談建筑工程中電氣自動化應(yīng)用

郭建昆

摘 要：電氣自動化技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用在我國目前仍是一個較新的技術(shù)領(lǐng)域，伴隨著我國更多智能建筑的涌現(xiàn)，這將使得更多更加先進的自動化技術(shù)流入這一領(lǐng)域當(dāng)中，從而可以使這項技術(shù)更加成熟和完善。隨著人們對建筑物功能要求的提高，消防、安保、空調(diào)以及照明等系統(tǒng)的自動控制水平已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代建筑品質(zhì)的重要標(biāo)志，作為現(xiàn)代建設(shè)核心技術(shù)的電氣自動化技術(shù)也面臨著新的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；建筑；應(yīng)用

1 前言

隨著用戶對信息溝通便捷性、生活環(huán)境舒適度及服務(wù)設(shè)施完善性的重視，電氣設(shè)備與建筑設(shè)備的復(fù)雜性不斷提高，此外建筑物高度的上升也對消防、供電、給排水等大量電氣系統(tǒng)的運行和管理提出了更高要求，傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的局限性越發(fā)明顯，基于此，以電氣自動化為技術(shù)支撐的智能建筑設(shè)計布局得到飛躍發(fā)展，成為樓宇自控系統(tǒng)不可或缺的基本環(huán)節(jié)。現(xiàn)就電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用進行粗淺探討。

2 電氣自動化控制的應(yīng)用特點與技術(shù)優(yōu)勢

電氣自動化應(yīng)用于現(xiàn)代建筑的背景2O世60年代以來，建筑用戶對建筑物功能的多樣化與個性化需求使傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的缺陷逐漸暴露出來。一方面，人們越來越重視生活環(huán)境的舒適度、信息溝通的便捷性、服務(wù)設(shè)施的完善性等問題，導(dǎo)致建筑設(shè)備與電氣設(shè)備的復(fù)雜性不斷提高；另一方面，建筑物高度的不斷上升也對供電、消防、給排水等大量電氣系統(tǒng)的運行和管理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，傳統(tǒng)電氣技術(shù)嚴(yán)重制約了現(xiàn)代建筑功能的拓展。在這一背景下，以電氣自動化為技術(shù)支撐的智能建筑設(shè)計布局得到了飛躍式的發(fā)展和應(yīng)用。

（1）實現(xiàn)了設(shè)備與系統(tǒng)全工作流程內(nèi)的高效監(jiān)控。現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣，傳統(tǒng)運行方式常留下管理盲區(qū)，導(dǎo)致故障的發(fā)生。而現(xiàn)代自動化技術(shù)通過“采集—處理—反饋”模塊，對系統(tǒng)進行實時的數(shù)字化監(jiān)控，能及時將控制中心的指令傳達(dá)到系統(tǒng)，并將反饋信息同時傳遞到控制中心，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的高效控制。

（2）聯(lián)動性的提高。電氣自動化技術(shù)將建筑中照明、配電、消防、空調(diào)等系統(tǒng)連接為一體，提高了其聯(lián)動效果，解決了電梯系統(tǒng)依照各層用戶流量實現(xiàn)其速度的自動調(diào)節(jié)，以及緊急情況下系統(tǒng)的自動識別、判斷，及時實現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案，實現(xiàn)子系統(tǒng)間的配置與互動。

（3）安全性強。因電氣系統(tǒng)固有的危險性，操作失誤、設(shè)備故障等都可能造成系統(tǒng)產(chǎn)生安全風(fēng)險，而自動化控制有利于系統(tǒng)對異常情況做出及時反應(yīng)，并可通過遙控模式降低故障對維修管理人員產(chǎn)生直接傷害的風(fēng)險。

3 電氣自動化控制在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

3.1 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，在其內(nèi)部須設(shè)有專用的配電盤，且負(fù)荷等級須高于高層建筑中的最高級別，常規(guī)情況下，系統(tǒng)供電電源的電壓需控制在±10%，頻率變化小于±1Hz，波形失真率應(yīng)控制在 20%以下。中央管理計算機要設(shè)置UPS 不間斷供電設(shè)備，容量主要涉及建筑設(shè)備自動化內(nèi)的用電設(shè)備總和，需要時可擴大容量。此外，中央控制室應(yīng)盡可能靠近控制負(fù)荷中心，離電梯機房、水泵房、變電所 20m以上。

