探究建筑电气技术与智能建筑热点问题论文_朱飞

中信建筑设计总院有限公司 湖北省 武汉市 430014

摘要:建筑行业不断发展,人们对建筑工程建设也提出了很多新的要求。现阶段,智能建筑在建筑工程建设中占有比例逐渐提升,社会对智能建筑工程建设也非常关注。智能建筑中想要将各项功能都可以良好的发挥出来,必须要严格保障智能建筑电气设计质量,从而使得各项电气设施可以安全、稳定运行,将自身具备的优越性能充分显现出来,为人们提升优质的生活、建筑空间。本文就是对建筑电气技术和智能建筑热点问题进行深入研究,希望对相关人员有所启示,促进我国建筑行业不断发展。

关键词:建筑;电气技术;智能建筑;热点问题

引言:智能建筑与传统建筑进行综合性的对比,智能建筑功能更加全面,但是建设难度也相应提升。智能建筑应用先进的科学技术加强建筑运行监督控制,其中包括自动化技术和通信技术等,使得建筑使用功能进一步强化和完善。这些先进科学技术应用都离不开电力能源的支持,智能建筑对建筑电气设计有着较高需求。设计人员需要严格把握智能建筑设计要点所在,明确可能影响智能建筑电气系统安全稳定运行的不良因素,才能保证智能建筑电气设计的合理性和优质性。对建筑电气技术与智能建筑热点问题进行探究是具有现实意义的,下面就对相关内容进行详细阐述。

一、智能建筑及智能建筑电气设计基本概述

智能建筑主要是应用先进的科学技术,将建筑设计、电气工程线路布置和设备结构等众多内容与计算机、通信技术进行有效结合,使得建筑内部众多设备在实际运行过程中可以受到密切监督和控制,从而将建筑使用功能更为良好的发挥出来,为人们的生活、工作提供更多便利。智能建筑电气设计与传统建设电气设计相比较难度性有所增加,设计人员在设计工作开展过程中需要综合性考虑,这样才能使得智能建筑电气设计满足智能建筑工程建设的实际需求,为智能建筑高效运行奠定良好基础。智能建筑是在建筑平台上实现的,智能建筑中弱电系统的设备和线缆安全必须依靠电气技术,如:电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术、屏蔽技术、防静电技术、布线技术等诸多的电气技术来支持。

建筑供配电系统负责向整个建筑物提供电源,智能建筑要求供配电系统的电流容量大、电压稳定有效、电路安全,为满足这些要求,在短短二十多年中,供配电系统的技术和产品发生了巨大的变化,许多设计的理念也随之发生了巨大的变化。目前在建筑中所采用的光源,有很多种品种可供选择,光源朝着发光效率高、光色好、显色指数高的方向发展,出现了节能型气体放电光源和场致发光器,灯具也在不断提高其效率和配光形式,以利于各种不同场合的应用。智能建筑内的各种弱电系统如计算机网络系统、安全防范系统、火灾自动报警系统、有线电视与卫星电视系统等,容易受到雷电、电火花、电网瞬变、高次谐波等各种电磁脉冲的干扰,因此防雷、接地、屏蔽、滤波等技术得到改进,出现了SPD电涌保护器、漏电保护器、剩余电流监视系统等保护设备,有力地加强了对建筑内的电气设备和人身的保护,大大提高了供配电系统的安全性。

二、智能建筑电气设计现状及遵循的设计原则

(一)智能建筑电气设计现状分析

智能建筑电气设计从整体方面进行分析,设计人员注重对可再生能源的开发应用和,其中包括太阳能和风能等,使得智能建筑也可以呈现出“绿色”特点。我国智能建筑电气设计人员在实践中不断总结、积累经验,使得智能电气设计发展取得了一定成就。但是深入调查发现,在智能建筑设计活动开展过程中,因为受到技术缺陷等众多因素限制,导致智能建筑电气设计质量和设计效率并不良好。具体表现为以下几个方面:智能建筑电气设计人员在对照明系统进行设计时,对照明光源选择不够慎重,不能合理化的布置照明光源,导致智能建筑运行对电力能源消耗巨大,电力能源应用效率较低。还有就是建筑电气设计人员对建筑通风设计并没有给与更多关注,导致建筑室内很多大功率的空调设备高频率应用,不仅对建筑电气系统运行协调性造成不良影响,同时也使得建筑电力能源消耗逐渐提升,增强了智能建筑运行的成本投入。

