論電氣技術(shù)與智能建筑

田洪洲

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(jìn)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，綜合性強，涉及專業(yè)廣。主要表述電氣技術(shù)在智能建筑中的重要作用。

關(guān)鍵詞：電氣技術(shù)；智能；建筑

中圖分類號：TP321文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3193(2009)10-0275-02

1引言

智能建筑產(chǎn)業(yè)是隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而誕生并迅速發(fā)展起來的?，F(xiàn)代建筑物的電氣發(fā)展是經(jīng)過電氣化階段、自動化階段和當(dāng)今的智能化階段。

智能建筑技術(shù)的發(fā)展非常迅速，它是電子技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)及多媒體技術(shù)等一系列最先進(jìn)技術(shù)飛速發(fā)展的結(jié)晶。特別是智能建筑系統(tǒng)工程，它作為弱電系統(tǒng)工程的延伸和發(fā)展，綜合性強，涉及專業(yè)廣，新的弱電系統(tǒng)不斷加盟到智能建筑技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)。建筑物使用功能現(xiàn)代化的需求和相關(guān)技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，共同促進(jìn)了智能建筑弱電系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展。

2網(wǎng)絡(luò)與布線

綜合布線系統(tǒng)作為全新概念的布線系統(tǒng)，其優(yōu)越性是傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)無法比擬的。主要體現(xiàn)在以下幾個方面；

開放性——向所有的通信協(xié)議開放；

靈活性——設(shè)備的開通更改只需增加設(shè)備和跳線管理；

可靠性——器件通過ISO等組織認(rèn)證，星形拓樸結(jié)構(gòu)等一條線路故障不影響其它線路正常運行；

先進(jìn)性——采用最新通信標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)濟適用性——將分散線纜綜合到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)布線系統(tǒng)中。

從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上來分，網(wǎng)絡(luò)可劃分為局域網(wǎng)(LAN)、控制網(wǎng)(Infrenet)、廣域網(wǎng)(WAN)和城市網(wǎng)(MAN)。世界公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)——TCP／IP協(xié)議，使得局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)實現(xiàn)了無縫連接。城市網(wǎng)是在局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的數(shù)據(jù)網(wǎng)，介于廣域網(wǎng)與局域之間把多個局域網(wǎng)互相連起來。構(gòu)成覆蓋范圍更大，支持高速傳輸和綜合業(yè)務(wù)，成為適合城市范圍使用的計算機網(wǎng)絡(luò)。

3目前智能建筑存在的問題

(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(shè)計、施工和驗收標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的智能建筑設(shè)計、施工驗收標(biāo)準(zhǔn)有《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGT／T16－92。國家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB／T50314、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB／T30311－2000、《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》GB／T50312－8000等。這些國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對智能建筑的設(shè)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(zāi)自動報警系統(tǒng)及消防聯(lián)動、安全防范、計算機房等施工驗收標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范?，F(xiàn)行的《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》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(tǒng)的設(shè)計帶來了較多的難點。

(2)智能建筑的設(shè)計應(yīng)由具有智能化設(shè)計資質(zhì)總承包單位的設(shè)計院來承擔(dān)，再由集成商進(jìn)行多次的深化設(shè)計并交設(shè)計總承包單位審查方可招標(biāo)施工。這是因為：

設(shè)計院熟悉和掌握國家、行業(yè)、地方的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計中始終遵循國家的方針政策。堅持技術(shù)先進(jìn)成熟、經(jīng)濟合理、實用可靠；

設(shè)計院的系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型符合標(biāo)準(zhǔn)，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(chǎn)品為目的。

設(shè)計院掌握設(shè)計程序和全過程，與施工、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督和業(yè)主溝通較容易，與各專業(yè)配合也密切。

設(shè)計院能給集成商創(chuàng)造一個良好的建筑平臺和環(huán)境。

相反，如果由集成商直接設(shè)計，將有以下不良反應(yīng)：集成商并不了解智能建筑設(shè)計程序和全過程并與相關(guān)專業(yè)配合十分困難。集成商也不熟悉施工圖繪制規(guī)定和表達(dá)方法。集成商由于自行設(shè)計、自行施工，施工圖設(shè)計紙質(zhì)量就較差，達(dá)不到施工圖設(shè)計深度的要求。

4電氣技術(shù)在智能建筑中的重要作用

智能建筑中弱電系統(tǒng)的設(shè)備、纜線安全必須依靠電氣技術(shù)如：電源技術(shù)、防雷與接地技術(shù)、防諧波技術(shù)、抗干擾技術(shù)、屏蔽技術(shù)、防靜電技術(shù)、布線技術(shù)、等電位技術(shù)等眾多的電氣技術(shù)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(shù)在智能建筑中的重要作用。

(1)某建筑閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是輔助保安系統(tǒng)對整個建筑物內(nèi)外現(xiàn)場實況進(jìn)行監(jiān)視。該系統(tǒng)是由現(xiàn)場的攝像部分(攝像機、云臺、防護罩)、傳輸系統(tǒng)(光纖、光發(fā)射機)、監(jiān)控中心(光端接收機、視頻分配、監(jiān)控服務(wù)器、矩陣主機)等部分組成。其監(jiān)控中心的操作采用了計算機系統(tǒng)，以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅(qū)動云臺的巡視、視頻切換、報警處理、設(shè)備狀態(tài)的檢查等工作。該系統(tǒng)設(shè)備的選型；攝像機為日本松下產(chǎn)品；云臺、防護罩為美國派而高產(chǎn)品；光端傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)接口選用美國NTK產(chǎn)品，這些也都是國外品牌產(chǎn)品，應(yīng)該不會出現(xiàn)什么問題的。

