辦公建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的研究

廣西藍(lán)川設(shè)計(jì)有限公司 廣西南寧 530021

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，建筑工業(yè)和建筑技術(shù)正在迅速發(fā)展，建筑電氣化、自動(dòng)化程度越來越高，為適應(yīng)辦公建筑的發(fā)展，電氣工程的設(shè)計(jì)既要滿足辦公使用需求，又要認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)工作是開拓、創(chuàng)造性勞動(dòng)，要有超前意識(shí)，適應(yīng)現(xiàn)在、開發(fā)將來。本文首先闡述了辦公建筑電氣工程建設(shè)和改造設(shè)計(jì)的要求，其次分析了自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最后對(duì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中照明系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。

關(guān)鍵詞：建筑；電氣工程；自動(dòng)化設(shè)計(jì)

前言

辦公建筑即寫字樓，滿足企業(yè)或組織從事智力型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)為主的建筑物。辦公建筑電氣工程自動(dòng)化應(yīng)以建筑為平臺(tái)，以電氣自動(dòng)化技術(shù)為手段，在有限空間內(nèi)，創(chuàng)造人性化的生活環(huán)境。因此電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)應(yīng)具備保證使用者的安全可靠、高靈活性、可持續(xù)發(fā)展性、安全私密性的特點(diǎn)。

1.辦公建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的組成和要求

1.1建筑電氣工程設(shè)計(jì)的組成

概括來說，辦公建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以分為兩大部分。

（1）照明與動(dòng)力。照明與動(dòng)力包括照明、供配電、建筑設(shè)備控制等設(shè)備。這部分中照明、供配電是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。隨著辦公建筑現(xiàn)代化程度的提高以及建筑向高空發(fā)展，建筑設(shè)備的控制要求越來越高，因此控制內(nèi)容也越來越復(fù)雜。

（2）通信與自動(dòng)控制。這部分含有電話、廣播、電視、空調(diào)自控、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)、機(jī)電設(shè)備自控等系統(tǒng)。其中電話、廣播、電視是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及各種自動(dòng)控制系統(tǒng)等屬新增的內(nèi)容。它們是體現(xiàn)辦公建筑現(xiàn)代化的重要組成部分，尤其是高層建筑所必不可少的裝備[1]。

1.2辦公建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求

電氣工程設(shè)計(jì)是用圖紙表達(dá)的產(chǎn)品，尚須由施工單位去建設(shè)工程實(shí)體。因此，設(shè)計(jì)方案能否滿足施工是一個(gè)很重要的問題，否則僅是“紙上談兵”而已。一般來說設(shè)計(jì)者應(yīng)掌握電氣施工工藝，起碼應(yīng)了解各種安裝過程，以使圖紙能夠有指導(dǎo)作用。

由于電氣裝置使用的能源和信息是來自市政設(shè)施的不同系統(tǒng)，因此，在開始進(jìn)行設(shè)計(jì)方案構(gòu)想時(shí)，就應(yīng)考慮到能源和信息輸入的可能性及具體措施。與這方面有關(guān)的設(shè)施是供電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)和消防報(bào)警網(wǎng)絡(luò)等，相應(yīng)地就要和供電、電信和消防等部門進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)系。

“安全用電”在建筑設(shè)計(jì)中是個(gè)特別重要的問題。為此，在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中考慮多種安全用電設(shè)施是非常必要的，同時(shí)還要保證建筑電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容完全符合電氣的規(guī)程、規(guī)定。

1.3設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

電氣工程建設(shè)和改造質(zhì)量對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行性能的完善至關(guān)重要。既是未來建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)改革下的重要舉措。

1）環(huán)保方面：辦公建筑改造過程中的環(huán)境污染往往是由土地資源利用不當(dāng)，物理?xiàng)l件干擾等原因引起。在設(shè)計(jì)中要注意避免資源浪費(fèi)、及異常噪聲污染。

2）結(jié)構(gòu)方面：電氣改造中對(duì)萬用鑰匙使用、機(jī)構(gòu)箱門、接地線布局等方面的不合理設(shè)計(jì)會(huì)影響到站內(nèi)系統(tǒng)正常運(yùn)行的效率，因此需要加強(qiáng)對(duì)辦公建筑內(nèi)系統(tǒng)的組建。

2.自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供一個(gè)安全、高效、節(jié)能、舒適、溫馨的環(huán)境。辦公建筑中，有相當(dāng)多的用電設(shè)備在工作。從宏觀上看用電設(shè)備的正常工作，必須有兩個(gè)條件：第一個(gè)條件是通過輸電配電系統(tǒng)，將電能送到用電設(shè)備的電力輸入端上；第二個(gè)條件是通過測(cè)量控制系統(tǒng)，準(zhǔn)確地控制它的工作方式。這兩部分組成了一個(gè)完善的供配電網(wǎng)，如圖1所示：

圖1供配電網(wǎng)“主動(dòng)”狀態(tài)用電單元邏輯框圖

其設(shè)計(jì)原則為：

1）合理地進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算和分配。電力負(fù)荷計(jì)算是供電基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)的基本條件。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，既要有依據(jù)，又要留有裕度。節(jié)能不是不用電，而是要以保證充分用電為基礎(chǔ)，使電能獲得最大的效益。單項(xiàng)裕度要大，綜合裕度要因地制宜。系統(tǒng)的分配要合理，要使電網(wǎng)能高效運(yùn)行，又要便于控制。

2）按負(fù)荷重要性分成數(shù)個(gè)等級(jí)。負(fù)荷等級(jí)是進(jìn)行綜合控制的基礎(chǔ)。負(fù)荷的控制原則是低級(jí)讓高級(jí)，高級(jí)優(yōu)先。當(dāng)然，這個(gè)分級(jí)首先要符合國(guó)家的各類設(shè)計(jì)規(guī)范。同時(shí)，還要看到這個(gè)等級(jí)是相對(duì)的，又是動(dòng)態(tài)可變的。