(二)智能建筑电气设计需要遵循的原则

设计人员在对智能建筑电气系统进行设计过程中,需要综合性的进行考虑,并且严格遵守相关设计原则,从而保障智能建筑设计的合理性和优质性。第一条原则就是要保障建筑工程各项功能可以正常发挥。在智能建筑电气系统设计中,如果线路布置不合理、建筑照明系统设计存在缺陷,都会对智能建筑功能发挥造成非常不良影响,对人们正常生活和工作也会带来一些负面影响。第二条原则就是注重提升智能建筑的节能性。智能建筑电气系统运行中存在一些无用损耗,这些损耗存在降低了智能建筑电力能源应用效率,同时也导致很多资源的价值不能充分体现出来。所以在智能建筑电气设计中需要减少这些无用损耗,强化智能建筑的节能特性,应用有效措施进行有效改善,智能建筑实现可持续发展奠定良好基础。第三条原则就是设计人员需要注重增强智能建筑电气设计的经济性。不能盲目性的进行设计工作开展,需要结合智能建筑工程建设的实际情况,避免设计与投资额度存在较大差异,使得智能建筑电气工程建设成本投入控制在合理范围内。

三、智能建筑电气设计中应注意的相关问题探究

智能建筑电气设计需要注意的设计事项主要集中于配电系统设计、消防防火及防雷设计、智能电气照明设计等方面。三亚凤凰国际机场航站楼西扩工程在电气设计中采用了科学合理的设计方法,有效促进了航站楼各项建筑功能的发挥。该扩建航站楼占地面积达到17324.6m2,共有两层建筑层数,一层作为架空停车场及架空车道;二层设计为候机厅及登机廊桥。本文结合三亚凤凰国际机场航站楼西扩工程,对智能建筑电气设计的注意事项及设计要点加以分析。

(一)智能建筑供配电系统设计

在智能建筑供配电系统设计中,要对建筑物内部各系统的用电负荷等级加以确定,在供电电源上应采用110kV电源两路独立供电,在供电方式上采用单母线分段设计及自动切换设计,使用电缆作为电源进线设备,在建筑层配电系统中应以混合式系统为主。如建筑层数较多,应采取分区供电的设计方式,可在建筑物顶层、中间层及地下层设置相应的变压器。在变压器的运行上采用解列方式,并设置联络开关。三亚凤凰国际机场西扩航站楼在供配电设计中,采用了10kV智能电源两路独立供电,在电路敷设上主要使用电缆材质,在供电备用电源上,柴油发动机可以在两回路供电失效后自动承担供电任务。在供电等级负荷划分上,廊桥区域供电、行李转盘及航站楼照明系统被确定为一级负荷,二次负荷则包括航站楼的扶梯、插座及空调等。在供电变压器的选择上,航站楼主要选用干式变压器,在照明系统供电中,采用规格为1600kVA的两台变压器进行平均供电,每台变压器的负载率在46~86%之间。在电容器设计中,采用自动循环切换设计方法,在高低压柜的二次接线上,采用了上进下出的连线方式。

(二)智能建筑消防及防雷系统设计

智能建筑消防系统设计主要是对消防控制系统及火灾监控系统进行设计,在消防控制系统设计中,应将火灾报警控制及联动装置作为设计关键及核心,借助火灾控制器的信息数据采集及分析,信号传输功能,对建筑内的火灾情况进行报警。在获取信号后,联动控制器对消防设备做出指令,开展灭火工作。在防雷系统设计中,应综合采用防雷网、避雷短针、引下线、能避雷带等设备。

(三)智能建筑电气照明系统设计

建筑电气智能照明系统设计,其要点如下:①提高节能灯具的使用频率,减少普通照明灯具的数量,以充分发挥节能灯具的节能效果;②充分借助自然光照进行照明,在智能建筑内部设置采光井,将自然光进行采集利用。在建筑室内照明中,选用透光性较好的材料,提高自然光及室内光的利用效率;③在照明灯具控制上,设置声光控开关,以达到最大化降低能耗的目的。三亚凤凰国际机场西扩航站楼在照明灯具上以LED等为主,在照度数值上设定为不小于200lx,智能工作场所及办公室采用了吸顶灯及嵌入式灯盘。应急照明主要以普通照明灯具为主,设置有自锁继电器及备用电源,以保障应急照明始终处于恒定照明状态。航站楼的疏散及出口指示灯受智能照明系统控制,该系统由控制总线、智能面板、开关模块、电源模块及计算机监控系统构成。照明控制系统凭借其网络拓扑结构可以与其他电气系统进行通信及数据传递,在火灾预警系统启动后,灯光回路会自动打开,有效保障了建筑物各项设备的照明需求。

四、建筑工程智能化电气设计

(一)智能建筑供电配电的监控管理系统

设计智能建筑电气化的时候,是想要供电配电的监控管理系统能够对建筑的各设备用电状况进行实时监控达到的目的,同时还要满足用户的实际用电要求,做到降低电能消耗的要求。同时,该系统要能够做到在智能化建筑电气设备有隐患出现的时候能够及时发现和处理解决,确保建筑的用电安全,从而减少了电力系统运营成本同时也延长维修时间。此外,实现智能电力配电管理系统的全自动化管理和远程遥控,可以全方位调配供电设施,在无人看管的时候可以自动管理,把相关信息发布到网上,给用户查询提供了方便。

变配电房能耗监控系统图

(二)智能建筑中的温度、照明等控制系统

在建筑工程中温度、照明控制系统是一个重要的部分,而有一些控制系统的目标是一致的比如空气质量控制系统、温度控制系统和照明控制系统等,但是往往这些控制系统的目标和设备步调不统一,甚至出现互相干扰的情况;照明控制系统的控制目标主要涉及建筑工作灯、周边灯、环境灯以及室内遮光设备等。现在智能化建筑中的电气设备往往需要很多的程序,想要实现多方面配合,就需要向相关的厂家制定进货,但是由于各种零件的标准不同,加上信息流和被控目标的不确定性和复杂性,无形中增加了控制系统的复杂度,不利于电气设计工作的顺利开展。

(三)建筑电气自动化控制系统

二十一世纪是科技发展迅猛的时代,自动化因为其诱人的前景和利益已经成为各行各业的新宠。在建筑工程中,电气自动化设计是需要借助网络通信技术、计算机技术、仪表等设备,来实现对建筑内部各用电设备的实时监测。应用电气自动化来全面检测建筑的设备安全问题,能够提前预防,解决隐患,减少了资源浪费和节省了换设备的资金,极大地提高电气管理效率与用电安全系数。

楼宇自动化系统图

(四)开发新能源,使用新技术

(1)太阳能是目前人们可利用的最大的自然资源,其因为污染小、能源足、可利用率大等特点备受喜爱。今太阳能被应用于众多的领域,比如太阳能热水器是生活中常见的设备,因为利用太阳能节省了很多电量;(2)风能的使用,利用风能发电是现在常见的,荷兰是利用风能发电最多的国家。利用风能发电十分干净,噪音小;(3)大力开发半导体照明技术。半导体照明具有使用时间久、能耗低等特点,LED智能材料是其的代表之一。目前,LED已被广泛的用在各种商业活动当中,比如智能LED荧屏、艺术照明、交通标志灯等等。

智能在设计过程中,一定要根据客户的实际要求和建筑的本身需求,选择合适的电气设备和相适应的控制系统,这样可以让各个系统和设备更好的配合,发挥其最大的价值和用处,使智能化建筑变的更加完善。而且在可能降低设计成本的前提下,提高设备的使用率,可以使系统达到客户满意的程度并且简化系统。

目前,我国的建筑市场建筑智能化的竞争越来越激烈,为了推进建筑智能化的进一步发展,集约化是必要经过的一步。促使智能建筑产业向集约化的方向发展,可以为企业带来可观的经济利益,还能提高工作效率。因此建筑电气设备的集约化是提高我国建筑智能化市场竞争力的重要措施。

参考文献

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[2]邓泰明,邓民炜.试论关于智能化建筑与建筑电气[J].科技与企业.2015(03)

[3]袁海锋.浅论建筑电气技术在智能建筑中的应用[J].信息化建设.2015(05)

[4]齐广飞,王玉梅.浅谈智能建筑电气设备集成的优化技术[J].中国房地产业.2015(08)

论文作者:朱飞

论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期

论文发表时间:2016/10/15

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