建筑設(shè)備電氣自動化的設(shè)計與安裝

◎吳安奇

建筑行業(yè)在智能化目標(biāo)的帶領(lǐng)下，建設(shè)智能建筑是今后行業(yè)發(fā)展的主要方向，而且體現(xiàn)在建筑設(shè)備電氣設(shè)計、安裝這一領(lǐng)域，需要逐漸實(shí)現(xiàn)自動化。電氣自動化是智能建筑非常關(guān)鍵的內(nèi)容，對建筑設(shè)備也具有現(xiàn)實(shí)意義。通過建筑設(shè)備電氣自動化設(shè)計與安裝，也加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性，有利于實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的目標(biāo)。所以，針對建筑設(shè)備電氣自動化設(shè)計和安裝，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)展開討論。

一、建筑設(shè)備電氣自動化價值意義

建筑設(shè)備電氣自動化在現(xiàn)代社會中具有極高的價值，憑借多元化系統(tǒng)的同步運(yùn)行，使自動化技術(shù)作用得到體現(xiàn)，將電氣資源、自動化技術(shù)加以結(jié)合，為建筑設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、建筑功能完善創(chuàng)造條件。

建筑設(shè)備電氣自動化具有綜合性，需要運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等，在電磁感應(yīng)定律和電路基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)上，朝著建筑設(shè)備自動化管控的方向發(fā)展，其間也可提高建筑設(shè)備自動化性能。應(yīng)用自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備的自動化管理，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、集成化的功能，有利于節(jié)省運(yùn)營成本、綜合利用現(xiàn)有資源，為建筑電氣設(shè)備自動化目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)提供助推力。

二、建筑設(shè)備電氣自動化設(shè)計要點(diǎn)

（一）中央控制系統(tǒng)設(shè)計

中央控制系統(tǒng)是電氣控制非常關(guān)鍵的零部件，負(fù)責(zé)能量分配。建筑設(shè)備電源應(yīng)用的配電盤，根據(jù)最高充電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理配置，可實(shí)現(xiàn)中心配備不間斷電源的集中管理。中央控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，同樣要考慮現(xiàn)場實(shí)際條件控制電氣設(shè)備，而且可使用防靜電網(wǎng)維護(hù)中央控制室，以免在運(yùn)行時受到干擾[2]。設(shè)定25m高度，安裝防靜電上層，移動樓層、抗靜電層有利于加強(qiáng)中央控制系統(tǒng)運(yùn)行性能。設(shè)計人員了解設(shè)計規(guī)范為與現(xiàn)實(shí)條件后，可對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整，而且要綜合分析成本、周圍環(huán)境等各項(xiàng)因素，優(yōu)化中央控制系統(tǒng)設(shè)計成效。

（二）節(jié)能設(shè)計

建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，需要對建筑設(shè)備電氣設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，減少設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的能耗，例如門窗、通風(fēng)、排水等均可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。利用自動化設(shè)計整合所有資源，盡可能地減少資源用量，優(yōu)先選擇節(jié)能型設(shè)備，避免因設(shè)備運(yùn)行耗能導(dǎo)致環(huán)境污染。

（三）防雷接地設(shè)計

建筑電子設(shè)備與布線系統(tǒng)不僅覆蓋規(guī)模大，而且數(shù)量多，考慮到安全問題防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計非常必要（如圖1）。一般防雷接地設(shè)計對象有自動通信、自動控制、火災(zāi)報警等系統(tǒng)，設(shè)計環(huán)節(jié)無需高壓電阻便可達(dá)到防雷接地效果，重點(diǎn)加強(qiáng)各個系統(tǒng)的抗干擾性，防止雷擊對建筑物造成損傷。例如繩索計量表是防雷接地比較常用的電子設(shè)備之一，再安裝其他的雷電接地裝置，使防雷接地系統(tǒng)性能、運(yùn)行效果更加優(yōu)化。

圖1防雷接地系統(tǒng)

（四）消防安全設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)必然會有消防系統(tǒng)與設(shè)備，可在突發(fā)火災(zāi)時保護(hù)人們的人身安全。為了實(shí)現(xiàn)自動化目標(biāo)，消防安全設(shè)計可集中采用消防電氣設(shè)備，而且在設(shè)計環(huán)節(jié)加強(qiáng)布設(shè)合理性，通過耐火性能強(qiáng)的設(shè)備，減小火災(zāi)發(fā)生概率。

