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实践教学环节在建筑电气与智能化专业的教学计划中是必不可少的。然而,各高等学校普遍存在着重视理论教学环节、轻视实践教学环节,对实践教学的重要性、目的性和系统性研宄不够,在实践教学环节的设置上缺乏连续性、科学性。在对学生实践教学环节的考核上照搬照抄理论教学的考核方法,无法有效地评价学生的工程实践能力。甚至存在一些实践教学环节仅仅流于形式,没有实际效果或者实践教学的效果不明显,这不仅影响后续实践教学环节的实施,也影响理论教学的效果,影响学生分析问题和解决问题能力的提高。
部分实验课程教学理念陈旧,基本上针对理论教学的知识性验证,缺少相关课程和相近学科知识间的联系与验证,学生所学知识不连贯,缺乏系统概念;理论教学与实践教学脱节,理论课教师和实践课教师各司其职,缺少沟通;实验教学时间短,没有真正培养学生动手能力,没有调动学生主动性和创造性;实验课程质量监督体系和学生成绩考核机制不健全,导致学生对实验课程不重视;从事实验教学人员大多年轻,实践经验缺乏,实验教学不深入,效果欠佳;缺少学术交流氛围,学生不能及时了解和参与具有明显专业背景的科研项目和工程技术等。针对这些现实问题,建筑电气与智能化专业教育必须转变人才培养观念,创新实践教学管理与操作模式,切实培养学生对知识的系统综合和实际工程能力,以适应社会发展需求。
另外,我国建筑电气与智能化本科教育对实践教学特征的理解存在误区,主要表现在:一是因为强调建筑电气工程学科具有很强的实践性,就片面地理解为,在建筑智能化专业课程教学中,必须把工程实际操作作为主要教学内容和考核内容;二是因为强调建筑智能化教育必须深入实际工程环境,就简单地理解为让学生去某些企业熟悉建筑智能化工作的过程和具体的工程技术处理措施;三是因为强调必需提高学生适应社会需要的能力,而片面认为应把提高学生的实际操作能力作为直接教学目标。对此,我们必须从理论与实践的辩证关系出发,通过对建筑电气实践教学改革的研宄与探索,改变当前建筑智能化实践教学的实施方案,以适应应用型本科学生的教学要求。
二、建筑电气与智能化专业实践教学改革的基本思路和设想
结合多年从事建筑电气专业教学的体会,笔者认为建筑电气与智能化专业在实施实践教学过程中需要从以下几个方面考虑:
(一)构建完善、合理的实践教学体系
我校建筑电气与智能化专业本科以培养“应用型人才”为主要目标,在具备坚实的建筑智能化基本理论教育基础上,必须加强实践教学环节改革,以培养出具有较强动手能力的建筑智能化应用型人才。由于建筑智能化技术是随着现代化建筑的发展而形成的新技术,它集现代通讯技术、现代计算机技术、现代控制技术于一体,是一门综合的行业,学科知识更新快。建筑电气与智能化专业是建筑智能化技术与电气工程技术的融合,毕业生需要既具备建筑智能化专业的实践技能,又具备扎实的专业基础理论知识,才能适应知识的快速更新和现场条件、需求的变化,充分发挥学生自身的潜在能力,更好地适应社会对建筑电气人员的需要。因此,在建筑智能化专业实践教学改革中,一方面要加强专业实践性教学环节,同时不能忽视专业基本理论教学;逐步提高实践性教学环节在整个教学计划中的比重,加强培养实践动手能力,制定出符合建筑智能化‘‘应用型人才”教育要求的教学计划、专业发展规划、相关课程建设计划和专业实践教学计划。
为了实施实践教学,需要建立完整配套的电气智能化专业实践教学体系,实践教学内容应包括实习(包括认识实习、电子工艺实习与毕业实习)、课程实验、课程设计和毕业设计等环节。在实习教学的设置方面,与理论教学一样,各种实践教学环节均要精心编制教学大纲。各种实习都要求学生认真完成规定的实习任务、认真撰写实习报告、完整记录实习内容、仔细分析实习情况、归纳实习心得。
课程设计要强调专业课程的实用性、综合性,注重提高学生分析问题和解决问题的能力,制定相应的指导书和任务书。通过合适选题,锻炼学生全面分析、综合、解决实际问题的能力。开放实验室为学生提供实训条件,为愿意和有能力的同学提供试验平台,从而可以让他们体验成就感,提高学习兴趣与学习积极性。
毕业设计是学生毕业前对四年所学专业知识的概括与总结,要认真抓好毕业设计的选题与审题、设计指导和毕业答辩三个环节,目的是通过毕业设计这个教学环节,培养学生热爱建筑电气智能化专业的思想、严谨求实的工作作风和认真负责的工作态度,进一步培养学生综合运用所学知识进行分析问题与解决问题的能力,使学生受到良好的实际工程训练和一定的科研工作训练。毕业设计要制定相应的指导书和任务书,要抓好全过程监控与考核,强化毕业设计的全过程管理是保证毕业设计教学质量、提高学生实践能力的基础,而毕业设计的考核(答辩)是提高毕业设计的质量、衡量毕业设计水平的重要手段。
(二)加强基本理论课程设置和实践教学课程的结合
建筑电气与智能化专业教学计划所规定的课程中,各课程之间是既相对独立而又紧密结合,基础课的实践教学环节与专业课教学相互呼应。在教学计划的安排上,理论课和实践课的时间应合理分配,让有些课程的教学可在实践中完成。例如:《电子技术》《建筑消防控制系统》等课程,以解决学生对电子元件不认识和对电子设备概貌知识贫乏等问题,以便加深学生对建筑智能化专业相关知识的理解和提高学生的实际动手能力。毕业设计安排在最后,是对前面所学各门课程教学内容的提炼与升华,以体现建筑智能化技术综合能力的培养效果。
建筑智能化学科是一门实践性很强的专业学科,每门专业课程的学习,都要根据该课程的主要内容开设验证性(设计性)实验;为达到良好的实验效果,建立直观的工程印象,应尽量采用相对真实的,或者模拟真实环境的实验装备进行实验,使学生在完成课程实验的过程中,如同置身建筑电气工程实际生产的真实环境,从而达到实验目的,锻炼实践动手能力。同时,进一步完善电气工程综合实验室,扩大综合实验设备规模和涉及面,提升实验水平。建筑智能化专业的所有专业、综合实验室要对学生开放,让学生随时都可以来实验室进行课程实验,实现兴趣制作,以提高实验设备的使用效率。实验教师利用多媒体课件、仿真软件辅助教学,可以直观、形象地介绍建筑电气工程智能化设计、安装、调试、测试与运行的全过程。
(三)加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所
由于建筑电气与智能化专业是一个实践性很强的工程专业,所以利用各种条件与企事业或科研院所共建实验室,签定实习基地、产学研合作协议,联合指导毕业设计可全面提高学生的专业素质和人文素质。加大力度加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所,本着互惠互利原则,实行学校与企业共建,实现实践教学资源合理配置与使用,并努力使实习基地尽可能涵盖有代表性的相关企业。有些实习可以安排参观、考察,也可以是上岗参与专业相关的工作,实习时间一般不长,每学年将安排一次。
