智能建筑設備電氣自動化系統設計探析

宋 龍

（逸文環境發展有限公司，河南 新鄉 453000）

建筑電氣是以電氣技術為手段，在有限空間內，為創造人性化的生活環境的一門應用學科。建筑電氣指的是，在建筑物中，利用現代先進的科學理論及電氣技術所構建的電氣平臺，統稱建筑電氣。設計是一個構思表達、再構思表達、反復推敲、不斷深入發展和進行評價的過程。建立完善智能建筑電氣自動化系統，通過控制系統對設備進行全程的管理和監控，不僅能夠降低資源消耗，而且能提高電氣系統的工作效率，節省人工成本，提高建筑設備運行的可靠性和舒適性，延長設備的使用壽命。隨著我國社會主義市場經濟和數字化技術的高速發展，未來建筑業的發展重點會更傾向于智能化建筑，提高電氣自動化系統設計水平，對推進我國建筑行業可持續發展具有重要意義。

1 智能建筑自動化系統工作原理

智能建筑設備自動化系統本質上是一個綜合管理系統，其包含計算機及其網絡技術，自動控制技術和通信技術等內容，致力于構建安全、舒適的辦公環境，并且達到現代高效節能的要求。該系統構成部分主要有中央監控計算機、中控制設備、現場控制等設備以及兩級網絡（分為一級網和二級網），其中一級網絡便是局域網，而二級網絡則為工業控制總線。中央監控計算機作為最高級別的控制設備，而主控制設備則作為二級控制設備，兩者之間通過一級網絡相連。通過二級網絡與主控制設備相連的現場控制設備，稱之為三級控制設備，其主要工作是操控現場設備。傳感設備與執行設備則可稱為第四級別控制設備。這一連接方式使得現場各控制設備能夠獨立工作。

2 智能建筑電氣自動化系統設計思路

智能建筑電氣自動化系統的設計，首先在了解用戶需求的基礎上，通過調查、走訪等形式對建筑內設備及設備自動化系統的情況進行數據收集；其次要設計功能子系統方案，編制BA系統監控點數表，對各種參數進行統計和匯總，最后由設計人員繪制施工圖紙，并對系統設備進行配置。

1）電源要求。作為智能建筑電氣自動化系統的主要部分，電源的設計要保證滿足系統內各設備的用電負荷。Ⅰ類系統的電源設計，在有UPS設備的情況下可以采用放射式或者樹干式的供電設計方式；Ⅱ類系統的電源設計，可以采用臨近電源供電的設計方式；含CPU控制器的電源設計，必須維持不低于72h的運行時間，以支撐系統內各類控制器的運行，滿足在特殊情況下較長時間的供電需求。

2）控制器要求。在電源的支撐下，現場控制器只有達到一定的設計標準才能滿足智能建筑的要求。首先，現場控制器要遠離管道、線路等有電磁干擾的設備，以保證順利運行；其次，現場控制器的輸出及輸入要符合系統設備的需求，并預留出不低于20%的余量。現場控制器的設置要綜合考慮系統管理方式，以及安裝、調試、維護的方便性和經濟性，設置位置要相對集中，采取防潮措施。

3）布線要求。電源布線要符合智能建筑的規范要求；網絡通訊可以參照網絡通訊線路環境進行靈活布線；信號線要嚴格選用控制電纜，對信號傳輸線路采取分槽、分管的方式，以保證其運行的獨立性和可靠性；對于網絡控制器和計算機等電子設備，在布線的時候要確保其工作接地與其他弱電工程的共用接地干線之間保持有效連接，以滿足智能建筑對各電氣設備獨立運行的需求；另外，為保證系統運行的穩定性，還需要為部分線路設置專門的導線。

4）中央控制室選址及設備要求。中央控制室的選址和系統設備的分配都要嚴格遵守安全性原則。中央控制室要盡量靠近控制負荷中心，與強電磁干擾的場所保持15m以上的距離；操作距離要大于1.5m，檢修距離要大于1m；操作臺要根據其排列長度預留出相應的通道，并避免陽光直射；此外，中央控制室要盡量采用抗靜電設備。

3 智能建筑設備電氣自動化系統設計要點

智能建筑電氣自動化系統一般包括四個子系統，即給排水系統、通風和空調系統、供電系統以及照明和動力系統，各子系統對智能建筑中各個設備都發揮著智能管控的作用。

1）給排水系統。給排水系統分為給水和排水兩個方面，且都需要借助水泵和傳感器來開展工作。給水系統一般有三種方式:水泵直接給水方式、高位水箱給水方式和氣壓罐給水方式；室內排水一般情況下采用重力流直接排放。給排水系統的設計，可在水泵位置安裝傳感器，監控給排水系統的運行參數，還可以通過監控水壓來控制水泵運行；利用傳感器對最低報警水位、溢流情況和啟泵液位進行檢測。給排水系統要確保各自動化設備的協調性和統一性，以提供可靠的自動化智能控制。

2）通風和空調系統。通風系統一般用來檢測相應空氣中一氧化碳與二氧化碳的含量，當二者濃度超過一定限度時，該系統會自動啟動風機，先凈化、排除受污染的空氣，再從室外吸入新鮮空氣，達到改善空氣質量的目的。空調系統一般包括集中式、半集中式和局部空調系統；空調系統大多通過制冷來實現壓差旁通控制、冷卻水溫控制、設備啟停順序的控制等；通過熱水控制系統來實現交換器二次熱水出口溫度控制等；利用風機盤管監控系統控制風機盤管、風速和電動閥門等；利用空氣處理監控系統來控制回風的溫濕度和啟停時間等。

3）供電系統。智能建筑耗電量大，對電力質量的要求很高，有必要設置備用電源，防止突然停電影響變配電系統的正常運行，避免因設備停用造成經濟損失。智能建筑的變配電控制系統能夠進行設備狀態監視、參數檢測、電量計量及故障報警等，可保證自動控制系統能夠正常運轉。

4）照明和動力系統。照明和動力系統不但需要滿足智能建筑對設備的控制需求，還要實現整個系統節能。現階段大多數智能建筑都屬于高層建筑，對照明用電以及電梯等設備系統的動力需求都很大。因此，在保證系統用電需求的基礎上，要做好節能設計，增強智能控制系統的控制能力。

4 結束語

總之，在建筑設備電氣自動化系統設計中，需要明確各子系統的功能，并采用先進的技術和良好的實用性，保證系統運行的安全和穩定，并考慮到產品的運行可靠和穩定，布線合理，確保系統的正常運行。同時系統越來越復雜，投資也越來越大，運行維護成本在不斷增長，因此在設計電氣自動化系統時，應在符合實際情況的基礎上，盡可能的降低成本和運行費用，并做好節能環保的工作，最大限度的發揮建筑設備電氣自動化系統的先進性。