3）要有對(duì)非重要電力負(fù)荷控制及調(diào)節(jié)功能的電力控制器。

4）高效、準(zhǔn)確、可靠的測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)。

①能對(duì)用電設(shè)備的工藝對(duì)象的物理參量加以監(jiān)測(cè)。建筑大廈的主要建筑智能化系統(tǒng)都是以其工藝對(duì)象的物理參量為控制的出發(fā)點(diǎn)。如光的照度，空調(diào)室的溫度、濕度，汽車庫的二氧化碳含量，水箱的儲(chǔ)水量，其參照坐標(biāo)及時(shí)間參量等。

②能對(duì)電力網(wǎng)的各種電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。特別是對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備安全運(yùn)行有關(guān)的參數(shù)，更要實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中心，并以此作為電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制軟件設(shè)計(jì)的依據(jù)。

③分布式或集散式結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)量控制電路的核心，所有物理參量傳感信號(hào)及電量傳感器信號(hào)都輸入到計(jì)算機(jī)中心，而計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)都遵循軟件的要求進(jìn)行運(yùn)作。只有采用了集散式或分布式系統(tǒng).“主動(dòng)”狀態(tài)的應(yīng)用才有了可能。集中式系統(tǒng)則只適用于小面積、短距離的建筑工程，有相當(dāng)大的局限性[2]。

3.建筑電氣照明系統(tǒng)

3.1照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)

辦公建筑的工作房間要求有足夠的照度和照度均勻度，最低照度和平均照度之比不宜小于0.7。因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間在辦公室工作，照度均勻可以減輕疲勞，使人舒適，提高工作質(zhì)量。辦公樓建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合建筑電氣技術(shù)措施手冊(cè)中的有關(guān)規(guī)定。樓內(nèi)的會(huì)議室、報(bào)告廳、貴賓室等可以選用華麗的燈具。而且需要有足夠的電源插座以便供擴(kuò)音器、錄像、幻燈等電氣設(shè)備用電。辦公室的插座從安全及辦公自動(dòng)化要求應(yīng)選用單相三孔有保護(hù)接零或接地的插座。閱覽室應(yīng)設(shè)置局部照明。燈具的位置設(shè)置在書的正上方，也可以把燈直接設(shè)置在書架上。由于辦公室通常是在白天使用，設(shè)計(jì)時(shí)宜充分利用自然光，以利節(jié)能。平面布燈時(shí)應(yīng)單燈單控，在白天陽光充足時(shí)，可以不開靠窗戶的燈。樓道和廁所宜單設(shè)一條支路，以便于下班以后或是出事后可以拉閘斷電，而只保留樓梯和樓道的照明。電源要用TN-S系統(tǒng)三相五線供電，如果當(dāng)?shù)厥荰N-C系統(tǒng)，應(yīng)在總配電箱處工作零線分出一根專用保護(hù)線，即成為TN-C-S系統(tǒng)供電[3]。

3.2節(jié)能控制設(shè)計(jì)

節(jié)能控制是照明設(shè)計(jì)的基本原則之一，是應(yīng)在保證不降低作業(yè)的視覺要求下，能最有效地利用照明用電。

①照明設(shè)計(jì)應(yīng)選用效率高的光源及選用利用系數(shù)高、配光合理的燈具。燈具節(jié)能應(yīng)主要體現(xiàn)在高效率上，若效率過低，則很難用其他方法補(bǔ)救其節(jié)能效果。同時(shí)，根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)不同，采用控光合理、光通量維持率高、光利用系數(shù)高、照明與空調(diào)一體化的燈具等，以達(dá)到節(jié)能目的。在保證照明質(zhì)量的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用開啟式燈具、定向照明燈具，并不宜用裝有格柵、保護(hù)罩等附件的燈具。

②確定合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值。作為照明節(jié)能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工作面的分布情況選取合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值，正確考慮照度標(biāo)準(zhǔn)的高、中、低3擋的照度值；根據(jù)視覺作業(yè)特點(diǎn)，選擇合適的照明方式，盡量少用一般照明，可考慮非均勻照明、混光照明以及其他靈活的照明系統(tǒng)，如設(shè)置照度梯度，使燈光物盡其用，達(dá)到節(jié)能的目的。

③采用合理的控制方式。對(duì)于手動(dòng)控制，一是可適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)，以達(dá)到分區(qū)控制燈光的目的；二是可采用各種類型的節(jié)電開關(guān)，如調(diào)光開關(guān)、定時(shí)開關(guān)、節(jié)電控制器等，都有顯著的節(jié)能效果。而自動(dòng)控制，則包括紅外遙控開關(guān)、光電照明控制、中央控制系統(tǒng)及智能照明控制系統(tǒng)等方式，可結(jié)合具體的工程實(shí)際選用，以節(jié)約用電。

4.結(jié)語

總之，隨著科技的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，辦公建筑的功能日益豐富，建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)也要體現(xiàn)出以電能、電氣設(shè)備、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為手段，創(chuàng)造、維持和改善建筑內(nèi)空間的電、光、熱、聲以及通信，使辦公建筑物更充分地發(fā)揮其特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)其功能的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈玉佩.現(xiàn)代建筑電氣工程的技術(shù)性維修方案[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，12（07）：10-13.

[2]郝玉萍.電氣工程對(duì)高層建筑性能的影響里分析[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，40（17）：100-101

[3]謝永興.高層建筑自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝[J].電氣工程，2012，19（8）：41-42.

作者簡(jiǎn)介：

孫有新（1985.03—），男，助理工程師，本科，從事電氣工程設(shè)計(jì)工作。