论电气技术与智能建筑

论电气技术与智能建筑

张玉青

张玉青（河北省深泽县建设局市政管理所）

摘要：智能建筑是计算机、通信、自动控制、传感、多媒体等一系列先进技术的结晶。综合性强，涉及专业的领域更广，本文通过实际案例的和处理充分验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。

关键词：智能建筑电气技术

0引言

随着进步的日新月异，信息资讯已大量充斥到各个领域，智能建筑的数量不断增多，其智能化水平也日益提高，成为今后建筑业发展的一种新趋势。智能建筑技术的发展非常迅速，它是通讯技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步，共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多，这些弱电系统的设备耐受电压较低，如电子设备耐受电压为5V，微电子设备耐受电压只有1.5V，这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备（包括缆线）在遭受雷害和电磁干扰（如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等）时，必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害；各种高频、超高频的通信设施不断涌现，相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重，大量的运行和实践证明，电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视，不可掉以轻心。智能建筑需要不同行业的专家共同参与，除了业主之外，设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。

1网络与布线

智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化，它包括智能建筑弱电系统的集成（BMS或IBMS）。但由于火灾自动报警系统及消防联动（FAS）是采用集散型控制方式，所以FAS系统我国还是独立的控制系统，只是留有通信接口待今后与BAS系统集成，而美国的FAS系统是分散型控制方式可与BAS系统集成。综合布线系统作为全新概念的布线系统，其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放，灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理，可靠性——器件通过ISO等组织认证，星形拓朴结构等一条线路故障不其它线路正常运行；先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤，实时传输多路多媒体信号；适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。从网络架构上来分，网络可划分为局域网（LAN），控制网（Infrenet），广域网（WAN）和城市网（MAN）。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议，使得局域网和广域网实现了无缝连接。城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网，介于广域网与局域之间把多个局域网互相连起来，构成覆盖范围更大，支持高速传输和综合业务，成为适合城市范围使用的计算机网络。

2智能建筑存在的问题

上世纪90年代，我国开始引进智能建筑的理念，陆续建成了一些“带有智能化系统”的建筑，“智能化”也成为众多建设者和开发商的时髦用语，尽管与之相应的理论和技术都不成熟，全国各地的“智能建筑”如雨后春笋般矗立在城市的最显眼处，然而至今为止，真正能称为“智能建筑”的犹如凤毛麟角,事实上60%的智能建筑是瘫痪的。就其存在的问题谈一下个人的观点：

2.1规划阶段对“智能建筑”的理解深度不够，大多数建筑楼宇、消防、保安自控等系统相互独立，自成体系分散布线，互联性差，没有实现真正意义上的计算机网络管理，使资源、设备重复设置，造成极大浪费。随着社会、技术、经济发展及用户日益增长的需求，建筑物智能程度也应不断地提高，如不具有适应情况变化的能力就算不上智能建筑。

2.2设计阶段建筑总体设计与智能化系统设计脱节，设计院因为机制和人力的问题，往往把智能化系统设计甩给工程商，而由于建设程序的原因，工程商的介入时间远落后于合理设计时间，设计质量无法得到可靠保证。

2.3施工阶段工程管理的不到位，由于智能化系统涉及的技术复杂多样且日新月异，施工总包和监理很难管好智能化工程，特别在系统功能和系统调试方面的管理几乎是空白。

2.4使用阶段管理模式及人员素质跟不上，有很多系统用不上或是系统使用不当反而影响效率。

3电气技术在智能建筑中的重要作用

智能建筑是在建筑平台上实现的，脱离了建筑这个平台，那么智能建筑也就无法实施。智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如：电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。

3.1案例1：数字视频监控报警系统多采用计算多媒体技术，CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机，主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理，将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较，若发现有差异就报警，这种全屏报警系统最大的特点是不易漏报。但该系统的光发射机的光端数据接口Rｓ422，室外摄像机防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常会被烧毁，更新和维护量大，工作极不正常。主要是由于电力负荷的频繁开关和负荷频繁变化引起的。另外电磁铁的直流电源是由三相可控整流取得的，故电源线路内含有大量3、5、7、9等奇次谐波，远超过谐波电压限制和谐波电流允许值，谐波严重危害配电线路及设备安全。因此智能化系统多采用净化电源，有效地抑制瞬流、谐波的产生。低电配电线路还应具有雷电过电压、电磁兼容（EMC）、电磁脉冲（LEMP）的保护功能，最大程度地改善和提高电源质量，以确保整个智能化系统的安全。

