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【关键词】智能化建筑;优化设计;电气节能
由于我国不断推进城市化进程,并大力倡导节能环保理念,使得智能化建筑得以推广,且对智能化建筑电气节能设计也提出了更高的要求。本文旨在论述智能化建筑电气节能优化设计策略,以推动智能化建筑的快速发展。
一、智能化建筑电气节能设计的必要性
目前,虽然风能、太阳能等新型能源已逐渐运用到建筑电气工程中,但新型能源仍处于投入使用的摸索阶段,以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷,而智能化建筑的主要能耗就是电气能耗。相关统计证明,建筑耗能在我国的整体能耗中,占据相对较大的比重,而电气能耗位居首位。因为我国近几年才时兴智能化建筑的相关节能技术,实践经验严重不足,且仍未有规范的建筑电气节能设计标准,以致建筑电气节能在其运行中存在很多不足,耗能量也相对较大。
由于国民经济不断发展,农业以及工业的生产规模逐渐扩大,这也在一定程度上增加了能源的耗能量,特别是建筑消耗,一直居于首位,并呈现出逐年递增的趋势,使得人们高度重视降低建筑耗能的问题。此外,能源消耗引起的环境污染越来越严重,且已严重威胁到人们的日常工作及生活。为了改善生活环境,提高人们的生活质量,优化建筑电气节能变得更加重要。
二、智能化建筑电气节能设计准则
1、节能应优先尊重环境保护
由于能耗会带来环境污染,使得人们越来越重视环境,节能优化要以环保为核心。建筑节能设计的目的是实现综合效益及提高能源利用率,有效利用先进技术,选择安全可靠、节能环保及经济适用的优化方案。此外,还应选择合适的节能设备,并严控节能成本,以确保在预期成本范围内,实现最佳节能效果。
2、节能应在确保建筑基本功能的情况下开展
智能化建筑是为了给人们提供更好、更完整的生活服务而开发的,所以在节能优化时,必须考虑节能设计是否会影响建筑的正常使用,例如,休闲娱乐设施及运输通道畅通等节能设计的正常运转。
3、节能应尽量减少能源损耗
优化建筑的节能设计时,应先总结和实现建筑基本功能无关的各种耗能方式,然后再结合建筑的实际情况,选择合理的节能方式。无用耗能通常包括变压器损耗及传输电缆的线路耗能等,这种耗能量相对较多,且对实现建筑功能没有任何帮助,是利用建筑能源的一大损失。
4、节能应与实际的经济效益相吻合
投入使用的节能技术应充分考虑其成本,不能为了追求节能、高效而一味加大投资,使得建筑的开发成本不断增加。所以,电气设计师在优化节能设计时,应着重考虑设备材料应用及节能方式选择,以尽量实现成本控制及节能性能优化。
三、智能化建筑电气节能设计面临的技术问题
虽然我国关于智能化建筑电气节能设计的投入很多,但其在实际的使用中仍未达到预期效果,仍然有很多急需解决的问题。比如,首先,质量安全监督不严谨,这是因为电气工程师实施节能优化的过程中,技术应用方面仍缺少实践性,以致建筑电气中的节能技术的实用性较低。其次,使用设备时,智能化建筑缺少智能化、自动化的电气设备及其他附加设施使用,且我国仍未有较为成熟的研究,所以实施优化方案时会因为使用设备受限制而不能发挥节能的最佳效果。最后,我国现阶段在总体规划智能化建筑电气节能设计时,协调工作缺少综合性,也没有科学性的优化方案,以致真正实施节能设计时达不到预期效果,也未实现尽量降低能耗的目标。
四、智能化建筑电气节能的优化设计策略
1、开发利用可再生资源
由于电能是不可再生的资源,那么其使用就有所限制,所以,开发利用热能、太阳能等新型能源特别重要。建筑的节能设计,应充分考虑其可再生特点,以减少使用耗能大、功率高的设备,并消除对电能的依赖性;此外,智能化建筑电气的设计装修过程中,其墙体及装饰物都可选择新型环保节约型材料,以降低电能功耗,使其节能效果得以提高。
2、优化供配电系统节能设计
制定智能化建筑用电节能设计时,一定要整体把握用电设施的布局分配、负荷容量及功率大小等信息,以此为基础,选择恰当、合理的节能供配电设备,保证用电设备正常工作的同时,最大限度地降低能耗的损失。
因为供配电系统的主要损耗是变压器损耗,那么节能优化设计就可从变压器着手实施。首先要根据变压器实际的负载情况,将负载在可控的成本范围内进行合理分配,再选择符合驱动负载能力的变压器,以充分发挥变压器的作用,尽量降低能耗损失;其次,还应将同一变电站的各变压器进行并联,让其以并联的方式进行工作,并按照其实际负载及时调整变压器的投放量;最后,还可通过降低输电线路的电能损耗来完成智能化建筑的电气节能优化设计。相关统计数据显示,线路的电能损耗在输入电能中的比重约为4%,导致线路电能损耗的主要原因是线路导线截面及供电方式。节能优化设计的过程中,可选择诸如铝、铜材料等电阻率值比较低的导线,若符合经济节约等相关要求,则可在负载量较大的建筑中选择铜导线,在负载量较小的建筑中选择铝导线;此外,布局线路的过程中,应尽量减少导线长度,且需避免相对较弯的线路。
3、优化建筑的供水系统、电梯、空调机通风建设的电气节能设计
