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【關鍵詞】智能化建筑;優化設計;電氣節能
由于我國不斷推進城市化進程,并大力倡導節能環保理念,使得智能化建筑得以推廣,且對智能化建筑電氣節能設計也提出了更高的要求。本文旨在論述智能化建筑電氣節能優化設計策略,以推動智能化建筑的快速發展。
一、智能化建筑電氣節能設計的必要性
目前,雖然風能、太陽能等新型能源已逐漸運用到建筑電氣工程中,但新型能源仍處于投入使用的摸索階段,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電氣能耗。相關統計證明,建筑耗能在我國的整體能耗中,占據相對較大的比重,而電氣能耗位居首位。因為我國近幾年才時興智能化建筑的相關節能技術,實踐經驗嚴重不足,且仍未有規范的建筑電氣節能設計標準,以致建筑電氣節能在其運行中存在很多不足,耗能量也相對較大。
由于國民經濟不斷發展,農業以及工業的生產規模逐漸擴大,這也在一定程度上增加了能源的耗能量,特別是建筑消耗,一直居于首位,并呈現出逐年遞增的趨勢,使得人們高度重視降低建筑耗能的問題。此外,能源消耗引起的環境污染越來越嚴重,且已嚴重威脅到人們的日常工作及生活。為了改善生活環境,提高人們的生活質量,優化建筑電氣節能變得更加重要。
二、智能化建筑電氣節能設計準則
1、節能應優先尊重環境保護
由于能耗會帶來環境污染,使得人們越來越重視環境,節能優化要以環保為核心。建筑節能設計的目的是實現綜合效益及提高能源利用率,有效利用先進技術,選擇安全可靠、節能環保及經濟適用的優化方案。此外,還應選擇合適的節能設備,并嚴控節能成本,以確保在預期成本范圍內,實現最佳節能效果。
2、節能應在確保建筑基本功能的情況下開展
智能化建筑是為了給人們提供更好、更完整的生活服務而開發的,所以在節能優化時,必須考慮節能設計是否會影響建筑的正常使用,例如,休閑娛樂設施及運輸通道暢通等節能設計的正常運轉。
3、節能應盡量減少能源損耗
優化建筑的節能設計時,應先總結和實現建筑基本功能無關的各種耗能方式,然后再結合建筑的實際情況,選擇合理的節能方式。無用耗能通常包括變壓器損耗及傳輸電纜的線路耗能等,這種耗能量相對較多,且對實現建筑功能沒有任何幫助,是利用建筑能源的一大損失。
4、節能應與實際的經濟效益相吻合
投入使用的節能技術應充分考慮其成本,不能為了追求節能、高效而一味加大投資,使得建筑的開發成本不斷增加。所以,電氣設計師在優化節能設計時,應著重考慮設備材料應用及節能方式選擇,以盡量實現成本控制及節能性能優化。
三、智能化建筑電氣節能設計面臨的技術問題
雖然我國關于智能化建筑電氣節能設計的投入很多,但其在實際的使用中仍未達到預期效果,仍然有很多急需解決的問題。比如,首先,質量安全監督不嚴謹,這是因為電氣工程師實施節能優化的過程中,技術應用方面仍缺少實踐性,以致建筑電氣中的節能技術的實用性較低。其次,使用設備時,智能化建筑缺少智能化、自動化的電氣設備及其他附加設施使用,且我國仍未有較為成熟的研究,所以實施優化方案時會因為使用設備受限制而不能發揮節能的最佳效果。最后,我國現階段在總體規劃智能化建筑電氣節能設計時,協調工作缺少綜合性,也沒有科學性的優化方案,以致真正實施節能設計時達不到預期效果,也未實現盡量降低能耗的目標。
四、智能化建筑電氣節能的優化設計策略
1、開發利用可再生資源
由于電能是不可再生的資源,那么其使用就有所限制,所以,開發利用熱能、太陽能等新型能源特別重要。建筑的節能設計,應充分考慮其可再生特點,以減少使用耗能大、功率高的設備,并消除對電能的依賴性;此外,智能化建筑電氣的設計裝修過程中,其墻體及裝飾物都可選擇新型環保節約型材料,以降低電能功耗,使其節能效果得以提高。
2、優化供配電系統節能設計
制定智能化建筑用電節能設計時,一定要整體把握用電設施的布局分配、負荷容量及功率大小等信息,以此為基礎,選擇恰當、合理的節能供配電設備,保證用電設備正常工作的同時,最大限度地降低能耗的損失。
因為供配電系統的主要損耗是變壓器損耗,那么節能優化設計就可從變壓器著手實施。首先要根據變壓器實際的負載情況,將負載在可控的成本范圍內進行合理分配,再選擇符合驅動負載能力的變壓器,以充分發揮變壓器的作用,盡量降低能耗損失;其次,還應將同一變電站的各變壓器進行并聯,讓其以并聯的方式進行工作,并按照其實際負載及時調整變壓器的投放量;最后,還可通過降低輸電線路的電能損耗來完成智能化建筑的電氣節能優化設計。相關統計數據顯示,線路的電能損耗在輸入電能中的比重約為4%,導致線路電能損耗的主要原因是線路導線截面及供電方式。節能優化設計的過程中,可選擇諸如鋁、銅材料等電阻率值比較低的導線,若符合經濟節約等相關要求,則可在負載量較大的建筑中選擇銅導線,在負載量較小的建筑中選擇鋁導線;此外,布局線路的過程中,應盡量減少導線長度,且需避免相對較彎的線路。
