智能樓宇電氣控制系統設計

徐 春

(江蘇省淮安技師學院，江蘇 淮安 223001)

0 引言

現如今，人們對建筑的要求除了遮蔽風雨外，還要求舒適、智能化，信息技術的發展使智能建筑走進了人們的生活，門禁系統、照明系統、消防系統、防雷系統等為人們的生活提供了很多便利條件。在智能樓宇系統中，智能控制系統起到了非常重要的作用，不僅能夠為智能樓宇系統的正常運行提供保障，還能使電力控制系統運行得更加穩定。基于此，本文對智能樓宇電氣控制系統的基本概念和常見的系統設備進行了分析，總結了智能樓宇電氣控制系統在運行過程中遵循的原則，制定了有針對性的完善措施。

1 智能樓宇電氣控制系統的主要內容

隨著信息技術的發展，人們在建筑設計過程中開始應用智能技術。其中，電氣控制系統是非常重要的影響因素，主要包含以下兩個方面。

1.1 電力負荷分級

智能樓宇電氣控制系統包含電力負荷分級，電力負荷主要是指電氣設備在運行的過程中所消耗的功率。樓宇建筑電氣控制系統在對電氣負荷進行分級的過程中，必須結合電氣控制系統的類別和性質。智能樓宇電力控制系統能夠自主對電氣設備在運行過程中消耗的功率總量進行采集，然后結合實際情況補償電容，從而降低功率的消耗[1]。

1.2 供電電源

智能樓宇電氣控制系統包含供電電源，人們生活中常見的電氣設備電壓都是220 V或360 V，智能樓宇電氣控制系統的主要功能就是對整個樓宇建筑的電路是否通斷進行檢測。

1.3 供配電設備

建筑的電氣控制系統核心是供配電設備，只有供配電設備正常運行才能為電氣控制系統提供保障。智能樓宇電氣控制系統的供配電設備要對整個系統的電流進行檢測，避免出現超負荷電流，也要防止電流在運行過程中出現故障。

1.4 接線方式

智能樓宇電氣控制系統中最常用的接線方式包括放射式接線、環式接線、樹干式接線和混合式接線。智能樓宇電氣控制系統在設計接線方式時，為了對接線故障進行檢測，要在主干線接入的位置加設溫濕度的攝像裝置，對電阻溫度的變化進行監測。

2 智能樓宇常見的電氣控制系統裝置

2.1 變壓配電系統

大部分小區的電源都是從周邊的變電站將電源接入小區的配電間，為了避免在使用過程中出現故障，可以安裝兩個電源設備，一個作為日常使用，另一個作為備用。大部分備用電源都是通過柴油發動機組工作，在建設樓宇的過程中會將柴油發電機組埋設在地下，降低發電機組在運行過程中產生的噪聲。另外，發電機組在工作時還會產生大量廢氣，都要通過煙管排放，避免對地下環境造成污染。常用電源在運行過程中如果出現故障，就要利用備用電源為應急設備和消防設備提供電源，所以備用電源非常重要。變壓配電系統在安裝的過程中加設了監控系統，能夠對電容容量進行實時監控，對樓宇之間的公共照明所需要的電流進行合理控制，既能保證變壓器的功率，又能保障電能的質量。智能樓宇電氣控制系統中的能耗監控裝飾能夠對小區內消耗的水資源、燃氣資源和電能總量進行全面監控，然后將監控到的所有數據全部反饋到中轉站，中轉站將數據進行整合后反饋到后臺系統，物業和業主就能隨時查看能源的消耗量。這種方法既能降低工作負擔，又能確保能源消耗數據的準確性，在很多智能樓宇設計過程中得到應用[2]。

2.2 電力照明智能控制系統

樓宇之間的電源一般都是從變壓器中引來，常用的傳電方法為樹干式或放射式。樓宇的性質如果為住宅，對照明的光線和供電質量就會提出更高的要求，只有合理的照明設計才能為業主帶來舒適的居住環境。住宅室內的配電箱距離地面80 cm以上，照明設備的電源開關距離地面130 cm以上，插座也要全部使用安全插座，住宅內的應急照明系統一般使用10 kV的電源。樓宇建筑的地下車庫和綠色通道的照明設備的光照強度在5勒克斯以上。應急照明設備主要起到備用照明的作用，所以可以安裝在墻面上或吊頂上，與地面的距離不能太遠。