三、建筑設(shè)備電氣自動化安裝與應(yīng)用

（一）智能門禁設(shè)備

一些住宅建筑非常注重隱私與信息安全，為此選擇安裝智能門禁管理系統(tǒng)，以免住戶流動、外來人員帶來的安全問題。智能門禁設(shè)備的安裝非常簡潔，樓道門安裝電磁開閉器，而且要帶有遠(yuǎn)程控制功能，居民輸入密碼、使用電子鑰匙即可開啟，訪客利用電子門鎖的訪問電話和內(nèi)部住戶取得聯(lián)系即可進(jìn)入。更加先進(jìn)的門禁管理系統(tǒng)，還多安裝了攝像頭，通過遠(yuǎn)程技術(shù)與住戶家庭固話連接，安全性能更加完善。對于一些酒店、辦公樓等建筑，安全性、隱私性要求更高，而且人員流動復(fù)雜，所以每個樓層安裝了智能門禁系統(tǒng)，或者選擇安裝差異化電梯門禁系統(tǒng)。

（二）智能監(jiān)控設(shè)備

任何性質(zhì)的建筑物都需要安裝監(jiān)控設(shè)備，尤其是可以在發(fā)生安全事故時，監(jiān)控設(shè)備可以第一時間作為證據(jù)。對于此設(shè)備的安裝，一般要確定監(jiān)控點(diǎn)安裝監(jiān)控攝像頭，有線線纜可直接傳輸監(jiān)控信號，為安保中心集控平臺傳輸實(shí)時信息。集控平臺上展示信息，達(dá)到遠(yuǎn)程安保監(jiān)管的目的。除此之外，集控平臺服務(wù)器在信息儲存上也有明顯優(yōu)勢，可儲存大量視頻數(shù)據(jù)信息。

（三）智能電氣控制設(shè)備

建筑設(shè)備電氣自動化安裝，需要用到智能電氣控制設(shè)備，針對各個時間段、區(qū)域電氣設(shè)備的用電負(fù)荷與特征進(jìn)行監(jiān)督。電氣自動化可選擇變配電自動化控制、電氣設(shè)施自動化控制等技術(shù)，其中變配電自動化控制是通過電力監(jiān)測檢測設(shè)備，檢測所有用電節(jié)點(diǎn)用電指數(shù)與配電參數(shù)等，判斷電力設(shè)施當(dāng)下運(yùn)行狀態(tài)，接收數(shù)據(jù)利用遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)向變配電自動控制系統(tǒng)平臺進(jìn)行傳遞，內(nèi)部預(yù)置邏輯可直接分析節(jié)點(diǎn)電力供應(yīng)，是否有過載或欠壓等不良現(xiàn)象，隨之根據(jù)判斷結(jié)果系統(tǒng)自動輸出控制對策，調(diào)節(jié)變配電系統(tǒng)相應(yīng)的控制元件。另外，如果在檢測環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)用電負(fù)荷異常升高，建議從蓄電池、電容器等部件著手展開錯峰、削峰處理，以免局部負(fù)荷異常升高無法維持供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。若檢測時任一區(qū)域有嚴(yán)重漏電、過載問題，需要馬上強(qiáng)制切斷電源。變配電設(shè)施所有元件需要接受遠(yuǎn)程檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動發(fā)出預(yù)警提醒，如果判斷為誤報，經(jīng)過現(xiàn)場檢查之后及時消除預(yù)警，若確定有故障存在便及時通知技術(shù)人員維修。

針對電氣設(shè)施自動化控制，對象包括公用照明系統(tǒng)、個別公用電氣設(shè)施等。例如建筑內(nèi)部公共空間設(shè)置聲感與光感照明燈，常規(guī)狀態(tài)下照明系統(tǒng)關(guān)閉，但所在區(qū)域亮度不足而且感受到人員經(jīng)過便自動開啟，有效節(jié)省資源。因?yàn)閹в猩虅?wù)屬性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，可能通風(fēng)、采光條件欠佳，此時可以安裝自動反光設(shè)施、自動通風(fēng)設(shè)施等，按照檢測元件發(fā)出指令對反光玻璃擺放角度進(jìn)行調(diào)整，確保對應(yīng)區(qū)域良好的采光條件。

（四）消防自動報警設(shè)備

為了防范建筑火災(zāi)風(fēng)險，安裝消防自動報警設(shè)備非常必要，特別是消防自動報警檢測與控制設(shè)備。常見火災(zāi)源包含電力與電氣設(shè)備故障、電氣設(shè)備操作不當(dāng)、裝修動火施工、煤氣與天然氣違規(guī)使用等，經(jīng)過“初起-發(fā)展-猛烈-熄滅”四個階段及時展開火災(zāi)救援，尤其要做好火災(zāi)檢測與報警，由此便體現(xiàn)出消防自動報警設(shè)備的重要性。

