电气自动化在智能建筑设备安装中的应用

毕炜，姚兴树，钟承志

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

随着现代城市的不断发展，城市居民对生产、居住、生活宜居性、舒适度的要求越来越高，越来越多的人购置住宅、办公场所，看中的不仅仅局限于地段及周边配套服务，而更多的关注点集中于本身楼层设置、建筑结构设计及其配套公辅工程的使用的便利性与可靠性，因此现代电气自动化技术在智能建筑的设计与安装上开始逐步大量应用。

2 现代城市智能建筑

随着经济的不断发展和城市人们可支配资产的不断攀升，国内城市居民对居住舒适度的要求不断提升，而在不断攀升的房地产市场价格的紧逼下，居民也开始倒逼开发商不断采用更高效、科学的手段来提升居民建筑的宜居性。而对于写字楼、商业楼等楼盘，由于各个用户生产经营的不同特点使得其对配套公辅工程的要求有着差异巨大的不同需求，这就使得在建筑的设计与安装时必须采用智能化差异化处理才能满足各个用户之间不同的配套工程需要，因此基于电气自动化技术的各类智能服务功能不断涌现，如电气控制系统、门禁与监控控制系统、消防自动报警控制系统、暖通系统、通讯系统等等的设置与安装给住宅、写字楼内用户提供了极大的便利性，这也客观上构成了智能建筑的基本硬件基础[1]。

3 智能建筑电气自动化技术的应用

3.1 智能门禁管理系统

由于目前很多小区居民对个人隐私的要求不断提升，因而很多居民楼在单元楼门下装设了门禁管理系统。这种门禁系统可以很好的避免由于其他住户流动或者外来人员的侵扰对居民造成影响，可以有效地保障居民的人身财产安全和隐私。而这套智能门禁管理系统的设置是极为简单的，即楼道门处设置一个可远程启动的电磁开闭器，居民进入时利用已分配的个人居住密码或者电子钥匙开门，访客可通过开闭器旁的访问电话与住户家庭内的访客固话相联系，得到身份确认后由住户通过告知密码或者通过远程启动开启的方式开门。有一些稍微高档一点儿的小区设置的门禁管理系统还在入口开闭器处设置摄像头，可远程连接到住户家庭固话处，更加方便（见图 1）。

图1 某小区单元楼道口设置的门禁系统

在许多商业楼特别是办公、酒店一体式商住楼内，由于酒店的相对私密性与人员流动的复杂性，因此一般将酒店楼层与尚无办公楼层进行门禁隔断，常见的方式有在各楼层进入时点设置智能门禁系统。也有部分更加规范的地区增加一道差异化电梯控制门禁卡系统，即需要进入酒店的客人需要通过刷酒店门禁卡才能实现对电梯特定楼层的停靠控制，而需要进入商务楼层人员也需要各自的门禁卡刷卡后才能操作到目的地楼层的停靠[2]。

当然，为了消防或其他事故应急状态下的疏散逃脱的方便性与快捷性，一般在设置智能门禁系统时都在门禁内侧设置了手动启动装置，可以不借助密码或门禁卡即可实现强制开门逃生。

3.2 智能监控管理系统

无论小区居住还是商务场所或者是酒店，监控系统都是必不可少的，特别是在预防犯罪和第一时间进行应急响应等方面，以闭路电视为代表的监控系统对于保证居民楼和办公楼的安保、消防、刑事案件预防与侦办都有着极为重要的作用。

一般的做法是将监控摄像头设置在各个监控点然后通过有线线缆的方式将监控信号远传到安保中心的集控平台上，通过集控平台的展示即可实现远程安保的监管，集控平台的服务器具有7×24获取信息及存储的功能[3]。如图2所示为某小区监控平台设置情况。

在具体的应用方面，部分小区、写字楼为了减少成本支出，将信号传输从光缆传输变更为无线信号传输。

3.3 智能电气控制系统

在楼房特别是商业用写字楼、商务楼的日常生产经营活动中各个区域由于不同的特点和需要会导致其各个时段、各个区域用电负荷和用电特点有着很大的不同，因此对于该类楼房的电气控制系统的要求相比一般楼房要高。在商住楼中设置的电气自动化技术主要包括变配电的自动化控制技术以及电气设施的自动化控制技术等方面。

图2 某小区监控平台设置情况

变配电的自动化控制技术主要原理是利用电力监测检测设备对各个用电节点的用电指数、配电参数和电力设施的运行状态进行检测和判断，并将该接收数据远程传输到变配电的自动控制系统平台上，通过内部预置的逻辑来判断某个节点的电力供应情况是否出现异常，如过载、欠压等等，然后进行系统自动输出对应的控制对策给变配电系统的刀闸等控制元件进行调节处置，从而满足现场的使用[4]。除此之外，若检测到某个节点的用电负荷突升也可立即借助蓄电池、电容器等对其进行错峰、削峰处置，防止局部负荷突然提升对整体供配电系统的冲击，保障整体的供电稳定。而如果监测中发现某区域可能出现漏电或严重过载的情况，也可第一时间进行强制切断以保障现场的安全。对变配电设施的各个元件如刀闸、电容器、互感器等等进行远程的检测，如温度检测、负荷检测等等，发现某个元件出现故障，自动控制系统会进行报警诊断，若为参数误报则可经过现场检查确认后消除，若为元件损伤则可第一时间通知电力维护人员进行整修，变配电系统应用的电气自动化监测系统如图3所示。