设计建筑电气时,不能忽略供水系统、电梯、空调及通风的用电量。选择的电梯,其型号、功率应与其电机驱动相互匹配,并应尽量安装在小机房内;通风设计,应结合风机等设备的参数,在考虑电能不同的需求量的情况下,选择性价比相对较高且合适的设备;优化空调系统节能时,应充分考虑其功率高、耗电量大等特点,选择环保、节能的水源热泵式空调,因为其污染小且运行效率高,使用空调时,应设定合理的工作模式,以避免过度损耗电能;设计供水系统时,选择的供水设备应无负压作用,因为其节能环保并能净化水质。
4、优化建筑照明系统节能设计
照明的用电量在建筑用电中占据的比重最大,所以可通过优化照明系统实现建筑电气节能。建筑照明设施的用电量与其发光效率、照明方式、照明设备数量、照明时间、建筑总面积及设备功率等紧密相连,所以,优化照明系统:首先,选择高效节能的照明设备,特别要选择耐用、发光效率高及功耗低的光源设备;其次,选择诸如触发器、镇流器等光源的附加元器件时,应优先考虑性能好、功耗低的设备;再次,照明时间的分配要合理,并利用声音、光线等感应控制开关来控制照明回路,以防止照明浪费;此外,设计建筑时,应充分发挥自然光的作用,且门窗及玻璃的透光性要强,设计的照明系统电路也要以三相四线为主,进而最大限度地实现节能供电。
结语:
综上所述,智能化建筑电气节能设计是我国建筑电气未来的发展趋势。因此,智能化建筑电气节能优化设计时,需综合考虑各领域之间的关联性,从环保、经济等方面出发,设计节能环保并满足人们生活需求的电气方案,以体现智能化建筑高性能、低能耗的特点,真正实现经济节约。
参考文献:
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关键词:智能化,建筑电气工程;应用
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
建筑电气工程影响着建筑的投放使用,目前,在建筑电气工程中,智能化技术开始应用。智能化技术是综合了精密传感技术、计算机技术以及 GPS 定位技术的一种新兴技术。
1 建筑电气工程
随着人们对生活水平的要求不断提高,建筑物中,尤其是居民建筑物中,对建筑电气工程的要求越来越高,新技术在电气工程的应用越来越广泛,对电气工程的质量要求也越来越高。建筑电气工程的主要施工工序主要包括:安装成套配电柜及其控制装置,安装电缆桥架及架上电缆,安装电线杆上电气设备以及架空线路,安装变压器,安装动力装置以及照明配电装置,安装柴油发电机组,安装不间断电源,安装低压电动机、电动执行机构以及电加热器并进行接线,试运行低压电气动力设备,安装开关插座等,安装接地装置,安装母线(包括封闭母线、裸母线以及插接式母线等),铺设电缆线路并制造电缆头,铺设导管、穿管及线槽,对钢索、槽板进行配线,测试线路等的绝缘性,安装灯具及其他照明装置,试运行所有照明装置,铺设避雷设施,连接等位点以及安装接闪器,建筑电气工程的验收等。
2 智能化技术
越来越多的新技术开始广泛应用到建筑电气工程中,其中,也包括智能化技术的应用。智能化技术又叫人工智能技术,是 GPS 定位技术、计算机技术以及精密传感技术的综合应用,属于计算机技术的智能化分支,人工智能一词是二十世纪五十年代提出的,主要系统包括图像以及语言识别系统,语言处理系统,自动控制系统以及专家系统等。智能化技术主要应用在控制方面,例如电气控制等。并且随着科技的不断进步,智能化技术的广泛应用,智能化技术中又根据需要加入了其他学科的理论,如仿生学、控制学、自动化以及语言学等。智能化技术能够帮助装置或者设备等实现自动化运行控制管理等内容,并且能够提高工程或系统装置等的整体可靠程度,提高运行速度,加强装置系统或设备的自我保护能力等。
3 建筑电气工程的智能化技术应用分析
在建筑电气工程中,智能化技术主要应用于建筑电气工程的自动化控制、建筑电气设备故障预测分析以及建筑电气设备的优化设计等。所以建筑电气工程的智能化技术应用分析主要包括:智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用;智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用以及智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用等。
3.1 智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用
在建筑电气工程中,需要有自动控制和保护系统,以便在发生一些意外时,可以进行自我控制和保护,防止事故的发生。而这些自动保护以及控制系统中则可以运用智能化技术。首先在计算机控制系统中,应用 GPS 定位功能,对整个建筑电气工程的电气设备、线路以及装置配件等进行定位,并利用传感技术进行将电气工程的施工或者工作状况传输给计算机系统,即进行电气工程施工或运行的数据采集,然后计算机系统利用电机设备、电磁场以及电路等学科知识对所收集到的数据进行综合分析,然后按照设定的系统程序,如果出现了哪种数据,就该进行何种控制措施。这样就可以对建筑电气进行智能自动化控制。
