建筑电气智能化技术设计与应用闫子鹏

建筑电气智能化技术设计与应用闫子鹏

闫子鹏

天津美新建筑设计有限公司天津300151

【摘要】随着科学技术和生活理念的不断发展，当前建筑正向着智能化建筑的方向飞快发展着。建筑智能化离不开建筑电气智能化。要想达到建筑电气的节能目标就必须实现建筑电气智能化控制系统的节能。

【关键词】智能建筑；电气系统；控制管理；质量监控

引言

当前我国建筑业先后经历了电气化、自动化两个阶段，正在向着智能化的方向高速发展着。有关研究显示，在21世纪后期，我国智能化建筑总量将达到世纪总量的百分之五十以上。智能化建筑市场正迎来十分广阔的发展空间。由此依靠看到，建筑电气智能化技术，符合时代和市场发展规律，市场潜力巨大，预期经济效益、社会效益、环保效益显著。

一、智能建筑与智能化建筑电气概述

智能建筑是现代化生活理念和先进科学技术想结合的产物。它综合利用了建筑、计算机、网络通讯、信息技术等多门学科的先进科学技术手段，构建实施了信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统，以之为抓手实现了现代建筑所需要具备的多种功能和用途。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）是现代化智能建筑各项服务功能、用途得以实现的最常见的具体工具，这三个系统囊括了现代化智能建筑常用功能，建筑通过这三个系统，为人们营造了温馨、舒适、安全、健康的工作、生活环境。智能建筑的一个重要特征是一定程度的智能化控制。藉由智能化控制系统，智能建筑对建筑内部的硬件设施进行高水平的控制和操作，从而达成各种使用目的。智能化控制系统控制的范围非常广泛，包括建筑的通信、动力、水电、供暖、燃气等多种日常设施的管理和操作。智能化建筑在国外最先出现，近几年才在国内兴起，目前尚处于起步阶段，理论基础和具体实施都很不完善，现已建成的智能建筑距离真正投入使用还有很长一段距离。

二、用户电气负荷的确定问题分析

住宅小区居民住户的用电负荷是确定和建立小区供电网的基本数据依托。但是在实际的设计中，影响着两个不确定性的因素有：随着国家经济发展水平和社会文明程度的不断进步，居民平均收入，地域文化生活习惯和消费观念的改变，以及城市电力供应状况及能源政策的不确定等因素，使得居民家中的家电种类和数量的不确定和用电设备投入时间的不确定性等各方面的影响，导致了设计难点的存在。设计中为了便于计算，国内实行的办法是：一般按照《住宅设计规范》中的规定取上限值进行计算设计。例如某小区在进行电气设计中采用以下数据计算：每户用电负荷为P=4.2kW；每户的平均同时使用系数K=0.5，则每户实际计算负荷为P=2.1kW。对于住宅单元、整栋住宅楼的用电负荷计算也需要更多的考虑使用系数K的设计与取值，使用系数K虽然在设计规范中没有直接给出，但是在设计中一般以《建筑电气专业设计技术措施》中的规定进行选取。

三、用户线路系统设计问题分析

城市住宅的电气线路设计不同于其他用电的电气线路，一般小区的的电器线路系统基本不设定专业电工进行维护，而居民又不太懂电气线路系统等方面的维修安全知识，所以很容易发生事故。因此，综合多方面考虑，城市住宅电气线路系统的设计应满足安全、适应发展的要求，并具有一定的预期超前意识，从而以达到满足智能化得要求。现代城市住宅的暗配电气线路系统是难以更换或增加的，所以设计时尽量做到一步到位，达到满足远期负荷需求。所以针对以往住宅电气线路系统设计中存在的问题和《住宅设计规范》中的基本规定“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅进户线截面不应小于l0mm2，分支回路截面不应小于2.5mm2”。所以在一般的城市住宅小区的线路系统设计中，根据户型面积大小，每户进户线选择的基本截面10mm2～25mm2的铜芯导线，分支回路可以采用2.5mm2～4mm2的铜芯导线。

