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論電氣技術和智能建筑

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論電氣技術和智能建筑

電氣技術智能建筑:論電氣技術和智能建筑

1、前言

智能建筑產業是隨著信息產業的發展而誕生,且迅速發展起來的。現代建筑物的電氣發展是經過電氣化階段、自動化階段和當今的智能化階段。 智能建筑技術的發展非常迅速,它是由電子技術、通訊技術、網絡技術、計算機技術、自動控制技術、傳感技術及多媒體技術等一系列技術飛速發展的結晶。特別是智能建筑系統工程,它作為弱電系統工程的延伸和發展,綜合性強,涉及的專業領域更廣,新的弱電系統不斷加盟到智能建筑技術領域內。建筑物使用功能現代化的需求和相關技術的不斷更新和進步,共同促進智能建筑弱電系統技術的快速發展。 智能建筑弱電系統中的電子和微電設備較多,這些弱電系統的設備耐受電壓較低,如電子設備耐受電壓為5V,微電子設備耐受電壓只有1.5V,這些設備過電壓、過電流的能力差。信息系統設備(包括纜線)在遭受雷害和電磁干擾(如地電位升高、磁耦合、電耦合和電磁耦合等)時,必然會使信息系統中的設備、網絡和布線將遭受感應過電壓和電磁干擾的危害;各種高頻、超高頻的通信設施不斷涌現,相互間的電磁輻射和電磁干擾日益嚴重,大量的運行和實踐證明,電磁干擾和諧波對智能化設備和布線系統危害的案例和教訓也應引起我們足夠的重視,不可掉以輕心。 智能建筑需要不同行業的專家共同參與,除了業主之外,設計師、自動化技術、信息技術、通信技術、人造智能技術及電氣技術眾多專家一起密切合作才能得以實現。

“弱電較弱”正是指在智能建筑中,整體弱電系統工程是建筑電氣工程中較薄弱環節,無論是技術力量、人員素質、設計與施工、智能化系統工程施工監理等相對較弱。這對我國的智能建筑的迅速發展是很不利的。

2、網絡與布線

智能建筑的實質是諸多智能設備的網絡化問題,它包括智能建筑弱電系統的集成(BMS或IBMS)。但由于火災自動報警系統及消防聯動(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系統目前我國還是獨立的控制系統,只是留有通信接口待今后與BAS系統集成,而美國的FAS系統是分散型控制方式可與BAS系統集成。 綜合布線系統作為全新概念的布線系統,其優越性是傳統的布線系統無法比擬的。主要體現在綜合布線系統的開放性——向所有的通信協議開放,靈活性——設備的開通更改只需增加設備和跳線管理,性——器件通過ISO等組織認證,星形拓樸結構等一條線路故障不影響其它線路正常運行;先進性——采用近期通信標準的5類、超5類、6類雙絞線或光纖,實時傳輸多路多媒體信號;經濟適用性——將分散線纜綜合到統一標準布線系統中。 從網絡架構上來分,網絡可劃分為局域網(LAN),控制網(Infrenet),廣域網(WAN)和城市網(MAN)。世界公認的網絡協議標準——TCP/IP協議,使得局域網和廣域網實現了無縫連接。城市網是在局域網的基礎上發展起來的一種新型的數據網,介于廣域網與局域之間把多個局域網互相連起來,構成覆蓋范圍更大,支持高速傳輸和綜合業務,成為適合城市范圍使用的計算機網絡。 為了保障系統的開放性和可操作性,實現與信息網絡的互聯互融,盡管目前控制網絡中多種總線標準同時存在,但由于以太網速度控制性價比高,我區一直在控制網絡中推廣應用TCP/IP協議的以太網。在眾多的現場總線技術中推廣Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等總線。由于這樣的規定從而使我區的智能建筑還沒出現癱瘓現象。

3、目前智能建筑存在的問題

《智能建筑》刊物2009年第5期“談工業以太網及其在智能建筑領域的應用”一文中寫到“事實上目前有60%的智能建筑是癱瘓的”,其原因一是在眾多的總線標準中Lon Work協議是非常完善的控制面層的總線協議,它有完善的七層協議,BACnet協議則是系統集成層面的協議標準,但沒有在我國得到很好運用;二是多種現場總線并存,系統集成當然很困難;三是中國的物業管理技術水平相對較差,廠家在還能運行,一旦廠家支持不在時,系統很可能癱瘓”。 針對目前智能建筑存在的問題談一下個人的看法:

(1)我國智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的設計、施工和驗收標準。現有的智能建筑設計、施工驗收標準有《民用建筑電氣設計規范》JGT/T16-92。上海市工程建設規范《智能建筑設計標準》、《智能建筑評估標準》、新疆行業工程建設標準《智能建筑設計標準》XJJ002-1999、國家標準《智能建筑設計標準》GB/T50314、新疆《綜合布線施工驗收標準》、《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB/T50311-2000、《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》GB/T50312-2000等。這些國家、行業、地方標準對智能建筑的設計、施工、驗收起到一定的積極作用。但還缺少智能建筑的火災自動報警系統及消防聯動、安全防范、計算機房等施工驗收標準和規范。現行的《智能建筑設計標準》針對不同類型的智能建筑的可操作性還有些欠缺。這給智能建筑弱電系統的設計帶來了較多的難點。

(2)智能建筑的設計應由具有智能化設計資質總承包單位的設計院來承擔。再由集成商進行多次的深化設計并交設計總承包單位審查方可招標施工。這是因為設計院熟悉和掌握國家、行業、地方的設計標準,設計中始終遵循國家的方針政策,堅持技術先進成熟、經濟合理、實用;系統設計和設備選型符合標準,且要求具有開放性、靈活性、和可擴性,不是以追求高額利潤和推銷產品為目的。設計院掌握設計程序和全過程,與施工、監理、質量監督和業主溝通較容易,與各專業配合也密切。設計院能給集成商創造一個良好的建筑平臺和環境,反之集成商并不了解智能建筑設計程序和全過程并與相關專業配合十分困難。集成商也不熟悉土建施工圖繪制規定和表達方法。集成商由于自行設計、自行施工,施工圖設計紙質量就較差,達不到施工圖設計深度的要求。 由于建設單位并不了解智能建筑的內涵,如系統眾多、復雜、施工周期長、設備和線纜的性能等等。也不了解智能建筑弱電系統的重要性、綜合性和技術難度大等特點。故目前建筑智能化系統大多數是單獨招標、獨立簽約,中標后集成商自行采購、自行設計、自行施工、自行管理、自行約束,這種沒有智能化資質的監理公司監理的智能建筑,將給今后的弱電系統的安裝、調試、運行、維護管理帶來無窮的后患。 當前由土建監理公司代替有智能化資質的監理公司監理的現象還很普遍,它將會給智能化系統工程帶來設計方案失控、采購產品失控、施工進度失控、工程質量失控等等弊端。

