弱电系统在绿色建筑中的节能应用

张涛涛

摘要：随着城市现代化建筑物的增多，建筑智能化的技术等级也在不断提高，以计算机为核心对建筑物所属各类设备实行集中监控管理的方案，必然取代常规仪表指示以及局部模拟监控装置。与之紧密相关的建筑智能弱电系统，已经成为影响建筑现代化程度的一个主要关键系统。本文对弱电系统在绿色建筑中的节能应用进行了探究。

关键词：弱电系统；绿色建筑；节能

一、绿色建筑的发展

我国正处于从低收入国家向中等收入国家发展的过渡阶段，建筑业的增长速度很快，对国民经济增长的贡献也很大。1978年以来，建筑市场规模不断扩大，国内建筑业产值增长了20多倍，建筑业增加值占国内生产总值的比重从3.8%增加到了7.0%，成为拉动国民经济快速增长的重要力量。然而与此同时，建筑业的发展也带来了一系列的环境问题。

在提倡节能减排，建立“资源节约型，环境友好型社会”的今天，我国的建筑却是耗能高、能源利用率低的，单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2-3倍。因建筑能耗高，仅北方采暖地区每年就多消耗1800万吨标准煤，直接经济损失70亿人民币。在我国400多亿平方米的既有建筑中，城市建筑总面积约为138亿平方米左右， 普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题。如果大部分新建建筑按节能标准建造并对既有建筑进行节能改造，则每年取暖季大约可节省 0.5亿吨标煤，有些地区甚至不装空调也可保证夏季基本处于舒适范围。由此看来，发展节能型建筑的潜力是很大的，前景也是很好的。二、弱电系统的构成

1.通信系统

通信系统宽带IP网在技术上是三网（电话、数据、视频）融合的基础，三网融合也是大势所趋。然而，在目前城域网中，语音与窄带数据虽已融为一体。

电话普及仅拉开通信大发展的序幕。如今多元化通信和Internet爆炸式发展，使得电话、窄带数据（ISDN）成为最基本的电信需求，这两者已融为一体，通过传统交换电路采用普通的双绞线接入即可实现。

宽带数据数据网即计算机通信网。随着基于Internet的新经济的成功，数据业务得到长足发展。智能住宅区内数据业务主要围绕Internet接入而展开，宽带接人（22Mb/s）是发展方向；Ethemet到桌面已是全球范围内不争的事实，GE（G位以太网）+IP是最经济的数据网络模式。

2.安全系统

住宅区内一般设置保安安全管理中心（以下简称保安中心），各安全子系统主机及控制设备均布置在保安中心，安全系统由周边及环境报警系统（周边防盗报警系统、闭路电视监控系统、巡更系统）、楼宇对讲系统和家庭防盗报警系统构成，层层设防、严密监控、综合管理，让业主生活在无形防盗网之中，反而比有形防盗网更安全、更舒适。

闭路电视监控系统由摄像机、矩阵控制器、录像机、监视器、传输线缆等组成。在住宅区重要区域和公共场所安装摄像机（镜头、高速云台、控制器），让控制室内值班人员通过电视墙一目了然，全面了解住宅区发生的情况。保安中心通过录像机能实时记录，以备查证；通过矩阵控制器在控制台切换操作，跟踪监察。巡更系统由现场电子签到器、保安中心电脑和传输线缆组成，用于规范保安员上岗情况。电子签到器设在住宅区内主要道路、盲点、死角等处：中心电脑事先存储保安员巡更路线，签到时间等。若保安员未签到时，中心电脑会立即提醒值班人员去了解情况及早发现问题。该子系统也是管理系统一部分，与服务系统（IC卡）统一实施。

3.管理系统

管理系统住宅区内设置物业管理中心，为了便于管理，常与保安中心合建，物业管理主要包括水、电、气自动抄表计费系统、停车场管系统、楼宇自控系统和家电自动控制系统。水电气自动抄表计费系统自动抄表系统由现场数据采集器、管理中心管理主机和传输线缆组成。在三表较集中位置（如一户）设数据采集器，水表、电表、气表（应为电子表，最好是数字表）读数随时收集，并存储在存储器中。停车管理系统住宅区出人口除设置摄像机辅助车辆管理外，还设置停车管理系统，系统是由道闸、IC卡读写器、管理电脑和传输线缆组成。

二、弱电系统的优化配置

1.电源的优化

对用电容量较小的可就近从一级照明负荷干线引进电源，当电源故障率高时，可考虑在机房附近设置自备发电机或增加蓄电池容量。计算机设备对电源要求质量较高，不仅要求采用不间断供电系统，而且要求电源电压波动在±10%以内才能正常工作。一些网络数据传输设备甚至要求电源电压波动在±5%以内。在设计选取不间断供电电源（UPS）时：

1.1 應使其输出功率大于用电设备额定功率之和的1.3～1.5倍，额定放电时间应为10～30分钟。

1.2 应满足抗电压波动指标，否则应在UPS电源前设置电源稳压器。

1.3 用电设备中整流器负荷较大时，在UPS电源前配电回路上设置谐波吸收器来吸收高次谐波，使输出电压，总波形的失真度不超过5%（单相输出允许10%），电网质量较差的地区应在UPS电源装置前设置频率偏差保护器。

1.4 根据用电设备对供电可靠性和连续性的要求，选取UPS电源工作方式：单一式、并联式、冗余式和并联冗余式。其旁路电源应满足负荷容量和特性要求。旁路上设置滤波器，自备发电机不作旁路电源直供负荷。

2.配电和布线

弱电机房电源管理间电源进线注意采取防雷击措施，不宜使用铠装电缆，否则将电缆的金属外皮与接地装置连接。从大厦外引入的铠装信号电缆和屏蔽信号线进入弱电机房前应注意采取防雷击措施，避免沿建筑外墙或靠近防雷引下线敷设，以免遭受雷击，以及避免在雷击建筑物时，受到防雷装置引来的高频电磁干扰。上述线缆进入弱电机房后，应设金属接线箱（盒）在其内将线缆金属（屏蔽）外皮接连避雷器或浪涌电压抑止器，然后与弱电机房辅助等电位接地母排用截面积不小于6mm2铜芯绝缘线连通，穿钢管保护敷设。这样做还可以抑制上述线缆在传输路途上接收到的其它邻近干扰源产生的高频电磁干扰信号，从而有效可靠地保证信号传输的质量。从弱电机房引出的信号线路应用金属线槽沿墙并在吊顶内敷设，避免与其它电气管路平行紧贴敷设。尽量避开空调、消防、暖气和给排水等管道，与它们的间距大于0.3m。

三、结束语

最后，在绿色的弱电系统中，由于设备的不断尖端化，精密化，容易遭受雷电磁脉冲的影响越来越大，我们作为设计人员应该将观念从老的传统模式上转变过来，依据最新的设计规范开展设计工作，做好防雷设计，尽量减少由于雷电引起的财产损失。

参考文献：

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[2]赵国辉.智能建筑环境控制系统研究[D].武汉理工大学，2007年.

[3]牛炎.智能化住宅小区弱电系统集成[D].合肥工业大学，2008年.