智能建筑电气自动化系统的设计及应用探究

智能建筑电气自动化系统的设计及应用探究

刘飞,胡鹏,李庆鹤,闫林芝,马振宇

中国建筑一局（集团）有限公司          山西 太原  030002

摘要：随着人们的生活水平提升，人们对居住环境的要求也是越来越高，与此同时对于建筑的功能需求也是逐渐提升，所以智能建筑也就应运而生，成为将来建筑工业的主导发展方向。所谓智能建筑，也就是在传统建筑的基础之上，充分利用现代化科技知识完善建筑的服务功能，使得建筑在使用功能、节约能源、安全性等方面有一个质的提升，适应现代人们的需求。而电气化则是智能建筑的基础，同时也是智能建筑设计的重要组成，智能建筑包含电气自动化以及智能化，对现代化职能建筑具有不可忽视的重要影响，因此，加强对电气自动化系统的设计，不仅可以有效促进建筑智能化的发展，还可以实现电气设备功能以及经济的相互平衡，促进建筑的环保，以及能源节约。关键词:智能建筑；电气设备；自动化系统；设计

前言：随着现代社会的发展，大型高层建筑越来越多，各种人员密集场所已经成为大家生活中必须出入的地方。建筑内部结构以及设备系统等都需要复杂的电力管线。根据调查发现传统的建筑由于时间长久，建筑内部的管线发生老化，进而引发火灾等严重事故，所以，加强对建筑管线以及电路的监测监控，及时发现建筑隐蔽电力管线的异常情况，杜绝安全隐患，这是预防电气火灾的重要措施。

1智能建筑电气自动化系统概述

电气自动化的发展目前已经在建筑工程中得到普遍的应用，电气自动化的科学合理设计及运用能够实现对电气设备的有效监控以及管理，及时发展电气设备的故障，及时作出处理措施，避免事故影响范围扩大，造成严重的后果，与此同时还可以有效保证建筑电气设备的有效运行部，保证居民的正常生活服务。电气自动化系统在运用过程中，主要分为几个重大组成，分别是计算机、主控设备、通信网络等。对于通信网络的应用，是充分集成了RS485、TCP/IP、无线等多种通信方式，并且这一网络架构主要被分为了五级，分别是设备端、管理端、用户端、服务端和上级监管端。电气自动化系统通过对网络平台的合理应用，能够实现对智能建筑电气设备的系统管理、能效管控及远程监控等一系列操作。这样能够使得电气设备处于最佳的运行状态，不仅能够减少不必要的能源损失，同时还能为用户提供更加安全、舒适的建筑环境[1]。

2设计思路

2.1电源要求

电源是电气设备的动力来源，是电气设备的主要组成，是电气设备正常运行的保证。Ⅰ类系统的电源设计，在有UPS设备的情况下可以采用放射式或者树干式的供电设计方式;Ⅱ类系统的电源设计，可以采用临近电源供电的设计方式;含CPU控制器的电源设计，必须维持不低于72h的运行时间，以支撑系统内各类控制器的运行，满足在特殊情况下较长时间的供电需求[2]。

2.2控制器要求

现在智能建筑对于控制器的要求是需要遵循设计规范，在保证电源动力供给条件下，满足智能建筑的工作需求。首先是控制器的安装位置。现场控制器的安装位置需要与管线等线路设备保证一定的安全距离，同时保证不收电磁场干扰，只有这样才能保证有效运行和控制；其次是现场控制器的输出和输入。对于现场控制器的输出和输入，需要满足系统设备的要求，同时在此基础之上留出约百分之二十富余。除此之外，现场控制器的的安装以及设计需要满足系统管理需求，还有便于安装，后期运营维护、防水防潮等，综合考虑安全经济的原则。

2.3布线要求

针对电源电路的布置，首先要遵循建筑设计规范要求；对于网络通讯线路的安装与布置可以采取灵活多变的方式；对于信号线路的布置和设计需要祖选择控制电缆，然后针对传输线路的布置采取分槽，分管布置方式，防治信号相互干扰，保证信号的传输稳定可靠；针对网络控制器以及计算机等设备的线路进行布线，需要考虑其工作接地与其他弱电工程的共用接地干线之间保持有效连接，以此来保证智能建筑内部各个电气设备的相互独立运行，不受干扰；还有就是为了确保电气设备系统的稳定，需要对一些专用的线路进行独立布置[3]。