4、電氣技術在智能建筑中的重要作用

智能建筑是在建筑平臺上實現的,脫離了建筑這個平臺,那么智能建筑也就無法實施。智能建筑中弱電系統的設備、纜線安全必須依靠電氣技術如:電源技術、防雷與接地技術、防諧波技術、抗干擾技術

、屏蔽技術、防靜電技術、布線技術、等電位技術等眾多的電氣技術來支持方可奏效。 下面從列舉的幾個案例中就能驗證了電氣技術在智能建筑中的重要作用。 (1)案例1:

阿拉山口海關閉路電視監控系統的主要功能,是輔助保安系統對整個海關建筑物內外現場實況進行監視。 詳見監視電視系統圖。該系統圖是由現場的攝像部分(攝像機、云臺、防護罩)、傳輸系統(光纖、光發射機)、監控中心(光端接收機、視頻分配、監控服務器、矩陣主機)等部分組成。其監控中心的操作采用了計算機系統,以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅動云臺的巡視、視頻切換、報警處理、設備狀態的檢查等工作。

數字視頻監控報警系統采用計算多媒體技術,CCD攝像機作為報警探頭。探頭將獲取的視頻信號經光電轉換傳輸到主機,主機里的高速圖像處理器對視頻信號進行數字化處理,將視頻信號形成的圖像與背景圖像進行分析比較,若發現有差異就報警,這種全屏幕報警系統較大特點是不易漏報。主機自動采集報警圖像并存入計算,事后用戶可根據時間、地點隨時查閱報警現場的圖像,以了解報警原因。該系統將電視控制系統與報警系統合二為一,實現了監視、報警與圖像記錄的同步進行,而且這種系統中沒有錄像機,沒有視頻分析器,一切報警記錄都在計算機的硬盤內,所有操作都根據屏幕上的軟件提示操作,對用戶和使用者來說是一種全新概念的安全防范系統。 該系統設備的選型:攝像機為日本松下產品;云臺、防護罩為美國派而高產品;光端傳輸設備數據接口選用美國NTK產品,這些也都是國外品牌產品,應該不會出現什么問題的。

但該系統開通以來,光發射機(A、B、C、D)的光端數據接口Rs422,室外攝像機的防護罩配置的溫度繼電器、冷卻風扇、電加熱器、雨刷器經常被燒毀,更換和維護量很大,工作極不正常,用戶意見很大,集成商也很頭疼。經分析是光發射機的220VAC電源質量存在問題,盡管選用了高精度穩壓電源也是承受不了瞬流(包括電涌)的沖擊,瞬流可以損壞任何一種電器,何況耐受電壓很低的電子和微電子設備呢?攝像機因距海關大樓較遠無法保障AC220V專用線供電。前端機電源就近接在30kW直流電磁鐵的配電線路上,該線路上的瞬流和電涌從發生到消失的過程極快,屬于微秒到皮秒級,其電壓幅值可高出工作電壓的幾十倍、幾百倍甚至幾千倍。根據當地供電部門反映,80%的瞬流是從電力系統內部產生的,主要是由于電力負載的頻繁開關和負荷頻繁變化引起的。另外電磁鐵的直流電源是由三相可控整流取得的,故電源線路內含有大量的3、5、7、9等奇次諧波,遠超過諧波電壓限制和諧波電流允許值,諧波嚴重危害配電線路及設備的安全。

因此,智能化系統應選用凈化電源,有效地抑制瞬流、諧波的產生。低壓配電線路還上應具有雷電過電壓、電磁兼容(EMC)、電磁脈沖(LEMP)的保護功能,較大程度地改善和提高電源質量,以確保整個智能化系統的安全。然而上述案例中全然沒考慮,所以系統不能正常開通,并經常損壞系統中的設備。

(2)案例2

新疆人民銀行業務樓是座現代智能型超高層建筑,具有建筑物樓層多、建筑物高、人員流動大的特點,垂直運輸與通信系統(國內聯網)同樣倍受重視。電梯系統是超高層智能建筑中不可缺少的重要設施。為高層、超高層的智能建筑服務時,不僅要求自身有良好的性能和自動化程度,作為建筑設備的自動化系統的一個組成部分,它是以計算為核心,構成對電梯設備的監控系統,該系統屬于BAS的一個子系統與整個BAS協調運行,并受BAS中央計算機的監視、管理及控制。

電梯是用于垂直升降的機電一體化運輸設備,該大樓選用三菱VVVF方式——交流調壓調頻的拖動方式, VVVF電梯具有抗干擾、高效、節能、舒適的控制系統,體積小、動態品質性能優越。控制部分采用雙微機結構,主微機完成集選功能規定的操縱控制,付微機是實現拖動系統的速度控制。主、付微機采用并行通訊,整個系統由主控制器、控制屏(DDC)、顯示裝置(CRT)、打印機、遠程操作臺及串行通訊網絡組成。但該電梯起初無法正常工作,電梯忽而上至頂層,忽而下降到底層,不按指令停層,后來發現未做功能性接地所致。該建筑是座舊樓無法利用鋼筋混凝土鋼筋作為聯合接地,也無法做局部等電位聯結。那么只有在機房內設置一根獨立的接地線(絕緣線纜與動力線等截面),采用非金屬接地模塊獨立式接地,接地電阻R≤0.4歐。接地極與原接地極距離為20~25m呈零電位。做了電梯功能性接地后,電梯正常工作已達5年之久,未出現過任何故障。

(3)案例3

新疆建筑設計研究院選用迅達電梯,對于功能性接地甲、乙雙方持不同意見。VVVF型電梯同樣是雙微機結構。安裝人員堅決按廠里規定要求做獨立式的功能性接地。我們考慮該業務樓是座智能建筑設有計算機網絡和信息系統,強、弱電系統已經采用聯合接地(共用接地)系統,《智能建筑設計標準》GB/T50-2000,第10.2.6條,聯合接地電阻R≤1歐(而該樓的聯合接地電阻實測為0.29歐),該建筑物內已經設置了總等電位聯結和局部等電位聯結。建筑單位采納了等電位聯結和聯合接地方式,而沒采用廠商提出的獨立的功能性接地。因為獨立的功能性接地做法經實踐證實了并不利于計算機邏輯接地(單點接地),這是因為建筑物做了等電位聯結,邏輯接地(單點接地)已不復存在了。在鋼筋混凝土的高層民用建筑中功能性接地、保護性接地與防雷接地的三組接地裝置要達到相互獨立的要求是很難做到。而聯合接地(共用接地)還可避免雷電的反擊危害。經實測聯合接地電阻R≤0.293歐。利用聯合接地后,電梯運行至今一直正常。聯合接地做功能性接地時接地線需從基礎接出,不得與其它接地混接、短接,接地線宜選用25mm2~35mm2絕緣線纜。為保障人身安全和弱電系統的抗電磁干擾,局部等電位聯結是最有效的措施之一。

