區(qū)域變電所引來的場(chǎng)所，進(jìn)戶之前用TN—C系統(tǒng)，進(jìn)戶處做重復(fù)接地，進(jìn)戶后變成TN—S系統(tǒng)。

2.4 電氣保護(hù)

交流工作接地，工作接地指的是變壓器中性點(diǎn)(N線)或中性線接地，其中N線必須使用銅芯絕緣線;其主要的作用是保持三相電壓平衡，可以防止零序電壓偏移。安全保護(hù)接地，是指將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間做好金屬連接;在建筑內(nèi)很多設(shè)備都要求使用安全保護(hù)接地，安裝保護(hù)接地裝置并降低它的接地電阻，既能保障建筑電氣系統(tǒng)的安全，還能更好的保障其他設(shè)備及人身的安全。屏蔽接地和防靜電接地，在現(xiàn)代建筑中，屏蔽接地是防電磁干擾的最佳保護(hù)措施。防靜電接地是指將可能產(chǎn)生靜電的物體(非絕緣體)或帶有靜電的物體通過導(dǎo)體與大地構(gòu)成電氣回路;在干燥潔凈的房間內(nèi)，人的走步、移動(dòng)設(shè)備，各自的摩擦都會(huì)產(chǎn)生大量的靜電，所以防靜電干擾也是必不可少的。直流接地，在建筑內(nèi)，有大量的通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)和帶有電腦的樓宇自動(dòng)化設(shè)備，這些電子設(shè)備在運(yùn)行的過程中，是通過微電流或微電位快速進(jìn)行的，并且設(shè)備通常利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作;在確保其穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高的前提下，除了必備穩(wěn)定的供電電源外，還必須配備穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位;我們可以用截面較大的絕緣銅芯線作引線，一端與基準(zhǔn)電位連接，另一端與電子設(shè)備直流接地;值得注意的是該引線不能與PE線連接，嚴(yán)禁與N線連接，這才能保證有一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位。防雷接地，建筑內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，以及他們相應(yīng)的布線系統(tǒng)，這些布線系統(tǒng)和電子設(shè)備大都屬于防干擾要求高，耐壓等級(jí)低，都是最怕受到雷擊的部分。因此建筑的所有功能接地，都必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴(yán)密完整的防雷機(jī)構(gòu)，有效地防止雷擊損壞高層建筑內(nèi)的設(shè)備。

3 確保智能建筑電氣工程的安全性

建筑物特別是智能化建筑物中的電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，隨著建筑裝修層次的不斷提升，出現(xiàn)了不少隱蔽工程，這些隱蔽部位都可能設(shè)有電氣設(shè)備，使得建筑的電氣系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的危險(xiǎn)因素。而自動(dòng)電氣控制技術(shù)具備的遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4 結(jié)語

在建筑物特別是智能化建筑中的電氣工程是一項(xiàng)高科技的系統(tǒng)性工程。涉及到全方位的領(lǐng)域的知識(shí)與技術(shù)。要科學(xué)、合理地應(yīng)用電氣工程，在掌握電氣技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)同時(shí)，還要達(dá)到節(jié)源、保障安全運(yùn)行的目的。使得電氣工程在建筑控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用

［1］李友勝.智能建筑中變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的控制與研究［D］;蘭州理工大學(xué);2011年.

［2］潘堅(jiān).金融大廈設(shè)計(jì)分析(供電及照明部分)［D］;長(zhǎng)安大學(xué);2011年.

［3］劉智.會(huì)展中心建筑智能化系統(tǒng)研究與應(yīng)用［D］;蘇州大學(xué);2011年.