3、優化建筑的供水系統、電梯、空調機通風建設的電氣節能設計
設計建筑電氣時,不能忽略供水系統、電梯、空調及通風的用電量。選擇的電梯,其型號、功率應與其電機驅動相互匹配,并應盡量安裝在小機房內;通風設計,應結合風機等設備的參數,在考慮電能不同的需求量的情況下,選擇性價比相對較高且合適的設備;優化空調系統節能時,應充分考慮其功率高、耗電量大等特點,選擇環保、節能的水源熱泵式空調,因為其污染小且運行效率高,使用空調時,應設定合理的工作模式,以避免過度損耗電能;設計供水系統時,選擇的供水設備應無負壓作用,因為其節能環保并能凈化水質。
4、優化建筑照明系統節能設計
照明的用電量在建筑用電中占據的比重最大,所以可通過優化照明系統實現建筑電氣節能。建筑照明設施的用電量與其發光效率、照明方式、照明設備數量、照明時間、建筑總面積及設備功率等緊密相連,所以,優化照明系統:首先,選擇高效節能的照明設備,特別要選擇耐用、發光效率高及功耗低的光源設備;其次,選擇諸如觸發器、鎮流器等光源的附加元器件時,應優先考慮性能好、功耗低的設備;再次,照明時間的分配要合理,并利用聲音、光線等感應控制開關來控制照明回路,以防止照明浪費;此外,設計建筑時,應充分發揮自然光的作用,且門窗及玻璃的透光性要強,設計的照明系統電路也要以三相四線為主,進而最大限度地實現節能供電。
結語:
綜上所述,智能化建筑電氣節能設計是我國建筑電氣未來的發展趨勢。因此,智能化建筑電氣節能優化設計時,需綜合考慮各領域之間的關聯性,從環保、經濟等方面出發,設計節能環保并滿足人們生活需求的電氣方案,以體現智能化建筑高性能、低能耗的特點,真正實現經濟節約。
參考文獻:
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[2] 周子翔.建筑電氣工程的智能化技術應用分析[J].科技創新與應用,2013,(9):204.
關鍵詞:智能化,建筑電氣工程;應用
中圖分類號:F470.6 文獻標識碼:A
建筑電氣工程影響著建筑的投放使用,目前,在建筑電氣工程中,智能化技術開始應用。智能化技術是綜合了精密傳感技術、計算機技術以及 GPS 定位技術的一種新興技術。
1 建筑電氣工程
隨著人們對生活水平的要求不斷提高,建筑物中,尤其是居民建筑物中,對建筑電氣工程的要求越來越高,新技術在電氣工程的應用越來越廣泛,對電氣工程的質量要求也越來越高。建筑電氣工程的主要施工工序主要包括:安裝成套配電柜及其控制裝置,安裝電纜橋架及架上電纜,安裝電線桿上電氣設備以及架空線路,安裝變壓器,安裝動力裝置以及照明配電裝置,安裝柴油發電機組,安裝不間斷電源,安裝低壓電動機、電動執行機構以及電加熱器并進行接線,試運行低壓電氣動力設備,安裝開關插座等,安裝接地裝置,安裝母線(包括封閉母線、裸母線以及插接式母線等),鋪設電纜線路并制造電纜頭,鋪設導管、穿管及線槽,對鋼索、槽板進行配線,測試線路等的絕緣性,安裝燈具及其他照明裝置,試運行所有照明裝置,鋪設避雷設施,連接等位點以及安裝接閃器,建筑電氣工程的驗收等。
2 智能化技術
越來越多的新技術開始廣泛應用到建筑電氣工程中,其中,也包括智能化技術的應用。智能化技術又叫人工智能技術,是 GPS 定位技術、計算機技術以及精密傳感技術的綜合應用,屬于計算機技術的智能化分支,人工智能一詞是二十世紀五十年代提出的,主要系統包括圖像以及語言識別系統,語言處理系統,自動控制系統以及專家系統等。智能化技術主要應用在控制方面,例如電氣控制等。并且隨著科技的不斷進步,智能化技術的廣泛應用,智能化技術中又根據需要加入了其他學科的理論,如仿生學、控制學、自動化以及語言學等。智能化技術能夠幫助裝置或者設備等實現自動化運行控制管理等內容,并且能夠提高工程或系統裝置等的整體可靠程度,提高運行速度,加強裝置系統或設備的自我保護能力等。
3 建筑電氣工程的智能化技術應用分析
在建筑電氣工程中,智能化技術主要應用于建筑電氣工程的自動化控制、建筑電氣設備故障預測分析以及建筑電氣設備的優化設計等。所以建筑電氣工程的智能化技術應用分析主要包括:智能化技術在建筑電氣工程自動化控制中的應用;智能化技術在建筑電氣工程故障檢測分析中的應用以及智能化技術在建筑電氣工程電氣設備優化設計中的應用等。
3.1 智能化技術在建筑電氣工程自動化控制中的應用
