建筑電氣設(shè)計(jì)及智能化分析

吳長(zhǎng)柏

（濟(jì)寧市建筑設(shè)計(jì)研究院）

1 引言

當(dāng)今社會(huì)中，人們生產(chǎn)、生活的方方面面離不開電力資源的支持，電氣設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的重要性越來越突出。智能建筑是智能技術(shù)與現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，具有安全、健康、便捷、高效、節(jié)能、環(huán)保等特征，已經(jīng)成為當(dāng)前建筑業(yè)的主要發(fā)展方向之一。建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)將智能技術(shù)與電氣系統(tǒng)結(jié)合起來，推動(dòng)電氣系統(tǒng)朝著智能化的方向轉(zhuǎn)變，真正成為智能建筑。

2 建筑電氣系統(tǒng)的組成

2.1 強(qiáng)電系統(tǒng)

強(qiáng)電系統(tǒng)是建筑電氣系統(tǒng)中的主要組成部分之一。強(qiáng)電系統(tǒng)又由電力照明、供配電、防雷接地等系統(tǒng)組成。電力照明系統(tǒng)的主要作用是提供照明，供配電系統(tǒng)的主要作用是為建筑物提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)合理的電力供應(yīng)，防雷接地系統(tǒng)的主要作用是預(yù)防雷擊事故、保障建筑物的安全。新時(shí)期，建筑的電力照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)均發(fā)生了明顯變化。在電力照明系統(tǒng)方面的變化主要體現(xiàn)在光源、配線形式以及功能上。具體來說，在光源上，是由單一光源變成了多種光源靈活選擇或組合，包括氣體放電、LED光源、熱輻射光源；在配線形式上，是由樹干式、放射式形式變成了混合式；在功能上，電力照明系統(tǒng)由生活照明功能變成了集生活照明、值班照明、裝飾照明、警衛(wèi)照明、藝術(shù)照明等功能于一體[1]的照明系統(tǒng)。在供配電系統(tǒng)方面，主要是從單電源供電轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電源供電，即一備一用，有需要時(shí)，還要增加應(yīng)急電源。對(duì)于無法實(shí)現(xiàn)雙電源供電、僅能單電源供電的地區(qū)，為確保供電的可靠性，通常是建立自備發(fā)電系統(tǒng)，通過設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置，便于單電源出現(xiàn)故障問題或檢修時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)備用電源，確保正常供電。

2.2 弱電系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)是建筑電氣系統(tǒng)中的另一主要組成部分。20 世紀(jì)70 年代，建筑電氣系統(tǒng)中的弱電部分，包括簡(jiǎn)單的廣播擴(kuò)音系統(tǒng)、具有語音通信功能的電話系統(tǒng)。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建筑綜合布線技術(shù)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，使得弱電系統(tǒng)的涉及范圍不斷擴(kuò)大。就目前來說，建筑弱電系統(tǒng)主要包括消防系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及安防系統(tǒng)等[2]。以往，各系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，智能建筑則借助連鎖控制系統(tǒng)將各個(gè)系統(tǒng)連接起來變成一個(gè)整體。

3 建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 強(qiáng)電設(shè)計(jì)

3.1.1 電氣照明系統(tǒng)

新時(shí)期，建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，應(yīng)盡量選擇智能照明系統(tǒng)。智能照明系統(tǒng)是智能技術(shù)與照明系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要用一根總線，將景觀照明系統(tǒng)、樓層公共區(qū)照明系統(tǒng)、地下車庫照明系統(tǒng)等連接起來。可采用帶屏蔽功能的四芯雙絞線作為總線，驅(qū)動(dòng)設(shè)備可與負(fù)載直接相連，用35mm的DIN導(dǎo)軌制作驅(qū)動(dòng)模塊，并將其設(shè)置在照明配電箱中[3]。這種做法不僅接線簡(jiǎn)單，且照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性也比較好。

