探析現(xiàn)代建筑中建筑電氣自動(dòng)化應(yīng)用

賈蘭成 廉宏軍

摘要：現(xiàn)代建筑中，電氣自動(dòng)化應(yīng)用越來越廣泛。以電氣自動(dòng)化為技術(shù)支撐的智能建筑設(shè)計(jì)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)。本文從電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)入手，本文對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的運(yùn)用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;建筑應(yīng)用

一、電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

一是實(shí)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(yùn)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(dòng)化技術(shù)通過“采集—處理—反饋”模塊，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)字化監(jiān)控，能及時(shí)將控制中心的指令傳達(dá)到系統(tǒng)，并將反饋信息同時(shí)傳遞到控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高效控制。

二是提高了聯(lián)動(dòng)性。電氣自動(dòng)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(dòng)效果，解決了電梯系統(tǒng)依照各層用戶流量實(shí)現(xiàn)其速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以及緊急情況下系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別、判斷，及時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)間的配置與互動(dòng)。

三是安全性強(qiáng)。因電氣系統(tǒng)固有的危險(xiǎn)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(xiǎn)，而自動(dòng)化控制有利于系統(tǒng)對(duì)異常情況做出及時(shí)反應(yīng)，并可通過遙控模式降低故障對(duì)維修管理人員產(chǎn)生直接傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

四是數(shù)據(jù)完備、計(jì)算精確。自動(dòng)化系統(tǒng)可綜合其操作流程、故障處理等數(shù)據(jù)建立準(zhǔn)確清晰的數(shù)據(jù)庫，為后期優(yōu)化的決策提供信息支持。

二、電氣自動(dòng)化控制在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用

一是中央控制室

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(jí)須高于高層建筑中的最高級(jí)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(jì)算機(jī)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(dòng)化內(nèi)的用電設(shè)備總和，需要時(shí)可擴(kuò)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(jī)房、水泵房、變電所20m以上。室內(nèi)控制的操作臺(tái)需設(shè)置2m距離，在設(shè)置臺(tái)離墻布過程中在后臺(tái)要留2m以上的檢修距離，且做好陽光直射的防護(hù)措施。中央控制室需選擇抗靜電架空活動(dòng)地板，高度保持在25m以上。

二是電氣監(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(yùn)行狀態(tài)及多發(fā)故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)切斷工作，避免擴(kuò)大故障的影響范圍。電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要包括測(cè)量參數(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(duì)處理好測(cè)量參數(shù)后從不同角度顯示出來，再對(duì)比分析檢測(cè)參數(shù)及整定值，如此就能得到實(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)備被邏輯判斷出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)需立即給執(zhí)行元件傳達(dá)輸出保護(hù)信號(hào)，以保護(hù)裝置動(dòng)作，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、控制對(duì)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(jī)構(gòu)、繼電器作為主要結(jié)構(gòu)。電氣監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)物理量參數(shù)監(jiān)控廣、人工操作少，因此須對(duì)系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的保護(hù)裝置。

三是電氣保護(hù)

現(xiàn)代建筑中的電氣保護(hù)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(jì)算機(jī)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(diǎn)相連接。變流電工作接地主要是將變壓器中性點(diǎn)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(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)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(dòng)設(shè)備，各自的摩擦都會(huì)產(chǎn)生大的靜電，故防靜電干擾也不可少。3）防雷保護(hù)接地。即對(duì)建筑中的電子設(shè)備、線路等做防雷保護(hù)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(jí)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)防雷保護(hù)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。

三、電氣自動(dòng)化在某智能建筑中的應(yīng)用實(shí)例

某公司大樓的計(jì)算機(jī)機(jī)房正進(jìn)行裝修，設(shè)計(jì)施工人員采用的是單點(diǎn)接地連接方式。施工人員從計(jì)算機(jī)機(jī)房引出一根VV235mm的單芯電纜，令其經(jīng)過地下穿至室外30m處，并將其做一組接地電阻為4Ω的閉環(huán)式邏輯接地電極。該連接方式既花費(fèi)大量人力物力，且計(jì)算機(jī)不能正常工作。事實(shí)上，在對(duì)計(jì)算機(jī)接地時(shí)，常采用交流工作接地、直流工作接地、防靜電接地及安全保護(hù)接地，而在智能建筑這種特殊環(huán)境中，應(yīng)采用聯(lián)合接地方式。首先因?yàn)樵谥悄芙ㄖ校捎寐?lián)合接地可將建筑自身的基礎(chǔ)鋼筋及結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置，效果良好，接地電阻值一般為014Q以下。其次，在同一智能建筑中，采用同一個(gè)聯(lián)合接地系統(tǒng)后，可避免不同系統(tǒng)間的電位差引起的相互干擾。當(dāng)智能建筑物中采用等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和星形等電位聯(lián)結(jié)后，利用鋼筋做接地裝置，其接地電阻將小于014Q，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于計(jì)算機(jī)直流接地的電阻，也符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在該建筑物機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行局部電位聯(lián)結(jié)和聯(lián)合接地后，計(jì)算機(jī)運(yùn)行良好。

四、電氣自動(dòng)化的未來展望

系統(tǒng)平臺(tái)的開放化和信息化。開放化是實(shí)現(xiàn)管理、決策、設(shè)計(jì)、控制和制造一體化的關(guān)鍵也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交換和共享的重要基礎(chǔ)設(shè)施，與外界建立一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)與外界網(wǎng)絡(luò)的連接，它廣泛的被應(yīng)用在電力系統(tǒng)各元件和局部系統(tǒng)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)、管理控制上，是電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)技術(shù)、信息管理、調(diào)度自動(dòng)化等方面的技術(shù)核心。信息化信息技術(shù)的電力設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行中廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)優(yōu)化與仿真技術(shù)在電氣自動(dòng)化的地位應(yīng)更加突出。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在電氣工程中廣泛使用以及人工智能分析的廣泛應(yīng)用都充分展現(xiàn)了信息技術(shù)在電氣自動(dòng)化中起到的重要作用。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化。企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于一個(gè)好的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說能夠保證企業(yè)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)監(jiān)督、控制設(shè)備、財(cái)物系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊快速準(zhǔn)確安全。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化是非常重要的企業(yè)管理者可通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。

標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)程序接口。標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口在網(wǎng)絡(luò)方面可以使用TCP/IP作為統(tǒng)一的通訊標(biāo)準(zhǔn)可以保證不同廠家之間的軟硬件產(chǎn)品數(shù)據(jù)正常交換在與企業(yè)的管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)連接時(shí)至關(guān)重要的是基于硬件平臺(tái)的自動(dòng)化解決方案。使用Windows NT作為操作系統(tǒng)還解決了它們之間的通訊障礙能夠使硬件可以在自動(dòng)控制和管理平臺(tái)之間建立一種最好的接口。方便了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)和辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享基于Windows系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)大大減少了工程時(shí)間和費(fèi)用。

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