高層建筑電氣自動(dòng)化的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

厲海軍

身份證號(hào)：1303211984****7839

一、引言

自20世紀(jì)60年代至今，建筑用戶對(duì)于建筑物的功能多樣化和個(gè)性化的需求越來越大，使得傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的很多缺陷都逐漸地暴露出來。在一方面，人們開始越來越重視他們生活居住環(huán)境的整體舒適度、訊息溝通的便捷性以及服務(wù)性設(shè)施是否完善等等的問題，導(dǎo)致了建筑設(shè)備和電氣設(shè)備的復(fù)雜程度不斷提升；而另一方面，隨著建筑物的高度不斷地上升，也對(duì)供電、給排水和消防等等大量的電氣系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行及管理提出了更加高的標(biāo)準(zhǔn)與要求，傳統(tǒng)的電氣技術(shù)嚴(yán)重地制約了現(xiàn)代高層建筑各種功能的拓展。在這樣的背景之下，以電氣的自動(dòng)化為主要技術(shù)支撐的高層建筑的設(shè)計(jì)布局正見證著飛躍式的發(fā)展與應(yīng)用。

二、電氣自動(dòng)化在高層建筑中的應(yīng)用

高層建筑中的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，其工作原理主要可以分為以下的三個(gè)步驟：（1）進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。也就是對(duì)所有來自于測(cè)量變送裝置的各個(gè)被控量的瞬時(shí)值逐項(xiàng)地進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)與輸入。（2）實(shí)時(shí)的控制性決策。對(duì)于采集得到的被控量和給定量進(jìn)行簡單的加法運(yùn)算，其運(yùn)算的結(jié)果即可作為控制器所需要調(diào)整的大致方向與量值的一個(gè)輸入項(xiàng)。（3）實(shí)時(shí)的控制性輸出。根據(jù)控制性決策的結(jié)果，實(shí)時(shí)地對(duì)執(zhí)行的機(jī)構(gòu)和組織發(fā)出所需的控制信號(hào)，完從而成控制任務(wù)。

電氣自動(dòng)化在高層建筑中的具體應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

（一）交流電的工作接地

這里的工作接地主要是指變壓器當(dāng)中的中性點(diǎn)或者中性線（即N 線）的接地。其中，N 線必須要用銅芯的絕緣線。在配電當(dāng)中存在著輔助的等電位接線端子，而等電位的接線端子通常都在箱柜之內(nèi)。同時(shí)必須注意的是，這一接線端子不能夠外露，也不能夠和其它的接地系統(tǒng)，比如直流性接地，屏蔽性接地以及防靜電性接地等進(jìn)行混接，同時(shí)也不能夠和 PE 線進(jìn)行連接。在高壓的系統(tǒng)當(dāng)中，若是采用中性點(diǎn)的接地方式可以讓接地的繼電保護(hù)系統(tǒng)準(zhǔn)確地動(dòng)作并且能夠消除由單相電弧接地產(chǎn)生的電壓。中性點(diǎn)的接地還能夠防止零序的電壓偏移的現(xiàn)象，保持三相電壓的基本平衡，而這一點(diǎn)對(duì)于整個(gè)低壓系統(tǒng)具有很大的意義，可以方便地使用單相的電源。

（二）直流電接地

在一幢高層自動(dòng)化樓宇當(dāng)中，一般都包含有一些計(jì)算機(jī)，通訊設(shè)備和帶有電腦的各種大樓自動(dòng)化的設(shè)備。而這些電子類的設(shè)備在進(jìn)行輸入和傳輸信息，以及轉(zhuǎn)換能量，放大信號(hào)與輸出信息等等的一系列的過程的時(shí)候，全部都是通過大量微電位或者微電流的快速運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)的，而且各種設(shè)備之間常常要通過一個(gè)整體的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行工作。所以為了讓其準(zhǔn)確性更高，穩(wěn)定性更好，除了需要有一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的供電電源之外，還必須要具備一個(gè)較為穩(wěn)定的基準(zhǔn)性電位。這里可以采用一個(gè)較大截面的絕緣性的銅芯線來作為引線，一端直接地和基準(zhǔn)性電位連接，而另一端則供電子設(shè)備的直流進(jìn)行接地。這一引線不宜和PE線進(jìn)行連接，也嚴(yán)禁和N線進(jìn)行連接。

（三）防雷接地

高層自動(dòng)化的建筑樓宇當(dāng)中會(huì)有大量的電子類設(shè)備以及布線系統(tǒng)，比如通訊自動(dòng)化系統(tǒng)、火災(zāi)及時(shí)報(bào)警系統(tǒng)以及消防的聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、建筑的自動(dòng)化系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、辦公的自動(dòng)化系統(tǒng)、大樓閉路電視系和它們相對(duì)應(yīng)的布線系統(tǒng)。所有這些電子類設(shè)備和布線系統(tǒng)通常都是屬于耐壓性等級(jí)比較低、防干擾的要求很高、最害怕受到自然雷擊的部分。無論是直擊、串擊還是反擊都會(huì)使得電子設(shè)備遭受到程度不同的損壞或者嚴(yán)重的干擾。所以，高層建筑自動(dòng)化樓宇的所有的接地功能都必須要以具備防雷性能的接地系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，并建立起嚴(yán)密而完整的防雷性結(jié)構(gòu)。高層建筑大多屬于一級(jí)負(fù)荷，所以應(yīng)該按照一級(jí)的防雷建筑物的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，接閃器應(yīng)該采用針帶的組合接閃器，而避雷帶則應(yīng)該采用 25×4（mm）的鍍鋅扁鋼在建筑的屋頂組成一個(gè)≤10×10（m）的網(wǎng)格，這樣不但能夠有效地防止自然雷擊損壞建筑樓內(nèi)的設(shè)備，而且還能夠防止外來的電磁對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

三、高層建筑電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著人們對(duì)建筑物的功能要求逐步地提高，建筑樓宇內(nèi)的消防、安保和空調(diào)以及照明等等系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平也都已經(jīng)成為了衡量現(xiàn)代建筑質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志。高層建筑的智能化以及現(xiàn)代化將是未來建筑的發(fā)展趨勢(shì)，而與之相應(yīng)，作為現(xiàn)代建筑建設(shè)的核心技術(shù)的電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)也正面臨著全新的挑戰(zhàn)。建筑的電氣工程師應(yīng)該綜合電氣、信息以及控制、管理與決策等各個(gè)方面的技術(shù)，將節(jié)能、豐富以及安全、個(gè)性化作為目標(biāo)，對(duì)高層建筑的電氣自控系統(tǒng)進(jìn)行更進(jìn)一步的探索，把我國的電氣自動(dòng)化與智能化產(chǎn)業(yè)推向一個(gè)新的發(fā)展高度。

四、結(jié)論

總之，電氣自動(dòng)化的技術(shù)在現(xiàn)代高層建筑當(dāng)中的應(yīng)用是十分廣泛的，通過對(duì)建筑的設(shè)備電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，就能夠達(dá)到合理地利用設(shè)備，節(jié)省能源和人力，確保設(shè)備安全地運(yùn)行的終極目的。