另外,可以安排学生到相关企业的技术及施工部门实习,请企业电气工程技术人员讲解有关产品的电气控制原理、设计、安装、调试、运行等相关问题。通过这种组织方式的实习,给学生们制造了身临其境的机会,接触实际工程,可以使学生更好地理解和掌握所学基础理论知识。而且,通过校外实习基地的现场实习,学生有机会到实际工作中演练,使学生在实习过程中增强对建筑电气工程工作的感性认识,提高学生的实践动手能力,提高学生对电气智能化专业技能进行综合运用的能力。同时,通过建立校外实习基地可以建立与企业的合作关系,争取现场生产与技术改造等方面的课题,使学校在社会上得以延伸发展,为企业技术人员、现场操作人员进行培训,提高企业人员的技术素质,从而使学校和企业获得双赢。
(四)加强师资队伍建设
教师是高校教育事业发展的基础和源泉,实践教学的效果与实践教学教师的经验和能力密切相关。普通高校,尤其是应用型本科院校现有教师大多是从学校到学校,没有在企业工作的经历,实践经验不足,理论脱离实际,为此,各高校应与电气工程相关的企业建立联系和交流机制。在不影响教学的前提下,鼓励并组织部分教师到企业、相关研究所等进修,让他们接触、熟悉电气工程实践,积累实践工程经验,提高实践能力,拓宽知识面。同时组织教师到兄弟院校参观学习,交流教学经验,邀请现场专业技术人员来学校讲学;组织有关企业与学校参加学术交流、研讨活动,提供相互学习的平台。在教学实施过程中,教师应有意识地将自己所获得的实践经验与技能传授给学生,以提高学生分析、解决实际问题的能力。
教师的科研工作是教师建立工程实践经验、提高工程设计能力的重要渠道,因此鼓励教师积极争取并完成纵横向科研项目,撰写专业学术论文。通过做项目、写论文,既可以提高教师实践工作能力,又可以提高教师的理论水平和授课水平。同时,鼓励学生积极参加教师的科研项目,在研究工作过程中,拓展知识面,培养兴趣,增长才干。
(五)完善实践教学评价体系,合理设置实践性教学考核方法
实践性教学体系的规范与完善,必然需要运用科学的考评方法,这是实践性教学改革的重点。电气智能化专业实践性教学的环节多,内容丰富,因此,对实践性教学的考核,最好通过答辩与实际现场考核相结合的方法。通过提问、实际操作的检查,可以综合考核学生理论与实践相结合的能力。
中图分类号:TH183.3文献标识码: A 文章编号:
一.前言
我国的智能建筑发展到现在,已开始进入了一个新的时期,即智能建筑电气集成优化的时期。这个时期的特征就是各电气子系统相互渗透,边界逐渐模糊,信息化和网络化的智能电气设备替代传统电气设备,充分提高设备的使用效能,有效地降低系统的建设投入和运行能耗。
二. 智能建筑系统的主要内容
智能建筑又称为“3A 建筑”, 包括通信自动化系统(CAS)、建筑电气设备自动化(BAS)、办公自动系统(OAS)。智能电气设备自动化是智能建筑系统中的一个十分重要系统 ,是利 用 具 有 高 信 息 处 理 能 力 的 微 处 理 机 通 过 通 信 网 络 对 整 个 建 筑 物 的 变 配 电 、 空调、 给 排 水、 供 热、照 明 、 电 梯、 广 播 音响 、 消 防、闭 路 电 视、 防 盗、通 信 、 巡 更 等 众 多 设 备 进 行 实时 测 量 、监 视 和 全 面 监 控 , 从 而 实 现 最 优 管 理 , 提 高 系 统 运 行的 安 全 性, 节 省 物 力 、人力 和 能源 , 减少 设备 运 行 的 费 用,随 时 掌 握 设备 状 态 及运 行 时 间、 能 量 的 消 耗 及 变 化等 。 因 此其 主 要 内容 有 :
1.按 规定 时 间进 行 各 种 设 备 启 停 控 制 ,以 达 到 节 约能 源 的 目 的 ;
2 .对 各种 设 备 的运 行 时 间积 累 和 维 修 达 到 期 限 的 及 时 报 警 , 以 便 维 修 或 者 更 换 服 役 期 满的设 备 ,延长 设 备的 使 用 寿命 ,提 高 服 务 质量 ;
3 .供 电 系 统 、供 排 水 系统、 空 调 系 统 、 冷 热 源 等 的 参 数 调 节 控 制 监 视 和 设备 运 行 状 态 的 监 测 ;
4 .根 据 建 筑 实 际需 要 的 冷 负荷 , 自 动 控 制 冷 水 机 组 投 入 运 行 的 设 备 台 数 , 达到 最 佳 的 运 行 方 式 ;
5 .据 设备 运 行 时 间 自 动 更 换 工 作 和 备 用 设 备, 延 长 设 备 的 使 用 寿 命 ;
6 .各 种 文 本 的 自 动 生 成 和 打 印 。
7 .对 各 种 能 源 消 耗 进 行 计 量 和 计 费 ;
三.智能建筑集成优化的技术分析
1.中央空调能量自动调节分析
据有关权威部门统汁,一年内中央空调系统运行及电能消耗情况如下:
图一中央空调运行及电能消耗情况图
从上图可以看出,在一个年度中,不同时段对空调能量的需求是不同的,而中央空调能耗最大的时段在每年度的1月一2月和7月一8月之间。
应用智能化中央空调机组的能量调节系统,可根据环境温度和需要温度差以及实际使用的空调面积,自动进行输出能量的调节,使中央空调系统的输出能量成为一个随需求而变的动态变量。当室内空调使用面积减少或环境温度与需要温度减小时,可根据设定值自动进行输出能量的调节,从而节省较多的电能。
传统的中央空调主机的调节性能较差,无法对室内的空调使用面积、环境温度以及需要温度的变化做出相应调节。在过渡季节,通过智能化中央空调系统的自动调节,可加大对自然冷热源的利用,有效地节省运行能耗。根据有关统计数据,采用智能化中央空调系统的节能效率可以达到30%以上。
2.变配电设备的优化配置分析
在一幢建筑中.建筑电气设备主要由中央空调冷热源机组,中央空调未瑞设备、离低压配电设备.发电机组.照明设备、给排水设备、电梯等组成,据有关统计数据表明,通常建筑电气投资在智能建筑总投资中已占将近40%。由中央空调系统、弱电系统和发配电系统占了智能化建筑电气系统总投资的绝大部分,高迭86%以上,因此,对该部分的资源进行有效的优化配置,对降低大厦建筑电气设备的投资有重要的意义,因此,对此部分进行集成优化。可达到节省投资.节约能耗的目的。
采用集成优化的设计方法,改变了传统的供电方式,优化的设计方法将供配电系统、发电机系统和中央空调系统综合集成优化设计,采用发电机补峰的设计方式。发电机的功能除詹备供电以外,同时承担起供电高峰时的补峰作用,将一部分空调的负荷转移到发电机上,降低了对供配电系统的投资,同时也减少了配电系统的供电基本费用.提高变配电设备的利用率,提高了建筑电气系统的建设投资效率。
3.建筑电气设备和智能化系统的无缝集成技术
新型的智能建筑电气系统通过建筑电气设备与智能化系统的集成,使建筑电气设备除了具备传统建筑电气设备的一般功能外,更重要的是使得建筑电气设备内置了智能化控制系统,并具备开放式现场总线的接口,成为真正的智能建筑电气设备。这种集成优化给系统带来的好处,首先是建设过程简化。在采用了这种集成优化的方法后,只要完成了建筑电气设备的安装,也就完成了智能建筑电气设备的管理系统的安装,不需要在施工现场二次安装传感器、执行机构、控制器等,只需要将网络接通即可进行集中管理,从而有效降低了系统的造价。
更重要的是,由于智能化系统和建筑电气系统是由同一标准设置的,并采用建筑电气总包方式完成,因此,自控系统对建筑电气设备的运行需求和工作程序以及对建筑电气系统的管理和控制等方面符合设备的运行要求,使建筑电气设备的运行始终保持在最优化的状态。
如下图,进行集成化优化后的建筑电气设备示意图。
图二集成化的建筑电气设备
4.智能建筑电气设备集成化建设分析