3.1.2 低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，配電室應(yīng)位于或鄰近負(fù)荷中心，且要留出一定的發(fā)展余地。配電室中，除必要管道外，不可存在其他管道。對(duì)于落地式配電箱，應(yīng)將底部抬高，位于室內(nèi)的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于50mm。位于室外的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于200mm，且底座應(yīng)進(jìn)行封閉[4]。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，同一個(gè)配電室中呈并列分布的線，需在分段位置設(shè)置防火隔斷，母線出現(xiàn)負(fù)荷的時(shí)候，能夠迅速做出反應(yīng)。配電室內(nèi)如果同時(shí)存在低壓配電設(shè)備、高壓配電設(shè)備，則要對(duì)兩者進(jìn)行分隔，兩者間的距離不可小于2m。例如，某建筑工程，在電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)配電屏進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于其整體長(zhǎng)度大于6m，因此設(shè)置了2個(gè)出口通道，并分別設(shè)置在屏后通道兩端，且若2 個(gè)出口的間距在15m以上，還要增加出口。此外，針對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，為保障其用電安全性，應(yīng)構(gòu)建電能智能監(jiān)測(cè)改善系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)在線分析、監(jiān)測(cè)、改善大容量非線性負(fù)載回路、重要回路的電能質(zhì)量。

3.1.3 動(dòng)力設(shè)備

在動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意保護(hù)電路。以動(dòng)力水泵風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)組為例，采取的方案不同，往往會(huì)得到不同的效果，因此可采取假設(shè)方式，對(duì)線路靈敏度進(jìn)行判斷，從而選出最優(yōu)配置。例如，某建筑工程設(shè)計(jì)中，針對(duì)動(dòng)力水泵風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)組，提出了兩種設(shè)計(jì)方案，一是“4+1”電纜與“3P”斷路器，二是“3+2”電纜和“3P+N”開關(guān)。經(jīng)過假設(shè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“3+2”電纜和“3P+N”開關(guān)雖然存在一些問題，但在發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備的整體動(dòng)作靈敏度均符合國(guó)家規(guī)定，因此將該方案當(dāng)作最終方案。

3.2 弱電設(shè)計(jì)

3.2.1 消防報(bào)警系統(tǒng)

消防報(bào)警系統(tǒng)是建筑弱電系統(tǒng)中的重要組成部分之一。消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循防、消結(jié)合的理念，采用智能煙氣監(jiān)測(cè)裝置、自動(dòng)報(bào)警裝置、自動(dòng)噴淋裝置等設(shè)備，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情并上報(bào)，減少火災(zāi)的發(fā)生或控制火災(zāi)的后果，保障建筑物、人員安全[5]。

3.2.2 防盜報(bào)警系統(tǒng)

防盜報(bào)警系統(tǒng)主要應(yīng)用臉部識(shí)別、指紋識(shí)別等技術(shù)，通過識(shí)別臉部、指紋特征，可以有效抵抗不法分子的入侵。防盜報(bào)警系統(tǒng)可對(duì)人的身體特征進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)陌生特征，便會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使相關(guān)人員及時(shí)掌握動(dòng)向，并針對(duì)性地進(jìn)行處理，以達(dá)到防盜的效果。

3.2.3 物業(yè)管理系統(tǒng)

物業(yè)管理系統(tǒng)目前在建筑領(lǐng)域，尤其是辦公樓、住宅小區(qū)中得到了廣泛應(yīng)用。物業(yè)管理系統(tǒng)通常采取多層次程序，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒚顐魉椭吝h(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫引擎，將處理完成的數(shù)據(jù)傳輸給應(yīng)用程序，可在短時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的物業(yè)服務(wù)[6]。

4 建筑電氣智能化設(shè)計(jì)思路

4.1 工程概況

某建筑工程項(xiàng)目，為住宅樓小區(qū)，占地面積13.6 萬m2，總建筑面積10.5 萬m2，包括6棟樓宇、廣場(chǎng)、景觀綠化、道路管網(wǎng)等多個(gè)單位工程。根據(jù)業(yè)主要求，擬建設(shè)智能電氣系統(tǒng)，以提高建筑智能化水平。