一般建筑物內(nèi)安裝不同類型的火災(zāi)探測器，包括感煙型、感溫型、感光型和氣體火災(zāi)探測型等，個別火災(zāi)報警器結(jié)構(gòu)與運(yùn)行比較復(fù)雜，例如感煙火災(zāi)探測，發(fā)現(xiàn)火情初期便會自動報警，在建筑電氣設(shè)備安裝中比較常見。與此同時，感煙火災(zāi)探測器按照原理可分為幾種類型，包括離子型、光電型和電容式等。對比之下感溫火災(zāi)探測器是以物質(zhì)燃燒時釋放的熱能，提高環(huán)境溫度，探測器內(nèi)部安裝的熱敏元件在高溫環(huán)境下發(fā)生物理變化，將溫度信號切換為電信號，向火災(zāi)報警控制器傳遞，隨即發(fā)出火災(zāi)報警信號。盡管現(xiàn)階段消防設(shè)計審核、驗(yàn)收備案面臨強(qiáng)制性規(guī)定，建筑設(shè)備電氣安裝中也普及了消防檢測報警控制系統(tǒng)，然而實(shí)踐中還存在維護(hù)、管理方面的問題，致使一些設(shè)備、設(shè)備在使用過程中損壞，威脅到建筑安全。

（五）暖通設(shè)備

建筑設(shè)備電氣中包括暖通設(shè)備，即熱水供暖系統(tǒng)和中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)。熱水供暖系統(tǒng)必須要用戶繳費(fèi)之后才能正常使用，所以在用戶管位置安裝了自控閥門，利用遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)與供熱公司系統(tǒng)連接，如果用戶已經(jīng)在合同期內(nèi)完成繳費(fèi)，便會自動打開閥門供暖，否則自動閥門則會關(guān)閉?？紤]到供暖成本問題，入戶側(cè)增設(shè)現(xiàn)場控制面板可以由用戶自己切換暖通管的狀態(tài)，使供暖資源利用率達(dá)到最大。如果選擇安裝中央空調(diào)供暖系統(tǒng)，所有節(jié)點(diǎn)處均安裝了檢測元件，作為系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)壓、溫度的檢測工具，每一個節(jié)點(diǎn)信息及時反饋，掌握變頻調(diào)整空壓機(jī)、制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，控制人員可及時調(diào)整參數(shù)，以免長時間處在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下導(dǎo)致空壓機(jī)和制冷機(jī)嚴(yán)重磨損，另外則有利于加強(qiáng)所有節(jié)點(diǎn)供應(yīng)能力精度，滿足用戶供暖需求。

四、建筑設(shè)備電氣自動化設(shè)計與安裝的建議

（一）了解用戶實(shí)際需求

用戶對于建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的實(shí)際需求，是設(shè)計、安裝必須完成的重要任務(wù)。當(dāng)前在電氣自動化設(shè)計、安裝方面，非常重視用戶調(diào)查與走訪，了解其根本需求，最后再將采集到的用戶信息整合，做好分類設(shè)計。智能建筑建設(shè)中的電氣自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般分為3層，即主控制器、樓宇控制器和執(zhí)行器。主控制器設(shè)備以太網(wǎng)交換機(jī)為主，在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)向工作站、樓宇控制器發(fā)生指令；樓宇控制器將接收到的命令進(jìn)行細(xì)化處理；執(zhí)行層作用是按照處理之后的命令，針對性控制機(jī)電設(shè)備，此控制過程和傳感器之間注重協(xié)調(diào)性，符合建筑功能后期實(shí)際應(yīng)用需求。當(dāng)建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層設(shè)計工作結(jié)束之后，應(yīng)該科學(xué)調(diào)整布線方式。如果采用BV型銅芯聚氯乙烯絕緣線，規(guī)格為2.5mm2，電壓為500V，電源管道鋪設(shè)間距不能小于0.3m，而且要求電源管道采用金屬材料。

（二）優(yōu)化設(shè)計子系統(tǒng)功能

1.給排水子系統(tǒng)。

建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)中的給排水子系統(tǒng)，一般水輸送可在水泵、高位水箱、氣壓這三種方式中做出選擇。給排水電氣自動化設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)特征、系統(tǒng)使用特征，利用PLC編排控制程序、選擇相應(yīng)的控制方式，蓄水箱內(nèi)放置傳感器，放在蓄水箱，實(shí)時測量用水情況。例如采用高位水箱輸送水，實(shí)際輸送水時的水流流速、水位檢測，都可以利用水箱內(nèi)部直接控制器完成，若監(jiān)測中水位過高、過低，可以馬上在水位顯示狀態(tài)引導(dǎo)下組織檢修，確保輸送水壓恢復(fù)到正常狀態(tài)。如果出現(xiàn)不能排水的問題，通過自動化控制系統(tǒng)故障檢修這一功能，便可以檢測發(fā)現(xiàn)潛污泵、集水坑輸水管道等的運(yùn)行狀態(tài)，為給排水子系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2.照明子系統(tǒng)。