四、用户配电系统设计问题分析

在过去的住宅小区的电气设计中，多数的住宅内照明和插座的分支回路数设计较小，有的甚至是照明和插座共用一个回路的现状。由于设计的分支回路少的原因，在每个回路所带的负荷就会急剧增大，也就相当于减少了线路的基本截面，最终由于用电负荷过重导致线路温度加速增加，电气线路事故增多。在现代住宅电气设计中对分支回路数量进行了增加，也就相当于减少了回路的阻抗能力，这样就能很好的降低住宅的谐波电压及其带来的危害。在住宅中设计了足够用的分支回路，就能够很好的将电路产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电器做到由分开的回路进行供电。随着分支回路数量的增多，再出现应急事故，比如一路线进行检修或因故障跳闸时，就能使得停电的范围尽量的缩小，这样就对家庭生活造成的不便的影响得到了有效地控制。结合现代住宅的要求，对于住宅电气智能化的设计通用的做法是：户内设配电箱，并且分别按照照明、插座、空调等分回路进行设置。这样设计的优点是：照明不经过漏电开关处理，空调线路安装在2.4m左右，这样不易让人体直接接触，插座设计是供各种家用电器使用的，因为浴霸等装置需要安装在卫生间等特殊位置，容易产生漏电，这样的设计将会在发生漏电事故的时候开关就会托扣，从而保证用电安全。

五、防雷及等电位连接设计问题分析

1.现代多层住宅的防雷设计方法一般为：屋顶女儿墙及凸出物体上明设避雷带设计，利用住宅结构的构造柱主筋做为防雷的引下线，每根构造柱主筋主筋必须进行可靠的焊接处理，在其下面需要与建筑基础的钢筋网进行焊接，对于所有凸出屋面的金属体栏杆都需要与避雷带进行焊接处理，防雷装置的铁件均做镀锌处理。

2.现代高层住宅的防雷设计方法一般为：屋顶采用Φ10镀锌圆钢作为避雷带，避雷带连接成一定尺寸的网格，利用柱子或剪力墙内两根以上主筋通长焊接作为引下线，引下线间距不大于18m，引下线上端与避雷带焊接，其下端与基础内上下两层主筋焊接。对于所有凸出屋面的卫星天线基座主筋、金属通风管、屋顶风机等所有金属构件均应与避雷带进行可靠焊接处理，防雷装置的铁件均做镀锌处理。

3.建筑物作总等电位联结设计处理，总等电位联结与建筑物联接采用镀锌扁钢焊接，与各种金属水管，暖管，煤气管联结采用镀锌扁钢箍接，与进户PE线联结，采用穿PVC32管暗敷设。

4.防雷接地处理，电气电源进线处重。复接地以及其它需要接地的弱电设备均共用建筑物基础作为接地装置处理，接地电阻不大于1Ω。

六、电气外线设计

1.变压器的设计容量。在住宅电气智能化设计中，变压器的设计容量需要根据小区的规模（建筑面积）和严格的预期来确定。

2.变压器台数及供电半径。住宅小区内变压器台数的确定需要根据该小区的总体布局情况和所在区域的变电所的形式等多方面的因素综合进行考虑而设定。城市住宅小区内低压配电半径一般按照设计要求为低压供电半径的250m。

3.供电形式。一般城市住宅小区低压配电均采用放射式供电的方式，其中对于多层住宅需要进两路：动力设备和照明各进一路；高层住宅需要进四路线：消防电源（二级负荷）进两路，商业及住宅照明各进一路。

结束语

智能化建筑是当前建筑发展的主流趋势，是国家或地区现代化程度的具体体现。我国在自动化、智能化电器研发方面的能力还毕竟薄弱，生产、建设水平相对落后。我们要充分认清这个事实，坚定信心，立足长远，科学规划，合理发展。加快推动智能化建筑电气设计水平的提高，重点做好控制系统的优化设计，在保证安全的基础上突出性能优势，充分发挥智能建筑的优越性能，更好地满足人们在工作和生活上的需要，推动我国的社会主义现代化建设健康有序发展。

参考文献：

[1]范臻.基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J].中国高新技术企业，2012，28：30-32.

[2]梁自刚.论智能化建筑与建筑电气[J].中华民居（下旬刊），2013，3：92-93.