淺議高層建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

淺議高層建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)【摘要】本文從電氣自動(dòng)化原理及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，對(duì)高層建筑中電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的影響因素和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)行了認(rèn)真研究?！娟P(guān)鍵詞】高層建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科。電氣自動(dòng)化主要是研究系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電力電子技術(shù)、信息處理等內(nèi)容。電氣自動(dòng)化在高層建筑的有機(jī)應(yīng)用，使高層建筑使用功能及住戶的生活質(zhì)量得到了顯著提高。因此，設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的高層建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案其意義十分重大。1高層建筑電氣自動(dòng)化概述1.1工作原理作為一種智能控制系統(tǒng)，高層建筑的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)由負(fù)責(zé)中央監(jiān)控的計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)控制器、主控制器、傳感器和執(zhí)行裝置等組成，通常分為四級(jí)控制：第一級(jí)的控制為中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)。主控制器負(fù)責(zé)一二級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間的連接，是第二級(jí)的控制裝置?，F(xiàn)場(chǎng)控制器連接在二級(jí)網(wǎng)絡(luò)之上，負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，是第三季的控制裝置。第四級(jí)控制裝置為各個(gè)設(shè)備上的傳感器和執(zhí)行裝置，以保證控制系統(tǒng)的獨(dú)立工作能力。1.2基本功能1.2.1統(tǒng)一管控建筑內(nèi)各機(jī)電設(shè)備電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)各個(gè)機(jī)電設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理和控制。根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載的情況對(duì)電氣設(shè)備做出調(diào)節(jié)，使其運(yùn)行始終保持最佳的狀態(tài)，并可對(duì)各種突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。1.2.2對(duì)高層建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)電氣自動(dòng)化在高層建筑中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障信息，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)。這樣可以減少設(shè)備維修費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制各種隱患，提高高層建筑的整體安全1.2.3數(shù)據(jù)共享電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)管理過程中數(shù)據(jù)的共享，對(duì)水電氣的使用和收費(fèi)情況進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)2設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素2.1性能在進(jìn)行電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確保建筑內(nèi)照明、空調(diào)、運(yùn)輸通道等系統(tǒng)的電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性，然后在供電穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，再提高各個(gè)系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)的便捷性、安全性和自動(dòng)化程度的提高可以有效提高住戶的生活質(zhì)量。2.2成本在設(shè)計(jì)時(shí)，必須把成本因素考慮其中，在設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)方案的同時(shí)，也應(yīng)把成本控制在合理的范圍之內(nèi)。只有這樣，才能符合投資方的要求，才能切實(shí)滿足住戶的生活需求。2.3節(jié)能減排設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中，不僅要注意提高建筑物的使用功能，還應(yīng)充分考慮到建筑物在使用中的節(jié)能減排問題。因?yàn)楦邔咏ㄖ舳?，各系統(tǒng)的耗電量較大，所以具有較大的節(jié)能空間。比如用自動(dòng)化系統(tǒng)來控制樓宇空調(diào)的開關(guān)，電梯的運(yùn)行和控制等等。3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究3.1設(shè)計(jì)的原則標(biāo)準(zhǔn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則是：技術(shù)先進(jìn)、功能實(shí)用、可靠性和安全性強(qiáng)、系統(tǒng)的開放性、集成性和互操作性高。在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵守國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及建設(shè)方所提出的技術(shù)參數(shù)3.2設(shè)計(jì)流程3.2.1用戶需求分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先必須做好的工作是要認(rèn)真進(jìn)行用戶需求分析。通過設(shè)計(jì)任務(wù)書、走訪調(diào)查等方式，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)以及設(shè)備做到深入調(diào)查和了解，認(rèn)真做好用戶需求分析，了解3.2.2子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員依據(jù)對(duì)用戶需求分析的結(jié)果，設(shè)計(jì)實(shí)際控制各個(gè)系統(tǒng)的方案，進(jìn)而明確子系統(tǒng)的數(shù)量，以及所要實(shí)現(xiàn)的功能。3.2.3系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)編制根據(jù)確定好的子系統(tǒng)控制方案，來設(shè)置監(jiān)控的位置和選用的設(shè)備類型，然后編寫監(jiān)控點(diǎn)總表，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總。3.2.4系統(tǒng)設(shè)備配置和圖紙繪制認(rèn)真做好系統(tǒng)設(shè)備的配置和各系統(tǒng)圖紙的繪制工作。3.3要點(diǎn)分析在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循的要點(diǎn)：中央監(jiān)控室應(yīng)選擇靠近系統(tǒng)中心的位置，并要注意遠(yuǎn)離噪音大、潮濕、強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境?，F(xiàn)場(chǎng)控制器應(yīng)考慮到對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)和管理的方便來設(shè)置，應(yīng)盡量靠近現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行裝置，注意相對(duì)集中和經(jīng)濟(jì)布線，接口應(yīng)留15%的剩余量。