浅析建筑电气自动化如何应用于现代建筑中

侯明明

【摘 要】随着我国经济的高速发展，建筑用户对于建筑物功能的多样化与个性化需求促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性、服务设施的完善性、信息沟通的便捷性等问题，造成电气设备与建筑设备的复杂性不断的提升；另一方面，建筑物高度的不断提升也是对供电、给排水、消防等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准与要求，传统的电气技术严重制约了现代建筑功能的拓展。正是这一前提下，以电气自动化作为技术支撑的建筑设计布局得到了飞跃式的发展和应用。本文对建筑电气自动化在现代建筑中的应用进行了探讨。

【关键词】电气自动化；现代建筑；应用

引言

随着我国现代建筑业的迅速发展，电气自动化技术被广泛地应用起来。其关键在于最大限度的节约能源和人力，保证设备运行的安全性。因此，电气自动化技术的应用已成为当今现代建筑的主流。

1概述现代建筑中电气技术的应用特性以及未来的发展趋势

1.1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。

1.2提高了联动性效果

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、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。

1.3提高了安全性

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。

2浅析建筑电气自动化如何应用于现代建筑中

2.1 TN-S系统的应用

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計算机室、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。

2.2 TN-C-S系统的应用

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 交流工作接地的应用

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安全保护接地方式的应用

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。

2.5防雷工作接地的应用

智能建筑内部有许多布线系统以及电子设备，比如通信化系统、火灾报警控制系统、消防控制系统、建筑自动化系统、安全监控系统、办公自动化、闭路电视系统及其他相应布线系统。这些电子仪器设备以及布线系统所处的部分，耐压等级都比较低，防电磁干扰要求较高，承受雷击能力较低。不管是反击、直击还是串击都会对电子设备造成不同程度的严重干扰或损坏。因此，智能化建筑的全部功能接地必须建立在防雷接地系统的基础上，并建立一个完整、严密的防雷系统结构。多数智能化楼宇均属于一级负荷，所以应按照一级防雷建筑楼房的保护措施进行设计，接闪仪器选用针带组合模式的接闪器，避雷带选用4×25（mm）镀锌扁状钢质在楼顶组合成小于10×10米的网格形状[4]。该网格结构域楼面金属构件进行电气连接，并与建筑柱头钢筋也进行电气连接，引出下线并利用柱头中钢筋、楼层钢筋以及圈梁钢筋与防雷系统作连接，外部墙面上所有金属构件也需要与防雷系统进行连接，柱头钢筋还应与接地体相互连接，组合成具有多层屏蔽保护的笼状防雷体系。这样不仅能防止雷击对楼房设备造成损坏，还能有效防止外来电磁波干扰。

3结束语

综上所述，电气自动化技术在现代建筑中应用是非常广泛的。本文仅对电气接地系统和电气保护设计方面阐述了自己的一些观点。总之，在楼宇自控系统中，电气自动化系统设计占有重要的地位，如果我们通过对建筑设备自动化控制的合理设计，可以达到合理利用设备，节省能源、节省人力，确保设备安全运行的目的。

参考文献

[1]吕智慧，唐明.电气自动化在智能建筑中的应用[J].民营科技，2011.

[2]李成荫.电气自动化系统在楼宇智能化中的应用分析[J].科技资讯，2009.

[3]曾益保.电气自动化在智能建筑中的应用[J].消费导刊，2009.

[4]于海英.浅谈电气自动化在楼宇自控系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2009.