論電氣技術與智能建筑

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技術發展的結晶，綜合性強，涉及專業廣。主要表述電氣技術在智能建筑中的重要作用。

關鍵詞：電氣技術；智能；建筑

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

1引言

智能建筑產業是隨著信息產業的發展而誕生并迅速發展起來的。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最先進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，涉及專業廣，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與進步，共同促進了智能建筑弱電系統技術的快速發展。

2網絡與布線

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。主要體現在以下幾個方面；

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；

可靠性——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——采用最新通信標準的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。

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。國家標準《智能建筑設計標準》GB／T50314、《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB／T30311－2000、《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》GB／T50312－8000等。這些國家、行業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、實用可靠；

設計院的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。

相反，如果由集成商直接設計，將有以下不良反應：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。

4電氣技術在智能建筑中的重要作用

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)某建筑閉路電視監控系統的主要功能是輔助保安系統對整個建筑物內外現場實況進行監視。該系統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。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。

但該系統自開通以來，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?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，最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)某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WVF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、遠程操作臺及申行通訊網絡組成。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20m～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)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IGHZ、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)。實踐證明聯合接地完全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。但是某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W35mz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／TS0—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，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?計算機信息系統和網絡系統的應用已遍及各行業各部門乃至家庭。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。