在建筑電氣工程中,需要有自動控制和保護系統,以便在發生一些意外時,可以進行自我控制和保護,防止事故的發生。而這些自動保護以及控制系統中則可以運用智能化技術。首先在計算機控制系統中,應用 GPS 定位功能,對整個建筑電氣工程的電氣設備、線路以及裝置配件等進行定位,并利用傳感技術進行將電氣工程的施工或者工作狀況傳輸給計算機系統,即進行電氣工程施工或運行的數據采集,然后計算機系統利用電機設備、電磁場以及電路等學科知識對所收集到的數據進行綜合分析,然后按照設定的系統程序,如果出現了哪種數據,就該進行何種控制措施。這樣就可以對建筑電氣進行智能自動化控制。
3.2 智能化技術在建筑電氣工程故障檢測分析中的應用
在建筑電氣工程中,可以利用智能化技術進行電氣系統的控制和保護,如果一旦出現了問題,智能化程序中沒有被規定的狀況,則可以發出警報,并對發生問題的部位,進行重點的實時監控,同時,還需要將收集到的數據傳輸給智能化故障分析系統,利用智能化技術中的神經網絡、專家系統以及模糊邏輯等技術,對發生問題的部位進行故障分析,例如,當變壓器出現故障時,便可以對變壓器油中的氣體成分進行分析,從而進一步縮小其故障范圍。
3.3 智能化技術在建筑電氣工程電氣設備優化設計中的應用
智能化技術在建筑電氣工程電氣設備優化設計中的應用主要包括兩個方面,一個是智能化技術的遺傳算法,一個是智能化技術的專家系統。遺傳算法是一種先進的計算模型,其原理是模擬生化進化過程中的遺傳學機理以及達爾文生物進化論中的自然選擇理論,運算過程中應用生物界中的進化規律,進行隨機性搜索。智能化技術中的遺傳算法在電氣設備優化中起到重要作用,在建筑電氣工程中,可以采用智能化技術中的遺傳算法和專家系統相結合的方式對電氣設備進行優化。
4應用建筑電氣技術的注意事項
4.1經濟方面
在智能化建筑設計當中建筑電氣技術需要注重經濟實用,保障經濟節約而且技術可靠。在實際工作中,建筑電氣設計方案選擇應該符合智能化建筑發展的趨勢,要合理應用新技術,保障技術安全可靠性,選取經檢驗合格了的產品,用新型技術簡化系統設計,進而降低工程造價,保障經濟合理,減小投資成本。
4.2設計方面
在對智能化建筑開展建筑電氣的設計時,要腳踏實地且實事求是,不要盲目地追求不實際的目標。
智能化建筑功能很全面,設施相對復雜,對于設計和管理要求都較高,在不同設備間都存在自身缺點以及局限性,功能以及性能上還有一定程度上的差別,盲目追求新和全是不現實的。如果對設備的先進性和功能的齊全性進行強行追求,這不僅是在設計上建立了脫離現狀的難題,而且會加大工程實施難度,抬高投資的成本,加大運行費用,進而形成資源的浪費,然而很難達到預想效果。合理進行建筑電氣設計應從項目的根本出發,選用適當的設備和系統,利用恰當的技術,保障設備、系統功能得到充分的發揮,這樣可以滿足智能化建筑設計的要求,減小運行和管理的難度。
4.3質量方面
在工程的每個過程中都要認真地審閱、校對設計稿,要確保每個工程的細節都是準確無誤的。再有,操作過程要嚴格地遵循電氣施工的規范,應用合格的材料以及設備,堅決拒絕偽劣產品,保障工程安全可靠性。
5.電氣智能化控制系統的發展趨勢
電子商務和因特網技術在智能化領域的應用,大量節省勞動力和資源,減少企業管理成本,也進一步促進智能建筑電氣智能化的發展。隨著國民收入的增長,房地產產業的發展,,商業樓、住宅區、辦公樓、博物館等建筑對智能化的要求更多更高,近幾年國家大力發展節能建筑、智能建筑以及綠色建筑,在經濟市場的調節下和政府政策的引導下,我們國家的智能建筑電氣智能化技術應用發展情景十分樂觀。
結束語
本文首先介紹了建筑電氣工程,并介紹了其施工工序。建筑電氣工程中包含的主要工藝流程包括:各種電器設備的安裝、各種線路線纜的安裝、各種電氣配件的安裝以及照明設施的安裝等。然后本文介紹了智能化技術。智能化技術又叫人工智能技術,屬于計算機技術的智能化分支,是 GPS 定位技術、計算機技術以及精密傳感技術的綜合應用,并且根據不同的應用,可以加入仿生學、控制學、自動化以及語言學等學科內容。最后本文重點介紹了建筑電氣工程的智能化技術應用分析,其主要內容包括:智能化技術在建筑電氣工程自動化控制中的應用;智能化技術在建筑電氣工程故障檢測分析中的應用以及智能化技術在建筑電氣工程電氣設備優化設計中的應用等。
參考文獻
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關鍵詞:智能建筑;智能化;建筑電氣;節能優化
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)28-0030-03
1 智能建筑與智能化建筑電氣節能概述
