電氣自動化技術在建筑工程中的應用研究

竇秀蕊

摘要：所謂電氣自動化，是一門研究與電氣工程有關的系統運行、信息處理、自動控制、研制開發、電力電子技術及電子與計算機應用等領域的綜合專業性學科。本文從幾個方面闡述了電氣自動化技術在現代建筑中的運用，以供同行參考借鑒。

關鍵詞：電氣自動化；建筑；應用

前 言

當前，隨著用戶對信息溝通便捷性、生活環境舒適度及服務設施完善性的重視，電氣設備與建筑設備的復雜性不斷提高，此外建筑物高度的上升也對消防、供電、給排水等大量電氣系統的運行和管理提出了更高要求，傳統電氣系統的局限性越發明顯，基于此，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?，F就電氣自動化技術在現代建筑中的應用進行粗淺探討。

一、電氣自動化控制的應用特點與技術優勢

電氣自動化應用于現代建筑的背景2O世60年代以來，建筑用戶對建筑物功能的多樣化與個性化需求使傳統電氣系統的缺陷逐漸暴露出來。一方面，人們越來越重視生活環境的舒適度、信息溝通的便捷性、服務設施的完善性等問題，導致建筑設備與電氣設備的復雜性不斷提高；另一方面，建筑物高度的不斷上升也對供電、消防、給排水等大量電氣系統的運行和管理提出了更高的標準和要求，傳統電氣技術嚴重制約了現代建筑功能的拓展。在這一背景下，以電氣自動化為技術支撐的智能建筑設計布局得到了飛躍式的發展和應用?，F代建筑的自動化系統，主要指通過高處理能力的現場控制器，對包括樓宇配變電系統、照明系統、中央空調系統、給排水系統，以及通風系統和電梯系統等設備實現集散控制。從當前應用效果看，電氣自動化技術優勢如下：

1.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。

2.聯動性的提高

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。

3.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。

二、電氣自動化控制在現代建筑中的應用

1.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。

2.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。

3.電氣保護

3.1 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。

3.2 屏蔽接地與防靜電接地?，F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。

3.3 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?，F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、結束語

電氣自動化技術在智能建筑中的應用在我國目前仍是一個較新的技術領域，伴隨著我國更多智能建筑的涌現，這將使得更多更加先進的自動化技術流入這一領域當中，從而可以使這項技術更加成熟和完善。隨著人們對建筑物功能要求的提高，消防、安保、空調以及照明等系統的自動控制水平已經成為衡量現代建筑品質的重要標志，作為現代建設核心技術的電氣自動化技術也面臨著新的挑戰。建筑電氣工程師應綜合電氣、信息、控制、管理、決策等多方面的技術，以節能、豐富、安全、個性化為目標，對自控系統進行進一步的探索，將我國建筑產業推向新的發展高度。

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