黃功橋
(深圳宏偉時代自控有限公司,廣東深圳 518000)
近年來,隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的生活水平越來越高,各種新技術層出不窮,使電力自動化在智能大樓中的應用越來越廣泛,甚至可以說,電力自動化已經(jīng)成為建筑工業(yè)發(fā)展的趨勢。電力自動化應用于智能建筑,簡而言之,就是利用電力自動化系統(tǒng)的核心組織,進行各種線路的集成,確保與建筑中的設備通信的自動化,實現(xiàn)建筑的智能化。特別是近年來,由于建筑使用者對智能化的需求增加,智能大樓所使用的電氣自動化技術也有了很大的發(fā)展。同時,這種集服務、管理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為一體的智能大樓,在為用戶提供舒適、安全、節(jié)能、高效的辦公空間和居住環(huán)境的同時,也極大滿足用戶個性化的需求。
高樓大廈的建設離不開建筑物的電力系統(tǒng)。建筑自動化控制是指建筑、通信、事務等。電力自動化是智能建筑的核心,是整個建筑自動化水平的關鍵,也是整個建筑自動化系統(tǒng)能否有效工作的關鍵,從某種程度上說,它適應了綠色、節(jié)能的新趨勢。
電力自動化技術在智能化建筑中的應用主要通過計算機、網(wǎng)絡、自動控制等技術,實現(xiàn)建筑物內(nèi)各種設備和通信的遠程控制,從而實現(xiàn)建筑物的遠程調(diào)整和修理目的。
配電變壓器是智能建筑電氣自動化的核心設備。在進行供電配電網(wǎng)的設計時,首先必須承認其容量,但以往的電力設備大多已經(jīng)“超齡”,從低效率情況下的長時間使用供電線路來看,該照明系統(tǒng)中的光源、照明器具選擇有缺陷電動機牽引系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方案設計上存在不足等問題。
從實際生產(chǎn)、工作、學習效率、生活質(zhì)量的觀點出發(fā),必須遵守以下原則。
(1)規(guī)范的使用原則。根據(jù)機械和電氣設備的負荷能力、電力供給的穩(wěn)定、安全可靠性等要素,確保建筑物的電氣系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)建筑物整體的電能的合理使用。
(2)實事求是的原則。從建筑的整體情況出發(fā),從設備、建筑材料等方面進行切實可行的選擇,最適合建筑的實際情況,保證建筑智能化程度的提高。
(3)節(jié)能優(yōu)化標準。電力自動化可以有效、合理地配置大樓的整體布線,通過電力供應、配電線路的優(yōu)化和分析,可以最大限度地發(fā)揮建筑物的結(jié)構(gòu)功能。
(4)現(xiàn)實需要指南。通信網(wǎng)絡整體生產(chǎn)過程的管理和控制系統(tǒng)必須嚴格按照現(xiàn)實需求,充分考慮管理目標的實際需求后才能進行需求設計,手工設備的展示設計必須符合現(xiàn)實要求。
(5)開放接口規(guī)格。為了確保通信網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的智能化和信息化,必須考慮開放接口。由于根據(jù)地理位置的不同,數(shù)據(jù)的傳輸和對每個區(qū)域的要求不同,所以需要開放的接口。因此,應嚴格遵守開放接口的指導方針,與第三方的應用軟件連接,確??梢栽诓挥绊懼饕δ艿那闆r下使用或開發(fā)新的應用程序。
(1)智能建筑應用電氣自動化,可實時監(jiān)控整個建筑設備的操作。特別是具有多種功能的大型建筑物,其電氣自動化系統(tǒng)的部件種類繁多,結(jié)構(gòu)體系變化,功能復雜。因此,單純依靠人工作業(yè),容易造成安全隱患的工作模式被現(xiàn)代化的工作方式取代了。在現(xiàn)代化的智能建筑中,電力自動化將實現(xiàn)對整個建筑的數(shù)字化實時監(jiān)控,將來自每個系統(tǒng)的指令傳送到每個系統(tǒng),并將反饋結(jié)果反饋給控制中心,實現(xiàn)了實時高效地自動化。
(2)智能建筑中電氣自動化的運用,對改善建筑的連通性起著重要作用。自動化不僅要統(tǒng)一建筑物的消防、通風、照明等功能來改善各系統(tǒng)的連通性,而且確保各子系統(tǒng)的最佳配置和連接也是重要的。
(3)智能建筑應用電氣自動化,確保建筑物安全。智能建筑本身有安全隱患,無論是設備本身還是操作上的問題,還是環(huán)境的變化,都會給建筑的安全帶來巨大威脅。自動化技術可以迅速響應系統(tǒng)中的異常因素,從而有效避免風險,并通過遠程操作,將各種突發(fā)事件對整個建筑系統(tǒng)的負面影響控制在最小限度,從而保證人員生命安全。
(4)智能建筑應用電氣自動化,保證操作數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。電力自動化系統(tǒng)集成了運行過程、故障處理等數(shù)據(jù),可以建立更準確、更詳細的數(shù)據(jù)庫,為今后的優(yōu)化方案提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
隨著人們生活水平的提高,對居住環(huán)境的要求也越來越高。電力自動化是建筑智能化的重要部分,例如廣泛應用于供水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等建筑智能化。
將電力自動化技術引入建筑智能化(圖1),在人流較大的地方設置人體感應控制,在辦公區(qū)實現(xiàn)自動控制照明、智能窗簾、自動熄燈、廁所照明、空調(diào)通風等智能化控制已成為現(xiàn)實。讓人們的生活更方便、更高效、節(jié)能、環(huán)保。建筑智能化以其智能化、自動化管理能力受到當今社會的高度重視,為了吸引更多顧客,將高科技的電氣自動化技術引入建筑智能化,使其功能多樣化、智能化。電力自動化技術在建筑智能化方面的運用,利用計算機技術實現(xiàn)了建筑控制,使人們的生活更加高效便利。
圖1 智能化建筑中的電力自動化技術應用圖
電力自動化是電子信息技術和計算機網(wǎng)絡技術相結(jié)合的產(chǎn)物,實現(xiàn)了整個大樓的動態(tài)實時監(jiān)控?,F(xiàn)代建筑物的功能越來越多,為了更好地保障整個建筑物的安全,住宅區(qū)和大型購物中心都必須配備大量的監(jiān)控設備。傳統(tǒng)的建筑監(jiān)測系統(tǒng)可以在一定程度上完成數(shù)據(jù)的收集,但是其管理難度高,對人工的依賴性強,并且存在大量的盲區(qū),難以實現(xiàn)對建筑的全方位監(jiān)測。電氣自動化系統(tǒng)可以通過電子信息技術將編程語言輸入到監(jiān)視設備的芯片中,并根據(jù)請求執(zhí)行。同時,大樓中的所有監(jiān)控設備都連接到網(wǎng)絡,管理者可以在這里進行整個過程,同時,可以通過計算機進行實時監(jiān)控,從而提高監(jiān)控效率。
實現(xiàn)建筑智能化離不開消防、照明、通風等多個智能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)合作。在引進電力自動化管理技術之前,各系統(tǒng)彼此獨立,各系統(tǒng)的智能度高,但整體功能和聯(lián)動性差,難以確保建筑智能化系統(tǒng)整體的協(xié)同運行。例如,大樓發(fā)生火災時,除了啟動應急系統(tǒng)滅火外,還應打開應急照明系統(tǒng)和通風系統(tǒng),讓人員迅速避難,減少火災的危險。為了同時滿足各系統(tǒng)的功能,需要導入電力自動化技術。電子自動設備技術可以將各系統(tǒng)的中央控制器連接到“串聯(lián)”,使計算機成為各系統(tǒng)的“大腦”,在突發(fā)事件發(fā)生時,通過計算機協(xié)同控制各系統(tǒng),實現(xiàn)建筑智能化的目的。
電力自動化技術在建筑智能化管理中的應用可以運用現(xiàn)有信息來運營,并且可以達到智能分析和智能控制的目的。計算機內(nèi)存中手動設置了許多數(shù)據(jù)信息,并包含了詳細的處理方法。在電力自動化系統(tǒng)的前端裝置收集到關于建筑物的信息后,將其轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù),對應于數(shù)據(jù)庫中的每一個業(yè)務流,一旦配對成功,就自動調(diào)用數(shù)據(jù),進行一系列處理。例如,大樓發(fā)生火災后,自動控制的前端傳感器接收熱量,當溫度超過標準時會觸發(fā)警報。火災警報信號對應于倉庫中的數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)火災的自動呼叫。
在智能建筑中,機電系統(tǒng)由建筑自動化系統(tǒng)監(jiān)控,主要包括新風系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷熱源系統(tǒng)等。文章簡要介紹智能建筑中的新風系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和中央工作站系統(tǒng)的應用。
(1)關于新風和空調(diào)系統(tǒng)的應用。智能建筑新風系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的電氣自動化監(jiān)控范圍包括:新風系統(tǒng)的送風溫度和濕度、空調(diào)系統(tǒng)的還風溫度和濕度、防凍開關狀態(tài)的監(jiān)控、風扇狀態(tài)是否正常、包括新風系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)是否被建筑和自動控制。
(2)照明。智能建筑的電氣自動化監(jiān)測,主要控制明電路,包括大樓樓層的公共照明、大廳照明、故障燈、泛光照明等。照明系統(tǒng)根據(jù)功能劃分為幾個領域,通過照明控制系統(tǒng)設置各開關,實現(xiàn)節(jié)能。另外,也可以根據(jù)功能進行自動變換設定,滿足不同的功能要求。
(3)在供水和排水方面的應用。智能建筑的電氣自動化供水系統(tǒng)主要監(jiān)視生活罐、水池、消防罐等。檢查罐的高低水位是否在正常范圍內(nèi)。檢查排水泵、消防排水泵、生活水泵、消防升降機排水泵的工作情況。監(jiān)控生活水泵、消防水泵、逆變器泵等設備運行情況,保證水泵運行良好。
(4)適用于中心工作站。中央工作站是智能建筑電氣自動化的核心,主要監(jiān)測整個監(jiān)測點、運算和數(shù)據(jù)存儲。中央工作站系統(tǒng)是建筑自動化系統(tǒng)的重要部件,由打印機、主機、顯示器等構(gòu)成。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物整體的控制裝置的集中管理和顯示,實時將相關信息反饋給操作者,使用者可以直觀地看到界面,管理者在計算機上容易進行管理,方便快捷。
(1)TN-C-S 系統(tǒng)。偽三相五線系統(tǒng)在三相四線PEN 線指定的距離內(nèi)接地,在入戶端附近接地,然后用五線制到達用電設備。對設備的直接用戶進行配線確認。在TN-C-S 系統(tǒng)中,一般采用干式智能建筑供電區(qū)或變電站,在入口反復接地,中性線和保護導線在入戶后直接接地,不需要其他電連接。另外,中性電線可以充電,但是PE 線不能充電。通過采用接地裝置,可以有效保護裝置,確保裝置的安全和穩(wěn)定。因此,在智能建筑中,TN-C-S 是適當?shù)慕拥胤绞健?/p>
(2)衛(wèi)星導航系統(tǒng)。在智能化建筑的供應、配電網(wǎng)絡中,接地系統(tǒng)的設計是影響電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要因素,因此應加強對其設計的研究。特別是現(xiàn)在,隨著智能化建筑的建設速度越來越快,地面系統(tǒng)的設計也產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。TN-S 系統(tǒng)采用三相五線制,三相五線制變壓器在一定范圍內(nèi),三相五線制PE 在一定范圍內(nèi),在小區(qū)入住附近。五線供電裝置可以對設備的直接用戶進行指定。該系統(tǒng)通常用于大樓內(nèi)的獨立變配站的時間線,但NS 系統(tǒng)是智能大樓的接地系統(tǒng),如果計算機等設備不具備個性化要求,則被廣泛使用。
(3)直流接地系統(tǒng),在建筑智能化建筑中必然涉及各種設備、通信、自動化的控制。微電子是計算機設備輸入和獲取信息的過程中不可或缺的一部分,同時各種設備之間也存在因特網(wǎng)。因此,為了確保通信的準確性、安全性和時效性,不僅需要高功率供電,還需要具有一定的基準電壓。在選擇直流接地時,選擇絕緣導線,一個連接到電氣裝置,一個連接到基準電位。
電力自動化是智能建筑智能化水平的關鍵,對我國建筑業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動作用。隨著建筑智能化對電力自動化的要求越來越高,電動自動化技術在建筑智能化方面的應用越來越廣泛,已經(jīng)成為建筑智能化的重要技術。因此,必須不斷轉(zhuǎn)換觀念,利用現(xiàn)代化智能裝備,合理分配各種資源,保證建筑智能化系統(tǒng)中的電力自動化技術,高效、安全、健康地發(fā)展。