智能建筑与电气自动化的设计及技术核心思路构架

智能建筑与电气自动化的设计及技术核心思路构架

李芳振  董朝风

河南正宝照明工程有限公司 

平煤神马建工集团有限公司

摘要：电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。随着人们生活水平的大幅提高，电气安装工程的质量要求也越来越高，它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需求，更注重其美观、实用、方便的使用效果。本文主要阐述了我国智能建筑电气自动化设计的重要性，并探讨一下在楼宇建筑方面电气自动化的功能、设计思路、设备布线方式及我国电气自动化发展趋势，对智能建筑的电气设备自动化的设计和技术进行研究。

关键词：智能建筑；电气自动化；设计；技术；核心思路

前言：建筑行业随着社会经济的发展而不断进步，智能化建筑根据人们对生活品质要求的提高开始涌现，建筑电气安装技术随着智能建筑系统技术的提高而发展。信息技术与通讯技术的交叉运用，为建筑电气设备自动化提供了技术支持。当前人们逐渐关注起家居环境安宁度，这就给电气自动化控制的作用的发挥提供了施展的空间。用技术先进的通讯控制系统代替老的通讯设施，构建智能化小区，不断满足人们的要求。

1、电气自动化及智能建筑

1.1电气自动化技术及其特点

电气自动化技术是在计算机程序的控制下来运作的一种技术，它是以数学理论为基础，通过输出值和设定值达到一定的对等区间后就会做出动作，电气自动化可以应用在危险、繁琐的工作中，这就减轻了人工的危险。应用范围广、要求较高的专业化程度等是电气自动化的特点。

1.2智能建筑及其特点

智能建筑是在计算机技术的基础上，通过新型设备和系统来铺设信息系统、应用系统和安全系统等，相对传统建筑而言，它更具有智能化、人性化的特点，很多繁琐的工作都是由机械来完成，

2、智能建筑与电气自动化的设计路径

2.1TN-S系统

TN-S系统是指将中性线N与PE保护接地线严格分开的一个低压配电系统，是采用PE线加上三相四线的接地系统。PE保护接地线和中性线N除在变压器中性点处进行共同接地外，两线在其他地方均不再出现电气连接。在系统正常运行状态下，PE线不携带电，而中性线N携带电。这种接地系统具备可靠、安全的基准电位，PE线应保持连线，对地不产生电压，因此金属外壳的设备在PE线上可靠、安全。所以，TN-S系统适合作为智能化建筑中的电气接线系统。智能建筑中，使用的单相设备较多，单相负荷大，通常显示三相负荷是不平衡的，因此需在中性线N中携带随机电流。

另外，由于使用荧光灯照明较多，其产生3次谐波都叠加在中性线N上，增加了N线的电流量，若将N线连接到设备外壳，可造成火灾或电击等完全事故；若是在TN-S系统里把N线与PE线同时连接到设备外壳上，那么造成的危险会更大，连接到PE线的所有设备，其外壳都会带电，这会扩大电击事故范围；若将PE线、中性线N以及直流接地线同时连接在一起，不仅会发生上述描述的危险事件，还会导致电子设备受到强烈干扰而无法正常工作。因此，智能建筑需要设置电子设备的交流工作接地、直流接地以及安全保护接地，普通建筑也需设置电子设备的防雷保护接地。除此之外，由于智能建筑中增加有计算机室、火灾和消防报警监控房、程控交换机房，还有许多易受电磁波信号干扰的该高科技、精密电子设备，因此在智能楼房的设计和建筑施工中，还需考虑屏蔽接地、防静电接地的需求。

2.2TN-C-S系统

TN-C-S系统是由2个接地系统构成，即TN-C系统和TN-S系统，PE线与N线的连接点即为分界面[1]。该系统通常应用在智能建筑中供电由区域在变电时所引来的空间环境，在进户前选用TN-C系统，进户位置处应做重复接地，进户后采用TN-S系统。TN-S系统显著提高了安全性，保证人和物的安全。如果同时采取接地引线、各自分开从接地处引出、选择正确的接地电阻值等方法可以使电子设备获得一个等电位基准点，因此，TN-C-S系统可作为智能化建筑楼宇的一种接地系统。

2.3交流工作接地

工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地，屏蔽接地，防静电接地等混接；也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。

2.4安全保护接地方式

在智能化建筑内具有较多强电设、弱点设备设施以及构件和不带电导电设备，因此需要采用严格、系统的安全保护接地方法。如果安全保护接地工作做得不好，当电子设备的绝缘出现损坏时，其外壳就很容易携带电，人或物不小心接触到此类问题电气设备，极有可能会被电击伤，严重时还会造成人员死亡，严重危害人们的生命安全。所以，智能建筑内应选用严格安全保护接地设备，其主要是把电气设备非带电的部分与接地体相连接的部位选用金属进行连接，把保护接地线与智能建筑内的用电仪器进行连接，其附近范围的金属构件最好也进行连接，但应注意不能其与中线相互连接。

3、建筑电气自动化设备系统的设计与技术核心思路

3.1认真设置建筑电器控制中枢

中央控制室是建筑电气自动化设备系统的控制中枢，是建筑电气设备实现自动化的核心环节，对它设置是极为重要的，所以相关施工人员应做到以下几点：第一，将中央控制室设置在控制负荷中心，以此提高控制中心的供电量和负荷量，同时中央控制室还要远离变电所、电梯机房及水泵房等，因为这些场所都会产生很强的电磁干扰，距离必须〉15m；第二，要保证中央控制室的上方及毗邻都没有用水机房和潮湿房间；第三，中央控制室的控制台要留出1.5m距离，以便于操作；第四，中央控制室应采用高度〉20m的抗静电架空活动地板。

3.2规范建筑设备自动化电源的设置要求

建筑电气设备自动化系统一般包括中央控制室、电气自动化系统及中央管理计算机，具体的设置要求有以下几点：第一，中央控制室电源的设置要求。应利用变配电引出供电源，形成中央控制室的专用电源，并设置与之相适应的专用配电盘，并且电源负荷必须高于建筑物最高负荷；第二，自动化系统电源的设置要求。其电源电压≤±10%，频率变化≤±1Hz，波形失真率≤20%；第三，中央管理计算机电源的设置要求。应在计算机傍边配置UPS不间断供电设备，电容量最好是整个建筑设备自动化系统的电量总和，同时要做好电容量的扩充工作，实现建筑设备自动化电源的不间断供电，供电时间≥30分钟。

结束语：在智能化建筑的自动控制系统中，电气自动化设计占有非常重要的地

位。目前电气自动化在我国智能建筑中的应用还处于一个比较新的技术领域，随着越来越多的智能化建筑物的出现，将会有更加先进的新兴技术补充到这一技术领域中，使这一技术能不断完善。

参考文献：

[1]郭伟,杜锋.电气自动化技术在智能建筑中的应用策略[J].房地产世界,2022(20):149-151.

[2]龚财君.浅析电气自动化技术在智能建筑中的应用[J].房地产世界,2022(17):143-145.

[3]刘勇,樊丽娜.智能建筑的电气自动化技术研究[J].电气技术与经济,2022(04):42-44.

[4]李斌.电气自动化智能建筑设备安装和质量控制要点分析[J].内江科技,2022,43(05):22-23.

[5]汪洋.电气自动化技术在智能建筑中的应用研究[J].中国住宅设施,2022(03):52-54.

[6]王立,梁斐.电气自动化技术在智能建筑中的应用[J].电子技术,2022,51(03):222-223.