但該系統(tǒng)自開通以來，光發(fā)射機(A、B、C、D)的光端數(shù)據(jù)接口Rs422，室外攝像機的防護罩配置的溫度繼電器、冷卻風(fēng)扇、電加熱器、雨刷器經(jīng)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(jīng)分析是光發(fā)射機的220VAc電源質(zhì)量存在問題，盡管選用了高精度穩(wěn)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(shè)備呢?因此，智能化系統(tǒng)應(yīng)選用凈化電源，有效地抑制瞬流、諧波的產(chǎn)生。低壓配電線路還上應(yīng)具有雷電過電壓、電磁兼容(EMC)、電磁脈沖(LEMP)的保護功能，最大程度地改善和提高電源質(zhì)量，以確保整個智能化系統(tǒng)的安全。然而上述案例中全然沒考慮，所以系統(tǒng)不能正常開通，并經(jīng)常損壞系統(tǒng)中的設(shè)備。

(2)某銀行業(yè)務(wù)樓是座現(xiàn)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(tǒng)(國內(nèi)聯(lián)網(wǎng))同樣倍受重視。電梯系統(tǒng)是超高層智能建筑中不可缺少的重要設(shè)施。為高層、超高層的智能建筑服務(wù)時，不僅要求自身有良好的性能和自動化程度，作為建筑設(shè)備的自動化系統(tǒng)的一個組成部分，它是以計算為核心，構(gòu)成對電梯設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于BAS的一個子系統(tǒng)與整個BAS協(xié)調(diào)運行，并受BAS中央計算機的監(jiān)視、管理及控制。

電梯是用于垂直升降的機電一體化運輸設(shè)備，該大樓選用三菱WVF方式——交流調(diào)壓調(diào)頻的拖動方式，VVVF電梯具有抗干擾、高效、節(jié)能、舒適的控制系統(tǒng)，體積小、動態(tài)品質(zhì)性能優(yōu)越。控制部分采用雙微機結(jié)構(gòu)，主微機完成集選功能規(guī)定的操縱控制，付微機是實現(xiàn)拖動系統(tǒng)的速度控制。主、付微機采用并行通訊，整個系統(tǒng)由主控制器、控制屏(DDc)、顯示裝置(CRT)、打印機、遠(yuǎn)程操作臺及申行通訊網(wǎng)絡(luò)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(fā)現(xiàn)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(lián)合接地。也無法做局部等電位聯(lián)結(jié)。那么只有在機房內(nèi)設(shè)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20m～25m呈零電位。做了電梯功能性接地后，電梯正常工作已達(dá)5年之久，未出現(xiàn)過任何故障。

(3)電子計算機中心的接地裝置不但要滿足人身的安全，還應(yīng)滿足電子計算機正常運行和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備的安全。辦公自動化系統(tǒng)包括。計算機、數(shù)字化設(shè)備等，除產(chǎn)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(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家也有不同的觀點。電子計算機接地系統(tǒng)是比較復(fù)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(shù)字設(shè)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IGHZ、10GHZ。這時分布電感，分布電容會引起電流通路的阻抗發(fā)生很大的變化，當(dāng)這些參數(shù)對諧波產(chǎn)生共振時又會產(chǎn)生超出常態(tài)阻抗和能量，將會直接危及計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。

有關(guān)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(lián)合接地(共用接地)。實踐證明聯(lián)合接地完全可利用其結(jié)構(gòu)鋼筋和基礎(chǔ)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。但是某廣場的計算機中心和計算機機房裝修設(shè)計人員，堅持計算機系統(tǒng)的接地采取單點接地(邏輯接地)。因此?；ㄙM了很大力氣和資金從四樓計算中心機房，引出W35mz單芯電纜，穿管經(jīng)地下室引至室外距基礎(chǔ)25m做了一組閉環(huán)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(jīng)建設(shè)單位研究決定，按照設(shè)計院設(shè)置的計算機房內(nèi)局部等電位聯(lián)結(jié)及聯(lián)合接地做為電子計算機的接地，計算機經(jīng)安裝調(diào)試后至今一直運行良好。這是因為在同一建筑物內(nèi)，采用同一個聯(lián)合接地系統(tǒng)(共用接地系統(tǒng))，以避免不同接地系統(tǒng)間的電位差引發(fā)電氣事故和干擾。做了建筑物總等電位聯(lián)結(jié)包括局部等電位聯(lián)結(jié)、局部信息系統(tǒng)的網(wǎng)形和星形等電位聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)、利用鋼筋混凝土鋼筋做接地裝置(含鋼筋混凝土基礎(chǔ)接地體)，其聯(lián)合接地(共用接地)接地電阻R≤0.4歐，遠(yuǎn)低于《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB／TS0—2000的接地電阻R≤1歐的阻值要求，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子計算機直流接地阻4歐的要求，既不花費投資又不費工，還保證電子計算機的正常工作，何樂而不為呢?計算機信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用已遍及各行業(yè)各部門乃至家庭。因此建筑防雷工程必須綜合考慮，將外部防雷措施和內(nèi)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(tǒng)一考慮防雷措施。從而使計算機電子信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、布線系統(tǒng)在智能建筑中真正成為標(biāo)準(zhǔn)、靈活、安全、無誤的網(wǎng)絡(luò)與布線系統(tǒng)。