1.1 智能建筑概要
智能建筑是指利用現代建筑、計算機、通訊和控制的先進技術手段,將信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統集成為整體最優化的組合,通過樓宇自動化系統(BAS)、辦公自動化系統(OAS)和通信自動化系統(CAS)為現代人提供一種安全、高效、舒適、節能、環保、健康的建筑環境。作為一種新型的現代化樓宇,智能建筑通過智能化控制系統對建筑的通訊設備、硬件設施、水電設備等方面進行系統而高效的操作與管理。由于我國當前智能化建筑的智能化控制系統的理論基礎較為薄弱,實踐操作不夠完善,導致我國諸多智能樓宇的控制系統未能正常運轉,智能樓宇的優勢未能得到充分發揮。因此,需要不斷創新改進智能樓宇的智能化控制系統和技術,從而推動我國智能化建筑電氣節能技術的全面發展與進步。
1.2 智能化建筑電氣節能
智能建筑對智能控制提出較高要求,而智能控制的根本取決于智能化建筑電氣如何實現高效智能化節能,也即取決于如何通過電氣節能技術的革新來降低智能化建筑的電氣耗能。建筑電氣智能化節能是智能樓宇發展的重要手段與關鍵性因素。目前,我國建筑電氣工程行業對智能化建筑電氣節能的認識主要是從能源消耗的立場出發。在我國當前各種能源消耗所占的比例中,建筑能耗占主要部分,其中建筑電氣方面的耗能居于首位。因此,創新提高我國智能建筑電氣節能優化技術日益成為我國建筑電氣工程行業技術突破的重中之重。如何實現智能樓宇電氣的智能化節能是眼下全球范圍內建筑電氣工程行業關注的焦點所在。如何對建筑物的供配電系統、安全控制系統的操作運行及管理等進行智能化的、自動化的環保節能處理是智能化建筑電氣節能優化設計的核心環節所在。這是未來建筑電氣節能技術的發展方向。
2 智能化建筑電氣節能技術的現狀及問題
2.1 我國智能化建筑電氣節能技術的發展現狀
從我國當前建筑能耗的組成部分來看,電能消耗是最主要的部分。太陽能、熱能、風能等是我國建筑電氣工程行業主要開發并應用于智能化建筑電氣節能技術中的幾種新型能源。目前,依托于太陽能和風能的新型發電技術日益成熟,這兩種電氣技術已在我國眾多行業和領域中使用,尤其在我國智能樓宇的電氣節能優化設計方面使用較廣,并取得了較好的環保效益和經濟利益。雖然我國智能化建筑電氣工程行業在新型能源應用于建筑物的電氣節能優化技術方面取得了一定的突破,但是我國智能化建筑電氣節能技術的優化設計仍然面臨許多問題。例如,在具體開展針對智能樓宇的電氣節能系統優化控制工作時,某些建筑電氣工程師未能全面有效地對現有建筑電氣節能技術進行合理分析和綜合把握,導致在其具體的設計、安裝環節受阻,使得某些智能樓宇的電氣節能系統無法正常運行。自動化、智能化電氣設備是智能化建筑電氣節能控制系統能否正常運行的決定性因素。如果智能化建筑物缺少基本的自動化、智能化設備,即使擁有最為先進的智能樓宇電氣節能技術,也無法獲得降低能耗的預期效果。而我國在相應的自動化、智能化電氣設備研究、開發和生產上還處于比較落后的地位。
2.2 我國智能化建筑電氣節能技術的主要問題
基于我國當前智能化建筑電氣節能技術發展現狀,可以看出,目前智能化建筑電氣節能技術仍存在諸多現實問題。例如:智能化建筑電氣節能系統缺乏全面有效的協調統籌,節能系統實際運行效率低下;缺乏基礎性的自動化電氣節能配套設施,實際節能效果不明顯;智能化建筑電氣節能系統控制制度存在漏洞,控制方式不合理,消耗大量電能等等。因此,在智能化建筑電氣節能技術的具體設計過程中,應遵循適用性、安全性、節能性、環保性四大基本原則。除此之外,智能化建筑電氣節能技術的設計還應符合我國現行的智能化建筑電氣國家設計規程和標準。比如,電氣工程師對智能建筑的供配電系統進行具體設計時,可以結合建筑物用電總負荷容量和負荷等級的統計分析,對變配電所進行合理選址布局,并選用節能型變壓器,以變壓器的負荷率在80%左右為佳。在設計智能樓宇照明系統時,應選擇合適的光源和燈具,充分利用自然采光,重視照明系統控制,采用自動化的控制管理設備進行節能監控。
3 智能化建筑電氣節能技術的系統優化
3.1 智能控制系統的優化
智能控制系統的優化是智能化建筑電氣節能技術系統優化的主要內容,具體包括智能控制策略的優化、智能控制管理方式的優化、智能數字控制器的優化以及智能控制網絡的優化四個方面。