3.2案例2：电子计算机中心的接地装置不但要满足人身的安全，还应满足电子计算机正常运行和网络系统设备的安全。办公自动化系统包括：计算机、数字化设备等，除产品系列的不同外，高层、超高层建筑由于场地、位置、施工和投资等条件的限制，因此电子计算机在“接地”问题上有着不同的见解，国外经济发达的国家也有不同的观点。电子计算机“接地”系统是比较复杂的，如处理不好将造成电子计算机不能正常工作。工作在弱信号条件下数字设备接地线的脉冲干扰不容忽视。目前计算机工作频率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。这时分布电感，分布电容会引起电流通路的阻抗发生很大的变化，当这些参数对谐波产生共振时又会产生超出常态阻抗和能量，将会直接危及计算机网络系统的安全。有关电子计算机的接地有以下几种方式：交流工作接地、安全保护接地、工作接地、防雷接地等四种接地方式，在智能建筑中宜采用联合接地（共用接地）。经过大量高层、超高层建筑接地方式的调研，联合接地完全可利用其结构钢筋和基础钢筋做接地装置。接地电阻一般值不会超过0.4欧，很适宜作为电子计算机的接地装置。因为在同一建筑物内，采用同一个联合接地系统（共用接地系统），以避免不同接地系统间的电位差引发电气事故和干扰。做了建筑物总等电位联结包括局部等电位联结、局部信息系统的网形和星形等电位联结结构、利用钢筋混凝土钢筋做接地装置（含钢筋混凝土基础接地体），其联合接地（共用接地）接地电阻R≤0.4欧，远低于《智能建筑设计标准》GB/T50-2000的接地电阻R≤1欧的阻值要求。更远远小于电子计算机直流接地阻4欧的要求，即不花费投资又不费工，还保证电子计算机的正常工作，何乐而不为呢？目前计算机信息系统和网络系统的应用已遍及各行业各部门乃至家庭。目前防雷技术已提出“建筑物综合防雷系统”的概念，新国标《建筑物电子信息系统防雷规范》已批准实施。建筑防雷工程必须综合考虑，将外部防雷措施和内部防雷措施（接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线加装过电压保护等多项重要因素），作为整体来统一考虑防雷措施。

4智能化建筑的发展

早在1986年，由国家计委和国家科委共同批准立项的重点科技攻关项目《智能化办公大楼可行性研究》，标志着揭开了中国智能建筑领域研究发展的序幕。目前，以网络为代表的信息技术的飞速发展，为中国尽快缩短同发达国家之间的差距提供了一个非常有利的机会。

4.1智能化小区及数字化社区。近年来智能大楼的概念引入了居住小区，智能化居住小区发展非常迅速，日前在大城市几乎所有的新建的居住小区都对智能化提出了需求，随着住宅建设的发展，对智能化、数字化的需求愈来愈高。家庭电器数量和品种的日益增多，电视、电话的普及，计算机的普及以及网络的开通，相对智能办公楼而言，智能小区尚属起步阶段，在网络联通之后，住户更多着眼在网络所提供的现实功能，也就是说智能小区的建设绝不仅是其硬件的设置，如社区布线、接入网、节点建设等等，还要注意到网络接通后的信息资源建设和提供的服务功能建设，网上购物、网上医疗，保健咨询、网上教育、生活顾问等。实际上，从发展远景上看，网络建设的前途无限光明，智能住宅小区建设方兴未艾，充满着无限生机。

4.2智能建筑的节能和绿色环保。如何采用高科技的手段，节约能源和降低污染应成为智能建筑永恒的话题，在某种意义上，智能建筑也可称为生态智能建筑或绿色智能建筑，生态智能建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间环境，同时又要保护好周围的大环境，绿色智能建筑则要符合“安全、舒适、方便、节能、环保”的原则。

4.3开放式的智能化建筑。智能建筑是一个动态的、发展的系统，开放式系统的智能大厦能够不断吸收新的技术，更新旧的设备，从而使整个智能化系统设施运行得更好。

4.4智能建筑的个性化。个性化设计就是坚持以大系统、动态运行的角度进行建筑对象和使用对象的系统分析，针对特定建筑的具体需求，根据系统运行状态，深入到特定细节的设计。

总之，智能建筑是利用系统集成方法将智能型电脑技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机地结合起来，智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合，是建立在建筑设计、行为科学、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类理论学科之上的交叉应用。智能建筑己成为未来时代建筑的标志，中国的智能建筑将面向新的世纪，面对信息时代，做好一切准备迎接更大的发展。

参考文献：

[1]智能建筑.2004年第5期、第8期.

[2]建筑的智能化.2000年10月.

[3]低压电气装置的设计安装和检验.电力出版社.