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1、电气自动化技术在现代建筑中的应用探讨作者：毛菊英来源：科技创新导报 2012年第3期毛菊英(中国美术学院风景建筑设计研究院 浙江杭州 310000)摘 要:近年来,伴随着用户需求的提高和科学技术的进步,现代智能建筑在我国实现了健康 而快速的发展。这种集服务、管理与系统结构及其最优化组合于一身的建筑模式,为用户提供了 安全、舒适、高效、节能的生活场所和办公环境,并致力于最大限度地满足不同用户的个性化需 求。本文从其主要技术支持电气自动化技术的角度出发,介绍了现代智能建筑自控系统的产 生背景、应用特点及结构组成,并针对系统功能的实现对其应用要点进行了分析。关键词:现代智能建筑 电气控制 自动化技术
2、中图分类号:TU85文献标识码:A文章编号：1674-098X(2012)01(c)-0057-011 现代建筑中电气技术的应用特点及其发展方向1.1 电气自动化应用于现代建筑的背景20世纪60年代以来,建筑用户对建筑物功能的多样化与个性化需求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度、信息沟通的便捷性、服务设施的完 善性等问题,导致建筑设备与电气设备的复杂性不断提高;另一方面,建筑物高度的不断上升也对 供电、消防、给排水等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准和要求,传统电气技术严重 制约了现代建筑功能的拓展。在这一背景下,以电气自动化为技术支撑的智能建筑设
3、计布局得到 了飞跃式的发展和应用。1.2 电气自动化控制的特点与技术优势现代智能建筑的自动化系统主要指通过高处理能力的现场控制器,对包括楼宇配变电系统、 照明系统、中央空调系统、给排水系统,以及通风系统和电梯系统等设备实现集散控制。由于建 筑物中电气系统涉及的学科众多、内容广泛,随着智能建筑发展需求的升级,现代建筑电气技术 已经成为了具有重要意义的独立工种，而民用建筑电气设计规范(JGJ 162008)和建筑电 气工程施工质量验收规范(GB 503032002)等相关规范的相继颁布，也使其在我国逐渐成为了 一种与应用对象结合紧密，具有电工学、电子学、信息学以及自动化控制技术等交叉学科特征的 标
4、准化技术。从目前电气自动化控制应用的效果来看，其技术优势主要体现在:(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
5、、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。2 现代智能建筑中自动化系统的组成及其功能的实现自动控制系统的工作原理分为以下三个步骤:(1)实时的数据采集。即
6、对来自测量变送装置 的被控量的瞬时值进行检测和输入。(2)实时的控制决策。对采集到的被控量与给定量进行加法 运算,其运算结果即作为控制器需要调整的方向和量值的输入。(3)实时的控制输出。根据控制 决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。系统主要由自控空调机组、自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系 统与综合布线系统等组成。空气调节控制系统一般包括空气加热设备、空气减湿冷却设备、及 空气加湿设备等。系统常采用DDC控制,将装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往控制 器与设定点温度比较,并控制装在回水管上的电动调节阀的动作,使回风温度保持在所需要的范 围内。给排水系统
7、一般包括生活给水子系统、生活排水子系统和消防子系统。给水子系统的控 制多采用高位水箱给水方式、水泵直接给水方式、气压给水方式等,通过监控各集水坑高液位、 水泵运行状态、过载报警、高水位报警的方式,手动/自动控制启停,并实现故障复位。智能建筑 对电力与照明系统的控制包括对配电系统运行参数的实时检侧、对建筑物内用电量的自动统计 与管理、对各种电气设备的检修保养、照明系统的节能监控、应急照明的启停控制等。消防控 制系统由火灾探测器、火灾报警控制器、火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防专用电 话系统等组成。安全防范控制系统则包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、出入口监控系统, 以及对讲系统等。此外
8、,为响应不同建筑的不同功能需求,还应结合建筑性质设置一些特殊的子 系统,例如停车场管理系统、资产定位管理系统、智能家居服务系统、一卡通系统、物业管理应 用系统等,实现自动管理的个性化。在实践中,要充分实现现代智能建筑电气自动化系统的丰富功能,应首先建立一套完整的数 字控制体系，这是控制技术实现的应用基础，可通过KVM、CATS等模式实现设备与控制机房的链 接,同时建立远程管理中心与本地控制台结合运行的双重管理模式,提高数控体系的可调节性。 其次,应建立科学的配电系统,采用三级或多级配电,尽可能优化其配置。再次,应参考不同建筑 物结构类型、功能布局以及电气设备等方面的具体情况合理选用自动控制系统
9、,目前电磁感应自 动控制系统应用最为广泛,该系统采用远距离感应器现实触点,通过电磁换向阀控制电气设备的 开关等操作,并通过其内置的地址编码,精确地区分各个部件。3 结语随着人们对建筑物功能要求的提高,消防、安保、空调以及照明等系统的自动控制水平已经 成为衡量现代建筑品质的重要标志,作为现代建设核心技术的电气自动化技术也面临着新的挑战 建筑电气工程师应综合电气、信息、控制、管理、决策等多方面的技术,以节能、丰富、安全、 个性化为目标,对自控系统进行进一步的探索,将我国智能化建筑产业推向新的发展高度。参考文献1 赵瑞军论楼宇自控系统的功能需求与 技术发展J.山西建筑,2008,(36).2 张振昭，许锦标，万频.楼宇智能化技术M.北京机械工业出版社，1999.3 陈一才智能建筑电气设计手册M.中国建材工业出版社，1999,8.4 吴栋,葛宝荣关于智能建筑楼宇自控系统的研究J.中国新技术新产品，2010,(6).5 唐永红.智能建筑的电气设计.科技创新导报,2009(11).6 林丰光.论通信技术在智能建筑中的应用.科技创新导报,2010(2).
电气自动化技术在现代建筑中的应用探讨