以如何實現暖通空調系統的節能技術系統優化為例。從智能控制策略優化的角度出發,PID控制是空調的數字控制器(簡稱DDC)普遍采取的一種控制方式。一般而言,PID系數的高低與空調達到設定溫度的過程長短成反比例關系。當PID系數無法及時實現空調機組對溫度變化響應的控制時,可以采用在空調的送風道和室內同時安裝溫度傳感器的雙級的控制方式,加速系統對溫度波動的響應,從而達到節能系統的優化。從智能控制管理方式的優化角度出發,為了給空調使用者提供較大的舒適與便利,工程設計者可以通過在DDC上安裝功能與VRV控制面板的設定器接近的專門部件來實現對暖通空調系統的中央控制。從智能數字控制器的優化角度出發,可以依據不同的場合選擇不同處理能力的DDC,如在冷凍機房等空調通風密集的地方可以選擇安裝大型控制器,而對空調通風機可以選擇安裝中小型的控制器。還可以在空調通風的設備控制器中擴大可編程邏輯控制器(PLC)的使用范圍。從智能控制網絡的優化角度出發,依據工程的類型,基于拓撲結構在控制網絡中的重要作用,可以選擇性地運用基于RS485總線的控制網絡對小型智能化建筑電氣節能工程進行優化或者采用基于樓層的分支、分層的多級化網絡控制模式對大型智能化建筑電氣節能工程進行優化。智能控制策略、智能控制管理方式、智能數字控制器以及智能控制網絡的優化有助于全面實現智能控制系統的優化,從而達到節能降耗、安全環保的智能化建筑節能目的。
3.2 質量安全監控的優化
對建筑電氣質量安全監控進行優化在智能化建筑節能電氣工程中具有極其重要的地位,它可以確保智能化建筑電氣節能系統正常有效地運行,也可以保障智能化建筑電氣節能系統的安全。
質量安全監控的優化可以從以下兩個方面展開:第一,優化智能建筑電氣節能供電系統的保護措施。如借助網絡開啟智能保護措施,通過借助因特網的人工智能識別系統對質量安全進行監控,可以及時發現安全問題。如建筑電氣的某一環節出現了斷電或者短路等問題,借助因特網能夠快速識別出出問題的部位,幫助管理人員及時維修。第二,優化智能化建筑電氣節能的安全防范系統。包括對視頻監控系統、入侵報警系統、門禁控制系統、數字與網絡視頻監控技術、安全防范系統的集成與技術融合等方面的節能優化等。其中信息的采集與處理是智能化建筑電氣安全防范系統的核心,它采用的主要技術有現場總線布控技術、智能元器件探測技術、微機接口及其控制技術、智能化系統調試技術等。智能化建筑電氣節能的質量安全監控優化給監控管理人員的技術素質提出了較高要求。在注重智能化建筑電氣節能系統設計與安裝質量的同時,還應重點對質量監控系統設備安全性能問題進行有效的監控,以此來優化智能化建筑電氣節能設備的質量安全系統的功效。
4 結語
智能化不僅是建筑工程未來的發展方向,也是建筑電氣節能設計的世界性發展趨勢。在智能化建筑的工程設計中對電能的節約降耗是重中之重。基于目前建筑電氣能源消耗較大的現實情況以及在智能化建筑電氣節能技術工程設計中存在的實際運行效率低下、實際節能效果不明顯等現實問題,智能化建筑電氣節能應從系統優化的角度出發,重點關注智能化建筑電氣控制系統和電氣管理系統節能設計的優化與安全。在對智能化建筑的智能控制系統進行優化的同時,加強智能化建筑電氣的質量安全監控的完善和技術革新,從而在整體上實現智能化建筑電氣節能環保效益和經濟效益的最大化。
參考文獻
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[2] 林毅宏.智能樓宇建筑電氣節能現狀及節能設計研究
關鍵詞:智能建筑;電氣工程;自動化技術;分析
中圖分類號: F407.6 文獻標識碼: A
一、智能建筑概述
現代化智能建筑就是以建筑的平面解析圖為基礎平臺,根據人們生活對網絡的需求,安裝互聯網設備系統、建筑物基礎設備管護系統以及發生危險情況的公共安全逃生通道等,智能建筑是在確保人們生活基本需求和安全居住的同時,不斷完善建筑物的現代化功能,為居住的用戶提供安全、可靠、舒適的生活環境。智能建筑的興起和發展是現代化社會進步的必然趨勢,智能建筑能滿足人們對建筑物基礎設備的需求,同時能為施工人員和樓層管理人員提供安全的工作環境,確保人們的生命財產安全。智能建筑中的電氣工程自動化技術已經在各個領域得到廣泛應用,它具有自身的技術優勢和特點,能有效的提供建筑物管理工作的質量。
二、電氣工程以及電氣自動化的概念
從某種意義上講,電氣工程的發達程度代表著一個國家科技水平的發達程度,因此,電氣工程的教育和科研一直在發達國家大學中占據十分重要的地位。電氣工程是當今高新技術領域中舉足輕重的關鍵學科之一,更是現代科學研究領域中的熱門學科。電氣自動化的專業全稱一般為電氣工程及其自動化,其應用范圍涉及各行各業,小到電氣開關的設計,大到科技航天的研究,到處都有它的身影。電力的發展是促進生產和提高人們生活水平的重要物質基礎,隨著電力應用的不斷發展和深化,新時代背景下的電氣自動化進程成了國民經濟和人民生活現代化的重要標志。
三、電氣自動化技術對智能建筑的重要性
