探析現(xiàn)代建筑中建筑電氣自動化應(yīng)用

賈蘭成 廉宏軍

摘要：現(xiàn)代建筑中，電氣自動化應(yīng)用越來越廣泛。以電氣自動化為技術(shù)支撐的智能建筑設(shè)計布局得到飛躍發(fā)展，成為樓宇自控系統(tǒng)不可或缺的基本環(huán)節(jié)。本文從電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢入手，本文對電氣自動化技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的運用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;建筑應(yīng)用

一、電氣自動化技術(shù)特點

一是實現(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)代自動化技術(shù)通過“采集—處理—反饋”模塊，對系統(tǒng)進(jìn)行實時的數(shù)字化監(jiān)控，能及時將控制中心的指令傳達(dá)到系統(tǒng)，并將反饋信息同時傳遞到控制中心，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的高效控制。

二是提高了聯(lián)動性。電氣自動化技術(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)動效果，解決了電梯系統(tǒng)依照各層用戶流量實現(xiàn)其速度的自動調(diào)節(jié)，以及緊急情況下系統(tǒng)的自動識別、判斷，及時實現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案，實現(xiàn)子系統(tǒng)間的配置與互動。

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

四是數(shù)據(jù)完備、計算精確。自動化系統(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)荷等級須高于高層建筑中的最高級別，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)備自動化內(nèi)的用電設(shè)備總和，需要時可擴(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)控制的操作臺需設(shè)置2m距離，在設(shè)置臺離墻布過程中在后臺要留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)備的運行狀態(tài)及多發(fā)故障，一旦發(fā)現(xiàn)故障及時切斷工作，避免擴(kuò)大故障的影響范圍。電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要包括測量參數(shù)、分析邏輯、執(zhí)行程序等。測量主要是通過保護(hù)設(shè)備的正常運行及把獲取的參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控系統(tǒng)對處理好測量參數(shù)后從不同角度顯示出來，再對比分析檢測參數(shù)及整定值，如此就能得到實時掌握保護(hù)設(shè)備運行情況的作用。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，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，以保護(hù)裝置動作，執(zhí)行部分把邏輯信號放大后參照相關(guān)的指令信號來控制任務(wù)。電氣自動化系統(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、測量方式、儀表形式、控制對象缺少專業(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)對系統(tǒng)物理量參數(shù)監(jiān)控廣、人工操作少，因此須對系統(tǒng)設(shè)置獨立的保護(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)點相連接。變流電工作接地主要是將變壓器中性點或者中性線接地，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、移動設(shè)備，各自的摩擦都會產(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)?，F(xiàn)代建筑應(yīng)按照一級負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計防雷保護(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、電氣自動化在某智能建筑中的應(yīng)用實例

某公司大樓的計算機(jī)機(jī)房正進(jìn)行裝修，設(shè)計施工人員采用的是單點接地連接方式。施工人員從計算機(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。該連接方式既花費大量人力物力，且計算機(jī)不能正常工作。事實上，在對計算機(jī)接地時，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。首先因為在智能建筑中，采用聯(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)房內(nèi)進(jìn)行局部電位聯(lián)結(jié)和聯(lián)合接地后，計算機(jī)運行良好。

四、電氣自動化的未來展望

系統(tǒng)平臺的開放化和信息化。開放化是實現(xiàn)管理、決策、設(shè)計、控制和制造一體化的關(guān)鍵也是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息實時交換和共享的重要基礎(chǔ)設(shè)施，與外界建立一個接口實現(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)運動技術(shù)、信息管理、調(diào)度自動化等方面的技術(shù)核心。信息化信息技術(shù)的電力設(shè)備設(shè)計、制造和運行中廣泛應(yīng)用的計算機(jī)優(yōu)化與仿真技術(shù)在電氣自動化的地位應(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)對于一個好的電氣自動化控制系統(tǒng)來說能夠保證企業(yè)內(nèi)部的計算機(jī)監(jiān)督、控制設(shè)備、財物系統(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)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實時監(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)連接時至關(guān)重要的是基于硬件平臺的自動化解決方案。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控制和管理平臺之間建立一種最好的接口。方便了電氣自動化系統(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)大大減少了工程時間和費用。

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