(4)案例4

電子計算機中心的接地裝置不但要滿足人身的安全,還應滿足電子計算機正常運行和網絡系統設備的安全。辦公自動化系統包括:計算機、數字化設備等,除產品系列的不同外,高層、超高層建筑由于場地、位置、施工和投資等條件的限制,因此電子計算機在“接地”問題上有著不同的見解,國外經濟發達的國家也有不同的觀點。電子計算機“接地”系統是比較復雜的,如處理不好將造成電子計算機不能正常工作。工作在弱信號條件下數字設備接地線的脈沖干擾不容忽視。目前計算機工作頻率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。這時分布電感,分布電容會引起電流通路的阻抗發生很大的變化,當這些參數對諧波產生共振時又會產生超出常態阻抗和能量,將會直接危及計算機網絡系統的安全。

有關電子計算機的接地有以下幾種方式: 交流工作接地、安全保護接地、工作接地、防雷接地等四種接地方式,在智能建筑中宜采用聯合接地(共用接地)。經過大量高層、超高層建筑接地方式的調研,聯合接地可利用其結構鋼筋和基礎鋼筋做接地裝置。接地電阻一般值不會超過0.4歐,很適宜作為電子計算機的接地裝置。但是中銀廣場的計算機中心和計算機機房裝修設計人員,堅持計算機系統的接地采取單點接地(邏輯接地)。因此,花費了很大力氣和資金從四樓計算中心機房,引出VV35m2單芯電纜,穿管經地下室引至室外距基礎25m做了一組閉環式邏輯接地極,接地電阻為4歐。采用這種單點接地方式,計算機一直無法正常工作,后經建設單位研究決定,按照設計院設置的計算機房內局部等電位聯結及聯合接地做為電子計算機的接地,計算機經安裝調試后至今一直運行良好。

這是因為在同一建筑物內,采用同一個聯合接地系統(共用接地系統),以避免不同接地系統間的電位差引發電氣事故和干擾。做了建筑物總等電位聯結包括局部

等電位聯結、局部信息系統的網形和星形等電位聯結結構、利用鋼筋混凝土鋼筋做接地裝置(含鋼筋混凝土基礎接地體),其聯合接地(共用接地)接地電阻R≤0.4歐,遠低于《智能建筑設計標準》GB/T50-2000的接地電阻R≤1歐的阻值要求。更遠遠小于電子計算機直流接地阻4歐的要求,即不花費投資又不費工,還保障電子計算機的正常工作,何樂而不為呢? 目前計算機信息系統和網絡系統的應用已遍及各行業各部門乃至家庭。目前防雷技術已提出“建筑物綜合防雷系統”的概念,新國標《建筑物電子信息系統防雷規范》已批準實施。建筑防雷工程必須綜合考慮,將外部防雷措施和內部防雷措施(接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽作用、合理布線加裝過電壓保護等多項重要因素),作為整體來統一考慮防雷措施。從而使計算機電子信息系統、網絡系統、布線系統在智能建筑中真正成為標準、靈活、安全、無誤的網絡與布線系統。 5、新疆智能建筑市場發展的前景

新疆維吾爾自治區地處祖國的大西北,與獨聯體接壤,占地面積為全國面積的1/6(約9600萬平方公里),地下埋藏著豐富的石油、天然氣和煤礦,還有鐵礦、銅礦(2000萬噸僅次于智利),鋁礦和稀有金屬,風力發電量居世界第二,僅次于美國。有豐富的火力發電、水力發電、風力發電和太陽能發電的資源。 現階段新疆還屬于經濟較不發達地區,與經濟發達地區如上海、廣州、深圳、北京等地相比,智能建筑的數量和標準上都還有著較大的差距。全國數千幢以上的智能建筑中,上海就有400幢之多。

隨著西部大開發,這幾年國內外投資日益增多,國家投資了我區最長的數千公里光纖通信系統,使我區的通信系統與全國接軌。光纖通信使我區的通信得到了高速地發展,前不久塔北油田通信系統已做到光纖到桌面,烏市和塔北等油田的居住小區通信系統光纖已入戶。 光纖作為通信系統的傳輸線路,我區也已被廣泛采用,隨著經濟建設的發展人類社會已進入信息社會,信息逐步滲透到人們工作、生活的各個領域。隨著計算網絡系統和通信網絡系統的范圍不斷擴大及相關技術的高速發展,智能住宅小區、電力、品質寫字樓、金融、會展中心、各級政府、生產建設兵團、校園,各行各業越來越依賴計算機技術、通信技術、網絡技術和信息技術。就房地產商的業主目前也認識到戴上“智能大廈”的桂冠如:高級寫字樓、智能住宅小區容易銷售。自治區的1A智能住宅小區是由建設部下達的花園房產世紀花園及新特變的居住小區,現已竣工驗收投入運行效果良好,銷售率遠比一般的住宅小區要高得多。很多業主重視到并提出效率管理,那種智能化得不償失的說法已不復存在。克拉瑪依石油和獨山子石化總廠國家投資了500多億,目前全疆住宅小區處于停滯狀態,但克拉瑪依市住宅小區紛紛上馬,勢頭較猛。這些住宅小區,是按照國家建筑標準設計《住宅小區建筑電氣設計與施工》03D603標準設計(新疆建筑設計研究院主編),包括強弱電設計。其中弱電包括安全防范系統、通信系統、信息管理系統、火災報警與消防聯動系統集中抄表系統等等。獨山子市五萬多平米的五星級賓館已[,!]出基礎,同時日本投資興建五萬多平米的高級寫字樓正在設計。金融系統烏魯木齊市和各地州市也正建設各分支機構。移動、聯通和銀監行通信系統各地州市都正興建項目。新疆大學、石河子大學等大專院校,新疆醫學院的研究生教學大樓,師范大學教學樓等等。前不久剛接到新疆生產建設兵團機關綜合樓建辦發出的兵團機關綜合樓工程初步設計評審會議的邀請函中寫到:“兵團機關綜合樓是集辦公自動化、信息化、管理智能化、設備現代化、環保節能的高科技綜合性智能建筑”。新疆大學電氣工程學院為發展新疆智能建筑事業的發展不但開辦了“智能建筑”專業,而且建立了智能建筑BAS實驗室。根據需要,自治區黨委和人民政府、軍區都建立了高速、快捷、安全、的通信網絡系統。庫車石化總廠的辦公區綜合布線投資高達1000萬元。智能建筑已成為新的亮點,網上獲取豐富多彩的信息服務已成為新的時尚,我區公用網絡的發展必將隨著信息社會的發展而騰飛,堅信網絡技術及布線技術有著廣闊的前途,在我區必將獲得更加廣泛的應用。