智能建筑各種功能的實現離不開電源技術、屏蔽技術、抗干擾技術、防諧波技術、防靜電技術以及防雷與接地技術等多項電氣技術的支持,因此電氣自動化技術是實現建筑智能化的基礎,它能夠幫助智能建筑實現智能化監控,進一步加強智能建筑的安全防范能力,從而有效實現智能建筑間的信息傳輸。所以說,電氣自動化技術是實現建筑智能化的關鍵,因此在智能建筑電氣設計中,設計人員必須要進一步加強各種電氣自動化技術的應用,只有這樣才能真正實現建筑的智能化,實現資源的優化配置。
四、電氣工程及其自動化技術現狀分析
(1)電氣工程及其自動化的成本比較高
我國工業起步比較晚,也沒有歐洲那樣優良的發展環境,因此仍有許多不足。尤其在系統方面,雖然我國的電氣工程及其自動化的系統比較完整,但是因為發展時間比較短,發展得并不完善。因而我們在運用的時候,通常是先運用理論,然后再結合相關的經驗進行研發。在整個過程中不僅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。這樣不統一的研發使企業在電氣工程及其自動化方面的發展程度參差不齊。
(2)電氣自動化技術控制
智能建筑的電氣工程自動化技術控制就是對系統實行二十四小時的全面監控。在很多的大型建筑物中,由于其樓層結構比一般建筑物要復雜,因此電氣組件也相對較多,于是就更容易發生運行故障。如果無法有效排除電氣工程的故障并提供及時地維修服務,就會給樓層負責人的管理工作帶來很多的麻煩。現代化智能建筑采用的是全自動系統,其“采集、處理、反饋”集于一身的運行模式可以對樓層中的各種系統進行全面的監控,利用現代化信息技術,將信息反饋到樓層管理控制中心,該系統具有自動管理功能,在收到信息指令后,便會自動將指令下達到各個子系統中,及時解決故障問題。這種自動化控制不需要人為的操作就可以輕松實現對整個建筑的全面、實時監控。
(3)電氣自動化技術特點
智能建筑中的電氣工程自動化技術是將現代多媒體功能、通信功能、布線技術、信息技術以及功能軟件有效結合的全自動操作系統。這種自動化技術系統能實現對整個建筑物的遠程控制,及時掌握現場情況,如現場樓層的配電系統、中央空調系統、排水系統以及電梯系統等情況進行監控。其最大的技術有點就是能節約資源、節省人力,還能確保系統的安全可靠運行。
五、電氣工程及其自動化技術在智能建筑中的應用
(1)電氣自動化技術在智能建筑樓宇控制系統中的應用
智能建筑樓宇控制系統主要包括排水系統、照明系統、通風系統以及消防監測等系統,這些都是與用戶生活密切相關的系統,實現智能建筑樓宇控制系統自動化能夠提高各項系統的運行效率。例如在智能建筑照明系統中利用智能開關能夠可靠、準確的控制開關燈,使建筑照明既能達到實際需要,又能在很大程度上節約能源,同時在建筑照明系統中運用照明實時監控系統能夠實現智能建筑照明狀態的自動監測、自動報告,從而不必進行夜間巡燈值班。例如在智能建筑消防監測中應用在線監測系統,盡可能使用各種傳感器技術,這樣能夠實現自動監測、自動傳輸數據、報警數據自動發送,進而掌握智能建筑的實際動態,從而有效提升消防監測的精確性,將火災隱患消除在萌芽狀態,從而防止火災的發生。
(2)自動化技術在智能建筑通信系統中的應用
智能化建筑的核心就是智能化,而通信系統卻是建筑智能化的核心,因此在建筑電氣設計中必須要盡可能實現通信系統的自動化。首先智能建筑應該完善數據通信系統,這樣可以使智能建筑用戶建立局域網,以聯接辦公區內計算機及其他外部設備完成電子數據交換業務,這樣就能夠在很大程度上滿足用戶對這個方面的需求。其次,在智能建筑通信系統設計中應該進一步利用衛星通信技術、IP 通信技術、個人通信技術和移動通信、數字微波通信技術、數據通信技術等自動化技術,這樣可以有效形成比較完善的智能建筑通信網絡,進而能夠在最大程度上滿足不同用戶的需求,例如在智能建筑通信系統中應用衛星通信系統能夠突破地域的限制,實現全球信息零距離、零時差的交流,實現資源的實時共享。
(3)TN-S 和 TN-C-S 系統的運用
TN-S 系統是可以區分保護線地線與中性線的配電系統。這中低壓系統可以將保護線地線(簡稱為 PE)與三相四線相結合,達到保護建筑中所有設備路線的目的同時也可以達到預警、防靜電等功能。TN-C-S 系統的組成部分是兩個接地系統,分別是TN-C 系統和TN-S系統。這種系統的安全性極高,能有效提高住宅用戶的安全性。
(4)應用中應該注意的問題
在智能建筑中電氣工程自動化有很多種接地技術,如安全保護接地、屏蔽接地和靜電接地、防雷接地以及直流接地等技術。其中安全保護接地的應用主要是由于在大型建筑中會安裝很多金屬設備,而這些金屬設施內部又帶有很多的導電線。如果這些導線上的絕緣層被破壞,就非常容易出現漏電現象。人體接觸到這些受損電線就會觸電,導致一些安全事故。因此,系統中所有的金屬設備都必須安裝安全接地裝置,降低低電阻,防止電流外泄。
