设计智能建筑电气自动化系统的思路

郭策 范然

（北方重工电控液压设备分公司研究所，辽宁 沈阳 110141）

如何做到最大限度地节电以及充分利用可再生能源，使智能建筑成为节能环保的绿色建筑等是当今智能建筑的供配电系统应该完成的重要任务。构建符合要求的智能化供配电系统是最好的解决办法。为此，正确地选择并确定智能建筑的总体供电方案对于保证日后智能建筑的正常运转和节省建设投资与运行费用是非常重要的。

1 楼宇智能化系统的概念

楼宇智能化系统是指在计算机控制下能实现信息处理、自动控制功能，并能适应信息传输、示、报著、监控要求的电子系统。它能满足使用者，居住、生活、办公、营业或生产的智能需要。从工程技术的含义上来说，就是在建筑物内.增加楼宇设备自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统、综合布线系统以及这些系统的集成化管理系统，是集结构、服务、管理于一体并达到优化组合的系统工程。

1.1 楼宇智能化技术是在建筑强电和弱电基础上发展起来的，是电气工程及自动化的一个重要的发展方向。如现场总线技术，遥测遥控技术、输人输出模块技术等，都借鉴于电气自动化技术。国际上许多楼宇智能化产品的大公司，如西门子楼宇科技、霍尼威尔、朗讯等，都是在电器公司的基础上发展起来的。

1.2 楼宇智能化是智能建筑的重要设施，是现代建筑的标志·这个系统涵了许多子系统，如楼宇自控、信息网络、安全技术防范等，这些子系统及相配套的设备，能为人们创造一个安全、舒适、高效、便捷的工作与生活环境。

1.3 楼宇智能化机制是大厦、小区物业管理的有效手段，是加强管理、节能增效的有力措施。通过智能化管理，对系统实行有效调控，合理使用能源，节电节水，科学计云，加安全防范，应充分发挥智能机制的效能，以达到科学管理、优化管理的目的。

2 智能建筑电气自动化系统概述

智能化的供配电系统除了具备常规的供配电系统应有的所有功能外，还具有以下这些功能:)远程自动监测变、配电设备的运行状态和运行参数；远程控制、自动控制变、配电设备的运行；自动存储并管理变、配电设备的运行状态、运行参数；供配电系统出现各种故障和参数超限等告警事件时立即报警并实时存储和打印；与楼宇自控系统或建筑设备监控系统通信联网等。这些智能化供配电系统在一些高档办公楼、机场、医院、体育场馆、剧场、大型商业中心等许多场合得到了广泛的应用。

3 建筑物自动化供电系统的设计思路

供电系统的结构应尽可能简单，同一电压等级的变配电级数不宜多于两级。如果供电系统的接线复杂，配电层次过多，不仅管理不便，操作繁复，而且由于串联元件过多，因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。

供电系统的结构可以有放射式、树干式和环式。放射式的供电可靠性高，便于管理，但线路和所需的高压开关拒数量较多，多用于一、二级负荷，三级负荷对供电的可靠性要求较低，可采用树干式或环式。有些高层建筑的一、二级负荷也可采用树十式或环式。这样的结构，线路数量较少，投资也少。在确定供电系统的具体结构时，应根据实际情况综合考虑各种因素进行优化配置。

4 建筑物电气自动化系统设计思路

4.1 中央控制室选址及室内设备布置

中央控制室应尽量靠近控制负荷中心，应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上。上方及毗邻无用水和潮湿的机房及房间；室内控制台前应有1.5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大于1m的检修距离，并注意避免阳光直射；当控制台横向排列总长度超过7m时，应在两端各各留大于1m的通道；中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度不小于20m。

4.2 建筑设备自动化系统的电源要求

中央控制室应由变配电所引出专用回路供电，中央控制室内设专用配电盘。负荷等级不低于所处建筑中最高负荷等级；通常要求系统的供电电源的电压不大于±10%，频率变化不大于±1Hz，波形失真率不大于20%；中央管理计算机应配置UPS不间断供电设备，其容量应包括建筑设备自动化系统内用电设备总和并考虑预计的扩展容量，供电时间不低于30分钟。

现场控制器的电源应满足下述要求：

（1）Ⅰ类系统（650点～4999点），当中央控制室设有UPS不间断供电设备时，现场 的电源由UPS不间断电源以放射式或树干式集中供给。

（2）Ⅱ类系统（1点～649点），现场控制器的电源可由就地邻近动力盘专路供给。

（3）含有CPU的现场控制器，必须设置备用电池组，并能支持现场控制器运行不少于72小时，保证停电时不间断供电。

4.3 现场控制器设置原则

4.3.1 现场控制器的设置应主要考虑系统管理方式、安装调试维护方便和经济性。一般按机电系统平面布置进行划分。

4.3.2 现场控制器要远离有输水管道，以免管道、阀门跑水，殃及控制盘。在潮湿、蒸汽场所，应采取防潮、防结露等措施。

4.3.3 现场控制器要离电机、大电流母线、电缆1.5m以上，以避免电磁干扰。在无法满足要求时，应采取可靠屏蔽和接地措施。

4.3.4 现场控制器位置选择宜相对集中，一般设在机房或弱电小间内，以达到末端元件距离较短为原则（一般不超过50m）。

4.3.5 现场控制器一般可选用壁挂式结构，在设备集中的机房控制模块较多时，可选落地柜式结构，柜前操作净距不小于1.5m。

4.3.6 每台现场控制器输入输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应，并留有10%～20%的余量。

4.4 建筑设备自动化系统的布线方式

建筑设备自动化系统线路包括：电源线、网络通讯线和信号线。

（1）电源线一般 BV－（500V）2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘线。

（2）网络通讯线需由采用何种计算机局域网及建筑设备自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定。一般有同轴电缆（不同厂商的产品不尽相同）；有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线（分 3、4、5三个级别）；在强干扰环境中和远距离传输时，宜选用光缆。

（3）信号线一般采用线芯截面1.0mm2或1.5mm2的普通铜芯导线或控制电缆，对信号线是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体控制系统与控制要求确定。

建筑设备自动化系统线路均采用金属管或金属线槽保护，网络通讯线和信号线不得与电源线共管敷设，当其必须作无屏蔽平等敷设时，间距不小于0.3m，如敷于同一金属线槽，需设金属分隔。

结束语

对于以大型建筑和高层建筑为主的智能建筑、根据建筑物内负荷分布的具体情况，按照变电站、配电站应靠近负荷中心的原则，确定供电系统的总变电站与分散配置的变电站、配电站的布置方案，从而节省线材、降低电能损耗，提高电压质量。

[1]谢秉正.新世纪电气自动化类规划系列教材[J].楼宇智能化原理及工程应用.2007.

[2]建设部科技委智能建筑技术开发推广中心[J].智能化供配电工程2007.

[3]孙景芝.楼宇智能化技术.2009.