論電氣技術和智能建筑:電氣技術和智能建筑研究論文

摘要:智能建筑是計算機、通信、自動控制、傳感、多媒體等一系列先進技術發展的結晶。綜合性強,涉及專業的領域更廣,本文通過實際案例的分析和處理充分驗證了電氣技術在智能建筑中的重要功能。摘要:智能建筑、電氣技術、諧波、電磁干擾、等電位。摘要:電氣技術智能建筑1、前言智能建筑產業是隨著信息產業的發展而誕生,且迅速發展起來的。現代建筑物的電氣發展是經過電氣化階段、自動化階段和當今的智能化階段。智能建筑技術的發展非常迅速,它是由電子技術、通訊技術、網絡技術、計算機技術、自動控制技術、傳感技術及多媒體技術等一系列技術飛速發展的結晶。非凡是智能建筑系統工程,它作為弱電系統工程的延伸和發展,綜合性強,涉及的專業領域更廣,新的弱電系統不斷加盟到智能建筑技術領域內。建筑物使用功能現代化的需求和相關技術的不斷更新和進步,共同促進智能建筑弱電系統技術的快速發展。智能建筑弱電系統中的電子和微電設備較多,這些弱電系統的設備耐受電壓較低,如電子設備耐受電壓為5V,微電子設備耐受電壓只有1.5V,這些設備過電壓、過電流的能力差。信息系統設備(包括纜線)在遭受雷害和電磁干擾(如地電位升高、磁耦合、電耦合和電磁耦合等)時,必然會使信息系統中的設備、網絡和布線將遭受感應過電壓和電磁干擾的危害;各種高頻、超高頻的通信設施不斷涌現,相互間的電磁輻射和電磁干擾日益嚴重,大量的運行和實踐證實,電磁干擾和諧波對智能化設備和布線系統危害的案例和教訓也應引起我們足夠的重視,不可掉以輕心。智能建筑需要不同行業的專家共同參和,除了業主之外,設計師、自動化技術、信息技術、通信技術、人造智能技術及電氣技術眾多專家一起密切合作才能得以實現。“弱電較弱”正是指在智能建筑中,整體弱電系統工程是建筑電氣工程中較薄弱環節,無論是技術力量、人員素質、設計和施工、智能化系統工程施工監理等相對較弱。這對我國的智能建筑的迅速發展是很不利的。2、網絡和布線智能建筑的實質是諸多智能設備的網絡化新問題,它包括智能建筑弱電系統的集成(BMS或IBMS)。但由于火災自動報警系統及消防聯動(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系統目前我國還是獨立的控制系統,只是留有通信接口待今后和BAS系統集成,而美國的FAS系統是分散型控制方式可和BAS系統集成。綜合布線系統作為全新概念的布線系統,其優越性是傳統的布線系統無法比擬的。主要體現在綜合布線系統的開放性——向所有的通信協議開放,靈活性——設備的開通更改只需增加設備和跳線管理,性——器件通過ISO等組織認證,星形拓樸結構等一條線路故障不影響其它線路正常運行;先進性——采用近期通信標準的5類、超5類、6類雙絞線或光纖,實時傳輸多路多媒體信號;經濟適用性——將分散線纜綜合到統一標準布線系統中。從網絡架構上來分,網絡可劃分為局域網(LAN),控制網(Infrenet),廣域網(WAN)和城市網(MAN)。世界公認的網絡協議標準——TCP/IP協議,使得局域網和廣域網實現了無縫連接。城市網是在局域網的基礎上發展起來的一種新型的數據網,介于廣域網和局域之間把多個局域網互相連起來,構成覆蓋范圍更大,支持高速傳輸和綜合業務,成為適合城市范圍使用的計算機網絡。為了保障系統的開放性和可操作性,實現和信息網絡的互聯互融,盡管目前控制網絡中多種總線標準同時存在,但由于以太網速度控制性價比高,我區一直在控制網絡中推廣應用TCP/IP協議的以太網。在眾多的現場總線技術中推廣Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等總線。由于這樣的規定從而使我區的智能建筑還沒出現癱瘓現象。3、目前智能建筑存在的新問題《智能建筑》刊物2004年第5期“談工業以太網及其在智能建筑領域的應用”一文中寫到“事實上目前有60%的智能建筑是癱瘓的”,其原因一是在眾多的總線標準中LonWork協議是非常完善的控制面層的總線協議,它有完善的七層協議,BACnet協議則是系統集成層面的協議標準,但沒有在我國得到很好運用;二是多種現場總線并存,系統集成當然很困難;三是中國的物業管理技術水平相對較差,廠家在還能運行,一旦廠家支持不在時,系統很可能癱瘓”。針對目前智能建筑存在的新問題談一下個人的看法摘要:(1)我國智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的設計、施工和驗收標準。現有的智能建筑設計、施工驗收標準有《民用建筑電氣設計規范》JGT/T16-92。上海市工程建設規范《智能建筑設計標準》、《智能建筑評估標準》、新疆行業工程建設標準《智能建筑設計標準》XJJ002-1999、國家標準《智能建筑設計標準》GB/T50314、新疆《綜合布線施工驗收標準》、《建筑和建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB/T50311-2000、《建筑和建筑群綜合布線系統工程驗收規范》GB/T50312-2000等。這些國家、行業、地方標準對智能建筑的設計、施工、驗收起到一定的積極功能。但還缺少智能建筑的火災自動報警系統及消防聯動、平安防范、計算機房等施工驗收標準和規范。現行的《智能建筑設計標準》針對不同類型的智能建筑的可操作性還有些欠缺。這給智能建筑弱電系統的設計帶來了較多的難點。(2)智能建筑的設計應由具有智能化設計資質總承包單位的設計院來承擔。再由集成商進行多次的深化設計并交設計總承包單位審查方可招標施工。這是因為設計院熟悉和把握國家、行業、地方的設計標準,設計中始終遵循國家的方針政策,堅持技術先進成熟、經濟合理、實用;系統設計和設備選型符合標準,且要求具有開放性、靈活性、和可擴性,不是以追求高額利潤和推銷產品為目的。設計院把握設計程序和全過程,和施工、監理、質量監督和業主溝通較輕易,和各專業配合也密切。設計院能給集成商創造一個良好的建筑平臺和環境,反之集成商并不了解智能建筑設計程序和全過程并和相關專業配合十分困難。集成商也不熟悉土建施工圖繪制規定和表達方法。集成商由于自行設計、自行施工,施工圖設計紙質量就較差,達不到施工圖設計深度的要求。由于建設單位并不了解智能建筑的內涵,如系統眾多、復雜、施工周期長、設備和線纜的性能等等。也不了解智能建筑弱電系統的重要性、綜合性和技術難度大等特征。