3.2 智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用
在建筑电气工程中,可以利用智能化技术进行电气系统的控制和保护,如果一旦出现了问题,智能化程序中没有被规定的状况,则可以发出警报,并对发生问题的部位,进行重点的实时监控,同时,还需要将收集到的数据传输给智能化故障分析系统,利用智能化技术中的神经网络、专家系统以及模糊逻辑等技术,对发生问题的部位进行故障分析,例如,当变压器出现故障时,便可以对变压器油中的气体成分进行分析,从而进一步缩小其故障范围。
3.3 智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用
智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用主要包括两个方面,一个是智能化技术的遗传算法,一个是智能化技术的专家系统。遗传算法是一种先进的计算模型,其原理是模拟生化进化过程中的遗传学机理以及达尔文生物进化论中的自然选择理论,运算过程中应用生物界中的进化规律,进行随机性搜索。智能化技术中的遗传算法在电气设备优化中起到重要作用,在建筑电气工程中,可以采用智能化技术中的遗传算法和专家系统相结合的方式对电气设备进行优化。
4应用建筑电气技术的注意事项
4.1经济方面
在智能化建筑设计当中建筑电气技术需要注重经济实用,保障经济节约而且技术可靠。在实际工作中,建筑电气设计方案选择应该符合智能化建筑发展的趋势,要合理应用新技术,保障技术安全可靠性,选取经检验合格了的产品,用新型技术简化系统设计,进而降低工程造价,保障经济合理,减小投资成本。
4.2设计方面
在对智能化建筑开展建筑电气的设计时,要脚踏实地且实事求是,不要盲目地追求不实际的目标。
智能化建筑功能很全面,设施相对复杂,对于设计和管理要求都较高,在不同设备间都存在自身缺点以及局限性,功能以及性能上还有一定程度上的差别,盲目追求新和全是不现实的。如果对设备的先进性和功能的齐全性进行强行追求,这不仅是在设计上建立了脱离现状的难题,而且会加大工程实施难度,抬高投资的成本,加大运行费用,进而形成资源的浪费,然而很难达到预想效果。合理进行建筑电气设计应从项目的根本出发,选用适当的设备和系统,利用恰当的技术,保障设备、系统功能得到充分的发挥,这样可以满足智能化建筑设计的要求,减小运行和管理的难度。
4.3质量方面
在工程的每个过程中都要认真地审阅、校对设计稿,要确保每个工程的细节都是准确无误的。再有,操作过程要严格地遵循电气施工的规范,应用合格的材料以及设备,坚决拒绝伪劣产品,保障工程安全可靠性。
5.电气智能化控制系统的发展趋势
电子商务和因特网技术在智能化领域的应用,大量节省劳动力和资源,减少企业管理成本,也进一步促进智能建筑电气智能化的发展。随着国民收入的增长,房地产产业的发展,,商业楼、住宅区、办公楼、博物馆等建筑对智能化的要求更多更高,近几年国家大力发展节能建筑、智能建筑以及绿色建筑,在经济市场的调节下和政府政策的引导下,我们国家的智能建筑电气智能化技术应用发展情景十分乐观。
结束语
本文首先介绍了建筑电气工程,并介绍了其施工工序。建筑电气工程中包含的主要工艺流程包括:各种电器设备的安装、各种线路线缆的安装、各种电气配件的安装以及照明设施的安装等。然后本文介绍了智能化技术。智能化技术又叫人工智能技术,属于计算机技术的智能化分支,是 GPS 定位技术、计算机技术以及精密传感技术的综合应用,并且根据不同的应用,可以加入仿生学、控制学、自动化以及语言学等学科内容。最后本文重点介绍了建筑电气工程的智能化技术应用分析,其主要内容包括:智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用;智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用以及智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用等。
参考文献
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关键词:智能建筑;智能化;建筑电气;节能优化
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)28-0030-03
1 智能建筑与智能化建筑电气节能概述
1.1 智能建筑概要
智能建筑是指利用现代建筑、计算机、通讯和控制的先进技术手段,将信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统集成为整体最优化的组合,通过楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)为现代人提供一种安全、高效、舒适、节能、环保、健康的建筑环境。作为一种新型的现代化楼宇,智能建筑通过智能化控制系统对建筑的通讯设备、硬件设施、水电设备等方面进行系统而高效的操作与管理。由于我国当前智能化建筑的智能化控制系统的理论基础较为薄弱,实践操作不够完善,导致我国诸多智能楼宇的控制系统未能正常运转,智能楼宇的优势未能得到充分发挥。因此,需要不断创新改进智能楼宇的智能化控制系统和技术,从而推动我国智能化建筑电气节能技术的全面发展与进步。