要使智能建筑有较高的智能化水平和投资效率,对智能建筑做整体的规划设计和对建设过程的全面综合管理是非常重要的。传统的智能建筑由于各专业和各子系统分步建设,存在着质量难以控制、协调难、周期长、浪费大等问题。新型的智能建筑的集成优化规划和建设方式,打破了各自为政的建设方式,将整个建筑的各个机电系统和智能化系统视为一个大系统进行全面的规划设计,并对系统的建设进行全面综合管理。这种建设方式在各系统安装工程管理、进度协调、管线综合管理、工作面协调等方面具有很大的优势,大大减少了协调的工作量、工作周期和工作中的浪费,使工程可以顺利进行。
5.智能建筑电气设备优化节能技术分析
根据有关统计,精确控制温度所带来的电能的节约在总能耗的18%以上,如果再加以优化运行方式以及对照明、电梯等系统的自动控制,由此所带来的能源的节约将是一个十分可观的数字。我国是一个人均资源相对缺乏的国家,通过这种方式,不仅会给国家和用户带来较大的利益,同时也为智能化建筑电气产业领域带来更好的发展空间。
四.结束语
通过智能建筑电气设备优化集成,将会开拓建设智能建筑的一个崭新途径,所带来的效率提高是显而易见的,我国是一个人均资源相对缺乏的国家,通过这种方式,可以更好地实现资源节能,将给国家、广大的户带来较大的利益,同时为我们智能建筑电气产业领域的企业带来历史发展的新机遇。
参考文献:
[1]符智军 关于智能建筑电气集成技术的再认识大同职业技术学院学报2005-12-30期刊
一、现代智能化建筑的几种接地系统
接地就是将各种设备连接到大地的电气系统捉中,要求接地的设备主要包括电力设备、通信设备、电子设备、防雷装置等。接地的目的就是为了维护设备正常有序的运转,电力系统能安全有效,最终保护使用者的人身安全。
(一)工作接地。为了确保每一项电力系统都能正常稳定的工作,并得到工作目标,必须将其与大地链接,称为工作接地,变压器中性点的直接接地或经消弧线圈的接地或者防雷设备接地等都是主要的接地项目。每一种工作接地都有自己的功能,例如变压器的中性点接地,它能保证电气设备三相系统中相线对地的电压不变,保证电压的平衡,有效预防了零序电压偏移,这对智能建筑电气来说是十分重要的。变压器中性点经消弧线圈的接地,在接地时有效消除接地短路点的电弧,预防电压过高,而防雷设备接地就是为了更好的释放地面的雷电流。
(二)低压配电系统接地方式。1.TT系统。用电设备一般采取单独极地接地法,和电源接地没有电气上的联系。当系统正常运行时,可有效保证用电的安全性,还能提供基准接地电位,这种方法在低压公共电网供电、接地要求较高的精密电子设备和数据处理设备中常常使用。该系统的主要危险来源于其保护接地的灵敏度低,如果接地时电流不足,就无法保证装置的正常运作,其电气设备的金属外壳就会出现危险电位。而将TT系统用放在智能建筑中,就需要大容量的漏电电流保护装置和电流保护装置。2.TN-C系统。电气设备系统的中性线(N线)与保护线(PE线)是二合一的,通称PEN线,所有可漏电的部分均与PEN线相连。这种系统安装简单、方便,安全性高,常用与三相负荷较平衡、单相负荷容量较小的工程中。如果系统出现三相负荷不平衡时,PEN线就会有不稳定的电流经过,会让有金属外壳的设备带电,也缺少一个准确的电位基准点,所以会影响电子设备和数据处理的稳定性和有效性。TN-C系统的缺陷证明,其不适宜使用在智能建筑中。3.TN-S系统。该系统的中性线(N线)与保护线(PE线)分开,在接地应用中,PE线无不良电流经过,看电磁干扰程度、安全性都较高,因此TN-S系统可作为智能建筑接地。4.TN-C-S系统。该系统前半部分是TN-C系统,在配电箱中就成为TN-S系统。因此TN-C-S系统也能成为智能建筑接地系统。 二、智能建筑的接地防范措施
(一)交流工作接地。通过电力系统中的某点直接或利用其它电气设备作为地面的金属连接,我们通常就认为是接地。工作接地通过设备中性线的接地,按照相关标准,中性线线应是铜芯绝缘体,即使在高压工作环境中,系统中性点的接地方式还是能继续保护电气设备的正常运行,中性点接地有效防治了零序电压的便宜,保证三相电压的平衡,这对低电压系统来说有重要辅助作用,也方便单相电压的使用。(二)安全保护接地。安全接地是利用那些不带电的金属部分进行接地,但要与接地做好良好的金属连接。例如将建筑物内所有的电设备和附近的金属构造物用PE线连接起来,N线和PE线不能连接。在我们当代的智能建筑物中,这种连接非常常见,常用的强电的设备,弱电的设备或非带点导电设备等都是通过这种方式接地的,以便电气设备得到更好的保护。如果绝缘体被损坏,但电流直接接触到人体,就会产生导电,严重的电击会造成人员伤亡甚至更严重的问题。但在中性点接地中,接地短路电流经过人体后再回到大地,在中性点非直接接地的电力系统中,接地电流就直接进入大地,这会对附近电路的电气设备造成影响,也很容易导致触电事故。(三)防雷接地。将雷电引入大地,预防人员或建筑物遭受雷电损害,这就是防雷接地的目的。在智能化的建筑里,大楼内的顶板、地板和侧墙都布满了线路,这些电子设备都有遭受雷电袭击的危险,所以,防雷接地必须是智能建筑物的接地重点,有必要建立完整、严密的防雷结构。在我们日常工作重点中的各类防雷接地设置的电阻,通常是根据落雷的反击实际情况而定的。防雷设置和电气设备的工作共同使用一个网络时,接地电阻必须保证在最小值。(四)屏蔽接地。为了减少外来电磁波侵袭和干扰,预防电子设备因此产生的误动作或通信质量的下降,更为了预防电子设备所产生的高频能量对外释放,设计人员需要讲线路的滤波器、变压器的静电屏蔽层、电缆的屏蔽层、屏蔽室的屏蔽网都进行接地,这就是屏蔽接地。在智能化的建筑物中,电磁的兼容设计尤为重要,所以,设计中必须制定有效的保护措施来确保电气设备和建筑布线,预防外来的各种干扰。屏蔽就是减少电磁波干扰的最好办法,例如可将设备外壳与PE线连接;室内屏蔽也可多点与PE线连接。
三、结论
智能建筑的电气设计,其中接地设计十分关键,它对保护整个建筑电气设备有积极作用。如今,3A化智能建筑的发展前景广阔,在现代智能建筑中可选用TN-S系统,它对电气的保护效果较好,还能有效防雷、屏蔽接地与防静电接地,当然还有其它保护接地的系统也值得积极推广和使用,全面发挥智能建筑的作用。
参考文献
[2]郑永延.论现代社会的社会动员[J].中山大学学报:社会科学版,2005,2
中图分类号:F407文献标识码: A
一、建筑智能化电气工程管理
现今,人们对居住环境、生活智能化的要求越来越高,对生活品味的追求日渐提升,从居民对建筑物标准的要求上即可看出,现在的人们对建筑中智能化管理的需求越来越强烈,因此这就为建筑智能化电气工程管理的应用提供了广阔的空间,越来越多与智能化电气工程相关的新技术应用于现代建筑中。建筑智能化电气工程的施工主要步骤如下:①对整套配电柜和其调控设施进行安装;②对架上电缆以及电缆桥架进行安装;③对架空线路以及上步装置的智能化电气设备进行安装;④对变压器进行安装;⑤对配电以及动力装置进行安装;⑥对柴油发电机组进行安装;⑦对持续电源进行安装;⑧对低压电动机进行安装;⑨对电加热器以及电动执行部分进行安装并接通其线路;{10}[10以后的符号跟之前的不一致。]对以上安装的智能化电气动力装置进行调试运转;{11}对开关插座等装置进行安装;{12}对接地设备进行安装;{13}对裸母线、非开环母线等母线进行安装;{14}对电缆线路进行铺设并且对电缆头进行安置制造;{15}对导管、线槽、穿管进行铺设;{16}给槽板、钢索配线;{17}对线路的安全性能进行测试;{18}对照明设备进行安装;{19}对照明设备进行调试运行;{20}对避雷设备进行安装;{21}对接闪器以及定位点进行安装,对环境的变化及使用功能的变化具有感知能力。如:感知建筑物内外温度的变化,监视建筑物内人员流动及大门的启闭等。传递、处理感知到的信号及信息,对其进行分析和判断。如:把传感器获得的有关温度变化的信息传递到控制中心,分析建筑物内温度的变化,与系统温度设定值进行比较,判断变化趋势;{22}验收工程,及时修改调整。