图3 变配电系统应用的电气自动化监测系统

在电气设施的自动化控制方面，主要控制的内容有公用照明系统的自动化控制以及部分公用电气设施的自动控制等等。如很多楼房内楼梯、走廊等公用位置设置的声感+光感照明灯，在正常情况下处于关闭状态，而在区域位置照度不足且有人员经过时会自动启动，由此能够极大的节约电力资源。还有很多商务楼由于本身结构设计的问题使得很多区域无法得到很好的通风和采光，因此在楼外设置了自动反光或者自动通风设施，尤其是自动反光设施，可以根据检测元件的指令自动调节反光玻璃的摆放角度，从而保障需采光区域内的采光流畅性。

3.4 消防自动报警检测与控制系统

在各类型楼房内特别是高层住宅和商业楼内由于火灾风险较大，一旦出现火灾很难进行有效的救援，因此对于消防自动报警检测与控制系统的依赖性相对更强。

小区住宅内常见的火灾源主要有电力设施或电气设施设备故障引发的火灾、使用违章电气引发的火灾、装修动火作业引发的火灾、煤气或天然气使用引发的火灾、人为失误或者人为故意引发的火灾等等。这些火灾都会根据常规火灾一样有着初起、发展、猛烈、熄灭的阶段，从火灾事故救援的角度看需要火灾检测、报警、控制系统在初起阶段就进行响应和动作。目前市场上常见的火灾报警器主要包括感烟型、感温型、感光型、图像型、气体火灾探测型、燃烧声音探测器等等类型，部分火灾报警器综合了以上两种或两种以上的方式复合式工作。如感烟火灾探测，其具有早期报警的效果，是目前使用最为广泛的一种探测器。感烟火灾探测器可分为离子型、光电型、电容式和半导体型等几种。其中又以离子型和光电型火灾探测器使用居多。而感温火灾探测器则是利用物质在燃烧过程中，释放出大量的热，使环境温度升高，探测器中的热敏元件发生物理变化，从而将温度信号转变成电信号，传输给火灾报警控制器，发出火灾报警信号某火灾报警器的主要构造示意图如图4所示。

目前虽然由于消防设计审查与验收备案的强制性要求各楼房在建设过程中就已经安装落实了这些消防检测报警控制系统，但很多小区楼房由于长时间没有落实维护管理责任，很多检测报警系统并未投入或者已经损坏，无法进行投用，这都给人们生活安全带来了极大的挑战。

3.5 暖通系统

对于很多智能建筑，其暖通系统主要包括两类，①小区住宅当前应用最为广泛的热水供暖系统，如暖气片、地暖等；②商务楼常见的中央空调送风系统，这两类系统在使用中各有各的优缺点。

在小区热水供暖系统中，由于各个用户需要缴费后方可使用，因此常在总管入用户管处设置自控阀门，该阀门可远程联网至供热公司系统，若某用户在合同期内且已缴费，则阀门自动开启供暖；若用户未签约或者未缴纳供暖费则自动阀门自动关闭停止供暖，由此保障供暖公司的利益。而部分小区为了更好的降低供暖成本，在入户侧加装了一个现场控制面板，用户在离家前可以将暖通管暂时关闭或者是在面板中输入开闭时间范围由此实现暖通资源的精确利用，避免浪费[5]。

图4 某火灾报警器主要构造结构示意图

商务楼房的中央空调供暖系统在各个节点设置检测元件，主要检测风压、温度等等信息，根据各个节点的信息反馈情况变频调整空压机或制冷机的运转负荷从而进行合理的调整。这样做的好处是一方面避免长期高负荷运转带来的对空压机、制冷机的磨损影响，延长设备使用寿命，另一方面是能够精确的对各个节点的供应能力进行调整从而保障用户的实际需要。

4 结语

除此之外，电气自动化技术还广泛的应用于智能建筑内的通信工程以及供水系统等等，这些自动化技术的使用与应用一方面能够极大的提升用户的使用体验，提升建筑的宜居性和舒适度，另一方面也能够有效的节约公用工程资源，降低没有必要的资源浪费，对于人们生产生活活动的稳定可靠持续是有着极为重要的积极作用的，在未来智能楼宇建设过程中一定会得到广泛的应用和深一步的探讨。当然，当前其在具体的应用中还存在着很多的问题需要未来进一步的研究与解决。