建筑电气设备自动化设计要点分析

冯航尧

摘 要：目前，随着建筑能源消耗的问题越来越严重，在建筑工程中推行电气自动化可以有效实现建筑节能的要求，同时还能保证建筑的舒适性与安全性。

关键词：建筑；自动化；节能

引言

电气自动化技术的应用，大大提高了建筑的安全性能和稳定性能，在满足了现代人们对建筑舒适度的要求的同时，达到了现代社会对建筑节能的要求。因此，在当前倡导节能环保、实现可持续发展的大背景下，在建筑工程中推行电气设备自动化是当前建筑设计的主要方向。

一、建筑电气设备自动化设计影响因素

1、使用性能的影响。电气自动化设计首先要确保照明系统、空调系统、运输通道系统等电力的供应顺畅、稳定；然后在此基础上提高各系统的使用性能，如系统的自动化程度，系统的便捷性、系统的安全性能。便捷、安全的电气系统不仅提高了建筑的使用性能，而且提高了住户的生活质量。

2、成本控制的影响。建筑电气自动化设计的同时必须考虑成本因素，在合理的成本内设计出优质、高效的设计方案。这才能符合投资方的需求，在一定程度上符合人们的生活需求。

3、节能减排的影响。电气自动化设计过程当中要始终贯穿节能环保的理念，这才符合新时代的主题。在提高建筑物使用功能的前提下，还得充分考虑建筑物的节能减排。建筑物的耗电量大，节能的空间很大。如，通过电气自动化系统控制空调的开启，关闭；通过电气自动化系统控制照明用电量。

二、建筑电气自动化设计要点

1、中央控制室

中央控制室是指由变配电直接引出的回路供电，是电气自动化控制的主体部分。在电气自动化设计时，从中央控制室出发，然后向各个子控制系统辐射。所以在设计中央控制室时，要对各参数进行严格的控制，并优先满足。以下是设计的要点：

（1）中央控制室的位置要靠近控制负荷中心，便于操作和检修；

（2）中央控制室必须配置专用的配电盘，且负荷等级采用最高级别；

（3）参数控制：控制供电电源电压波动在±10%以内，频率变化在±1Hz以内，波形失真率在20%内；

（4）中央管理计算机要设置储电设备，保证计算机不断电。

2、电气监控系统

电气监控系统的作用是对电气设备的运行状态和故障进行实时监测与控制。一旦电气设备发生故障，监控系统就发挥作用，切断设备的电力供应，从而控制了故障的扩大范围，及时挽救了事故的发生。电气监控系统主要通过相关参数的测量，参数的逻辑分析，执行程序来达到监控的作用。其工作的流程是：首先对电气设备的运行参数进行测量，然后获取测量参数并反馈给监控系統，接下来监控系统对测量参数进行逻辑分析，把分析的结果输入执行部分并做出相应的操作。电气监控系统的设计最主要的是如何获得动态参数，如何对动态参数进行逻辑分析和判断，这两个方面始终是设计的难点；虽然现在模糊控制和神经网络控制等方法，但要做到很准的准确度是相当困难的。

3、节能系统

建筑的节能设计主要集中在空调节能和照明节能。

（1）空调系统的节能技术。空调系统是建筑中耗电量最大的系统，因此对空调系统的节能控制是建筑节能的关键。空调节能技术.主要集中在水源热泵、地源热泵技术、变风量控制技术和焙值控制技术等方面。水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。两者都具有高效节能环保，属于再生资源，节水省地，运行稳定可靠，维护简单等优点。变风量控制技术通过调节送风量的大小来实现被控参数的控制，来实现空调的节能措施。烩值控制技术是为了解决空气流通的问题，使室外的新鲜空气和室内的空气能够完成交换。

（2）照明系统的节能技术。照明系统的用电量仅次于空调系统，其控制方式分为定时控制和智能控制，一般情况下，建筑采用总体智能系统的控制手段。总体智能控制系统分为三个部分，系统单元、输出单元、输入单元并与计算机相连，然后通过智能继电器控制多路独立光源，最后通过系统的反馈信息，实现系统对于照明系统节能的智能控制和统一管理。

对于电子镇流器、电子变压器以及节能镇流器等光源，应选择能耗低、性能良好的用电附件；荧光灯具备无功补偿功能，可以在展览馆或者公共建筑等实现内部照明需求；而紧凑型荧光灯应考虑采取电子镇流器作为附件，气体放电灯则考虑采取电子触发器作为附件。另外，控制灯具的方式也要做出改变，开关应尽量具备节能效果，可更好地实现节能作用；通过灵活、可靠的控制方法，实现节能设计目标。

4、电气接地

电气接地对供电系统的安全性和可靠性起着非常重要的作用，所以电气接地的设计·在电气自动化设计上就尤为重要。针对安全性和可靠性，现阶段电气接地方式有两种：

（1）TN-S系统：一个三相四线加PE线的接地系统，分别是三根火线和一根中性线、一根接地保护线。其优点在于提高了电气设备的安全性、可靠性，大部分情况均采用此系统；

（2）TN-C-S系统：分为TN-C系统和TN-S系统，其中TN-C系统用于进户之前，TN-S系统用于进户之后，二者分界面处于中性线与保护接地线相连处。组合使用TN-C和TN-S系统不仅提高了设备和人员的安全性，还节省了建设成本，兼顾安全性、稳定性和经济性。但如果三相负载不平衡，建筑内有电力变压器时应选择TN-S系统。

5、消防应急照明系统

消防应急照明作为建筑物照明电气自动化设计的重要组成部分，它涉及到这个建筑物在出现意外的火灾事故后楼宇人员疏散、逃生。所以在消防应急照明系统设计时，设计人员要有高度的责任感和使命感。

（1）消防应急照明电源选择

应急照明供电方式的选择时，要充分考虑如下因素：照明的种类、转换时间、持续工作时间以及电源的特性，根据以上因素然后结合工程的实际情况，保证应急照明系统的安全可靠，经济合理。

（2）消防应急照明系统的控制形式

其控制一般分为三种形式：

1）照明系统处于常闭状态，当遇到火灾时由消防控制中心输出信号使照明等点亮。这种控制方式适用的场所很多，有点在于控制及配线简单，节约成本；其缺点是线路及灯具出现故障时很难发现，且需经常检查维护。

2）照明系统处于常亮状态，其优点在于控制及配线比较简单，但缺点是浪费电力。

3）平时可控，采用交流接触器或双控开关，火灾时由消防控制中心输出信号强行切换点亮；其优点是节约能源，节约成本，但缺点是控制及配线复杂，故障多且不易排查。

三、结语

建筑的电气自动化设计，不仅要对整个楼宇的供电系统、控制系统、监控系统进行优化，还要对楼宇的环保节能、消防应急系统进行优化。这样的建筑电气系统运行可靠稳定，节能降耗，安全系数高，这样给业主带来了实惠，又缓解了社会能源供应紧张的压力。

参考文献

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[2]卢建兵.智能建筑设备电气自动化系统设计[J].太原城市职业技术学院学报，2015（12）

[3]付裕.高层民用建筑火灾应急照明设计[D]。林业科技情报，2015（43）

（作者单位：浙江大华系统工程有限公司）