二、建筑智能化系统工程的应用现状
1、智能化建筑概念
在当今的建筑智能化电气工程管理中,人们对高科技的需求越来越强烈,因此,新技术的应用日渐增多,智能化管理技术就是其中应用较为广泛的一种。智能化技术又可以成为“人工智能技术”,它是计算机技术的一个组成部分,是将“GPS定位技术”、“精密传感技术”以及“计算机技术”集中于一体的综合技术。“人工智能”这个词语最早是在1952年提出来的,主要是由智能控制系统、处理语言系统、专家系统、识别图像系统以及识别语言系统等组成。智能化技术诞生至今,在控制领域的应用最为广泛。
智能化技术在建筑智能化中的应用,主要有自动控制技术、通信技术、网络技术和数据技术几个方面,智能建筑主要由三个部分组成,楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。近年来,随着科技的飞速发展,智能化技术在生活中的应用也逐渐增多,其发展也日新月异,研究者们根据实际生活的需要,综合自动化、仿生学、语言学等多种学科的知识,加入更加实用的功能,在中国兴建的大型建筑将占全球一半,而现代大型建筑的主流是智能化大厦,因此智能化大厦的弱电系统研究及实施,成为自动化控制领域里的一个重要分支,将现代大厦建设成具有国际先进水平的智能大厦,并保有今后进一步的扩展性。
2、智能化建筑发展现状
由于我国的智能化建筑发展起步较晚,目前还处于起步阶段,因此在发展过程中还存在很多缺点和尚待完善之处。首先,我国建筑智能化发展的水平低。建筑的智能化系统功能短缺,导致有些工程无法如期完成,从而拖延了建筑整体的完成,难以保证效率;另外,国内一些厂家生产电子产品的质量较差,故障率很高,而国外进口产品价格偏高,给日常生活带来极大的不便,使智能建筑并不为一些业主青睐。其次,我国智能化发展十分迅速。从1990年开始,智能化工程已经成为我国建筑工程十分重要的一部分。在十多年的探索和积累中,我国的智能建筑已经大有普及之势,实际应用水平也有了很大的提高。另一方面,社会需求量明显增大。进入信息时代以后,人们的脑力劳动急剧增加。对舒适宜人的生活环境、方便快捷的办公场所以及人性化的建筑设计理念的需求都将智能建筑推向了一个新的高度。同时,“五位一体”的新型经济发展模式要求,国家节能减排力度的不断加强,也将为智能建筑带来新的发展契机。
三、建筑智能化工程管理技术的应用问题
1、建筑智能化工程存在的问题
尽管建筑智能化工程在今年来已取得了较快的发展,在各个方面都取得了骄人的成绩,但是由于其发展历程短等方面的原因,我国建筑智能化还存在一些问题有待我们去解决。具体而言,主要包括以下几个方面:第一,缺少系统规划理念。由于建设单位对智能化系统的理解深度还不够,因此,常常片面地提出一些不切实际的要求,而承包单位对以需求为主导规划理念的缺乏,管理部门专业技术人员的缺少,造成经常是外行管内行,最后导致仅仅简单以技术系统的数量堆砌为衡量建筑智能化的标准,进而使整个工程的有效性降低。第二,设计院设计过程脱节。建筑智能化系统工程的设计单位主要是建筑设计院和系统集成商。无论是设计院还是集成商,在从事智能化系统工程中均存在各自的弱点;设计者的知识更新、知识储备、实践经验等方面与快速发展的工程建设要求不相互匹配,设计人员不熟悉当期主流产品的技术性能、技术要求,进而造成建筑工程的具体实施过程和设计院的规划出现不一致现象,以致由于设计问题影响到工程质量。
2、加强对建筑智能化工程的管理,促进智能化行业健康发展
首先,高素质人才的缺乏依然是目前行业的重大问题。因此,有必要加大力度培养一批技术水平过硬的专业科研人员,在技术开发,科研设计等方面深入探讨,在现有理论研究的基础之上,组织更多由多方参与的研讨会,听取包括建筑商,施工单位,业主,集成商等众多意见,共同磋商行业发展的方向和出现的问题。建立行业专项研究基金和奖励基金,不断推动科研水平的提升,以此促进整个行业的发展。其次,在系统分析阶段,首先要定义清楚用户所需的智能化系统,在系统规划设计阶段,为用户做出详细的系统规划书,并在详细设计阶段做好技术设计与施工组织设计。协调好各部门之间的设计和职责问题,合理安排布置,统筹兼顾,有的放矢。在具体实施中,纠正总体设计中的问题,进行优化设计。再次,施工中要严格按照施工工序,合理设置质量控制点,控制工序活动质量,检查工序活动的结果,掌握质量动态,完善施工检查与验收过程。抓好施工现场的项目管理,做到施工有序进行。加强后期服务维修工作的力度,对维修人员和使用人员进行专门业务培训,采用竞争上,对技术不过关人员进行淘汰,为智能建筑赢得良好的口碑。
结束语
近年来,我国建筑工程的发展非常迅速,与此相关的施工管理技术也日渐提高。人们随着生活水平的进步,对生活的智能化、居住环境的便利性提出了新的更高要求。智能化电气工程是建筑工程中比较重要的一种施工项目,与智能化电气相关的装置、设备等的建设工程管理都属于此类。建筑智能化电气工程施工管理的好坏关系着整个建筑是否能正常完工使用。随着高科技逐渐引入建筑工程中,智能化技术在其中使用的越来越广泛。智能化管理技术是将GPS定位技术、计算机技术以及精密传感技术集中一体应用的高科技综合技术。智能化技术的引用,不仅可以减少建筑智能化电气工程中的人力成本,而且这种技术也显著提高了操作的准确度和工作效率,缩短了工程所需的周期,并且也便于工程完工后对其进行监督检测。
参考文献
Abstract: With the progress of science and technology and the improvement of people's living standard, convenient and comfortable living modern architectural goal and office environment become, electrical automation in construction applications, to achieve the intelligent modern architecture. This paper introduces the electrical and automation background and future development trends, analysis of the composition and application of electrical automation system.