1.2 智能化建筑电气节能
智能建筑对智能控制提出较高要求,而智能控制的根本取决于智能化建筑电气如何实现高效智能化节能,也即取决于如何通过电气节能技术的革新来降低智能化建筑的电气耗能。建筑电气智能化节能是智能楼宇发展的重要手段与关键性因素。目前,我国建筑电气工程行业对智能化建筑电气节能的认识主要是从能源消耗的立场出发。在我国当前各种能源消耗所占的比例中,建筑能耗占主要部分,其中建筑电气方面的耗能居于首位。因此,创新提高我国智能建筑电气节能优化技术日益成为我国建筑电气工程行业技术突破的重中之重。如何实现智能楼宇电气的智能化节能是眼下全球范围内建筑电气工程行业关注的焦点所在。如何对建筑物的供配电系统、安全控制系统的操作运行及管理等进行智能化的、自动化的环保节能处理是智能化建筑电气节能优化设计的核心环节所在。这是未来建筑电气节能技术的发展方向。
2 智能化建筑电气节能技术的现状及问题
2.1 我国智能化建筑电气节能技术的发展现状
从我国当前建筑能耗的组成部分来看,电能消耗是最主要的部分。太阳能、热能、风能等是我国建筑电气工程行业主要开发并应用于智能化建筑电气节能技术中的几种新型能源。目前,依托于太阳能和风能的新型发电技术日益成熟,这两种电气技术已在我国众多行业和领域中使用,尤其在我国智能楼宇的电气节能优化设计方面使用较广,并取得了较好的环保效益和经济利益。虽然我国智能化建筑电气工程行业在新型能源应用于建筑物的电气节能优化技术方面取得了一定的突破,但是我国智能化建筑电气节能技术的优化设计仍然面临许多问题。例如,在具体开展针对智能楼宇的电气节能系统优化控制工作时,某些建筑电气工程师未能全面有效地对现有建筑电气节能技术进行合理分析和综合把握,导致在其具体的设计、安装环节受阻,使得某些智能楼宇的电气节能系统无法正常运行。自动化、智能化电气设备是智能化建筑电气节能控制系统能否正常运行的决定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自动化、智能化设备,即使拥有最为先进的智能楼宇电气节能技术,也无法获得降低能耗的预期效果。而我国在相应的自动化、智能化电气设备研究、开发和生产上还处于比较落后的地位。
2.2 我国智能化建筑电气节能技术的主要问题
基于我国当前智能化建筑电气节能技术发展现状,可以看出,目前智能化建筑电气节能技术仍存在诸多现实问题。例如:智能化建筑电气节能系统缺乏全面有效的协调统筹,节能系统实际运行效率低下;缺乏基础性的自动化电气节能配套设施,实际节能效果不明显;智能化建筑电气节能系统控制制度存在漏洞,控制方式不合理,消耗大量电能等等。因此,在智能化建筑电气节能技术的具体设计过程中,应遵循适用性、安全性、节能性、环保性四大基本原则。除此之外,智能化建筑电气节能技术的设计还应符合我国现行的智能化建筑电气国家设计规程和标准。比如,电气工程师对智能建筑的供配电系统进行具体设计时,可以结合建筑物用电总负荷容量和负荷等级的统计分析,对变配电所进行合理选址布局,并选用节能型变压器,以变压器的负荷率在80%左右为佳。在设计智能楼宇照明系统时,应选择合适的光源和灯具,充分利用自然采光,重视照明系统控制,采用自动化的控制管理设备进行节能监控。
3 智能化建筑电气节能技术的系统优化
3.1 智能控制系统的优化
智能控制系统的优化是智能化建筑电气节能技术系统优化的主要内容,具体包括智能控制策略的优化、智能控制管理方式的优化、智能数字控制器的优化以及智能控制网络的优化四个方面。
以如何实现暖通空调系统的节能技术系统优化为例。从智能控制策略优化的角度出发,PID控制是空调的数字控制器(简称DDC)普遍采取的一种控制方式。一般而言,PID系数的高低与空调达到设定温度的过程长短成反比例关系。当PID系数无法及时实现空调机组对温度变化响应的控制时,可以采用在空调的送风道和室内同时安装温度传感器的双级的控制方式,加速系统对温度波动的响应,从而达到节能系统的优化。从智能控制管理方式的优化角度出发,为了给空调使用者提供较大的舒适与便利,工程设计者可以通过在DDC上安装功能与VRV控制面板的设定器接近的专门部件来实现对暖通空调系统的中央控制。从智能数字控制器的优化角度出发,可以依据不同的场合选择不同处理能力的DDC,如在冷冻机房等空调通风密集的地方可以选择安装大型控制器,而对空调通风机可以选择安装中小型的控制器。还可以在空调通风的设备控制器中扩大可编程逻辑控制器(PLC)的使用范围。从智能控制网络的优化角度出发,依据工程的类型,基于拓扑结构在控制网络中的重要作用,可以选择性地运用基于RS485总线的控制网络对小型智能化建筑电气节能工程进行优化或者采用基于楼层的分支、分层的多级化网络控制模式对大型智能化建筑电气节能工程进行优化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能数字控制器以及智能控制网络的优化有助于全面实现智能控制系统的优化,从而达到节能降耗、安全环保的智能化建筑节能目的。
