探析現代建筑中建筑電氣自動化應用

賈蘭成 廉宏軍

摘要：現代建筑中，電氣自動化應用越來越廣泛。以電氣自動化為技術支撐的智能建筑設計布局得到飛躍發展，成為樓宇自控系統不可或缺的基本環節。本文從電氣自動化控制系統的優勢入手，本文對電氣自動化技術在現代建筑中的運用進行了探討分析。

關鍵詞：電氣自動化;建筑應用

一、電氣自動化技術特點

一是實現了設備與系統全工作流程內的高效監控。現代建筑電氣系統結構復雜、功能多樣，傳統運行方式常留下管理盲區，導致故障的發生。而現代自動化技術通過“采集—處理—反饋”模塊，對系統進行實時的數字化監控，能及時將控制中心的指令傳達到系統，并將反饋信息同時傳遞到控制中心，實現對整個系統的高效控制。

二是提高了聯動性。電氣自動化技術將建筑中照明、配電、消防、空調等系統連接為一體，提高了其聯動效果，解決了電梯系統依照各層用戶流量實現其速度的自動調節，以及緊急情況下系統的自動識別、判斷，及時實現預設的應急處理方案，實現子系統間的配置與互動。

三是安全性強。因電氣系統固有的危險性，操作失誤、設備故障等都可能造成系統產生安全風險，而自動化控制有利于系統對異常情況做出及時反應，并可通過遙控模式降低故障對維修管理人員產生直接傷害的風險。

四是數據完備、計算精確。自動化系統可綜合其操作流程、故障處理等數據建立準確清晰的數據庫，為后期優化的決策提供信息支持。

二、電氣自動化控制在現代建筑中的應用

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，在其內部須設有專用的配電盤，且負荷等級須高于高層建筑中的最高級別，常規情況下，系統供電電源的電壓需控制在±10%，頻率變化小于±1Hz，波形失真率應控制在20%以下。中央管理計算機要設置UPS不間斷供電設備，容量主要涉及建筑設備自動化內的用電設備總和，需要時可擴大容量。此外，中央控制室應盡可能靠近控制負荷中心，離電梯機房、水泵房、變電所20m以上。室內控制的操作臺需設置2m距離，在設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。

二是電氣監控系統

電氣監控系統的主要功能是監控設備的運行狀態及多發故障，一旦發現故障及時切斷工作，避免擴大故障的影響范圍。電氣監控系統主要包括測量參數、分析邏輯、執行程序等。測量主要是通過保護設備的正常運行及把獲取的參數傳輸到監控系統，使監控系統對處理好測量參數后從不同角度顯示出來，再對比分析檢測參數及整定值，如此就能得到實時掌握保護設備運行情況的作用。在電氣系統或被保護設備被邏輯判斷出現故障時，監控系統需立即給執行元件傳達輸出保護信號，以保護裝置動作，執行部分把邏輯信號放大后參照相關的指令信號來控制任務。電氣自動化系統的監控參數主要涉及電流、電壓、功率、頻率、相位、電量等，而數據信號、測量方式、儀表形式、控制對象缺少專業水準，尤其是執行部分主要是以接觸器、電磁機構、繼電器作為主要結構。電氣監控系統對系統物理量參數監控廣、人工操作少，因此須對系統設置獨立的保護裝置。

三是電氣保護

現代建筑中的電氣保護主要包括如下內容：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有眾多計算機及多媒體等大型設備，其要求電流穩定性好、準確度高，以滿足大量信息的傳輸、能量轉化等要求。常采用較大截面的絕緣銅線做引線，將電子設備直流電接地，并與基準點相連接。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混接。2）屏蔽接地與防靜電接地。現代建筑中屏蔽接地是防電磁干擾的最佳保護措施。防靜電接地是指將可能產生靜電的物體（非絕緣體）或帶有靜電的物體通過導靜電體與大地構成電氣網路。在干燥潔凈的房間內，人的走步、移動設備，各自的摩擦都會產生大的靜電，故防靜電干擾也不可少。3）防雷保護接地。即對建筑中的電子設備、線路等做防雷保護接地，并以此為基礎建立嚴密的防雷結構。現代建筑應按照一級負荷標準設計防雷保護措施，使用25mm×4mm鍍錫扁鋼構成的10m×10m網格作避雷帶及針帶組合接閃器，使圈梁鋼筋、外墻金屬構件等設施與防雷系統連接，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用實例

某公司大樓的計算機機房正進行裝修，設計施工人員采用的是單點接地連接方式。施工人員從計算機機房引出一根VV235mm的單芯電纜，令其經過地下穿至室外30m處，并將其做一組接地電阻為4Ω的閉環式邏輯接地電極。該連接方式既花費大量人力物力，且計算機不能正常工作。事實上，在對計算機接地時，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接地，而在智能建筑這種特殊環境中，應采用聯合接地方式。首先因為在智能建筑中，采用聯合接地可將建筑自身的基礎鋼筋及結構鋼筋作為接地裝置，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，采用同一個聯合接地系統后，可避免不同系統間的電位差引起的相互干擾。當智能建筑物中采用等電位聯結、局部等電位聯結和星形等電位聯結后，利用鋼筋做接地裝置，其接地電阻將小于014Q，遠遠小于計算機直流接地的電阻，也符合行業標準要求。因此，在該建筑物機房內進行局部電位聯結和聯合接地后，計算機運行良好。

四、電氣自動化的未來展望

系統平臺的開放化和信息化。開放化是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵也是計算機網絡實現信息實時交換和共享的重要基礎設施，與外界建立一個接口實現與外界網絡的連接，它廣泛的被應用在電力系統各元件和局部系統的監視、調節、管理控制上，是電力系統運動技術、信息管理、調度自動化等方面的技術核心。信息化信息技術的電力設備設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術在電氣自動化的地位應更加突出。網絡通信技術在電氣工程中廣泛使用以及人工智能分析的廣泛應用都充分展現了信息技術在電氣自動化中起到的重要作用。

系統結構通用化。企業的網絡結構對于一個好的電氣自動化控制系統來說能夠保證企業內部的計算機監督、控制設備、財物系統之間的數據通訊快速準確安全。系統結構通用化是非常重要的企業管理者可通過內部網絡對現場設備進行實時監督。

標準化的系統程序接口。標準化的程序接口在網絡方面可以使用TCP/IP作為統一的通訊標準可以保證不同廠家之間的軟硬件產品數據正常交換在與企業的管理系統、監控系統連接時至關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和辦公系統的數據交換與共享基于Windows系統的標準和技術大大減少了工程時間和費用。

參考文獻：

[1]李孔華.建筑電氣自動化設計及發展趨勢的探討【J】.城市建設，2015（35）.

[2]于濤，郭洪柱.關于在現代樓宇建筑中電氣自動化作用的探討【J】.中國科技博覽，2015（32）.