Key words: electrical automation; intelligent; application
中国分类号:TU69 文献标识码:A 文章标号:2095-2104(2012)03-0001-02
1电气自动化在建筑中的应用及发展趋势
电气自动化技术的发展,与智能自动控制、计算机网络、电子技术的飞速发展密不可分,各种技术的发展催生了电气自动化的繁荣。“自动化”一词出现在20世纪50年代,随之电机电力等产品相继产生,直至60年代,自动化控制理论的开始应用到各行各业中,过程自动化、机械制造自动化和管理自动化,使自动化的发展进入全新的阶段。电气专业的自动化技术成为自动控制与信息处理结合产物,电气自动化技术的发展极其迅速日臻成熟已经成为高新技术产业的重要组成部分。现代建筑无论从建筑科学技术方面,还是在建筑设计和建筑艺术方面,都取得了巨大的进步,是以往任何时期所无法比拟的。建筑设计理念的不断提升,促使现代建筑在智能化发展方面提出更高的要求,在此背景下,电气自动化技术应运而生,90年代起,中国的智能建筑迅速发展,北京、上海等大城市的高楼大厦基本都采用了智能化系统。
随着我国经济和现代化工业的不断发展,4C技术(即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)在自动化系统中的应用,自动化产品不断普及,智能楼宇走向智能家居,智能化系统的广泛应用,为电气自动化技术应用提供了广阔的发展前景。为满足和迎合消费者越来越高的消费品位及消费理念,现代建筑需要不断提高建筑内涵,势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑,特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。
2 建筑电气自动化系统的组成
现代智能建筑自动化系统主要包括通信自动化系统(CAS)、楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)、闭路电视监控系统(CCTV)、火灾报警及消防联动控制系统(SAS)及其相应的布线系统。
2.1通信自动化系统(CAS)
通信自动化系统为智能建筑内的用户提供高速、全面、安全可靠的语音、数据、图像等多媒体信息服务,满足办公自动化系统的要求,并能适应楼外电信部门的通信网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势。
目前,智能建筑中的通信系统主要由两大系统组成:程控数字用户交换机和有线电视网(CATV )。随着4C技术的不断推广,现在智能建筑通信自动化系统主要包括以下子系统:综合布线系统、电视电话通讯系统、计算机网络系统等。
综合布线系统(Premises Distributed System,简称PDS)是智能化办公室建设数字化信息系统基础设施,是一种集成化通用传输系统。它是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线系统,为办公提供信息化、智能化的物质介质,支持将来语音、数据、图文、多媒体等综合应用,是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相联。综合布线系统由工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和建筑群子系统六部分组成。
电话通讯系统通常有两种方式:数字程控交换系统和虚拟电话网系统。数字程控电话交换系统由程控电话交换机、配线架、中继进线组成。电视通讯系统应用最广的还是闭路电视系统,主要由接收信号源、前端设备、干线传输系统、用户分配网络四部分组成。
计算机网络系统是智能建筑中的主干网络,将智能大厦的计算机系统、网络通信设备、网络外部设备和局域网连接起来,形成互联互通,结构合理计算机网络系统,并在此基础上建立能满足办公的软硬件环境,更好的实现网络信息资源共享。
2.2楼宇自动化系统(BAS)
楼宇自动化系统是利用现代控制方法、对楼宇内的机电设备或系统进行自动集中控制管理,以达到节约能源的目的而构成的综合系统。系统通过集中监测和控制来提高现代建筑的管理水平,降低设备故障率和维护及营运成本。 它包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统等。楼宇自控系统中基本采用的是集散控制方式和分布控制方式,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性,实现多种控制及管理功能。
2.3办公自动化系统(OAS)
办公自动化是20世纪80年代迅速发展起来的一门综合性学科,它是利用技术的手段提高办公的效率,进而实现办公自动化处理的系统。它采用Internet/Intranet技术,基于工作流的概念,使企业内部人员方便快捷地共享信息,高效地协同工作。系统集成主要包括运行坏境集成和技术集成。
2.4闭路电视监控系统(CCTV)
Closed Circuit Television (CCTV) 一种图像通信系统,它综合了传感技术、监控摄像技术、通讯技术和计算机技术,组成一个多功能全方位监控的高智能化的处理系统。智能建筑中闭路电视的应用,可以保护人身安全,节省时间和费用,提高效率,实现实时指挥和调度,处理和保存信息。闭路电视监控系统视频监控系统主要由前端摄像部分、控制部分、传输部分、显示与记录四大部分所组成。
2.5火灾报警及消防联动控制系统(SAS)
消防联动控制系统是当火灾发生后,联动启动各种消防设备,以达到报警及扑灭火灾的综合系统。火灾自动报警及消防联动控制系统主要由以下设备组成:主机主板、回路卡、手动控制盘、多线制控制盘、直流不间断电源、消防应急广播系统、消防电话系统、CRT系统、机箱。
3 结束语
在全球信息化的今天,信息的共享和高效显得尤为重要,智能化系统在现代建筑的应用,成就了人、信息和工作环境的智慧结合,使人们的生活和办公环境更加方便快捷,极大地提高了人类的生存质量。随着科学技术的发展日新月异,智能化小区的内涵也必将随着科技的进步不断地变化、发展。
一、结合毕业论文课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:
摘要:本课题主要研究的是成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题[1]。案为成都国际金融中心项目,成都国金中心净用土地面积82亩[2]。为香港九龙仓投资的西部地标性建筑整个项目设计由4座塔楼及裙楼组成,包括超五星级酒店、高端写楼、高档酒店式公寓及高品位住宅等,其中主楼双塔最高达248米[3]。2007年9月香港九龙仓集团在成都以8800万元/亩[4]。总价72.4亿元拍下了位于成都市最繁华的商业中心春熙路片区82亩土地建成后,将成为中国西部地区最高档次、最具规模和影响力的地标性建筑物,将引进数百个中西部最具代表性的商铺,其中包括世界上最出名的国际名牌、港澳名牌,再加上其九龙仓本身之马哥孛罗酒店等,有望成为中国西部今后最具影响力的国际商贸金融中心[5]。