故目前建筑智能化系統大多數是單獨招標、獨立簽約,中標后集成商自行采購、自行設計、自行施工、自行管理、自行約束,這種沒有智能化資質的監理公司監理的智能建筑,將給今后的弱電系統的安裝、調試、運行、維護管理帶來無窮的后患。當前由土建監理公司代替有智能化資質的監理公司監理的現象還很普遍,它將會給智能化系統工程帶來設計方案失控、采購產品失控、施工進度失控、工程質量失控等等弊端。4、電氣技術在智能建筑中的重要功能智能建筑是在建筑平臺上實現的,脫離了建筑這個平臺,那么智能建筑也就無法實施。智能建筑中弱電系統的設備、纜線平安必須依靠電氣技術如摘要:電源技術、防雷和接地技術、防諧波技術、抗干擾技術、屏蔽技術、防靜電技術、布線技術、等電位技術等眾多的電氣技術來支持方可奏效。下面從列舉的幾個案例中就能驗證了電氣技術在智能建筑中的重要功能。(1)案例1摘要:阿拉山口海關閉路電視監控系統的主要功能,是輔助保安系統對整個海關建筑物內外現場實況進行監視。詳見監視電視系統圖。該系統圖是由現場的攝像部分(攝像機、云臺、防護罩)、傳輸系統(光纖、光發射機)、監控中心(光端接收機、視頻分配、監控服務器、矩陣主機)等部分組成。其監控中心的操作采用了計算機系統,以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅動云臺的巡視、視頻切換、報警處理、設備狀態的檢查等工作。數字視頻監控報警系統采用計算多媒體技術,CCD攝像機作為報警探頭。探頭將獲取的視頻信號經光電轉換傳輸到主機,主機里的高速圖像處理器對視頻信號進行數字化處理,將視頻信號形成的圖像和背景圖像進行分析比較,若發現有差異就報警,這種全屏幕報警系統較大特征是不易漏報。主機自動采集報警圖像并存入計算,事后用戶可根據時間、地點隨時查閱報警現場的圖像,以了解報警原因。該系統將電視控制系統和報警系統合二為一,實現了監視、報警和圖像記錄的同步進行,而且這種系統中沒有錄像機,沒有視頻分析器,一切報警記錄都在計算機的硬盤內,所有操作都根據屏幕上的軟件提示操作,對用戶和使用者來說是一種全新概念的平安防范系統。該系統設備的選型摘要:攝像機為日本松下產品;云臺、防護罩為美國派而高產品;光端傳輸設備數據接口選用美國NTK產品,這些也都是國外品牌產品,應該不會出現什么新問題的。但該系統開通以來,光發射機(A、B、C、D)的光端數據接口Rs422,室外攝像機的防護罩配置的溫度繼電器、冷卻風扇、電加熱器、雨刷器經常被燒毀,更換和維護量很大,工作極不正常,用戶意見很大,集成商也很頭疼。經分析是光發射機的220VAC電源質量存在新問題,盡管選用了高精度穩壓電源也是承受不了瞬流(包括電涌)的沖擊,瞬流可以損壞任何一種電器,何況耐受電壓很低的電子和微電子設備呢?攝像機因距海關大樓較遠無法保障AC220V專用線供電。前端機電源就近接在30kW直流電磁鐵的配電線路上,該線路上的瞬流和電涌從發生到消失的過程極快,屬于微秒到皮秒級,其電壓幅值可高出工作電壓的幾十倍、幾百倍甚至幾千倍。根據當地供電部門反映,80%的瞬流是從電力系統內部產生的,主要是由于電力負載的頻繁開關和負荷頻繁變化引起的。另外電磁鐵的直流電源是由三相可控整流取得的,故電源線路內含有大量的3、5、7、9等奇次諧波,遠超過諧波電壓限制和諧波電流答應值,諧波嚴重危害配電線路及設備的平安。因此,智能化系統應選用凈化電源,有效地抑制瞬流、諧波的產生。低壓配電線路還上應具有雷電過電壓、電磁兼容(EMC)、電磁脈沖(LEMP)的保護功能,較大程度地改善和提高電源質量,以確保整個智能化系統的平安。然而上述案例中全然沒考慮,所以系統不能正常開通,并經常損壞系統中的設備。(2)案例2新疆人民銀行業務樓是座現代智能型超高層建筑,具有建筑物樓層多、建筑物高、人員流動大的特征,垂直運輸和通信系統(國內聯網)同樣倍受重視。電梯系統是超高層智能建筑中不可缺少的重要設施。為高層、超高層的智能建筑服務時,不僅要求自身有良好的性能和自動化程度,作為建筑設備的自動化系統的一個組成部分,它是以計算為核心,構成對電梯設備的監控系統,該系統屬于BAS的一個子系統和整個BAS協調運行,并受BAS中心計算機的監視、管理及控制。電梯是用于垂直升降的機電一體化運輸設備,該大樓選用三菱VVVF方式——交流調壓調頻的拖動方式,VVVF電梯具有抗干擾、高效、節能、舒適的控制系統,體積小、動態品質性能優越。控制部分采用雙微機結構,主微機完成集選功能規定的操縱控制,付微機是實現拖動系統的速度控制。主、付微機采用并行通訊,整個系統由主控制器、控制屏(DDC)、顯示裝置(CRT)、打印機、遠程操作臺及串行通訊網絡組成。但該電梯起初無法正常工作,電梯忽而上至頂層,忽而下降到底層,不按指令停層,后來發現未做功能性接地所致。該建筑是座舊樓無法利用鋼筋混凝土鋼筋作為聯合接地,也無法做局部等電位聯結。那么只有在機房內設置一根獨立的接地線(絕緣線纜和動力線等截面),采用非金屬接地模塊獨立式接地,接地電阻R≤0.4歐。接地極和原接地極距離為20~25m呈零電位。做了電梯功能性接地后,電梯正常工作已達5年之久,未出現過任何故障。(3)案例3新疆建筑設計探究院選用迅達電梯,對于功能性接地甲、乙雙方持不同意見。VVVF型電梯同樣是雙微機結構。安裝人員果斷按廠里規定要求做獨立式的功能性接地。我們考慮該業務樓是座智能建筑設有計算機網絡和信息系統,強、弱電系統已經采用聯合接地(共用接地)系統,《智能建筑設計標準》GB/T50-2000,第10.2.6條,聯合接地電阻R≤1歐(而該樓的聯合接地電阻實測為0.29歐),該建筑物內已經設置了總等電位聯結和局部等電位聯結。建筑單位采納了等電位聯結和聯合接地方式,而沒采用廠商提出的獨立的功能性接地。因為獨立的功能性接地做法經實踐證實了并不利于計算機邏輯接地(單點接地),這是因為建筑物做了等電位聯結,邏輯接地(單點接地)已不復存在了。在鋼筋混凝土的高層民用建筑中功能性接地、保護性接地和防雷接地的三組接地裝置要達到相互獨立的要求是很難做到。而聯合接地(共用接地)還可避免雷電的反擊危害。經實測聯合接地電阻R≤0.293歐。利用聯合接地后,電梯運行至今一直正常。聯合接地做功能性接地時接地線需從基礎接出,不得和其它接地混接、短接,接地線宜選用25mm2~35mm2絕緣線纜。