此外,還有直流接地,隨著現代化信息技術和城市化的快速發展,在智能建筑中,通信設備與各種計算機技術被大量的應用。這些操作系統都需要微電或是微電位作為技術支持來完成信息的輸出和交換。因此,為了讓電子設施可以正常運行,系統需要穩定的電壓、電源和基準電位作為保障。
結語
隨著我國科學技術的不斷發展,智能建筑已經成為了建筑行業發展的趨勢,而電氣工程自動化技術的應用和發展在智能建筑行業都具有重要的作用和意義。該自動化系統技術水平的提高能節省資源、減少人力,還能確保相關設備的安全、規范和可靠運行。并且隨著電氣工程自動化系統的不斷完善和技術水平的不斷提高,其在智能建筑中會得到更好的應用。因此設計人員在智能建筑電氣工程的設計中必須要加強自動化技術的應用,只有這樣才能真正實現建筑的智能化,提高智能建筑電氣工程的運行效率。
參考文獻
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關鍵詞:智能建筑;電氣自動化;設計
中圖分類號:TU2 文獻標識碼: A
引言
智能建筑是一種適應時代要求出現的一種新型建筑,它將信息、服務、管理、安全集為為一體,有著低碳、環保、節能的特點。在現代建筑智能化發展的過程當中,與之相對應的電氣自動化也需要實現智能化的建設與發展。智能建筑電氣自動化系統率不僅僅能夠實現計算機測控網絡與管理系統數據信息之間的高效共享,同時能夠針對智能建筑相關電氣設備的運行狀態加以動態行且持續性的檢測,提供故障診斷以及故障報警等重要功能,對于提高整個建筑物的安全性水平與使用性能而言都非常重要。
1、電氣自動化設計的重要性
1.1它可應用于建筑
隨著我國國民經濟的飛速發展及數字電子化科技的,高檔智能化建筑已經成為當今建筑界的主要發展方向。而智能化建筑的發展離不開電氣自動化,自然達到合理利用設備,在資源方面,人力的節省都需要建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統。這些電子設備及布線系統一般都屬耐壓等級低,防干擾要求高,是最怕受到雷擊的部分。智能建筑多屬于一級負荷,應該設計為一級防雷建筑物,組成具有多層屏蔽的籠形防雷體系。
1.2它可應用于凈化空調設備
凈化空調系統控制自動監控裝置,可以設計成單個系統的測量、控制系統,也可以設計成以數字計算機控制管理的系統。
1)在溫度控制方面,凈化空調系統采用DDC控制。裝設在回風管的溫度傳感器所檢測的溫度送往DX一9100,與設定點比較,用比例加積分、微分運算進行控制,輸出相應電壓信號,控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作,控制回風溫度應保持在18-16度之間,從而使得潔凈室溫度符合GMP要求。
2)在濕度控制方面。裝設在同風管內的濕度傳感器所檢測的濕度,送往控制器與設定濕度比較,用比例加積分運算控制,輸出電JK信號,控制蒸汽電動調節閥的動作,控制回風濕度應該保持在45%-65%之間,這樣潔凈室濕度方能滿足GMP要求。
2、智能建筑電氣自動化系統設計原則及流程
2.1 設計原則
系統設計應該遵循以下原則:功能實用、技術先進;系統安全性、可靠性高;系統集成性高;系統的開放性和互操作性高等。系統設計標準應該遵循建設方招標文件中的技術參數與要求以及國內相關文件要求和國際相關標準。
2.2 系統設計流程
智能建筑設備電氣自動化系統設計一般分為以下幾個步驟:用戶需求分析,這是設計系統首先要進行的步驟,設計人員要通過走訪調查、設計任務書等相關方式,對于樓宇內的設備以及設備自動化系統進行詳盡的研究。功能子系統方案設計,是設計人員根據前期的調查結果設計相關控制方案,用以明確各個子系統的數量以及所能完成的詳細控制功能。BA系統監控點數表編制,設計人員要根據功能子系統的控制方案確定監控點位、性質和選用的設備類型,并且通過編寫監控點總表來選配的控制設備列表進行統計和匯總。系統設備配置和施工圖紙繪制是流程的最后一步。
3、建筑電氣自動化設備系統的設計要點分析
建筑設備自動化系統是智能建筑弱電系統工程中較為復雜的系統之一,其設計思路如下:
3.1中央控制室選址及室內設備布置
中央控制室應盡量靠近控制負荷中心,應離變電所、電梯機房、水泵房等會產生強電磁干擾的場所15m以上。上方及毗鄰無用水和潮濕的機房及房間;室內控制臺前應有1.5m的操作距離,控制臺離墻布置時,臺后應有大于1m的檢修距離,并注意避免陽光直射;當控制臺橫向排列總長度超過7m時,應在兩端各各留大于1m的通道;中央控制室宜采用抗靜電架空活動地板,高度不小于20m。