3.2 质量安全监控的优化
对建筑电气质量安全监控进行优化在智能化建筑节能电气工程中具有极其重要的地位,它可以确保智能化建筑电气节能系统正常有效地运行,也可以保障智能化建筑电气节能系统的安全。
质量安全监控的优化可以从以下两个方面展开:第一,优化智能建筑电气节能供电系统的保护措施。如借助网络开启智能保护措施,通过借助因特网的人工智能识别系统对质量安全进行监控,可以及时发现安全问题。如建筑电气的某一环节出现了断电或者短路等问题,借助因特网能够快速识别出出问题的部位,帮助管理人员及时维修。第二,优化智能化建筑电气节能的安全防范系统。包括对视频监控系统、入侵报警系统、门禁控制系统、数字与网络视频监控技术、安全防范系统的集成与技术融合等方面的节能优化等。其中信息的采集与处理是智能化建筑电气安全防范系统的核心,它采用的主要技术有现场总线布控技术、智能元器件探测技术、微机接口及其控制技术、智能化系统调试技术等。智能化建筑电气节能的质量安全监控优化给监控管理人员的技术素质提出了较高要求。在注重智能化建筑电气节能系统设计与安装质量的同时,还应重点对质量监控系统设备安全性能问题进行有效的监控,以此来优化智能化建筑电气节能设备的质量安全系统的功效。
4 结语
智能化不仅是建筑工程未来的发展方向,也是建筑电气节能设计的世界性发展趋势。在智能化建筑的工程设计中对电能的节约降耗是重中之重。基于目前建筑电气能源消耗较大的现实情况以及在智能化建筑电气节能技术工程设计中存在的实际运行效率低下、实际节能效果不明显等现实问题,智能化建筑电气节能应从系统优化的角度出发,重点关注智能化建筑电气控制系统和电气管理系统节能设计的优化与安全。在对智能化建筑的智能控制系统进行优化的同时,加强智能化建筑电气的质量安全监控的完善和技术革新,从而在整体上实现智能化建筑电气节能环保效益和经济效益的最大化。
参考文献
[1] 庄莉.智能化建筑与建筑电气[J].中华建设,2012,(4).
[2] 林毅宏.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究
关键词:智能建筑;电气工程;自动化技术;分析
中图分类号: F407.6 文献标识码: A
一、智能建筑概述
现代化智能建筑就是以建筑的平面解析图为基础平台,根据人们生活对网络的需求,安装互联网设备系统、建筑物基础设备管护系统以及发生危险情况的公共安全逃生通道等,智能建筑是在确保人们生活基本需求和安全居住的同时,不断完善建筑物的现代化功能,为居住的用户提供安全、可靠、舒适的生活环境。智能建筑的兴起和发展是现代化社会进步的必然趋势,智能建筑能满足人们对建筑物基础设备的需求,同时能为施工人员和楼层管理人员提供安全的工作环境,确保人们的生命财产安全。智能建筑中的电气工程自动化技术已经在各个领域得到广泛应用,它具有自身的技术优势和特点,能有效的提供建筑物管理工作的质量。
二、电气工程以及电气自动化的概念
从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着一个国家科技水平的发达程度,因此,电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。电气工程是当今高新技术领域中举足轻重的关键学科之一,更是现代科学研究领域中的热门学科。电气自动化的专业全称一般为电气工程及其自动化,其应用范围涉及各行各业,小到电气开关的设计,大到科技航天的研究,到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人们生活水平的重要物质基础,随着电力应用的不断发展和深化,新时代背景下的电气自动化进程成了国民经济和人民生活现代化的重要标志。
三、电气自动化技术对智能建筑的重要性
智能建筑各种功能的实现离不开电源技术、屏蔽技术、抗干扰技术、防谐波技术、防静电技术以及防雷与接地技术等多项电气技术的支持,因此电气自动化技术是实现建筑智能化的基础,它能够帮助智能建筑实现智能化监控,进一步加强智能建筑的安全防范能力,从而有效实现智能建筑间的信息传输。所以说,电气自动化技术是实现建筑智能化的关键,因此在智能建筑电气设计中,设计人员必须要进一步加强各种电气自动化技术的应用,只有这样才能真正实现建筑的智能化,实现资源的优化配置。
四、电气工程及其自动化技术现状分析
(1)电气工程及其自动化的成本比较高
我国工业起步比较晚,也没有欧洲那样优良的发展环境,因此仍有许多不足。尤其在系统方面,虽然我国的电气工程及其自动化的系统比较完整,但是因为发展时间比较短,发展得并不完善。因而我们在运用的时候,通常是先运用理论,然后再结合相关的经验进行研发。在整个过程中不仅消耗了大量的人力及物力,更重要的是大大增加了公司成本。这样不统一的研发使企业在电气工程及其自动化方面的发展程度参差不齐。
