电气自动化在智能建筑中应用论文

电气自动化在智能建筑中的应用

【摘要】随着我国经济的高速发展,建筑用户对于建筑物功能的多样化与个性化需求促使传统电气系统的缺陷逐渐暴露出来。一方面,人们越来越重视生活环境的舒适性、服务设施的完善性、信息沟通的便捷性等问题,造成电气设备与建筑设备的复杂性不断的提升;另一方面,建筑物高度的不断提升也是对供电、给排水、消防等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准与要求, 传统的电

气技术严重制约了现代建筑功能的拓展。正是这一前提下，以电气自动化作为技术支撑的智能建筑设计布局得到了飞跃式的发展和

应用。笔者将从多个方面探讨电气自动化在智能建筑中的应用。【关键词】智能建筑；电气自动化；应用

中图分类号：tu855文献标识码： a 文章编号：

一、前言

智能建筑是指通过将建筑物的整体结构、各项设备以及服务管理依据用户的具体需求进行对比优化组合，为用户提供一个舒适、方便的人性化家居环境。智能建筑行业是在现代信息产业发展的基础上逐步发展形成的一个新兴产业，其集结了自动化控制方式、电子技术、传感技术以及网络通讯等先进技术与一体，将建筑作为平台，为用户提供通讯网络化、办公自动化等人性化服务。而智能建筑中应用的电气技术也经历了电气化、自动化以及智能化三个不同的发展阶段，现已成为智能化建筑不可缺少的一部分。

二、现代建筑中电气技术的应用特点以及发展趋势

1.实现了设备与系统全工作流程内的高效监控

在结构复杂的大型建筑中,电气系统组件繁多、结构复杂、功能多样,传统运行方式常常留下管理盲区,导致故障的发生。而现代自动化技术则通过“采集—处理—反馈”模块,对系统进行实时的数字化监控,能及时将控制中心的指令传达到系统, 并将反馈信息同时传递到控制中心,以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。

2.联动性的提高。电气自动化技术将建筑中配电、照明、消防、空调等系统连接为一个整体,大大提高了其联动效果,解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节,以及紧急情况下(火灾、水管爆裂等) 系统的自动识别、判断,及时实现预设的应急处理方案,开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等,实现子系统间的配置与互动。

3.安全性强。由于电气系统固有的危险性,设备故障、操作失误以及环境变化等因素都可能导致系统产生严重的安全风险。而自动化控制有利于系统对异常情况及时作出反应,并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。

4.数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库,以便为后期优化的决策提供信息支持。

三、电气自动化在智能建筑中的应用

1.电气自动化系统设计的两个关键系统

（一）tn-s系统

tn-s系统是指将中性线n与pe保护接地线严格分开的一个低压配电系统，是采用pe线加上三相四线的接地系统。pe保护接地线和中性线n除在变压器中性点处进行共同接地外，两线在其他地方均不再出现电气连接。在系统正常运行状态下，pe线不携带电，而中性线n携带电。这种接地系统具备可靠、安全的基准电位，pe线应保持连线，对地不产生电压，因此金属外壳的设备在pe线上可靠、安全。所以，tn-s系统适合作为智能化建筑中的电气接线系统。智能建筑中，使用的单相设备较多，单相负荷大，通常显示三相负荷是不平衡的，因此需在中性线n中携带随机电流。

另外，由于使用荧光灯照明较多，其产生3次谐波都叠加在中性线n上，增加了n线的电流量，若将n线连接到设备外壳，可造成火灾或电击等完全事故；若是在tn-s系统里把n线与pe线同时连接到设备外壳上，那么造成的危险会更大，连接到pe线的所有设备，其外壳都会带电，这会扩大电击事故范围；若将pe线、中性线n以及直流接地线同时连接在一起，不仅会发生上述描述的危险事件，还会导致电子设备受到强烈干扰而无法正常工作。

因此，智能建筑需要设置电子设备的交流工作接地、直流接地以及安全保护接地，普通建筑也需设置电子设备的防雷保护接地。除此之外，由于智能建筑中增加有计算机室、火灾和消防报警监控房、程控交换机房，还有许多易受电磁波信号干扰的该高科技、精密电子设备，因此在智能楼房的设计和建筑施工中，还需考虑屏蔽接地、

防静电接地的需求。

（二） tn-c-s系统

tn-c-s系统是由2个接地系统构成，即tn-c系统和tn-s系统，pe线与n线的连接点即为分界面。该系统通常应用在智能建筑中供电由区域在变电时所引来的空间环境，在进户前选用tn-c系统，进户位置处应做重复接地，进户后采用tn-s系统。tn-s系统显著提高了安全性，保证人和物的安全。如果同时采取接地引线、各自分开从接地处引出、选择正确的接地电阻值等方法可以使电子设备获得一个等电位基准点，因此，tn-c-s系统可作为智能化建筑楼宇的一种接地系统。

2.安全保护接地方式

在智能化建筑内具有较多强电设备、弱电设备设施以及构件和不带电导电设备，因此需要采用严格、系统的安全保护接地方法。如果安全保护接地工作做得不好，当电子设备的绝缘出现损坏时，其外壳就很容易携带电，人或物不小心接触到此类问题电气设备，极有可能会被电击伤，严重时还会造成人员死亡，严重危害人们的生命安全。所以，智能建筑内应选用严格安全保护接地设备，其主要是把电气设备非带电的部分与接地体相连接的部位选用金属进行

连接，把保护接地线与智能建筑内的用电仪器进行连接，其附近范围的金属构件最好也进行连接，但应注意不能其与中线相互连接。

3.交流与直流的工作接地

考虑到智能化楼宇中存在大量多媒体设备、计算机等大型电器设

备，要求直流电工作接地方式应具备电流稳定性良好、准确度高，以便能满足能量转化、大量信息资料传输等要求。一般采用截面较大的绝缘铜线作为引线，对电子设备进行直流电接地，并将其与基准点进行相互连接。变流电工作接地方式是将变压器中性线或中性点接地，其中选用的中性线也是选用铜芯绝缘线，并且还应保证其不显露在外，也不可将与其他接地系统相混接。

4. 防静电与屏蔽接地

智能化楼宇内一般都需要实行防电磁干扰措施，通常选用正确接地以及屏蔽等方式。一般将保护地接线与电子设备外壳进行连接，并与保护地接线处的屏蔽管路两个端口都进行连接，并尽可能将楼室内部的屏蔽多点与保护地线相互连接。此外，防静电工作量较大，对室内和电气设备都应定时进行清洁、除尘等卫生工作。

5.新型灯具的节能措施

型灯具的开发和利用，让我们的生活变的五彩缤纷，彻底改变了白日化的格局，照明电路亦有过去的单一纯阻性电路演化为现今的感性电路，感性光源的整灯自然功率因数比较低，一般在0.38－0.6之间，照明中广泛采用的高压纳灯的功率因数在0.38－0.45之间。气体放电光源在使用的过程中，其从电网上吸取的电能不仅仅是有功功率，而且还要占有比有功功率多出一倍多的无功功率，这样就导致了无功损耗大于了有功输出，大大降低了电能的效率。例如一盏ng-250钠灯，其额定工作电流i=3a，额定工作电压为u=220v，灯泡的有功功率p=250w。