关于电气自动化技术在智能建筑中的应用研究

小清新：电气自动化；智能建筑；应用；

 

1电气自动化技术在智能建筑中的主要应用

1.1 TN- S系统的使用

TN-S 系统主要是把保护接地线 PE和中性线N严格进行分开的低压配电系统，它是一个三相四线的另外加PE线的接地系统。保护接地线 PE和中性线N除了在变压器的中性点有共同接地之外，这两条线之间不再设有任何电气的连接。所以智能建筑应当有电子设备的直流接地线路、安全保护接地线路、交流工作接地线路以及普通建筑物也应当具备的防雷保护接地线路。除此之外，因智能建筑的内部多数都设有防静电要求的计算机房、程控交换机房、火灾、消防报警监控室以及多个容易受到电磁波干扰的精密仪器设备，因此在智能建筑的设计与施工过程当中，还需要考虑建筑物的屏蔽接地线路和防静电接地线路的要求。

1.2 TN- C- S系统的使用

TN-C-S 系统主要是由两个接地系统组合而成，第一个部分主要是 TN-C系统，而第二个部分主要是 TN-S 系统，这两个系统的分界面主要是在PE 线与N 线的连接点上。这个系统通常主要是用在建筑物的供电区域或者变电场所，在线路进户之前需要采用 TN-C系统，进户处的线路需要做重复的接地，这就使进户后的线路变成 TN-S 系统。因此，TN-S 接地系统会明显提高住宅内人们生活的安全性。与此同时，只需我们采用接地引线的方式，每个都需要从接地体的一点引出，以及选择一个正确的接地电阻值，从而使电子设备获得一个相同电位的基准点等措施，所以， TN-C-S 系统是可以成为智能型建筑物的一个接地系统。

1.3 交流工作接地

交流工作接地是指采用变压器的中性点或中性线（N线）接地。N 线需要使用铜芯的绝缘线。在配电过程当中，是会出现辅助的等电位接线端子的，等电位接线端子主要是在箱柜的内部。因此，需要注意的是这个接线端子是不能露到外面的；是不能和其它的接地系统，如屏蔽接地，直流接地，防静电接地等系统相连或混接的；也不可以和PE线进行连接。在高压线路系统中，使用中性点的接地方式可以使得接地继电保护的动作准确无误，并且能够消除由单相电弧接地所引起的过电压现象，并且中性点接地还可以预防零序电压的偏移，从而保持三相电压的基本平衡，这种接地方式对低压系统也很有意义。

1.4 安全保护接地

安全保护接地主要是把电气设备中不带电的金属部分和接地体之间作一个很好的金属连接。也就是说，将大楼内部所使用的用电设备和这些设备附近的一些金属构件，使用PE线进行连接，但是严格禁止把PE 线和 N 线直接进行连接。在现代化的建筑内，需要实现安全保护接地的设备很多，主要有弱电设备，强电设备，另外还有一些非带电和导电的设备和构件，这些均是必须采用安全保护接地措施的。如果没有做适当的安全保护接地措施而使电气设备的绝缘损坏时，该设备的外壳就有可能会带电。一旦人体接触到这个电气设备的外壳，就可能会出现被电击伤或造成生命危险的情况。安装保护接地装置，降低设备的接地电阻，这不仅仅可以保证智能建筑的电气系统安全，也是保证非智能建筑内部设备和人们人身安全的一个手段。

1.5 屏蔽接地与防静电接地

在现代的众多建筑当中，屏蔽和它的正确接地方法是防止电磁干扰的最好保护方法。这种方法是可以将设备的外壳和PE线进行连接；导线的屏蔽接地是需要屏蔽管路的两端和PE 线的可靠连接的；室内的屏蔽也应当多点与PE线进行可靠连接。在干燥、洁净的环境内，人的走步和移动设备的运作等，都会因摩擦而产生大量静电荷。比如，在相对湿度为10%～20%的环境中行走，人可以积累 3.5 万伏的静电电荷，假如没有实现良好的接地，这不仅仅会对电子设备产生很大的干扰，有时甚至会对设备芯片造成严重的破坏。将带静电物体或这是很可能会产生静电的物体（非绝缘体）利用导静电体和大地之间构成一个电气回路，这就叫防静电接地。防静电接地是需要在洁静、干燥的环境当中，全部设备的外壳以及室内（包括地坪）的所有设施必须和 PE线进行多点可靠连接。