(2)电气自动化技术控制
智能建筑的电气工程自动化技术控制就是对系统实行二十四小时的全面监控。在很多的大型建筑物中,由于其楼层结构比一般建筑物要复杂,因此电气组件也相对较多,于是就更容易发生运行故障。如果无法有效排除电气工程的故障并提供及时地维修服务,就会给楼层负责人的管理工作带来很多的麻烦。现代化智能建筑采用的是全自动系统,其“采集、处理、反馈”集于一身的运行模式可以对楼层中的各种系统进行全面的监控,利用现代化信息技术,将信息反馈到楼层管理控制中心,该系统具有自动管理功能,在收到信息指令后,便会自动将指令下达到各个子系统中,及时解决故障问题。这种自动化控制不需要人为的操作就可以轻松实现对整个建筑的全面、实时监控。
(3)电气自动化技术特点
智能建筑中的电气工程自动化技术是将现代多媒体功能、通信功能、布线技术、信息技术以及功能软件有效结合的全自动操作系统。这种自动化技术系统能实现对整个建筑物的远程控制,及时掌握现场情况,如现场楼层的配电系统、中央空调系统、排水系统以及电梯系统等情况进行监控。其最大的技术有点就是能节约资源、节省人力,还能确保系统的安全可靠运行。
五、电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用
(1)电气自动化技术在智能建筑楼宇控制系统中的应用
智能建筑楼宇控制系统主要包括排水系统、照明系统、通风系统以及消防监测等系统,这些都是与用户生活密切相关的系统,实现智能建筑楼宇控制系统自动化能够提高各项系统的运行效率。例如在智能建筑照明系统中利用智能开关能够可靠、准确的控制开关灯,使建筑照明既能达到实际需要,又能在很大程度上节约能源,同时在建筑照明系统中运用照明实时监控系统能够实现智能建筑照明状态的自动监测、自动报告,从而不必进行夜间巡灯值班。例如在智能建筑消防监测中应用在线监测系统,尽可能使用各种传感器技术,这样能够实现自动监测、自动传输数据、报警数据自动发送,进而掌握智能建筑的实际动态,从而有效提升消防监测的精确性,将火灾隐患消除在萌芽状态,从而防止火灾的发生。
(2)自动化技术在智能建筑通信系统中的应用
智能化建筑的核心就是智能化,而通信系统却是建筑智能化的核心,因此在建筑电气设计中必须要尽可能实现通信系统的自动化。首先智能建筑应该完善数据通信系统,这样可以使智能建筑用户建立局域网,以联接办公区内计算机及其他外部设备完成电子数据交换业务,这样就能够在很大程度上满足用户对这个方面的需求。其次,在智能建筑通信系统设计中应该进一步利用卫星通信技术、IP 通信技术、个人通信技术和移动通信、数字微波通信技术、数据通信技术等自动化技术,这样可以有效形成比较完善的智能建筑通信网络,进而能够在最大程度上满足不同用户的需求,例如在智能建筑通信系统中应用卫星通信系统能够突破地域的限制,实现全球信息零距离、零时差的交流,实现资源的实时共享。
(3)TN-S 和 TN-C-S 系统的运用
TN-S 系统是可以区分保护线地线与中性线的配电系统。这中低压系统可以将保护线地线(简称为 PE)与三相四线相结合,达到保护建筑中所有设备路线的目的同时也可以达到预警、防静电等功能。TN-C-S 系统的组成部分是两个接地系统,分别是TN-C 系统和TN-S系统。这种系统的安全性极高,能有效提高住宅用户的安全性。
(4)应用中应该注意的问题
在智能建筑中电气工程自动化有很多种接地技术,如安全保护接地、屏蔽接地和静电接地、防雷接地以及直流接地等技术。其中安全保护接地的应用主要是由于在大型建筑中会安装很多金属设备,而这些金属设施内部又带有很多的导电线。如果这些导线上的绝缘层被破坏,就非常容易出现漏电现象。人体接触到这些受损电线就会触电,导致一些安全事故。因此,系统中所有的金属设备都必须安装安全接地装置,降低低电阻,防止电流外泄。
此外,还有直流接地,随着现代化信息技术和城市化的快速发展,在智能建筑中,通信设备与各种计算机技术被大量的应用。这些操作系统都需要微电或是微电位作为技术支持来完成信息的输出和交换。因此,为了让电子设施可以正常运行,系统需要稳定的电压、电源和基准电位作为保障。
结语
随着我国科学技术的不断发展,智能建筑已经成为了建筑行业发展的趋势,而电气工程自动化技术的应用和发展在智能建筑行业都具有重要的作用和意义。该自动化系统技术水平的提高能节省资源、减少人力,还能确保相关设备的安全、规范和可靠运行。并且随着电气工程自动化系统的不断完善和技术水平的不断提高,其在智能建筑中会得到更好的应用。因此设计人员在智能建筑电气工程的设计中必须要加强自动化技术的应用,只有这样才能真正实现建筑的智能化,提高智能建筑电气工程的运行效率。
参考文献
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[2]车喜明.电气工程及其自动化技术的应用[J]. 黑龙江科学,2013,10:56.