傳感器分為數(shù)字輸出和模擬輸出兩種輸出方式，應(yīng)充分考慮其抗電磁干擾能力，如現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾較強(qiáng)，則應(yīng)選擇電流型傳感器，反之就選擇電壓型傳感器。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)線和通信線路，均應(yīng)考慮其屏蔽方式，對(duì)其布線采用線槽和金屬線管進(jìn)行敷設(shè)。供電系統(tǒng)必須有備用電源，確保供電不間斷。4設(shè)計(jì)要點(diǎn)中央控制室作為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主體部分，其作用是通過變配電，直接實(shí)現(xiàn)回路供電的應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，從中央控制室出發(fā)，向各個(gè)子系統(tǒng)輻射控制，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先給予且其負(fù)荷等級(jí)應(yīng)在最高級(jí)別之上。中央控制室供電電壓波動(dòng)上下不超過10%,頻率變化保持在1hz以內(nèi)，波形失真率20%為最好。4.2電氣監(jiān)控系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，電氣監(jiān)控系統(tǒng)是用來對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)切斷對(duì)該設(shè)備的電力供應(yīng)，避免故障范圍繼續(xù)擴(kuò)大，影響電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電氣監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式，主要是通過對(duì)各種參數(shù)的分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)其實(shí)施監(jiān)控的目的。其主要流程是：首先在設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，向監(jiān)控系統(tǒng)中輸入運(yùn)行參數(shù)，然后對(duì)測(cè)量到的參數(shù)進(jìn)行處理和顯示，對(duì)比分析檢測(cè)參數(shù)與預(yù)測(cè)值，以掌握整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀況。如果經(jīng)過邏輯判斷發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)立刻輸出保護(hù)信號(hào)，開啟執(zhí)行元件來執(zhí)行對(duì)設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作。電氣監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是如何獲取動(dòng)態(tài)參數(shù)，以及如何對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析和判斷。4.3節(jié)能系統(tǒng)4.3.1照明系統(tǒng)節(jié)能照明系統(tǒng)的控制方式主要有：智能控制和定時(shí)控制兩種。在多數(shù)高層建筑中常用的是智能控制手段。總體智能系統(tǒng)分為系統(tǒng)、輸入、輸出三個(gè)單元，且分別與計(jì)算機(jī)連接。通過智能繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路光源的獨(dú)立控制。最后通過對(duì)系統(tǒng)反饋信息的處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)在照明系統(tǒng)中節(jié)能的統(tǒng)一管理和智能控制。4.3.2空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是整個(gè)高層建筑節(jié)能控制的關(guān)鍵所在?？照{(diào)節(jié)能控制技術(shù)主要有地源熱泵、水源熱泵、變風(fēng)量控制等技術(shù)。地源熱泵是利用地下淺層地?zé)醽韥韺?shí)現(xiàn)供熱和制冷的空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵是利用水來儲(chǔ)存太陽(yáng)能，進(jìn)行冷熱轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。這兩種技術(shù)都具有節(jié)能高效、資源可再生、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。變風(fēng)量控制技術(shù)是通過調(diào)節(jié)參數(shù)來調(diào)節(jié)送風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。4.4.1安全保護(hù)接地高層建筑中，安全保護(hù)接地主要是涉及用電設(shè)備及其周邊的金屬件。隨著高層建筑電氣設(shè)備的復(fù)雜化，需要進(jìn)行安全保護(hù)接地的范圍越來越廣，沒有安全保護(hù)接地的設(shè)備一旦絕緣層發(fā)生損壞，外殼帶電，就可能對(duì)住戶的人身安全帶來危險(xiǎn)。采取安全保護(hù)接地措施后，由于接地電阻遠(yuǎn)小于人體電阻，所以通過接地保護(hù)既能保護(hù)電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，又能保護(hù)高層建筑內(nèi)的人身安全。4.4.2直流接地在高層建筑中，各種電子設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、自動(dòng)化在這些工作過程中，微電流和微電位的應(yīng)用必不可少。為了確保這些設(shè)備的正常運(yùn)行，除了保持電源的穩(wěn)定、基準(zhǔn)電位的穩(wěn)定之外，還必須實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的直流接地。4.4.3靜電和屏蔽接地高層建筑中，預(yù)防靜電對(duì)設(shè)備的干擾是十分重要的。在高層建筑中應(yīng)采取屏蔽接地的方法來解決電磁干擾問題，在設(shè)置屏蔽接地時(shí)，應(yīng)讓pe線和設(shè)備外殼實(shí)現(xiàn)有效連接，而室內(nèi)屏蔽則應(yīng)注意pe4.4.4防雷接地現(xiàn)代化的高層建筑中，有很多系統(tǒng)都會(huì)應(yīng)用涉及到大量的電子設(shè)備和布線系統(tǒng)。如通信、火災(zāi)報(bào)警、消防、辦公自動(dòng)化、保安監(jiān)控等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的電子設(shè)備和布線系統(tǒng)極易受到雷電影響，造成損壞，甚至可能引發(fā)安全事故。因此在高層建筑中應(yīng)確保防雷接地良好。在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)實(shí)施一級(jí)防雷措施，以避雷針網(wǎng)格和金屬構(gòu)件的連接作用來形成多層次的防雷系統(tǒng)，既能減少電磁干擾，也可以保護(hù)建筑物和設(shè)備。4.5消防應(yīng)急照明消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)置直接關(guān)系到建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)人員的疏散與逃生的成敗。所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)抱著高度負(fù)責(zé)的精神做好消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。選擇應(yīng)急照明系統(tǒng)供電方式時(shí)，要結(jié)合照明種類、持續(xù)工作的時(shí)間、轉(zhuǎn)換速度、電源特性等因素進(jìn)行選擇；還應(yīng)結(jié)合建筑工程的4.5.2控制形式消防應(yīng)急照明控制主要有三種形式：常閉狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)點(diǎn)亮，此方式優(yōu)點(diǎn)在于控制簡(jiǎn)單且節(jié)約能源，缺點(diǎn)在于設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。常亮狀態(tài)，優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是浪費(fèi)電力能源。平時(shí)可控，火災(zāi)時(shí)強(qiáng)行點(diǎn)亮，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約