相關人員應盡可能選擇節能的應急照明燈具，并使用吸頂或者嵌頂等工藝安裝。樓宇建筑室外的照明設備可以選擇LED燈，如果自然條件符合要求，可以選擇太陽能照明設備。很多建筑的外墻體上也安裝了照明設備，大部分選擇LED照明設備，建筑的地下車庫會選擇熒光燈作為照明設備。如果樓宇建筑是功能性建筑，如醫院、學校或者超市等環境，就可以選擇節能燈具，如果是住宅就要選擇高質量的光源設備。因此，照明設備的選擇必須結合實際用途，確保光線強度滿足實際要求。智能樓宇電氣控制系統中的供電系統在設計的過程中必須做好宏觀的調控工作，還要根據供電特征和用電需求選擇合適的供電方式，節省電力資源。

2.3 智能應急照明系統

由于住宅的人口較為密集，相關人員必須構建完善的應急逃生管理系統，確保在最短的時間內將人員撤離，還要盡可能保障人民的財產安全。在此過程中，智能應急照明系統和疏散系統起到了非常重要的作用。這兩個系統在設計的過程中必須符合國家要求，主要由照明設備、電源和消防應急系統共同組成，能夠對各個下屬系統在運行過程中的實際情況進行監督和控制。如果遇到火災，應急照明系統就能自主進入應急狀態，光線也呈現頻閃，為逃生人員提供正確的逃生路線，使人員能夠快速到達安全的地方。另外，智能應急照明系統在啟動緊急事故預警之后，照明裝置也會自主啟動，避免人們在逃生的過程中因為黑暗而發生其他意外事故[3]。

2.4 智能弱電系統

大部分的樓宇建筑都已經實現了可視交流，可視設備中包含了電話設備、布線系統、對講系統和電視系統等。通過電話實現通信的基本原理實際上非常簡單，樓宇設計的過程中，每個樓層都會安裝弱電系統的接口，然后沿著線箱接入業主家的室內，室外的對講系統上要加設視頻系統，還要在門上安裝攝像系統，這樣就能對門外的情況進行24 h監控。如果有訪客呼叫業主，業主就能通過可視系統觀察門外的情況。另外，有些系統中還增加了指紋識別功能，提高了安全防護性，為業主的安全提供了保障。樓宇安裝可視系統后，如果白天出門工作，晚上回家之后翻閱記錄還能查詢所有的訪客，遇到危險時可以通過視頻系統報警求救。

2.5 火災報警系統

火災是對人身安全和財產安全造成較大威脅的安全事故，現在的很多樓宇住宅都是高層，一旦發生火災，滅火難度非常大，嚴重影響了住戶的安全。因此，樓宇中都會安裝自動報警裝置，如果發生火災，能夠在第一時間自動報警，并且對火災發生的原因、火勢的大小以及人員是否安全撤離進行監控，從而保障了人員生命安全和財產安全。

火災報警系統一般都安裝在建筑的地上一層，通過電源總線直接進行管理，還會鏈接消防水泵，發生火災事故時進行應急廣播。住宅中的廚房是容易引發火災的關鍵區域，一般就會在廚房安裝點式感溫系統，而公共區域的建筑會安裝煙感系統，地下室安裝的使手動報警系統，并且在地下室安裝電話插口。火災報警系統中的消防通信功能和廣播功能就是非常好的細節性功能，火災發生之后，可以立即在小區內廣播，通知所有業主及時逃生，在廣播的過程中還要將廣播系統切換為應急模式，避免受到外界環境的影響。廣播內容除了告知住戶發生火災，還要幫助他們找到逃生通道和逃生的方向，緩解住戶的壓力，減少人員傷亡[4]。

3 智能樓宇電氣控制系統的設計要點

現如今，我國城市的發展速度越來越快，人口數量也在不斷增加，人均土地占有率逐漸下降。在科學技術的帶動下，智能樓宇的設計和應用提高了土地資源的使用效率，同時也為人們的生活和工作帶來了更多的便利條件。我國各個地區的城市在實現現代化發展的過程中，智能樓宇已經成為主要發展方向，并且大部分城市都已經實現了智能樓宇建設。然而，智能樓宇在設計的過程中與傳統的建筑有很大的區別，更加注重現代化和智能化，建筑設計更為復雜，所以施工難度也會增加。智能樓宇在建設過程中，電氣控制系統是非常重要的組成部分，如果沒有電氣控制系統，電梯就不能正常使用，照明也會受到影響，甚至連供水都會受到影響，所以必須充分掌握智能樓宇電氣控制系統的設計要點，為供電系統的正常運行提供保障，否則會給業主的正常生活造成很多不便。因此，智能樓宇電氣控制系統在設計的過程中，必須結合實際需求調整設計方案。

