建筑電氣設備自動化設計要點分析

馮航堯

摘 要：目前，隨著建筑能源消耗的問題越來越嚴重，在建筑工程中推行電氣自動化可以有效實現建筑節能的要求，同時還能保證建筑的舒適性與安全性。

關鍵詞：建筑；自動化；節能

引言

電氣自動化技術的應用，大大提高了建筑的安全性能和穩定性能，在滿足了現代人們對建筑舒適度的要求的同時，達到了現代社會對建筑節能的要求。因此，在當前倡導節能環保、實現可持續發展的大背景下，在建筑工程中推行電氣設備自動化是當前建筑設計的主要方向。

一、建筑電氣設備自動化設計影響因素

1、使用性能的影響。電氣自動化設計首先要確保照明系統、空調系統、運輸通道系統等電力的供應順暢、穩定；然后在此基礎上提高各系統的使用性能，如系統的自動化程度，系統的便捷性、系統的安全性能。便捷、安全的電氣系統不僅提高了建筑的使用性能，而且提高了住戶的生活質量。

2、成本控制的影響。建筑電氣自動化設計的同時必須考慮成本因素，在合理的成本內設計出優質、高效的設計方案。這才能符合投資方的需求，在一定程度上符合人們的生活需求。

3、節能減排的影響。電氣自動化設計過程當中要始終貫穿節能環保的理念，這才符合新時代的主題。在提高建筑物使用功能的前提下，還得充分考慮建筑物的節能減排。建筑物的耗電量大，節能的空間很大。如，通過電氣自動化系統控制空調的開啟，關閉；通過電氣自動化系統控制照明用電量。

二、建筑電氣自動化設計要點

1、中央控制室

中央控制室是指由變配電直接引出的回路供電，是電氣自動化控制的主體部分。在電氣自動化設計時，從中央控制室出發，然后向各個子控制系統輻射。所以在設計中央控制室時，要對各參數進行嚴格的控制，并優先滿足。以下是設計的要點：

（1）中央控制室的位置要靠近控制負荷中心，便于操作和檢修；

（2）中央控制室必須配置專用的配電盤，且負荷等級采用最高級別；

（3）參數控制：控制供電電源電壓波動在±10%以內，頻率變化在±1Hz以內，波形失真率在20%內；

（4）中央管理計算機要設置儲電設備，保證計算機不斷電。

2、電氣監控系統

電氣監控系統的作用是對電氣設備的運行狀態和故障進行實時監測與控制。一旦電氣設備發生故障，監控系統就發揮作用，切斷設備的電力供應，從而控制了故障的擴大范圍，及時挽救了事故的發生。電氣監控系統主要通過相關參數的測量，參數的邏輯分析，執行程序來達到監控的作用。其工作的流程是：首先對電氣設備的運行參數進行測量，然后獲取測量參數并反饋給監控系統，接下來監控系統對測量參數進行邏輯分析，把分析的結果輸入執行部分并做出相應的操作。電氣監控系統的設計最主要的是如何獲得動態參數，如何對動態參數進行邏輯分析和判斷，這兩個方面始終是設計的難點；雖然現在模糊控制和神經網絡控制等方法，但要做到很準的準確度是相當困難的。

3、節能系統

建筑的節能設計主要集中在空調節能和照明節能。

（1）空調系統的節能技術。空調系統是建筑中耗電量最大的系統，因此對空調系統的節能控制是建筑節能的關鍵。空調節能技術.主要集中在水源熱泵、地源熱泵技術、變風量控制技術和焙值控制技術等方面。水源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源，進行轉換的空調技術。地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統。兩者都具有高效節能環保，屬于再生資源，節水省地，運行穩定可靠，維護簡單等優點。變風量控制技術通過調節送風量的大小來實現被控參數的控制，來實現空調的節能措施。燴值控制技術是為了解決空氣流通的問題，使室外的新鮮空氣和室內的空氣能夠完成交換。

（2）照明系統的節能技術。照明系統的用電量僅次于空調系統，其控制方式分為定時控制和智能控制，一般情況下，建筑采用總體智能系統的控制手段。總體智能控制系統分為三個部分，系統單元、輸出單元、輸入單元并與計算機相連，然后通過智能繼電器控制多路獨立光源，最后通過系統的反饋信息，實現系統對于照明系統節能的智能控制和統一管理。

對于電子鎮流器、電子變壓器以及節能鎮流器等光源，應選擇能耗低、性能良好的用電附件；熒光燈具備無功補償功能，可以在展覽館或者公共建筑等實現內部照明需求；而緊湊型熒光燈應考慮采取電子鎮流器作為附件，氣體放電燈則考慮采取電子觸發器作為附件。另外，控制燈具的方式也要做出改變，開關應盡量具備節能效果，可更好地實現節能作用；通過靈活、可靠的控制方法，實現節能設計目標。

4、電氣接地

電氣接地對供電系統的安全性和可靠性起著非常重要的作用，所以電氣接地的設計·在電氣自動化設計上就尤為重要。針對安全性和可靠性，現階段電氣接地方式有兩種：

（1）TN-S系統：一個三相四線加PE線的接地系統，分別是三根火線和一根中性線、一根接地保護線。其優點在于提高了電氣設備的安全性、可靠性，大部分情況均采用此系統；

（2）TN-C-S系統：分為TN-C系統和TN-S系統，其中TN-C系統用于進戶之前，TN-S系統用于進戶之后，二者分界面處于中性線與保護接地線相連處。組合使用TN-C和TN-S系統不僅提高了設備和人員的安全性，還節省了建設成本，兼顧安全性、穩定性和經濟性。但如果三相負載不平衡，建筑內有電力變壓器時應選擇TN-S系統。

5、消防應急照明系統

消防應急照明作為建筑物照明電氣自動化設計的重要組成部分，它涉及到這個建筑物在出現意外的火災事故后樓宇人員疏散、逃生。所以在消防應急照明系統設計時，設計人員要有高度的責任感和使命感。

（1）消防應急照明電源選擇

應急照明供電方式的選擇時，要充分考慮如下因素：照明的種類、轉換時間、持續工作時間以及電源的特性，根據以上因素然后結合工程的實際情況，保證應急照明系統的安全可靠，經濟合理。

（2）消防應急照明系統的控制形式

其控制一般分為三種形式：

1）照明系統處于常閉狀態，當遇到火災時由消防控制中心輸出信號使照明等點亮。這種控制方式適用的場所很多，有點在于控制及配線簡單，節約成本；其缺點是線路及燈具出現故障時很難發現，且需經常檢查維護。

2）照明系統處于常亮狀態，其優點在于控制及配線比較簡單，但缺點是浪費電力。

3）平時可控，采用交流接觸器或雙控開關，火災時由消防控制中心輸出信號強行切換點亮；其優點是節約能源，節約成本，但缺點是控制及配線復雜，故障多且不易排查。

三、結語

建筑的電氣自動化設計，不僅要對整個樓宇的供電系統、控制系統、監控系統進行優化，還要對樓宇的環保節能、消防應急系統進行優化。這樣的建筑電氣系統運行可靠穩定，節能降耗，安全系數高，這樣給業主帶來了實惠，又緩解了社會能源供應緊張的壓力。

參考文獻

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[3]付裕.高層民用建筑火災應急照明設計[D]。林業科技情報，2015（43）

（作者單位：浙江大華系統工程有限公司）