智能建筑设备电气自动化系统设计探析

宋 龙

（逸文环境发展有限公司，河南 新乡 453000）

建筑电气是以电气技术为手段，在有限空间内，为创造人性化的生活环境的一门应用学科。建筑电气指的是，在建筑物中，利用现代先进的科学理论及电气技术所构建的电气平台，统称建筑电气。设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。建立完善智能建筑电气自动化系统，通过控制系统对设备进行全程的管理和监控，不仅能够降低资源消耗，而且能提高电气系统的工作效率，节省人工成本，提高建筑设备运行的可靠性和舒适性，延长设备的使用寿命。随着我国社会主义市场经济和数字化技术的高速发展，未来建筑业的发展重点会更倾向于智能化建筑，提高电气自动化系统设计水平，对推进我国建筑行业可持续发展具有重要意义。

1 智能建筑自动化系统工作原理

智能建筑设备自动化系统本质上是一个综合管理系统，其包含计算机及其网络技术，自动控制技术和通信技术等内容，致力于构建安全、舒适的办公环境，并且达到现代高效节能的要求。该系统构成部分主要有中央监控计算机、中控制设备、现场控制等设备以及两级网络（分为一级网和二级网），其中一级网络便是局域网，而二级网络则为工业控制总线。中央监控计算机作为最高级别的控制设备，而主控制设备则作为二级控制设备，两者之间通过一级网络相连。通过二级网络与主控制设备相连的现场控制设备，称之为三级控制设备，其主要工作是操控现场设备。传感设备与执行设备则可称为第四级别控制设备。这一连接方式使得现场各控制设备能够独立工作。

2 智能建筑电气自动化系统设计思路

智能建筑电气自动化系统的设计，首先在了解用户需求的基础上，通过调查、走访等形式对建筑内设备及设备自动化系统的情况进行数据收集；其次要设计功能子系统方案，编制BA系统监控点数表，对各种参数进行统计和汇总，最后由设计人员绘制施工图纸，并对系统设备进行配置。

1）电源要求。作为智能建筑电气自动化系统的主要部分，电源的设计要保证满足系统内各设备的用电负荷。Ⅰ类系统的电源设计，在有UPS设备的情况下可以采用放射式或者树干式的供电设计方式；Ⅱ类系统的电源设计，可以采用临近电源供电的设计方式；含CPU控制器的电源设计，必须维持不低于72h的运行时间，以支撑系统内各类控制器的运行，满足在特殊情况下较长时间的供电需求。

2）控制器要求。在电源的支撑下，现场控制器只有达到一定的设计标准才能满足智能建筑的要求。首先，现场控制器要远离管道、线路等有电磁干扰的设备，以保证顺利运行；其次，现场控制器的输出及输入要符合系统设备的需求，并预留出不低于20%的余量。现场控制器的设置要综合考虑系统管理方式，以及安装、调试、维护的方便性和经济性，设置位置要相对集中，采取防潮措施。

3）布线要求。电源布线要符合智能建筑的规范要求；网络通讯可以参照网络通讯线路环境进行灵活布线；信号线要严格选用控制电缆，对信号传输线路采取分槽、分管的方式，以保证其运行的独立性和可靠性；对于网络控制器和计算机等电子设备，在布线的时候要确保其工作接地与其他弱电工程的共用接地干线之间保持有效连接，以满足智能建筑对各电气设备独立运行的需求；另外，为保证系统运行的稳定性，还需要为部分线路设置专门的导线。

4）中央控制室选址及设备要求。中央控制室的选址和系统设备的分配都要严格遵守安全性原则。中央控制室要尽量靠近控制负荷中心，与强电磁干扰的场所保持15m以上的距离；操作距离要大于1.5m，检修距离要大于1m；操作台要根据其排列长度预留出相应的通道，并避免阳光直射；此外，中央控制室要尽量采用抗静电设备。

3 智能建筑设备电气自动化系统设计要点

智能建筑电气自动化系统一般包括四个子系统，即给排水系统、通风和空调系统、供电系统以及照明和动力系统，各子系统对智能建筑中各个设备都发挥着智能管控的作用。

1）给排水系统。给排水系统分为给水和排水两个方面，且都需要借助水泵和传感器来开展工作。给水系统一般有三种方式:水泵直接给水方式、高位水箱给水方式和气压罐给水方式；室内排水一般情况下采用重力流直接排放。给排水系统的设计，可在水泵位置安装传感器，监控给排水系统的运行参数，还可以通过监控水压来控制水泵运行；利用传感器对最低报警水位、溢流情况和启泵液位进行检测。给排水系统要确保各自动化设备的协调性和统一性，以提供可靠的自动化智能控制。

2）通风和空调系统。通风系统一般用来检测相应空气中一氧化碳与二氧化碳的含量，当二者浓度超过一定限度时，该系统会自动启动风机，先净化、排除受污染的空气，再从室外吸入新鲜空气，达到改善空气质量的目的。空调系统一般包括集中式、半集中式和局部空调系统；空调系统大多通过制冷来实现压差旁通控制、冷却水温控制、设备启停顺序的控制等；通过热水控制系统来实现交换器二次热水出口温度控制等；利用风机盘管监控系统控制风机盘管、风速和电动阀门等；利用空气处理监控系统来控制回风的温湿度和启停时间等。

3）供电系统。智能建筑耗电量大，对电力质量的要求很高，有必要设置备用电源，防止突然停电影响变配电系统的正常运行，避免因设备停用造成经济损失。智能建筑的变配电控制系统能够进行设备状态监视、参数检测、电量计量及故障报警等，可保证自动控制系统能够正常运转。

4）照明和动力系统。照明和动力系统不但需要满足智能建筑对设备的控制需求，还要实现整个系统节能。现阶段大多数智能建筑都属于高层建筑，对照明用电以及电梯等设备系统的动力需求都很大。因此，在保证系统用电需求的基础上，要做好节能设计，增强智能控制系统的控制能力。

4 结束语

总之，在建筑设备电气自动化系统设计中，需要明确各子系统的功能，并采用先进的技术和良好的实用性，保证系统运行的安全和稳定，并考虑到产品的运行可靠和稳定，布线合理，确保系统的正常运行。同时系统越来越复杂，投资也越来越大，运行维护成本在不断增长，因此在设计电气自动化系统时，应在符合实际情况的基础上，尽可能的降低成本和运行费用，并做好节能环保的工作，最大限度的发挥建筑设备电气自动化系统的先进性。