為保障人身平安和弱電系統的抗電磁干擾,局部等電位聯結是最有效的辦法之一。(4)案例4電子計算機中心的接地裝置不但要滿足人身的平安,還應滿足電子計算機正常運行和網絡系統設備的平安。辦公自動化系統包括摘要:計算機、數字化設備等,除產品系列的不同外,高層、超高層建筑由于場地、位置、施工和投資等條件的限制,因此電子計算機在“接地”新問題上有著不同的見解,國外經濟發達的國家也有不同的觀點。電子計算機“接地”系統是比較復雜的,如處理不好將造成電子計算機不能正常工作。工作在弱信號條件下數字設備接地線的脈沖干擾不容忽視。目前計算機工作頻率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。這時分布電感,分布電容會引起電流通路的阻抗發生很大的變化,當這些參數對諧波產生共振時又會產生超出常態阻抗和能量,將會直接危及計算機網絡系統的平安。有關電子計算機的接地有以下幾種方式摘要:交流工作接地、平安保護接地、工作接地、防雷接地等四種接地方式,在智能建筑中宜采用聯合接地(共用接地)。經過大量高層、超高層建筑接地方式的調研,聯合接地可利用其結構鋼筋和基礎鋼筋做接地裝置。接地電阻一般值不會超過0.4歐,很適宜作為電子計算機的接地裝置。但是中銀廣場的計算機中心和計算機機房裝修設計人員,堅持計算機系統的接地采取單點接地(邏輯接地)。因此,花費了很大力氣和資金從四樓計算中心機房,引出VV35m2單芯電纜,穿管經地下室引至室外距基礎25m做了一組閉環式邏輯接地極,接地電阻為4歐。采用這種單點接地方式,計算機一直無法正常工作,后經建設單位探究決定,按照設計院設置的計算機房內局部等電位聯結及聯合接地做為電子計算機的接地,計算機經安裝調試后至今一直運行良好。這是因為在同一建筑物內,采用同一個聯合接地系統(共用接地系統),以避免不同接地系統間的電位差引發電氣事故和干擾。做了建筑物總等電位聯結包括局部等電位聯結、局部信息系統的網形和星形等電位聯結結構、利用鋼筋混凝土鋼筋做接地裝置(含鋼筋混凝土基礎接地體),其聯合接地(共用接地)接地電阻R≤0.4歐,遠低于《智能建筑設計標準》GB/T50-2000的接地電阻R≤1歐的阻值要求。更遠遠小于電子計算機直流接地阻4歐的要求,即不花費投資又不費工,還保障電子計算機的正常工作,何樂而不為呢?目前計算機信息系統和網絡系統的應用已遍及各行業各部門乃至家庭。目前防雷技術已提出“建筑物綜合防雷系統”的概念,新國標《建筑物電子信息系統防雷規范》已批準實施。建筑防雷工程必須綜合考慮,將外部防雷辦法和內部防雷辦法(接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽功能、合理布線加裝過電壓保護等多項重要因素),作為整體來統一考慮防雷辦法。從而使計算機電子信息系統、網絡系統、布線系統在智能建筑中真正成為標準、靈活、平安、無誤的網絡和布線系統。5、新疆智能建筑市場發展的前景新疆維吾爾自治區地處祖國的大西北,和獨聯體接壤,占地面積為全國面積的1/6(約9600萬平方公里),地下埋藏著豐富的石油、天然氣和煤礦,還有鐵礦、銅礦(2000萬噸僅次于智利),鋁礦和稀有金屬,風力發電量居世界第二,僅次于美國。有豐富的火力發電、水力發電、風力發電和太陽能發電的資源。現階段新疆還屬于經濟較不發達地區,和經濟發達地區如上海、廣州、深圳、北京等地相比,智能建筑的數量和標準上都還有著較大的差距。全國數千幢以上的智能建筑中,上海就有400幢之多。隨著西部大開發,這幾年國內外投資日益增多,國家投資了我區最長的數千公里光纖通信系統,使我區的通信系統和全國接軌。光纖通信使我區的通信得到了高速地發展,前不久塔北油田通信系統已做到光纖到桌面,烏市和塔北等油田的居住小區通信系統光纖已入戶。光纖作為通信系統的傳輸線路,我區也已被廣泛采用,隨著經濟建設的發展人類社會已進入信息社會,信息逐步滲透到人們工作、生活的各個領域。隨著計算網絡系統和通信網絡系統的范圍不斷擴大及相關技術的高速發展,智能住宅小區、電力、品質寫字樓、金融、會展中心、各級政府、生產建設兵團、校園,各行各業越來越依靠計算機技術、通信技術、網絡技術和信息技術。就房地產商的業主目前也熟悉到戴上“智能大廈”的桂冠如摘要:高級寫字樓、智能住宅小區輕易銷售。自治區的1A智能住宅小區是由建設部下達的花園房產世紀花園及新特變的居住小區,現已竣工驗收投入運行效果良好,銷售率遠比一般的住宅小區要高得多。很多業主重視到并提出效率管理,那種智能化得不償失的說法已不復存在。克拉瑪依石油和獨山子石化總廠國家投資了500多億,目前全疆住宅小區處于停滯狀態,但克拉瑪依市住宅小區紛紛上馬,勢頭較猛。這些住宅小區,是按照國家建筑標準設計《住宅小區建筑電氣設計和施工》03D603標準設計(新疆建筑設計探究院主編),包括強弱電設計。其中弱電包括平安防范系統、通信系統、信息管理系統、火災報警和消防聯動系統集中抄表系統等等。獨山子市五萬多平米的五星級賓館已出基礎,同時日本投資興建五萬多平米的高級寫字樓正在設計。金融系統烏魯木齊市和各地州市也正建設各分支機構。移動、聯通和銀監行通信系統各地州市都正興建項目。新疆大學、石河子大學等大專院校,新疆醫學院的探究生教學大樓,師范大學教學樓等等。前不久剛接到新疆生產建設兵團機關綜合樓建辦發出的兵團機關綜合樓工程初步設計評審會議的邀請函中寫到摘要:“兵團機關綜合樓是集辦公自動化、信息化、管理智能化、設備現代化、環保節能的高科技綜合性智能建筑”。新疆大學電氣工程學院為發展新疆智能建筑事業的發展不但開辦了“智能建筑”專業,而且建立了智能建筑BAS實驗室。根據需要,自治區黨委和人民政府、軍區都建立了高速、快捷、平安、的通信網絡系統。庫車石化總廠的辦公區綜合布線投資高達1000萬元。智能建筑已成為新的亮點,網上獲取豐富多彩的信息服務已成為新的時尚,我區公用網絡的發展必將隨著信息社會的發展而騰飛,堅信網絡技術及布線技術有著廣闊的前途,在我區必將獲得更加廣泛的應用。參考資料摘要:1、談工業以太網及其和智能建筑領域的應用方甲松《智能建筑》2004年第5期2、論建筑智能化工程的丙方監理陶根《智能建筑》2004年第8期3、有關智能建筑的思索馬克?馬沖《建筑智能化》2000年10月4、《低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗》