关键词:电气设计;配电系统;智能化系统;电气控制;电机;制冷机房;水泵
1.前言
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学[6]。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合[7]。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高,使得建筑开始走向高品质、多功能领域,并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展[8]。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下,进行工业与民用建筑建筑电气的设计,并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理[9]。
2.设计内容
成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题。通过到成都国际金融中心负5层制冷机房实地实习,了解制冷机房电机启动类型,启动方式,启动速率。研究其中各个电机与电气控制装置之间是如何协调工作的[10]。了解系统的电气设备及其主回路工作原理[11]。探究其中存在的节能环保效应。计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用[12]。
3.设计依据
1)中户人民共和国工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)(2002年版)
2)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范CB50736-2012
3)高层民用建筑设计防火规范CB50045-95(2005年版)
4)建筑设计防火规范CB50016-2006
5)汽车库、修车库、停车场设计防火规范CB50067-97
6)公共建筑节能设计标准CB50189-2005
7)《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调.动力》(2009年版)
8)《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-暖通空调.动力》(2007年版)
9)通风与空调工程施工质量验收规范CB50243-2002
4.总结
本次的文献综述内容主要是对成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分的一个概述,简要说明了毕业设计(论文)文献综述应该做些什么系统的设计,在查阅了大量的资料后的一个总结,也是对这段时间的工作的一个汇报[13]。并对一些规范和国标有了初步的了解,对以后的毕设做一个铺设[14]。小区的建筑电气设计主要是对变配电系统、冷却系统、电话系统、消防系统等的一个设计[15]。对这些系统的初步了解可以确定以后电气设计的方向,对之后的毕设起一个带头作用[16]。从对电气设计的迷茫到初步的认知,有老师的指导同学的帮助,更重要的还是自己的解收获的是实践知识,本次的文献综述对之后的毕设奠定了良好的基础[17]。
参考文献
[1]刘思亮.建筑供配电.第一版.北京.中国建筑工业出版社.1998.164~176
[2]孙建民.电气照明技术.北京:中国建筑工业出版社,1998年:56页
[3]唐志平.供配电技术[M].电子工业出版社,2008
[4]谢浩.住宅照明的处理和选择方法[J].住宅科技,2009,(02)
[5]刘宇.浅谈智能住宅小区弱电系统设计[J].硅谷,2008,(05)
[6]张言荣、高红、花铁森.智能建筑消防自动化技术[M].北京:机械工业出版社,2009
[7]郑洁、伍培.智能建筑概论[M].重庆:重庆大学出版社,2008
[8]唐志平.供配电技术[M].北京:电子工业出版社,2008
[9]俞丽华.电气照明[M].上海:同济大学出版社,2008
[10]戴瑜兴.民用建筑电气设计手册中国建筑工业出版社2010年:83页
[11]陈一才.智能建筑电气设计手册.北京:中国建材工业出版社,2002年:43页
[12]戴瑜兴.民用建筑电气设计数据手册.北京:中国建筑工业出版社,2003年:59页
[13]刘思亮.建筑供配电.北京:中国建筑工业出版社,2004年:24页
[14]杨光臣.建筑电气工程图识读与绘制.北京:中国建筑工业出版社,2002年:48页
[15]Frantz,J.m.Jdy.Intracanopylightingreduceselectricalenergycitilizationbyclosedcowpeastands.LifeSupportBiosphere,2001,7:283-290
[16]N.Shdbolt,Ambientintelligence.IEEEIntell.Syst,2003,18(4):2-3
[17]NTayfunAmur.Cost,guestimpactdriveterrorism-securityplans[J].HotelandMotelManagement.Vol.220.No.20.Jun.2005.
二.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):
1.研究的问题
本课题主要研究的是成都国际金融中心负5层制冷机房的电气部分研究问题。通过到成都国际金融中心负5层制冷机房实地实习,了解制冷机房电机启动类型,启动方式,启动速率。研究其中各个电机与电气控制装置之间是如何协调工作的。了解系统的电气设备及其主回路工作原理。探究其中存在的节能环保效应。计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用。最终了解现场施工的程序等。
2.研究的途径
1)收集相关资料,查阅中外文献。学习相关知识,了解国金中心项目的基本情况。做好前期准备。
2)请教校外导师学习、掌握国金中心负5层的解制冷机房的电机启动类型、启动方式、启动速率,系统的电气设备及其主回路工作原理,探究其中存在的节能环保效应。
3)通过计算电气设备的负荷、功率,了解相关电气设备的选用。
中图分类号:TL372文献标识码: A
前言
近年来,随着我国社会经济不断快速的发展和城市化进程的不断加快和推进,我国的建筑行业在一定的程度上也得到了一定的提升,作为我国主要的经济产业之一,我推动国民经济增长上发挥了重要的作用。随着高层建筑逐渐兴起的时代,高层建筑的修建和发展的速度也是越来越快。而如今,人们有将关注的话题转移到对智能化建筑的建设基础之上,而在智能化建筑中,建筑电气防雷系统的施工就显得尤为的重要。在对建筑电气防雷接地系统设计施工的过程中,必须要针对于其安全性开始,防止出现建筑工程的安全隐患,从而有效的提高施工的质量,保证人民的生活质量。
1.建筑电气防雷的重要性
