山东文德工程设计有限公司
摘要：高层建筑电气自动化设计是一项比较复杂的工作，结合电气工程及自动化技术，两者灵活运用，可达到人们对建筑技术的需求。所以，分析高层建筑电气自动化设计的要点，对高层建筑的发展及实施具有非常重要的意义。
关键词：高层建筑；电气自动化；设计
一、高层建筑电气自动化设计的内容
由于现在装置的变配电设施中，具备监视、控制或辅助操作功能，在对电气进行设计时，只要根据用电设施标准和加工规范条件开展高压低压配电体系，进行策划[1]。按照供电单位的状况及用电设施标准进行开展高压低压配电体系的二次测量、掌控及维护的策划；按照加工掌握标准和自动化掌控的需求，开展配电体系尾端的的用电设施对流图策划进行掌握；根据在用户界面管制电脑中所显示的的掌控流图，按照相关规定监督并掌握软件及仪表体系的动态；最后需要开展的是电气设施的装置、电线的连接和铺设的策划。
二、高层建筑实施电气自动化技术的优势
现代高层建筑采用了电气自动化系统，对电梯系统、通风系统、给水排水系统、中央空调系统、照明系统、配变电系统等进行集散控制，提高建筑管理水平与使用效率。由于高层建筑电气化自动系统建设涉及的内容十分广泛，电气自动化已经成为了高层建筑工程施工中的重要组成部分。国家也相继颁布了《民用建筑电气设计规范》等规章条例，用于规范、指导建筑电气自动化施工。高层建筑实施电气自动化技术的优势主要表现在以下几个方面：
1、实现了建筑设备的高效监控
现代高层建筑往往规模较大，并且具有复杂的结构，建筑内部有着繁多的、功能多样的、结构复杂的电气系统组件。采用传统的运营管理方式，容易产生管理盲区，埋下安全隐患。而采用电气自动化技术，进行“采集、处理、反馈，对电气系统进行实时的数字化监控，将控制中心指令及时地传达到各个系统当中，并将系统的反馈信息传达至控制中心，从而实现不间断的、实时的、高效的控制与管理。
2、提高了建筑电气系统之间的联动性
运用电气自动化技术能够将高层建筑中的空调系统 消防系统、照明系统、配电系统等联结成一个有机的整体，提高各个系统之间的联动性。例如，在水管爆裂、火灾等紧急情况下，电气自动化系统可以进行自动判断、识别，形成及时的应急处理方案，协调地开放喷淋灭火系统、调整水压、开启紧急照明系统等，有效地促进了各个子系统之间的互动。
3、增强建筑电气系统的安全性
因为电气系统自身具有一定的危险性，环境变化操作事物、设备故障等均有可能造成系统发生安全事故。采用电气自动化技术能够对建筑电气异常情况做出及时的反应，在出现故障事故时还可以通过遥控模式进行处理，降低了维修管理人员维修故障时的意外风险。
4、计算精确、数据完备
采用电气自动化技术能够综合故障处理、操作流程等数据，并且建立清晰准确的数据库，能够为建筑设备的运行管理提供客观的参考依据。
三、高层建筑电气自动化设计的要点
1、中央控制系统
中央控制室主要通过变配电，直接实现回路供电的应用。在高层建筑的中央控制室中，需要配备专用配电盘，且负荷等级在高层建筑最高级别以上。一般情况下，系统的供电电源电压上下浮动不超过10%，频率变化在1Hz之内。在中央管理计算机中，配有不间断的UPS供电设备，其容量需满足高层建筑中的用电设备总和。另外，应尽量保持中央控制室与控制负荷中心接近，并和变电所、电梯机房、水泵房等保持一定距离。
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2、运行监控系统
高层建筑中的电气监控系统，主要作用为监控设备运行情况以及发生故障的可能性。一旦设备出现故障，需及时停止工作，避免故障进一步扩大，影响高层建筑整个电气系统的正常运行。电气监控系统的运行，主要包括以下要点：在系统的测量过程中，通过确保设备正常运行，将运行参数输入到监控系统中，谨慎处理测量参数，并进行显示，将预设值与检测参数进行对比分析，以此掌控系统运行状况。如果电气监控系统经过逻辑判断，发现故障，需将保护信号输出并开启执行元件，以此保设备动作。在程序执行环节，可进一步放大逻辑信号，并参考预设指令信息，完成任务。应该注意的是，在电气监控系统中，需要监控诸多物理量参数，自动化水平较高，需要设置单独的保护装置，以确保设备正常运行。
3、电气自动化在电气接地系统的设计
TN-S系统是电气接地系统中最重要的一种，中性线与保护线分开，将一个三相四线和PE线组合的接地系统。通常，在建筑工程项目中设立单独的变电/配电所的时候，常常采用这种系统。PE不导电，中性线N是外露可导电是此系统的优点。需要注意的是严格的独立分开中性线N和PE线，二者的接地点是变压器的中性点，除此之外，没有任何的接地点。此系统的PE线本身没有电流，对地没有电压，安全系数高。
通常，低压供电系统的民用和工业建筑使用TN-S系统。在复杂建筑中运用时，要采用技术方法与TN-C-S接地系统相似的。在一些电子设备的应用上，如果电子设备有特殊要求，一般也可以采用TN-S系统。具体考虑系统在使用上的出现的问题。仔细考虑在复杂建筑运用TN-S系统，在这种建筑中，电气工程设备用电以单相为主，在负荷方面，占的比重相对较大是单相方式，所以随机电流负载于中性线N中常常出现。在建筑中照明的荧光灯等设备用电使用量比较大，外加上三次谐波存在于N线中，二者一同作用在N线上，加大电流量，不安全因素随之升高，事故容易发生。假如N线接在PE线上，加上与设备外壳接触，更加严重的灾难事故更容易发生。因此，要充分考虑安全因素，保证电气工程的顺利运行。
4、消防应急照明系统
消防应急照明作为高层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。电源选择的三种形式：电网独立电源供电，柴油发电机组供电，采用蓄电池电源。
（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。
四、结束语
当前高层建筑中已经广泛应用到电气自动化设计。应积极转变设计观念，结合现代化设备的实际应用状况，实现科学、合理、完整的电气自动化设计，把握设计要点，实现节约资源的目标，确保电气设备安全、稳定运行，具有一定现实意义。
参考文献：
[1]张宏喜.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，2011
[2]付丹.高层建筑的电气自动化设计的重点[J].民营科技，2013，09：75.
[3]李平.超高层建筑电气设计要点简析[J].现代建筑电气，2013
论文作者: 孙福全,邢志强,宋奇
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第14期
论文发表时间:2019/6/11
标签：系统论文; 高层建筑论文; 电气自动化论文; 电气论文; 设备论文; 建筑论文; 监控系统论文; 《建筑模拟》2019年第14期论文;