关键词:智能建筑;电气自动化;设计
中图分类号:TU2 文献标识码: A
引言
智能建筑是一种适应时代要求出现的一种新型建筑,它将信息、服务、管理、安全集为为一体,有着低碳、环保、节能的特点。在现代建筑智能化发展的过程当中,与之相对应的电气自动化也需要实现智能化的建设与发展。智能建筑电气自动化系统率不仅仅能够实现计算机测控网络与管理系统数据信息之间的高效共享,同时能够针对智能建筑相关电气设备的运行状态加以动态行且持续性的检测,提供故障诊断以及故障报警等重要功能,对于提高整个建筑物的安全性水平与使用性能而言都非常重要。
1、电气自动化设计的重要性
1.1它可应用于建筑
随着我国国民经济的飞速发展及数字电子化科技的,高档智能化建筑已经成为当今建筑界的主要发展方向。而智能化建筑的发展离不开电气自动化,自然达到合理利用设备,在资源方面,人力的节省都需要建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低,防干扰要求高,是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷,应该设计为一级防雷建筑物,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。
1.2它可应用于净化空调设备
净化空调系统控制自动监控装置,可以设计成单个系统的测量、控制系统,也可以设计成以数字计算机控制管理的系统。
1)在温度控制方面,净化空调系统采用DDC控制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往DX一9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制,输出相应电压信号,控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动作,控制回风温度应保持在18-16度之间,从而使得洁净室温度符合GMP要求。
2)在湿度控制方面。装设在同风管内的湿度传感器所检测的湿度,送往控制器与设定湿度比较,用比例加积分运算控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作,控制回风湿度应该保持在45%-65%之间,这样洁净室湿度方能满足GMP要求。
2、智能建筑电气自动化系统设计原则及流程
2.1 设计原则
系统设计应该遵循以下原则:功能实用、技术先进;系统安全性、可靠性高;系统集成性高;系统的开放性和互操作性高等。系统设计标准应该遵循建设方招标文件中的技术参数与要求以及国内相关文件要求和国际相关标准。
2.2 系统设计流程
智能建筑设备电气自动化系统设计一般分为以下几个步骤:用户需求分析,这是设计系统首先要进行的步骤,设计人员要通过走访调查、设计任务书等相关方式,对于楼宇内的设备以及设备自动化系统进行详尽的研究。功能子系统方案设计,是设计人员根据前期的调查结果设计相关控制方案,用以明确各个子系统的数量以及所能完成的详细控制功能。BA系统监控点数表编制,设计人员要根据功能子系统的控制方案确定监控点位、性质和选用的设备类型,并且通过编写监控点总表来选配的控制设备列表进行统计和汇总。系统设备配置和施工图纸绘制是流程的最后一步。
3、建筑电气自动化设备系统的设计要点分析
建筑设备自动化系统是智能建筑弱电系统工程中较为复杂的系统之一,其设计思路如下:
3.1中央控制室选址及室内设备布置
中央控制室应尽量靠近控制负荷中心,应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上。上方及毗邻无用水和潮湿的机房及房间;室内控制台前应有1.5m的操作距离,控制台离墙布置时,台后应有大于1m的检修距离,并注意避免阳光直射;当控制台横向排列总长度超过7m时,应在两端各各留大于1m的通道;中央控制室宜采用抗静电架空活动地板,高度不小于20m。
3.2给水排水系统