3.2 電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)及多發(fā)故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障及時切斷工作，避免擴大故障的影響范圍。電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要包括測量參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等。測量主要是通過保護設(shè)備的正常運行及把獲取的參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)對處理好測量參數(shù)后從不同角度顯示出來，再對比分析檢測參數(shù)及整定值，如此就能得到實時掌握保護設(shè)備運行情況的作用。在電氣系統(tǒng)或被保護設(shè)備被邏輯判斷出現(xiàn)故障時，監(jiān)控系統(tǒng)需立即給執(zhí)行元件傳達(dá)輸出保護信號，以保護裝置動作，執(zhí)行部分把邏輯信號放大后參照相關(guān)的指令信號來控制任務(wù)。電氣自動化系統(tǒng)的監(jiān)控參數(shù)主要涉及電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數(shù)據(jù)信號、測量方式、儀表形式、控制對象缺少專業(yè)水準(zhǔn)，尤其是執(zhí)行部分主要是以接觸器、電磁機構(gòu)、繼電器作為主要結(jié)構(gòu)。

3.3 電氣接地系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑電氣接地方式主要有 TN—S及 TN—C—S 兩種：

TN—S 電氣接地系統(tǒng)是三相五線制，即三根火線和一根中性線、一根接地保護線。該系統(tǒng)特點如下：中性線與保護接地線共同在所屬變壓器中性點實現(xiàn)接地，此外二者無電氣連接；中性線帶電，保護接地線不帶電；中性線與保護接地線均重復(fù)接地；TN—S 電氣接地系統(tǒng)具備安全的基準(zhǔn)電位，安全可靠。

TN—C—S電氣接地系統(tǒng)由 TN—C 系統(tǒng)及 TN—S 系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其中 TN—C 系統(tǒng)用于進戶之前，TN—S 系統(tǒng)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。因使用TN—C—S 系統(tǒng)能降低設(shè)備對地電壓，卻不能徹底消除，對地電壓大小受負(fù)載平衡等因素影響，因此需在進戶處布置重復(fù)接地，并控制負(fù)載平衡情況。組合使用 TN—C 和TN—S 系統(tǒng)不僅能提高設(shè)備及人員的安全性，且節(jié)省成本，兼顧安全性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟性。但若三相負(fù)載不平衡，樓宇內(nèi)有電力變壓器時應(yīng)選擇 TN—S 系統(tǒng)。

3.4 電氣保護

現(xiàn)代建筑中的電氣保護主要包括如下內(nèi)容：

（1）直流工作與交流工作。直流電工作接地主要考慮到智能建筑內(nèi)有眾多計算機及多媒體等大型設(shè)備，其要求電流穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，以滿足大量信息的傳輸、能量轉(zhuǎn)化等要求。常采用較大截面的絕緣銅線做引線，將電子設(shè)備直流電接地，并與基準(zhǔn)點相連接。變流電工作接地主要是將變壓器中性點或者中性線接地，其中中性線需采用銅芯絕緣線 ，并保證其不外露、不能與其他接地系統(tǒng)混接。

（2）屏蔽接地與防靜電接地。現(xiàn)代建筑中屏蔽接地是防電磁干擾的最佳保護措施。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)靜電體與大地構(gòu)成電氣網(wǎng)路。在干燥潔凈的房間內(nèi)，人的走步、移動設(shè)備，各自的摩擦都會產(chǎn)生大的靜電，故防靜電干擾也不可少。

（3）防雷保護接地。即對建筑中的電子設(shè)備、線路等做防雷保護接地，并以此為基礎(chǔ)建立嚴(yán)密的防雷結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代建筑應(yīng)按照一級負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計防雷保護措施，使用25mm×4mm鍍錫扁鋼構(gòu)成的10m×10m網(wǎng)格作避雷帶及針帶組合接閃器，使圈梁鋼筋、外墻金屬構(gòu)件等設(shè)施與防雷系統(tǒng)連接，組成多層屏蔽防雷體系，以避免雷擊事故和外部的電磁干擾。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李孔華.建筑電氣自動化設(shè)計及發(fā)展趨勢的探討[J].城市建設(shè)，2009（35）.

[2] 朱甫泉.論電氣技術(shù)與智能建筑[J].建筑電氣，2007（4）.