照明子系統(tǒng)的電氣自動化設(shè)計，一方面要對實(shí)現(xiàn)照明功能作出考慮，另一方面還需要達(dá)到節(jié)能減排的效果。設(shè)計過程中發(fā)揮計算機(jī)控制系統(tǒng)作用，以樓梯感應(yīng)燈、光照明設(shè)備和家居照明設(shè)備等為對象展開系統(tǒng)化設(shè)計。設(shè)計時尤其要考慮到照明設(shè)備使用環(huán)境、用戶使用習(xí)慣。例如用戶處于緊急狀態(tài)時很難進(jìn)行觸碰式操作，所以一些觸碰式應(yīng)急照明燈便可以在設(shè)計階段調(diào)整為聲控式操作，即便處于緊急狀況也可以正確使用照明設(shè)備。

3.供電子系統(tǒng)。

供電子系統(tǒng)在建筑電氣自動化設(shè)計工作中非常重要，具體設(shè)計工作應(yīng)該圍繞現(xiàn)場控制器、執(zhí)行器和傳感器展開?，F(xiàn)場控制器負(fù)責(zé)接收中央控制器傳達(dá)指令，再將接收到的指令利用計算機(jī)分析，用于指揮供電系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)單元。現(xiàn)如今，現(xiàn)場控制器功能控制在設(shè)計階段已經(jīng)獲得了非常理想的效果，如果中央控制器系統(tǒng)終止運(yùn)行，現(xiàn)場控制器則會轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立運(yùn)行，保證供電系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性。執(zhí)行器是電氣自動化系統(tǒng)末端裝置，負(fù)責(zé)風(fēng)量、電量的調(diào)節(jié)。對執(zhí)行器進(jìn)行控制，采集電氣運(yùn)行參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動化控制。電氣參數(shù)一般是在傳感器中獲取，如溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器。

除此之外，建筑內(nèi)部各個樓層之間的供電系統(tǒng)自動化設(shè)計，主要包括中心機(jī)房和配線間這兩個模塊。中心機(jī)房作為樓層之間供電系統(tǒng)自動化設(shè)計重點(diǎn)，具體設(shè)計對象為核心設(shè)備室、外線接入設(shè)備等。配線間設(shè)計則負(fù)責(zé)樓層之間供電，設(shè)計階段將各個樓層之間線路并聯(lián)處理，實(shí)現(xiàn)持續(xù)性供電。

4.空調(diào)子系統(tǒng)。

建筑中的空調(diào)系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，比較常見的有集中式、半集中式、局部式空調(diào)設(shè)備。建筑物室內(nèi)安裝空調(diào)，還可以起到凈化處理室內(nèi)環(huán)境的效果。空調(diào)自動化系統(tǒng)運(yùn)行期間，針對室內(nèi)環(huán)境展開實(shí)時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析，而且同時進(jìn)行室內(nèi)外開工期交換，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。對空調(diào)自動化系統(tǒng)進(jìn)行控制，一般會圍繞制冷系統(tǒng)、制熱設(shè)備和空氣監(jiān)測機(jī)這三個控制單元進(jìn)行，制冷/制熱系統(tǒng)控制要以制冷/制熱機(jī)臺數(shù)為前提，加強(qiáng)冷/熱水水流、冷/熱水溫度管理協(xié)調(diào)性。運(yùn)用空氣監(jiān)測機(jī)，則需要同時分析室內(nèi)溫濕度、回風(fēng)速度、會風(fēng)量等，保證最佳控制效果，提高室內(nèi)環(huán)境舒適度。

（三）加強(qiáng)BA系統(tǒng)監(jiān)控

建筑電氣自動化設(shè)計、安裝，還需做好BA系統(tǒng)監(jiān)控工作，編制BA系統(tǒng)監(jiān)控表，為建筑電氣自動化設(shè)計安裝工作提供依據(jù)。針對BA系統(tǒng)，是在計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代通信、控制等技術(shù)結(jié)合，有利于提高電氣系統(tǒng)、建筑自動化控制效率。BA系統(tǒng)設(shè)計與安裝階段，編制系統(tǒng)監(jiān)控表除了要分析中央監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控、顯示等基本功能，還要對操作、控制、數(shù)據(jù)記錄管理等其他功能進(jìn)行分析。除了上述功能外，該系統(tǒng)還具有安全保障、自我診斷、互通話等功能，設(shè)計與安裝時可按照功能實(shí)際需求設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，切實(shí)提升建筑BA系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。

結(jié)束語：

綜上所述，建筑設(shè)備電氣自動化作為現(xiàn)階段發(fā)展的主要目標(biāo)，體現(xiàn)出自動化技術(shù)與設(shè)備在建筑行業(yè)的重要性，憑借先進(jìn)技術(shù)與完善功能，提高建筑設(shè)備自動化水平，能夠滿足智能建筑要求，也為今后該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)積累豐富經(jīng)驗(yàn)。