建筑电气防雷接地系统相关设施与配置在智能化建筑中起到举足轻重的作用,良好建筑电气防雷接地系统保障了各种智能电器设备正常运行,带给人们生活、学习、工作上的便捷。但是,建筑电气防雷接地系统的不稳定也会给人们带来许多安全隐患,造成经济损失和人身伤亡,其安全性除了影响建筑功能,还直接影响到了人们的生活,因此,在设计阶段,建筑师应考虑充分建筑电气防雷接地系统的安全性,在建筑施工阶段,相关的操作人员应和维护人员提前商讨建筑电气防雷接地系统施工措施的安排,保证建筑电气防雷接地系统正常可靠,保证各种智能电器设备正常运行,进而消除隐患。此外,操作人员也应该努力发挥主观能动性,积极学习探索新的技术,学会使用新的操作设备,提高建筑电气防雷接地系统的安全系数。近年来,建筑电气防雷接地系统的重心越发向“科学”、“实用”等一系列因素靠近,建筑电气防雷接地系统在在现代建筑物建设中备受关注。
2.发生雷击灾害的原因
2.1、自然原因
雷击发生的主要原因是云层与大地之间的放电,即地闪。当发生地闪时,其所产生的电流由云层中释放到地面,而在其释放通道上就可能造成危害,这就是雷击灾害。雷击灾害主要分为两种:一是直击雷,即雷电流在由云层释放到地面时,直接打在人、畜身上或建筑物上,从而产生电热效应或机械效应,造成人员伤亡和经济损失;二是雷击电磁脉冲,指的是雷电流在由云层释放到地面时,在其释放通道四周产生电磁感应干扰,造成一定范围里的电子元器件、电气设备或金属器件因受到干扰而出现损坏。
2.2、人为原因
雷击灾害的发生往往既是天灾,也是人祸。人为因素主要表现如下:(1)防雷意识淡薄,在我国很多地区(包括农村和城市),很多人对防雷是没有任何概念的,认为雷击灾害离自己很遥远。(2)有些建筑物没有按照规定,进行防雷设计。以往发生雷电灾害的建筑物,大都是由于未安装避雷装置。这就要求我们的建筑商、政府要严格按照相关的国家标准、防雷规范等进行防雷设计和把关。
3.建筑物防雷系统方案设计
3.1、分流
分流是在所有从建筑外部来的线路(如电源线、信号线、网络传输线等)与地之间并联合适的避雷器。当直击雷或较强的感应雷进入建筑电气设备时,避雷器接近短路,把雷电流分流到地面。传统的分流方式是使用引下线把接闪器上雷电流释放到地面,分流效果的好坏主要是由引下线的数量所决定,直观的,引下线的数量越多,则每根引下线流过的电流就会越小,电磁感应范围相应也越小。对于高度在30m以上的建筑物,应在30M处起,每隔5m左右设置水平避雷区域,并与引下线连接。这样做的好处是能够减小引下线电感,还能降低反击电压。对于当前发展迅速的现代智能建筑,还需要采用多级分流的方式,这是由于一级分流后,仍然会有一部分流入电气设备,仍会导致局部电压升高,而智能建筑中有大量微电子器件,这些元器件都是在低电压工作,电压升高10%左右就会失效。
3.2、接地
建筑工程电气安装的防雷接地可以采用共同接地的施工方法,实际测量过程中,要根据相关要求来进行,接地要控制在1Ω内;如实际测量达不到标准要求,则要采取补充措施,即增加人工接地极。圆钢与底钢板搭接施工要保证搭接钢筋的长度,至少是地板钢筋直径6倍以上。焊接施工要保证焊接充分,不仅要保证机械强度,还要保持焊缝饱满,防止出现焊接质量问题,比如夹渣、裂纹、气孔或虚焊等问题。如果采用烤漆、喷漆、电弧喷锌等工艺,则要注意对焊接处进行防腐处理,焊接完成后再用红色或蓝色油气做好引下线的标记。雷引下线的位置应该清晰并严谨安装,并绑扎好地下结构柱钢筋。另外住户与接地极相连时,应保证各纤弱电箱的连接的安全合理性。各电器设备的导电部位要注意不能有外露的现象,对于电缆桥架和金属线桥,为了确保其可靠性,可以将扁钢与接地装置进行连接。安装避雷支架需要采有侧位打眼的方法来实现,具体如下:第一步按照设计图纸将打眼位置明确下来;第二步在位于成品外皮墙10cm的位置用电锤直线打眼;第三步,避雷支架设置于所打直线两边,并在插入孔中后第一时间进行灌浆加固,并进行捣实;最后,将避雷支架用螺丝固定后,将安装过程中产生的粉末彻底清理干净,再喷洒适量清水。接地装置是将防雷引下线传输来的强大雷电流与大地中和的装置,接地体的施工质量也是决定整个防雷系统好坏的重要环节,接地电阻阻值大小的决定因素。一般高层建筑都是利用地下室的密布钢筋网作为接地体,尽管地下室钢筋纵横密布,但是在施工中也不容忽视,一定要按照施工图纸按照设计要求,将作为接地体的钢筋焊接成环型闭合体,同时要与各柱内引下线钢筋可靠焊接。
结束语
综上所述可以看出,建筑防雷是一项非常重要的系统工程,无论是在设计的过程中还是施工的过程中,都占据着非常重要的作用。因此,在对施工方案进行编制的过程中,必须要适应当前不同地区对建筑防雷施工的要求。在进行施工的过程中,必须要不断的提高施工人员的施工水平,并且不断的加强监督检查,保证安装的质量,从而有利于整个系统安全稳定的运行。随着建筑工程事业不断的发展,建筑的安全性在建筑施工的过程中也非常的重要。相关的人员在设计时必须要结合建筑自身的特性进行科学合理的设计,施工人员必须要不断的完善自身的施工方案,管理人员必须要不断的加强工程的监管力度,从而有效保证建筑的安全稳定型。
参考文献
[1]毕志强.关于建筑电气防雷接地系统施工简述[J].黑龙江科技信息,2014,06:251.
20世纪60年代中期,世界建筑业启动了新一轮的发展,建筑物单体的高度与体量急骤增加,二、三百米的超高层建筑,单体超过10万平方米的大型建筑已十分普通。建筑物规模的增大与工程建设的技术难度不仅体现在高度与面积上,建筑物的多功能使用(同一幢建筑物内分层区具有办公、酒店、商场、公寓、娱乐等使用功能)。各类使用者对建筑物的服务要求多样化与服务性能日趋提高,越来越重视生活条件与环境的舒适性、与社会和人际沟通的便捷性、生存空间的安全性、设施服务的完善性、管理组织的严密性等。在解决这些复杂难题的过程中逐步形成了智能建筑的概念。
1智能建筑的理论体系
长期以来,对智能建筑是否存在理论与学科特征,一直未能形成比较一致的认识。有些人士认为智能建筑就是把计算机、控制及电子设备运用于建筑物,只是高新技术的综合应用而已,并无理论可言。
然而,笔者认为经过二十年的实践,智能建筑已不如早期那么神秘朦胧,在长期的建设、应用与管理中,已经凸现其深层的特征,有必要对此进行探讨。图1所示为智能建筑理论的结构,下面将分别进行阐述。
a.应用对象层。智能建筑为人类活动提供信息化、自动化的工作和生活场所,它的应用对象就是建筑物的使用者、管理者与服务提供者。
b.特定功能层。只要是按现代化、信息化运作的机构所在地都有智能建筑的需求,因此智能建筑早已不是办公建筑的专利,公共建筑、住宅建筑、工业建筑、军事建筑都可以按智能建筑建设。近十年来,中国与全球一样建成了大量智能型的办公楼、酒店、体育场馆、会展中心、医院、学校、法院、图书馆、剧院、博物馆、机场、车站、住宅、电子厂、食品厂、化工厂、发电厂、军营、应急指挥中心等建筑物,这些建筑物在世界的经济与社会中起着极为重要的作用。在这一层面上,智能化系统功能需求与设备配置往往受建筑物个性、建设目标,管理模式和投资力度的影响而有较大的差别。
c.应用技术层面。这是智能建筑的技术基础,由通信网络技术、智能控制技术、信息处理技术和综合管理技术等组成。在这些技术领域中,最新的技术成果及其形成的装备会以最快的速度应用于建筑业。如在5年前,当软件工程界刚开始讨论中间件技术时,市场上立即推出了采用中间件技术的智能建筑系统集成软件iz bms集成化智能建筑管理系统)。又如当工业以太网技术出现突破,随即出现了基于工业以太网的楼宇自动化系统。