4.2 建筑電氣智能化設(shè)計(jì)

該工程中，智能電氣系統(tǒng)涉及多個(gè)方面，現(xiàn)對(duì)主要部分進(jìn)行分析。

1）樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)

建設(shè)樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的目的主要是統(tǒng)一管理樓宇內(nèi)的相關(guān)設(shè)備，為人們提供更優(yōu)質(zhì)、可靠的服務(wù)。該工程中，樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)組成，包括照明、空調(diào)、通風(fēng)、給排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)及熱水交換系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)等。針對(duì)照明、空調(diào)、通風(fēng)、給排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮自動(dòng)化控制需求、設(shè)備數(shù)量等因素，合理確定現(xiàn)場(chǎng)DDC 控制器、子系統(tǒng)控制站、I/O 監(jiān)控點(diǎn)、溫濕度傳感器、中心控制站的位置與數(shù)量，借助相應(yīng)設(shè)施，對(duì)樓宇內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行同步測(cè)量、管理、監(jiān)控。

2）智能物業(yè)管理系統(tǒng)

結(jié)合智能技術(shù)，建立物業(yè)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)物業(yè)管理效率與效果的提高及實(shí)時(shí)性的增強(qiáng)，及時(shí)解決居民、建筑存在的問題，從而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的物業(yè)服務(wù)。智能物業(yè)管理系統(tǒng)主要涉及環(huán)境監(jiān)控識(shí)別、車輛識(shí)別、業(yè)主識(shí)別三個(gè)層面。智能物業(yè)管理系統(tǒng)是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用層四個(gè)部分組成。首先，環(huán)境監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)的主要功能是對(duì)小區(qū)進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)督。在小區(qū)內(nèi)設(shè)置若干感應(yīng)監(jiān)控設(shè)備，將所收集的信息直接在監(jiān)控中心的屏幕上顯示出來，便于相關(guān)人員查詢，可供查詢的信息包括訪客及安全情況、天氣情況、車輛信息等。其次，車輛識(shí)別系統(tǒng)。在入口位置安裝車輛識(shí)別感應(yīng)裝置，對(duì)車輛型號(hào)、車牌等信息進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)小區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行管控。若是檢測(cè)到的車輛信心未在系統(tǒng)中存儲(chǔ)，則可禁止其進(jìn)入小區(qū)。最后，業(yè)主識(shí)別系統(tǒng)。與車輛識(shí)別系統(tǒng)相似，業(yè)主識(shí)別系統(tǒng)是將業(yè)主識(shí)別感應(yīng)器裝置設(shè)置在小區(qū)入口或樓宇入口位置，對(duì)業(yè)主進(jìn)行人臉識(shí)別，避免外來人員隨意進(jìn)入，保障小區(qū)內(nèi)部安全。業(yè)主識(shí)別感應(yīng)器對(duì)人臉進(jìn)行識(shí)別，確保業(yè)主信息與錄入信息一致，才會(huì)開門，若是與錄入信息不符，則給出提示，若是次數(shù)超過限制次數(shù)，則會(huì)報(bào)警，以便于相關(guān)人員處理。建立智能物業(yè)管理系統(tǒng)的主要目的是為業(yè)主提供更加便利、快捷、優(yōu)質(zhì)的物業(yè)服務(wù)，提高物業(yè)管理效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上，建筑電氣系統(tǒng)是由強(qiáng)電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)兩部分組成。強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)把握好電氣照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備等要點(diǎn)；弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)把握好監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等要點(diǎn)，從而提升建筑電氣設(shè)計(jì)水平。新時(shí)期，在建筑電氣設(shè)計(jì)有機(jī)融入智能技術(shù)，致力于建立智能電氣系統(tǒng)、提高建筑智能化水平，有利于促進(jìn)智能建筑的進(jìn)一步發(fā)展。