1.6 直流接地

在一个智能化的楼宇内部，是包含了大量的通讯设备、计算机与需要电脑操作的大楼内其它自动化设备。在这些电子设备向外进行输入信息、转换能量、传输信息、放大信号、逻辑动作及输出信息等多个过程当中均是需要通过微电位或者是微电流而快速执行的，并且这些设备之间是常常需要通过使用互联网络而进行工作。所以，为了使这些设备的准确性比较高，稳定性也比较好，除了需要有一个相对稳定的供电电源之外，还需要有一个相对稳定的基准电位。这可以采用大截面的绝缘铜芯线作为点位的引线，一端直接和基准的电位进行连接，而另一端则是与供电子设备进行直流接地。这个引线不应和PE线相连接，并且严禁和N 线进行连接。

1.7 防雷接地

智能化的建筑内部存在着大量的电子设备和布线系统，例如火灾报警及消防联动控制系统、通信自动化系统、保安监控系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、闭路电视系统以及其它相应的布线系统。上述的这些电子设备和它们的布线系统多数是属于耐压等级比较低、防干扰要求比较高、怕受到雷击的部分。无论是串击、直击、反击这都会使建筑电子设备遭受到不同程度的破坏或者是严重干扰的。所以，智能化建筑的所有接地功能都必须以防雷接地系统作为基础，并且建立一个严密和完整的防雷结构机制。智能建筑一般是属于一级负荷的，应当按照一级防雷建筑物的标准来进行设计，接闪器应当采用针带式的组合接闪器，避雷带应当采用25×4（mm）镀锌扁钢，并且在屋顶上能组成≤10×10（m）的网格，这样的网格和屋面上面的金属构件可作为电气进行连接，也就是与大楼柱头的钢筋作为电气连接，从而使引下线利用柱头中圈梁钢筋、钢筋、楼层钢筋和防雷系统等进行连接，外墙面上面的所有金属构件也应当和防雷系统进行连接，柱头钢筋和接地体连接，这就组成了具有多层保护的笼形防雷体系。这不仅能有效地防止雷击，而且还可以防止外来的电磁干扰。

2智能建筑弱电技术及其对IB 的影响

2.1 信息技术 IT

通常信息技术主要包括: 信息传输技术、信息获取技术、信息检索技术、信息处理技术、信息显示技术、信息存储技术和信息安全技术等。它主要被应用于智能建筑当中的信息技术，它包括了我们常说的4C技术,也就是现代计算机技术、现代通信技术、现代图形图像技术、现代控制技术，然而4C技术并不能完全代表所有的信息技术。信息技术作为当今的智能建筑弱电技术, 在它被应用到智能建筑后, 我们的生活、工作都发生了很大的变化, 在办公室里或家里都可以完成很多各种各样的服务。比如网上购物、电子商务、电视会议、可视电话、家庭办公、远程教育、远程医疗、视频点播、网上游戏、办公自动化、设备自动化、物业管理自动化、便利的通信方式等等。这可以使人们处于信息社会的舒适、高效、方便的建筑环境当中。

2.2 现代计算机技术

现代计算机技术作为信息处理技术当中的一项主要技术。它包含在计算机技术当中, 它主要的表现是在计算机网络系统中, 它正沿着并行处理分布式的方向迅速发展。目前，计算机技术已经广泛地应用到了智能建筑的当中, 它以通信管理、信息、控制等多个方式在智能建筑OAS、CNS、BAS 当中起到了重要作用，从而构成了主干告诉网络技术，主要有快速FDDI、以太网、ATM以及各种类型的快速网络互连设备等等。一般的局域网主要是采用以太网或者是环型令牌网等为主的, 主要是用以满足建筑物内部多个业务的需要的信息传输与交换。智能建筑的对外界通信的主要网络是运用局域网或者是Internet 等广域网来共同承担建筑的计算机网络。多媒体技术、计算机技术以及通信技术的结合技术正在向家庭办公的方向迈进。