3智能建筑设备电气自动化系统设计的应用

3.1明确用户的具体需要

现代化的职能建筑的服务对象是用户，因此智能建筑电气设备的设计首先需要考虑的就是用户的最大需求。当前，对于智能建筑用户的需求，尚停留在调查问卷，然后分析处理的方式层面。在智能建筑楼宇之间，电气自动化系统大致可分为三层结构，分别为主控制器、楼宇控制器、执行器。其中主控制器设备为以太网交换机，其在自动化系统控制中起到发送命令至工作站及三座楼宇控制器的作用;通过楼宇控制器能实现接收命令的细化处理;执行层主要是依据命令对具体的机电设备进行制定控制，该控制过程一般与传感器协调实现，其能有效满足智能建筑功能应用需要。

3.2子系统的功能设计

3.2.1给排水设计

智能建筑设计中，给排水系统的水输送方式大致可分为三类，其分别为水泵、高位水箱及气压。给排水系统电气自动化设计中，工作人员需要在考虑工程结构特点和给排水系统使用特点的基础上，通过PLC等编排控制程序，然后建立控制方式，并将传感器放在蓄水箱，以此来实现用水情况的有效测量。以用高位水箱输送水为例，在输送水过程中，对于水流流速、水位的检测，可通过水箱中的直接控制器来实现，一旦发现水位过高或者过低问题时，工作人员会在水位显示状态的指引下进行检修，由此保证了输送水压的正常。针对无法排水的情况，可利用自动化控制系统故障检修功能，对潜污泵运行状态、集水坑输水管道等单元进行检测，有效地确保了给排水系统运行的稳定性、安全性

[4]。

3.2.2照明设计

关于照明系统的设计，首先要考虑的是生活需求，其次是要考虑节能减排，除此之外还需要考虑景观照明设计。从电气设备方面来考虑，照明系统需要在计算机的自动控制下，对电梯楼道以及一些应急照明设备进行合理的系统安装设计。除此之外，这些照明设备在安装设计过程中，需要结合用户的使用习惯以及使用需求进行设计，保证系统设计的科学性[5]。

3.2.3供电设计

供电系统是整个设备系统的核心部分，是整个设备系统的动力，是系统设备正常运行的保证。关于供电的设计，针对现代化智能建筑的供电系统，需要考虑现场控制器、执行器、传感器三个主要层次。针对现场控制器来讲，其工作原理是在受到中央控制系统的指令之后，由计算机进行数据分析，然后将指令传输至各个结构单元。目前已经针对现场控制器进行了有效的设计和控制，如果出现中央控制器故障无法正常传输指令，那么现场控制器就会自动进行独立工作，这样一来保证供电系统的持续性，同时提升了供电系统的可靠性。执行器是电子自动化系统的末端，其主要负责的工作是对风量，电量等进行控制，其实质就是一个控制阀。在实际的工作中，电气运行参数则是整个供电系统自动化控制的核心部分。楼层之间的供电系统是智能建筑供电系统电气自动化设计的重要内容，其包含了中心机房以及配线间两大主要模块的设计。

结语：电气自动化设计时未来智能化建筑的基础，电气自动化设计具有不可替代的重要作用。在经济迅速发展的当代，需要不断加深对电气自动化的设备的工作原理以及服务水平的掌握，同时不断探索电气智能化在智能建筑中的运用，还有这样才能更好的提升电气自动化设备对于智能建筑的服务质量，推动建筑智能化的持续发展之路。

参考文献：

[1]刘婧丹.智能建筑电气自动化系统的设计分析[J].林业科技情报,2021,53(01):104-105+107.

[2]张嘉乐.智能建筑电气自动化系统的设计及应用分析[J].居舍,2020(23):123-124.

[3]钱增伟.设计智能建筑电气自动化系统的思路解析[J].居舍,2020(15):87.

[4]郭正华.智能建筑电气自动化系统的设计及应用[J].绿色环保建材,2019(08):241.

[5]李荣轶.智能建筑电气自动化系统的设计及应用探讨[J].自动化与仪器仪表,2017(05):164-166.DOI:10.14016/j.cnki.1001-9227.2017.05.164.