3.1 充分認識到防雷系統與防雷措施的重要性

大部分智能樓宇都是高層建筑，有幾十米甚至上百米的高度，一旦遇到雷雨天很容易遭到雷擊。電氣控制系統遭到雷擊后，會造成大面積停電，電子設備可能也會被損壞，不僅影響到建筑的正常供電，可能還會給業主造成巨大的經濟損失。因此，智能樓宇電氣控制系統在設計的過程中，必須加強對防雷系統的重視，才能避免受到雷電的影響。另外，智能樓宇電氣控制系統在設計的過程中還要考慮能源消耗的問題，加強對節能設計的重視，并且根據電能消耗的規律對電氣控制系統的布局進行調整，節省更多的能源。

3.2 明確規定電力負荷，確保負荷合理計算

電氣控制系統的設備選擇必須將電力負荷的計算結果作為參考依據。相關人員在設計智能樓宇的供電方案時，除了配備兩個電源，還要配備一個備用發電機，如果電源在運行的過程中出現故障，就可以利用備用發電機供電，確保電路的穩定運行。智能樓宇電氣控制系統在設計的過程中一般會選擇單母線分段形式，低電壓的電氣控制系統還加設空氣開關。電梯線路是智能樓宇電氣控制系統的重要組成部分，由于關系到業主的安全問題，電梯必須使用單獨線路并且從不同的變壓器中引出，從而避免因線路問題造成電梯故障。

3.3 減小外界電磁對線路造成的干擾

多元化的智能設備已經成為人們生活中非常重要的組成部分，所以外界環境中也會有很多電磁波，如果電磁波對電氣控制系統造成影響，線路就無法實現正常運行。因此，電氣控制系統在設計的過程中要利用專業技術排除干擾[5]。

4 智能樓宇電氣控制系統的設計方法

智能樓宇電氣控制系統在設計的過程中，必須采用科學的方法進行設計，這樣才能使電氣系統的穩定運行得到保障，同時也能滿足綠色施工的要求。暖通空調系統也是電氣控制系統的組成部分，在對暖通空調系統進行設計時，必須加強對強弱電轉換的重視，還要結合暖通空調自身的結構對線路系統做出調整。在對智能樓宇的照明系統進行設計時，也要結合樓宇自身的采光條件。照明系統是整個電氣控制系統的關鍵，也是保證業主正常使用的核心功能。因此，在設計的過程中首先要考慮自然光，減少對能源的消耗，然后結合智能電氣系統，最終達到節能降耗的目的。

智能樓宇電氣控制系統在設計時還要考慮線路的負載和長度，避免在線路中增加過多的電阻，保證供配電系統的質量。選擇變壓器的容量時，也要充分考慮線路負荷和供電規律，嚴禁在電氣控制系統中使用油浸式變壓器。電氣控制系統的線路在安裝的過程中會涉及大量PVC管，這些管道無論安裝在樓板內還是墻板內，都要進行暗線鋪設。為了避免電網在運行的過程中因為突然斷電而影響發動機的工作，機房應選擇UPS電源。電氣控制系統的變壓器在安裝之前要檢查各項性能，符合要求之后才能進行安裝，如果不符合使用要求，必須及時維修或者更換，防止造成供電事故。電氣控制系統母線的安裝環境要保持干燥，管道在埋設過程中也要避免被混凝土封堵。此外，智能樓宇電氣控制系統還要結合實際情況對施工方案進行優化，使電氣控制系統運行得更加穩定。

5 結語

現代樓宇智能化的發展離不開各種電氣設備的智能化控制，電氣設備智能化控制是智慧樓宇智能系統中的核心，能實時監測用電設備的狀況并及時做出調整，保證樓宇的正常運行及使用的安全性。電氣設備的智能化控制能使樓宇管理系統更加節能環保，還能減少電力能源的浪費。文章在研究過程中，對當前智能化樓宇電氣控制的關鍵系統控制進行了深入分析，并提出了一些新穎的設計方法和思路，并從明確規定電力負荷，確保負荷合理計算、減小外界電磁對線路造成的干擾以及重視樓宇防雷等方面指出了設計的關鍵要點，對當前樓宇的電氣系統智能化設計具有一定的參考和借鑒意義。