2.3 现代通信技术

现代通信技术作为现代信息技术的一个重要组成部分，它主要包括了综合业务数字网 ISDN ( Integrated ServicesDigital Network)技术,也就是N—ISDN/B—ISDN技术、异步传输 ATM 技术、宽带多媒体网技术、接入网技术、同步数据系列 SDH 技术、互联网 Internet/Intranet、卫星通信技术、IP ( InternetProtocol) 通信技术、个人通信技术和移动通信、数字微波通信技术、数据通信技术等。通信技术主要是被应用于智能建筑锁形成的智能建筑通信网络CNS的, 通信技术与通信网络已成为是智能建筑弱电技术当中的一个重要组成部分, 它也是其它弱电技术的基础。

2.4 现代自动控制技术

现代自动控制技术是一项信息化的处理技术,它在信息化过程中是起主导作用的。现代化的自动控制技术指的是数字控制技术, 也就是网络技术与计算机控制技术。现代自动控制技术主要是利用网络集成的控制技术，从而可以形成整个的智能化建筑管理系统IBWS。近年来，应用最为广泛的当是设备自动化系统BMS了。在目前我国的建筑设备自动化系统方面正在推行相对开放的分布式网络结构与相关的协议。在涌现出的这么多的开放系统产品和标准当中,现场总线系统主要是以 LonWorks 和 BACnet的应用较为广泛。Internet 和 Intranet 技术的广泛应用促使了BAS 的发展，它逐渐成为内外开放的网络集成系统。总体来讲, BAS的中央站嵌入Web服务器, 已经融合了 Web功能, 并且以网页的形式来体现自身的工作模式, 从而使得BAS和Intranet 能够成为一体化, 然后构成了主要采用Web 技术的 BAS 网络的集成系统。

2.5 现代图形图像技术

现代图形图像技术是信息技术方面的一项重要技术。它主要是被广泛地应用到智能建筑的现代图像技术方面，它主要包括了两个方面的内容: 一是包括先进的图像信息处理技术,也就是我们常说的信息显示的图形图像化; 另一个则是图像信息和相关信息管理的活动图像压缩编码、计算机处理以及网络的控制技术, 也就是我们通常所说的计算机处理及网络控制技术。图像信息的计算机处理和网络控制应用技术,主要被体现在MPEG系统的标准当中。MPEG 系统的标准主要是用来促进我国图像技术飞速发展的国际化标准。它主要是对音频、活动图像以及其其组合的压缩、解压缩、处理或者编码等等多个方面的标准。

2.6 综合布线技术

目前，综合布线技术是一项比较特殊的信息传输技术。它主要是在建筑与建筑群周围环境下的一项信息以有线方式进行传输的技术;它主要是在建筑物的内部或者是在建筑群之间进行数据、语音、图像等信息的传输，从而满足人们在这样的建筑物内部的对各种信息的需求。所以,它也是IBWPT的一项主要技术。

2.7 系统集成

目前，针对系统集成没有形成一个确切的定义,通常意义上，一般称为计算机系统的集成, 它主要是应用到建筑智能化领域，也就是智能建筑系统集成。系统集成是属于目前信息科学的范畴的,它是信息技术在现实社会的具体运用技术。

结束语

电气自动化技术在智能建筑中的应用在我国目前仍是一个较新的技术领域，伴随着我国更多智能建筑的涌现，这将使得更多更加先进的自动化技术流入这一领域当中，从而可以使这项技术更加成熟和完善。目前，IBWPT已成为 IBWP 体系当中的一个重要作用的部分, 它主要处在 IBWP 体系中的三层结构的中间层, 它支持其下层 IBWPS 的工程实现，并且是 IBWP 理论实际运用的方式、途径、手段和方法。它的理论基础主要是它上层的 IBWP 理论。IB-WPT 的内涵主要是以信息技术作为主要内容来使用的多项现代弱电技术。它们之前存在相互交叉、相互联系、相互渗透, 从而构成了复杂的多学科交叉并综合运用的IBWPT。从IBWPT可以完全体 现如今信息时代当中的智能建筑发展的关键技术; 伴随着新的信息技术的不断涌现, IBWPT的内涵同样会不断地得到补充与发展, 进而推动 IB的深入发展。文章来源——海内论坛:www.hnlt.org

参考文献

[1] 朱甫泉.论电气技术与智能建筑[J].建筑电气，2005，4.

[2] 刘胜荣，史美芳，姜圣天.防雷技术在智能建筑中的应用[J].智能建筑

电气技术，2008，3.