现代建筑中给水系统一般有水泵直接给水、高位水箱给水和气压罐给水三种方式,室内排水一般采用重力流直接排放的方式,有泵房时设置集水坑,通过潜污泵排出室外,水泵直接给水控制系统在缓冲池中装有三个液位传感器,用来检测溢流,最低报警水位和允许的启泵液位,还设有检测水压的传感器,主要用来完成恒压供水工频泵启停控制,检测和报警以及设备运行管理功能。高位水箱给水控制系统能够通过完成检测生活泵启停控制及报警设备运行时间累计和用电量累计等功能。气压罐给水控制系统可以完成生活泵启停控制检测及报警设备运行管理等功能,排水控制系统依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等设备能够完成潜污泵启停控制检测及报警等功能。
3.3变配电控制系统
智能建筑对于供电系统的要求很高,需要设置备用电源,以防止突发停电时备用电源能够继续工作,智能建筑变配电控制系统能够完成参数检测设备状态监视与故障报警电量计量等功能,智能建筑设备电气自动化系统中有几个比较重要的元件,一是现场控制器,该元件控制着智能建筑内的各种设备,受控于中央监控计算机的管理,但是如果中央监控计算机出现故障,该元件也能够独立进行运作。二是执行器,该元件属于系统中的末端主控元件,常见的有电动执行器即电磁阀、以电动机为动力元件的电动调节阀和通过叶片的面积来改变风量的电动风门等。三是传感器,该元件有很多类别,例如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和变送器等。
3.4照明与动力控制系统
智能楼宇的照明用电量很大,因此,既保证照明质量,又做到节能设计是控制系统的关键。由于智能建筑一般都是高层建筑,电梯等动力系统也是一个重要的系统,出于安全性考虑,动力系统都自带有一个完善的计算机控制系统,对于动力系统实现完好的控制。对于走廊楼梯照明,下班时间关掉一般照明;投光灯等的动力控制系统,同电梯控制箱的电气触点相连,完成监视系统的运行状态和故障情况检查的功能。
3.5通风与空调控制系统
空调系统按空气处理设备的设置不同分为集中式空调系统、半集中式空调系统和局部空调系统三类。空调系统由冷源、热源和前端设备三大部分组成 通风系统将室内的污染空气净化排除,吸入室外的新鲜空气,分为局部通风和全面通风两种空调控制系统。通过制冷系统实现设备启停顺序的控制、冷水机组开启台数控制、压差旁通控制、水流检测水泵控制、冷却水温度控制、工作状态显示与打印、水箱补水控制等功能;通过热水控制系统来实现交换器二次热水出口温度控制、热水泵控制及连锁工作状态显示与打印等功能;通过空气处理监控系统来实现回风温度控制、回风湿度控制、焓值控制、启停时间控制、联锁控制、过滤器堵塞报警、工作状态显示与打印等功能;通过风机盘管监控系统实现控制风机的风速、控制风机盘管、电动阀门的开启或关闭定时启停控制等功能。通风系统通过检测空气中一氧化碳二氧化碳的浓度来运行风机启停,以保证空气质量。
3.6防雷接地系统
智能建筑内部有许多布线系统以及电子设备,比如通信化系统、火灾报警控制系统、消防控制系统、建筑自动化系统、安全监控系统、办公自动化、闭路电视系统及其他相应布线系统。这些电子仪器设备以及布线系统所处的部分,耐压等级都比较低,防电磁干扰要求较高,承受雷击能力较低。不管是反击、直击还是串击都会对电子设备造成不同程度的严重干扰或损坏。因此,智能化建筑的全部功能接地必须建立在防雷接地系统的基础上,并建立一个完整、严密的防雷系统结构。多数智能化楼宇均属于一级负荷,所以应按照一级防雷建筑楼房的保护措施进行设计,接闪仪器选用针带组合模式的接闪器,避雷带选用4×25(mm)镀锌扁状钢质在楼顶组合成小于10×10米的网格形状。该网格结构域楼面金属构件进行电气连接,并与建筑柱头钢筋也进行电气连接,引出下线并利用柱头中钢筋、楼层钢筋以及圈梁钢筋与防雷系统作连接,外部墙面上所有金属构件也需要与防雷系统进行连接,柱头钢筋还应与接地体相互连接,组合成具有多层屏蔽保护的笼状防雷体系。这样不仅能防止雷击对楼房设备造成损坏,还能有效防止外来电磁波干扰。
4、结束语
电气自动化的设计与安装工作质量直接关系着智能建筑后期运行性能的发挥水平,在现代智能建筑设计中的运用也非常广泛。随着越来越多的智能化建筑物的出现,还会有更多先进的新兴技术补充到这一技术领域中,使这一技术能不断完善。
参考文献
[1]曾益保.电气自动化在智能建筑中的应用[J].科技论坛,2009(07).