論電氣技術和智能建筑:探討智能建筑電氣自動化的設計和技術

摘要:智能建筑設備電氣自動化系統作為智能控制系統,其運作方式是使用智能管理代替人工管理,這就使得人工管理的費用得到大大節省,因此有著低碳、環保、節能的特點。該系統以自動控制系統控制管理的方式對設備實行全程監控和管理,設備運行的性和舒適性得到很大提高,并且使用壽命得到了延長。本文即重點闡述了智能建筑設備電氣自動化系統的設計應遵原則及設計要點。

關鍵詞:智能建筑;電氣自動化;照明與動力;布線方式

一、智能建筑電氣自動化系統概述

智能化的供配電系統除了具備常規的供配電系統應有的所有功能外,還具有以下這些功能:遠程自動監測變、配電設備的運行狀態和運行參數;遠程控制、自動控制變、配電設備的運行;自動存儲并管理變、配電設備的運行狀態、運行參數;供配電系統出現各種故障和參數超限等告警事件時立即報警并實時存儲和打印;與樓宇自控系統或建筑設備監控系統通信聯網等。這些智能化供配電系統

在一些品質辦公樓、機場、醫院、體育場館、劇場、大型商業中心等許多場合得到了廣泛的應用。

二、智能建筑設備電氣自動化系統的設計應遵原則及設計要點

(一)智能建筑設備電氣自動化系統的設計原則

一是先進的技術和實用的功能;二是高系數的性、安全性和開放性;三是高程度的系統集成性和互操作性。

智能建筑設備電氣自動化系統的設計有著行業的標準,一是遵循建設方招標文件中的技術參數與要求;二是遵循國內相關文件要求;三是遵循國際相關標準。

(二)電氣自動化的設計要點

1、中央控制室選址及室內設備布置

中央控制室應盡量靠近控制負荷中心,應離變電所、電梯機房、水泵房等會產生強電磁干擾的場所 15m以上。上方及毗鄰無用水和潮濕的機房及房間;室內控制臺前應有1.5m的操作距離,控制臺離墻布置時,臺后應有大于1m 的檢修距離,并注意避免陽光直射;當控制臺橫向排列總長度超過7m時,應在兩端各各留大于1m 的通道;中央控制室宜采用抗靜電架空活動地板,高度不小于20m。

2、給水排水系統

現代建筑中給水系統一般有水泵直接給水、高位水箱給水和氣壓罐給水三種方式,室內排水一般采用重力流直接排放的方式,有泵房時設置集水坑,通過潛污泵排出室外,水泵直接給水控制系統在緩沖池中裝有三個液位傳感器,用來檢測溢流,低報警水位和允許的啟泵液位,還設有檢測水壓的傳感器,主要用來完成恒壓供水工頻泵啟停控制,檢測和報警以及設備運行管理功能。高位水箱給水控制系統能夠通過完成檢測生活泵啟停控制及報警設備運行時間累計和用電量累計等功能。氣壓罐給水控制系統可以完成生活泵啟停控制檢測及報警設備運行管理等功能,排水控制系統依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等設備能夠完成潛污泵啟停控制檢測及報警等功能。

3、變配電控制系統

智能建筑對于供電系統的要求很高,需要設置備用電源,以防止突發停電時備用電源能夠繼續工作,智能建筑變配電控制系統能夠完成參數檢測設備狀態監視與故障報警電量計量等功能,智能建筑設備電氣自動化系統中有幾個比較重要的元件,一是現場控制器,該元件控制著智能建筑內的各種設備,受控于中央監控計算機的管理,但是如果中央監控計算機出現故障,該元件也能夠獨立進行運作。二是執行器,該元件屬于系統中的末端主控元件,常見的有電動執行器即電磁閥、以電動機為動力元件的電動調節閥和通過葉片的面積來改變風量的電動風門等。三是傳感器,該元件有很多類別,例如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和變送器等。

4、照明與動力控制系統

智能樓宇的照明用電量很大,因此,既保障照明質量,又做到節能設計是控制系統的關鍵。由于智能建筑一般都是高層建筑,電梯等動力系統也是一個重要的系統,出于安全性考慮,動力系統都自帶有一個完善的計算機控制系統,對于動力系統實現完好的控制。對于走廊樓梯照明,下班時間關掉一般照明;投光燈等的動力控制系統,同電梯控制箱的電氣觸點相連,完成監視系統的運行狀態和故障情況檢查的功能。

5、通風與空調控制系統

空調系統按空氣處理設備的設置不同分為集中式空調系統、半集中式空調系統和局部空調系統三類。空調系統由冷源、熱源和前端設備三大部分組成 通風系統將室內的污染空氣凈化排除,吸入室外的新鮮空氣,分為局部通風和通風兩種空調控制系統。通過制冷系統實現設備啟停順序的控制、冷水機組開啟臺數控制、壓差旁通控制、水流檢測水泵控制、冷卻水溫度控制、工作狀態顯示與

打印、水箱補水控制等功能;通過熱水控制系統來實現交換器二次熱水出口溫度控制、熱水泵控制及連鎖工作狀態顯示與打印等功能;通過空氣處理監控系統來實現回風溫度控制、回風濕度控制、焓值控制、啟停時間控制、聯鎖控制、過濾器堵塞報警、工作狀態顯示與打印等功能;通過風機盤管監控系統實現控制風機的風速、控制風機盤管、電動閥門的開啟或關閉定時啟停控制等功能。

通風系統通過檢測空氣中一氧化碳二氧化碳的濃度來運行風機啟停,以保障空氣質量。

6、防雷接地系統

智能建筑內部有許多布線系統以及電子設備,比如通信化系統、火災報警控制系統、消防控制系統、建筑自動化系統、安全監控系統、辦公自動化、閉路電視系統及其他相應布線系統。這些電子儀器設備以及布線系統所處的部分,耐壓等級都比較低,防電磁干擾要求較高,承受雷擊能力較低。不管是反擊、直擊還是串擊都會對電子設備造成不同程度的嚴重干擾或損壞。因此,智能化建筑的全部功能接地必須建立在防雷接地系統的基礎上,并建立一個完整、嚴密的防雷系統結構。多數智能化樓宇均屬于一級負荷,所以應按照一級防雷建筑樓房的保護措施進行設計,接閃儀器選用針帶組合模式的接閃器,避雷帶選用4×25(mm)鍍鋅扁狀鋼質在樓頂組合成小于10×10米的網格形狀。該網格結構域樓面金屬構件進行電氣連接,并與建筑柱頭鋼筋也進行電氣連接,引出下線并利用柱頭中鋼筋、樓層鋼筋以及圈梁鋼筋與防雷系統作連接,外部墻面上所有金屬構件也需要與防雷系統進行連接,柱頭鋼筋還應與接地體相互連接,組合成具有多層屏蔽保護的籠狀防雷體系。這樣不僅能防止雷擊對樓房設備造成損壞,還能有效防止外來電磁波干擾。

三、智能建筑電氣自動化系統的技術

(一)建筑設備自動化系統的電源要求

中央控制室應由變配電所引出專用回路供電,中央控制室內設專用配電盤。負荷等級不低于所處建筑中較高負荷等級;通常要求系統的供電電源的電壓不大于±10%,頻率變化不大于±1Hz,波形失真率不大于 20%;中央管理計算機應配置UPS不間斷供電設備,其容量應包括建筑設備自動化系統內用電設備總和并考慮預計的擴展容量,供電時間不低于30分鐘。現場控制器的電源應滿足下述要求:

1、Ⅰ類系統(650 點~4999 點),當中央控制室設有UPS不間斷供電設備時,現場的電源由UPS不間斷電源以放射式或樹干式集中供給。

2、Ⅱ類系統(1 點~649 點),現場控制器的電源可由就地鄰近動力盤專路供給。

3、含有 CPU 的現場控制器,必須設置備用電池組,并能支持現場控制器運行不少于72小時,保障停電時不間斷供電。

(二)現場控制器設置原則

1、現場控制器的設置應主要考慮系統管理方式、安裝調試維護方便和經濟性。一般按機電系統平面布置進行劃分。

2、現場控制器要遠離有輸水管道,以免管道、閥門跑水,殃及控制盤。在潮濕、蒸汽場所,應采取防潮、防結露等措施。

3、現場控制器要離電機、大電流母線、電纜 1.5m 以上,以避免電磁干擾。在無法滿足要求時,應采取屏蔽和接地措施。

4、現場控制器位置選擇宜相對集中,一般設在機房或弱電小間內,以達到末端元件距離較短為原則(一般不超過50m)。

5、現場控制器一般可選用壁掛式結構,在設備集中的機房控制模塊較多時,可選落地柜式結構,柜前操作凈距不小于 1.5m。

6、每臺現場控制器輸入輸出接口數量與種類應與所控制的設備要求相適應,并留有 10%~20%的余量。

(三)建筑設備自動化系統的布線方式

建筑設備自動化系統線路包括:電源線、網絡通訊線和信號線。

1、電源線一般 BV-(500V)2.5mm2銅芯聚氯乙烯絕緣線。

2、網絡通訊線需由采用何種計算機局域網及建筑設備自動化系統在數據傳輸率、未來可兼容性和硬件成本等多方面綜合考慮確定。一般有同軸電纜(不同廠商的產品不盡相同);有的系統采用屏蔽雙絞線或非屏蔽雙絞線(分 3、4、5 三個級別);在強干擾環境中和遠距離傳輸時,宜選用光纜。

3、信號線一般采用線芯截面 1.0mm2或1.5mm2的普通銅芯導線或控制電纜,對信號線是否需要采用軟線及屏蔽線應根據具體控制系統與控制要求確定。

建筑設備自動化系統線路均采用金屬管或金屬線槽保護,網絡通訊線和信號線不得與電源線共管敷設,當其必須作無屏蔽平等敷設時,間距不小于0.3m,如敷于同一金屬線槽,需設金屬分隔。

論電氣技術和智能建筑:探討智能建筑電氣自動化的設計和技術

摘要:電氣自動化技術是當今世界最活躍、最充滿生機、最富有開發前景的綜合性學科與眾多高新技術的合成。隨著人們生活水平的大幅提高,電氣安裝工程的質量要求也越來越高,它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求,更注重其美觀、實用、方便的使用效果。本文主要闡述了我國智能建筑電氣自動化設計的重要性,并探討一下在樓宇建筑方面電氣自動化的功能、設計思路、設備布線方式及我國電氣自動化發展趨勢,對智能建筑的電氣設備自動化的設計和技術進行研究。

關鍵詞:智能建筑,電氣工程 , 自動化 , 功能 , 設計,設備, 發展

引言:近年來,智能建筑在我國已成為建筑市場的大趨勢,也是建筑業中新的“經濟增長點”。根據我國的定義,利用先進的技術對樓宇進行控制、通信和管理,即為智能建筑。使用中強調實現樓宇三方面自動化的功能,即建筑設備電氣自動化、通信自動化、辦公自動化。自控系統是建筑設備自動化控制系統的簡稱。建筑設備主要是指為建筑服務的、那些提供人們基本生存環境(風、水、電)所需的大量機電設備,如暖通空調設備、照明設備、變配電設備以及給排水設備等,通過實現建筑設備自動化控制,以達到合理利用設備,節省能源、節省人力,確保設備安全運行之目的。前些年人們提到樓宇自控系統,主要所指僅僅是建筑物內暖通空調設備的自動化控制系統,近年來已含蓋了建筑中的所有可控的電氣設備,而且電氣自動化已成為樓宇自控系統不可缺少的基本環節。在樓宇自控系統中,電氣自動化系統設計占有重要的地位。

1、電氣工程及其自動化設計的重要性

1.1它可應用于建筑。智能化建筑的發展必然離不開電氣自動化,隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展,品質智能化建筑無疑已經成為當今建筑界的主要發展方向。自然達到合理利用設備,在資源方面,人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統。這些電子設備及布線系統一般都屬耐壓等級低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷,應該設計為一級防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。

1.2它也可以應用于凈化空調設備。凈化空調系統控制自動監控裝置,可以設計成單個系統的測量、控制系統,也可以設計成以數字計算機控制管理的系統。

在溫度控制方面,凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100,與設定點比較,用比例加積分、微分運算進行控制,輸出相應電壓信號,控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度應保持在18-16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。

在濕度控制方面。裝設在同風管內的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設定濕度比較,用比例加積分運算控制,輸出電JK信號,控制蒸汽電動調節閥的動作,控制回風濕度應該保持在45%-65%之間,這樣潔凈室濕度方能滿足GMP要求。

2、電氣綜合自動化系統的功能

根據單元機組運行和電氣控制的特點,應將發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入ECS監控。其基本功能為:

1)發變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。

2)發變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

3)發電機勵磁系統。包括啟勵、滅磁操作,控制方式切換,增磁、減磁操作,PSS(電力系統穩定器)的投退。 

4)220kV/500kV開關自動同期并網及手動同期并網。

5)6kV高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等。

6)380V低壓廠用電源監視、操作、低壓備自投裝置控制。

7)高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)。

8)柴油發電機組和保安電源控制和操作。

9)直流系統和LPS系統的監視。

3、建筑電氣自動化設備系統的設計思路

建筑設備自動化系統是智能建筑弱電系統工程中較為復雜的系統之一,現將該系統的設計要點介紹如下:

3.1中央控制室選址及室內設備布置

中央控制室應盡量靠近控制負荷中心,應離變電所、電梯機房、水泵房等會產生強電磁干擾的場所15m以上。上方及毗鄰無用水和潮濕的機房及房間;室內控制臺前應有1.5m的操作距離,控制臺離墻布置時,臺后應有大于1m的檢修距離,并注意避免陽光直射;當控制臺橫向排列總長度超過7m時,應在兩端各各留大于1m的通道;中央控制室宜采用抗靜電架空活動地板,高度不小于20m。

3.2建筑設備自動化系統的電源要求

中央控制室應由變配電所引出專用回路供電,中央控制室內設專用配電盤。負荷等級不低于所處建筑中較高負荷等級;通常要求系統的供電電源的電壓不大于±10%,頻率變化不大于±1Hz,波形失真率不大于20%;中央管理計算機應配置UPS不間斷供電設備,其容量應包括建筑設備自動化系統內用電設備總和并考慮預計的擴展容量,供電時間不低于30分鐘;現場控制器的電源應滿足下述要求: