智能建筑设备电气自动化系统设计

摘要：智能建筑的自动化体系属于一套中央控制体系，它通过对建筑物(或者是建筑群)里的各类设施等实行集中控制，在保证建筑物内的环境舒心的同时，反复计算校正，尽可能的在提倡能源节省及环境保护的恃况下，让建筑物中的各类设施的运行状态和使用效率都实现最优化。笔者根据多年的工作经验，主要针对智能建筑设备电气自动化系统设计问题进行分析和讨论。

一、智能建筑设备电气自动化系统设计概述

1、设计原理

随着社会的不断进步以及人民对生活质量需求的不断提高，人民大众已不满足最基本的“衣食住行”。其中“住”作为其中一个重要方面，仅仅作为一个遮风避雨的场所已不恰当，智能建筑由此应运而生。智能建筑中的电气自动化系统的主要性能包含了以下几方面：它可以全面的将建筑中的机电设备启动情况显示出;它可以对建筑进行实时监控;它属于一套中央控制体系，它通过对建筑物(或者是建筑群)里的各类设施等实行集中控制，在保证建筑物内的环境舒心的同时，反复计算校正，尽可能的在提倡能源节省及环境保护的情况下，让建筑物中的各类设施的运行状态和使用效率都实现最优化利用;它可以对建筑内部设备在工作中存在的问题及时检测出，从而对其进行自动处理;此外还可以对智能建筑物中的设备转变状况、历史信息、应用参数系统的检测与存储。合理运用智能建筑中的电气自动化系统可以对内部设备进行全面监测，从而将其存在的问题自动调节并处理。

2、设计原则和标准

在对智能建筑中的电气自动化系统进行设计时，首要任务是熟知与其相关的新兴技术，并使该系统的性能不断优化与完善;其次需着重注意该系统在实际运行中的稳固性与安全性，从而使智能建筑电气自动化系统长期的运行在预定的轨道范围内，使其受到外界环境的干扰比较小;最后要确保智能建筑电气自动化系统的可行性与集成性，只有对其二者进行有效控制，才会使建筑中存在的设备问题被及时发现且高效地处理，使其在实际运行中更加方便快捷。在对智能建筑中的电气自动化系统进行设计时，需要充分遵照建筑行业的规则与标准来开展系统架构，在实际设计中需结合实际项目汇总所需性能指标及技术参数，并严格按照国家规范与地方标准来进行。

3、系统设计流程

智能建筑设备电气自动化系统设计步骤：一是先对用户进行分析，设计人员根据现场调研和设计任务书等方式，深入研究建筑内设备及自动化系统;二是功能子系统的方案设计，根据前期对情况的交接，制定合理的控制方案，明确各子系统数量及控制要求;三是BA系统监控点数表编制，设计人员根据功能子系统控制方案确定设备类型、性质和监控点;四是绘制施工图纸和系统配置。

二、智能建筑设备电气自动化系统的设计要点

1、给排水系统的建立

现代建筑中给水系统一般有水泵直接给水、高位水箱给水和气压罐给水三种方式。水泵直接给水控制系统在缓冲池中装有三个液位传感器，用来检测溢流，最低报警水位和允许的启泵液位，还设有检测水压的传感器，主要用来完成恒压供水工频泵启停控制，检测和报警以及设备运行管理功能。高位水箱给水控制系统能够通过完成检测生活泵启停控制及报警设备运行时间累计和用电量累计等功能。气压罐给水控制系统可以完成生活泵启停控制检测及报警设备运行管理等功能。排水控制系统依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等设备能够完成潜污泵启停控制检测及报警等功能。

2、变配电控制系统

智能建筑对于供电系统的要求很高，应根据实际电气负荷等级需求来配置备用电源，以防止突发停电时备用电源能够继续工作，智能建筑变配电控制系统能够完成参数检测设备状态监视与故障报警电量计量等功能，智能建筑设备电气自动化系统中，一是现场控制器，该元件控制着智能建筑内的各种设备，受控于中央监控计算机的管理，但是如果中央监控计算机出现故障，该现场控制器也能够独立进行运作。二是执行器，该元件属于系统中的末端主控元件，常见的有电动执行器即电磁阀、以电动机为动力元件的电动调节阀和通过叶片的面积来改变风量的电动风门等。三是传感器，该元件有很多类别，例如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和变送器等，应结合实际输入变量选取。

3、空调控制系统

空调系统是智能建筑中耗电量占比最大的系统，因此对于空调系统的节能控制有着至关重要的意义。空调系统电气自动化系统节能技术包括水源热泵、地源热泵技术、变风量控制技术和焓值控制技术等。

水源热泵、地源热泵技术是利用夏季地球浅层水源温度低于地面建筑物，冬季浅层水源温度高于地面建筑物的原理，以空气或水作为载剂，利用热泵提升或降低楼宇中的温度，实现温度调节的技术。由用户末端系统、水/地源中央空调主机系统和水/地源水系统三部分组成，具有节能高效，一机多用、适用范围广阔，绿色环保，系统运行稳定、舒适的特点。变风量控制技术通过调节送风量的大小来实现被控参数的控制。

由变风量空调机组和变风量末端两大部分组成，变风量空调机组调节风机的转速，变风量末端是终端控制设备，通过控制信号自动调节电动风门的开启程度，使室内温度趋向设定值。该系统的使用更加灵活节能效果更好。

焓值控制技术是为了解决空气流通的问题，使室外的新鲜空气和室内的空气能够完成交换，焓值是空气温度和相对湿度的函数，指空气中所含的热量，中央空调的焓值控制方式是将处理过的空气输送回室内，吸收湿度和热量后，一部分排出室外，另一部分与新风通过排风阀混合后重新回到室内。

4、照明控制系统

照明控制是照明系统的组成部分之一，也是照明设计的主要内容之一。过去，照明控制的内容主要是灯光回路的通断，只在舞台灯光和多功能宴会厅等的照明中才需要场景的控制。而现在，照明控制的发展已经趋于智能化，并成为照明设计不可或缺的一部分。通过智能照明控制系统，可以对环境中灯光的色彩、明暗分布和发光时间进行控制，并通过其组合创造出不同的意境和效果，提升照明环境的品质。同时，采用智能照明控制系统冇助于节能和照明系统管理的智能化、维护操作的简单化，以及灵活适应未来照明布局和控制方式的变更，提高照明设计的技术和科技含量。

智能化照明控制系统以计算机和网络技术为核心，利用微处理器技术和存储技术，将来自传感器的关于环境的照明状况信息进行处理后通过一定的程序指令控制照明电路中的设备，调用不同的程序，执行不同的功能，就可以达到不同的照明水平，营造出不同的氛围和环境。

智能化照明控制系统是全数字、模块化、分布式的控制系统。整个系统由管理模块、调光模块、探测模块、操作模块等各种功能模块组成。每个模块中含有微处理器和存储器，也可仅含存储器，系统的每个功能都储存于某个模块中。而系统网络连接只需要通过总线连接，它可以是一般的五类双绞线，或是通过载波方式调制在电力线上，或是通过无线网络方式进行通信。

通过把智能控制策略引进到此灯光控制系统中，从而使系统通过自身不断调节控制参数以适应不同的环境，例如随着季节变化、区域变化、时间变化、照度变化自动选择合适场景的方法，在实现照明效果的前提下实现最佳运行。如此一来，不仅可以保证建筑照明，同时也节省了大量能源。

结束语

智能建筑设备电气自动化系统是一个综合性能非常强的系统，对于整个建筑电气设备的合理使用有着非常积极的作用，它能够有效提高电气设备的使用效率，从而更好地实现环保和节能的目标。

(穆伟力 重庆市设计院 重庆 40015)

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