3.2給水排水系統
現代建筑中給水系統一般有水泵直接給水、高位水箱給水和氣壓罐給水三種方式,室內排水一般采用重力流直接排放的方式,有泵房時設置集水坑,通過潛污泵排出室外,水泵直接給水控制系統在緩沖池中裝有三個液位傳感器,用來檢測溢流,最低報警水位和允許的啟泵液位,還設有檢測水壓的傳感器,主要用來完成恒壓供水工頻泵啟停控制,檢測和報警以及設備運行管理功能。高位水箱給水控制系統能夠通過完成檢測生活泵啟停控制及報警設備運行時間累計和用電量累計等功能。氣壓罐給水控制系統可以完成生活泵啟停控制檢測及報警設備運行管理等功能,排水控制系統依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等設備能夠完成潛污泵啟停控制檢測及報警等功能。
3.3變配電控制系統
智能建筑對于供電系統的要求很高,需要設置備用電源,以防止突發停電時備用電源能夠繼續工作,智能建筑變配電控制系統能夠完成參數檢測設備狀態監視與故障報警電量計量等功能,智能建筑設備電氣自動化系統中有幾個比較重要的元件,一是現場控制器,該元件控制著智能建筑內的各種設備,受控于中央監控計算機的管理,但是如果中央監控計算機出現故障,該元件也能夠獨立進行運作。二是執行器,該元件屬于系統中的末端主控元件,常見的有電動執行器即電磁閥、以電動機為動力元件的電動調節閥和通過葉片的面積來改變風量的電動風門等。三是傳感器,該元件有很多類別,例如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和變送器等。
3.4照明與動力控制系統
智能樓宇的照明用電量很大,因此,既保證照明質量,又做到節能設計是控制系統的關鍵。由于智能建筑一般都是高層建筑,電梯等動力系統也是一個重要的系統,出于安全性考慮,動力系統都自帶有一個完善的計算機控制系統,對于動力系統實現完好的控制。對于走廊樓梯照明,下班時間關掉一般照明;投光燈等的動力控制系統,同電梯控制箱的電氣觸點相連,完成監視系統的運行狀態和故障情況檢查的功能。
3.5通風與空調控制系統
空調系統按空氣處理設備的設置不同分為集中式空調系統、半集中式空調系統和局部空調系統三類。空調系統由冷源、熱源和前端設備三大部分組成 通風系統將室內的污染空氣凈化排除,吸入室外的新鮮空氣,分為局部通風和全面通風兩種空調控制系統。通過制冷系統實現設備啟停順序的控制、冷水機組開啟臺數控制、壓差旁通控制、水流檢測水泵控制、冷卻水溫度控制、工作狀態顯示與打印、水箱補水控制等功能;通過熱水控制系統來實現交換器二次熱水出口溫度控制、熱水泵控制及連鎖工作狀態顯示與打印等功能;通過空氣處理監控系統來實現回風溫度控制、回風濕度控制、焓值控制、啟停時間控制、聯鎖控制、過濾器堵塞報警、工作狀態顯示與打印等功能;通過風機盤管監控系統實現控制風機的風速、控制風機盤管、電動閥門的開啟或關閉定時啟停控制等功能。通風系統通過檢測空氣中一氧化碳二氧化碳的濃度來運行風機啟停,以保證空氣質量。
3.6防雷接地系統
智能建筑內部有許多布線系統以及電子設備,比如通信化系統、火災報警控制系統、消防控制系統、建筑自動化系統、安全監控系統、辦公自動化、閉路電視系統及其他相應布線系統。這些電子儀器設備以及布線系統所處的部分,耐壓等級都比較低,防電磁干擾要求較高,承受雷擊能力較低。不管是反擊、直擊還是串擊都會對電子設備造成不同程度的嚴重干擾或損壞。因此,智能化建筑的全部功能接地必須建立在防雷接地系統的基礎上,并建立一個完整、嚴密的防雷系統結構。多數智能化樓宇均屬于一級負荷,所以應按照一級防雷建筑樓房的保護措施進行設計,接閃儀器選用針帶組合模式的接閃器,避雷帶選用4×25(mm)鍍鋅扁狀鋼質在樓頂組合成小于10×10米的網格形狀。該網格結構域樓面金屬構件進行電氣連接,并與建筑柱頭鋼筋也進行電氣連接,引出下線并利用柱頭中鋼筋、樓層鋼筋以及圈梁鋼筋與防雷系統作連接,外部墻面上所有金屬構件也需要與防雷系統進行連接,柱頭鋼筋還應與接地體相互連接,組合成具有多層屏蔽保護的籠狀防雷體系。這樣不僅能防止雷擊對樓房設備造成損壞,還能有效防止外來電磁波干擾。
4、結束語
電氣自動化的設計與安裝工作質量直接關系著智能建筑后期運行性能的發揮水平,在現代智能建筑設計中的運用也非常廣泛。隨著越來越多的智能化建筑物的出現,還會有更多先進的新興技術補充到這一技術領域中,使這一技術能不斷完善。
參考文獻
[1]曾益保.電氣自動化在智能建筑中的應用[J].科技論壇,2009(07).