d.基础理论层。虽然从表面上看,智能建筑嵌人了许多令人目眩的五光十色的技术,但实质上智能建筑并不仅是新技术的综合与新装备的组合,而在其深层次中是有基础理论的支撑。
1945年奥地利人贝塔朗菲创建系统论形成了“系统哲学”,这是把世界看作一个巨大组织的机体主义世界观,它包括了系统本体论、系统认识论、系统价值论和系统方法论。系统理论的概念(等级秩序、渐进分化、反馈、开放等)与方法(图论、集论、控制论、对策论、排队论等)是智能建筑总体设计与工作流程规划中的重要工具。
美国人香农在1948年奠定了信息论的理论基础,使人类传统的科学从以材料与能量为中心的体系,转变为以材料、能量与信息为中心。当建筑物的智能水平日益提高后,人们已不满足仅在通信信道容量、噪声抑制、数据加密上应用信息论,而需要进一步通过统计及随机过程的分析来讨论语义分析、信息的嫡的应用。
“以人为本”在如今似乎已成为一句时尚的语句,但在智能建筑的功能设计与运行管理中,如果缺乏针对使用者与管理者的工作和生活便利考虑,缺乏以人机工效学对人机界面、机器与人的共享空间的设计,缺乏在智能化、数字化环境下对不同职能与层次人的行为处理分析和对策,那么任何再先进的智能化系统也是失败的。
智能建筑不仅仅是当前高新技术的尽情应用,而且必须从可持续发展的角度对建筑物的一切进行考量:设备与材料的环保、系统运行方式的综合能效设计、建筑物节能模式的选择、建筑物管理的组织结构设计,都需要从有利于协调“自然·社会·经济”关系,提高“人口·资源·环境”可持续发展的水平来考虑。这些工作要有助于建立7项工作:选择资源节约型的经济体系、推进社会公平化的社会体系、重视提高国家综合实力的科技体系、保持自然生产能力的生态体系、促进环境质量提高的环境体系、提高国民整体素质的人口体系和规范合理行为的政策法规体系。“可持续发展”是我国的基本国策之一,已深人到整个社会。智能建筑自然也在“可持续发展”政策的覆盖之下。
显然,在智能建筑所有的相关领域,以上的理论都在工作过程中起着宏观导向与微观指导的作用。
2智能建筑理论的特征
通过上述分析可见,智能建筑不仅存在理论,而且其理论结构相当复杂,还具有以下三个特征。
a.多目标的优化智能建筑不是机械的技术与设备集合,而是一个大系统,需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标,并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为:s=f<技术、效率、价格、智能建筑理论与工程实践—程大章发展、环境、人气等)。
b.多学科的综合这一点是显然的,智能建筑的规划、设计、运行和管理,所涉及的技术,经济、管理以及法律问题,都必须有效地应用各学科的知识成果来解决。
c.多因素的相关性智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等具有十分密切的关系,尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。但是从建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(见图2)来看,当某种设备与技术采用后,可改变其生命周期中许多相关的分项状态。
比如采用完善的ba(建筑设备自动化)系统进行照明系统的节能控制(按照度、时间、夜间最低照度、分区等),可以有效降低电耗与照明设备的运行时间,而照明设备因此而延长寿命减少了照明设备的维护更新费用。这可使建筑物生命周期成本中的能耗费与设备更新费用减少。但是要实现这一目标需要设置完善的ba系统,要增加建设的一次投资.同时,降低能耗的效益并不仅仅体现在lcc的图中,它对于广义的环境保护价值更是巨大的。
3智能建筑工程实践的分析
近年来,随着中国综合国力的增强,全国各地的智能建筑热潮有涨无退。由于我们已经历了较长期的探索,在工程建筑中有许多成功的经验,也有不少失败的教训,无论是建设方/业主,工程技术人员,还是物业管理人员,都逐步趋于成熟。因而最近起步建设智能建筑的地区(暂称为后行地区),往往可以比北京、上海、广州等先行开发建设的大城市(暂称为先行地区)有更好的建设效果。我们将之称为后发优势,见图3
智能化系统工程先行地区由于一开始处于探索前进的过程,不可避免地在早期建设中存在着各种过份的行为(控制论中称之为超调),随后又出现因失误而放弃的行为(称之为振荡过程),最后趋向于合理的装备与功能水平。而后行地区由于可以借鉴先行地区的经验与教训,可以比较合理稳妥地确定自己的智能化系统工程建设目标与行为,虽然起步稍迟,但最终可以与先行地区趋向于同样的建设效果,而他所化的代价则比先行地区要小得多(如早期智能住宅小区建设成本高达230元/mz,而近年来则在60元/mz左右,而且装备的性能与质量更好)。
4智能建筑已经形成产业链
建筑业是中国经济发展的重要抓手。中国经济发展的历史与现实清楚地告诉我们,国民经济状态上升建筑业必然兴旺,建筑业发达了,国民经济必然形势大好。中国近年来持续的经济增长其中就有1---2个百分点来自建筑业贡献。
随着中国城市化进程的加快,全国的基本建设规模不断增大,北京市2008年的奥运会与上海市2010年的世博会,大大刺激了建筑业发展,智能建筑与智能住宅小区则成为建筑业的精品。在工业建筑物、民用建筑物、军事建筑物与市政建筑物中的电气设备投资已从上世纪80年代总投资的6%一7%,增长到总投资的10%----18%,并且还在不断上升。与此同时,市场中的各类智能建筑电气设备不仅引进了大量国外先进技术与产品,也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。据不完全统计,与智能建筑电气设备相关的国内企业约有6---8千家,智能建筑电气设备的民族企业在稳定成长。目前智能建筑行业,已基本形成了一条稳定的产业链,产业链的各方关系可以用图4来描述。
图中箭头表示各方的相互关系:①提供建筑化系统设备工程与技术服务;②提供智能化系统设备功能信息、设备使用改进意见;③提品与设备技术信息;④提供系统设备需求信息与系统设备功能信息;⑤人才与技术的需求与供应。
图4智能建筑的产业链示意图
图4所示的关系中,工作的基础是国际标准、国家标准与行业标准(注:gb/t50314为《智能建筑设计标准》,gb50339为《智能建筑施工及验收规范》)。
5智能建筑应用的发展趋势
随着文明的进步,人们对工作与生活的环境要求不断地提高,建筑物的功能与相应的标准也逐步提升.智能建筑作为现代建设技术的核心,面临着新的挑战。
1 引言
随着电力系统自动化程度的不断提高,建筑物供配电的自动化程度也逐渐得到加强。建筑物供配电作为电力系统的一部分,是负责终端用户的最近部分,因而建筑物供配电服务质量的高低直接影响着电网服务质量的高低。建筑物配电网的监控系统能够将建筑物线路参数远传到监控中心,有效监视供配电情况与电能使用情况。在出现故障后,监控中心能够及时做出决策,远动某些现场设备,减少事故影响的面积。可见,线路参数的准确获取,开关控制量的准确交互是监控系统正常、有效运行的基础与关键。
本论文主要针对建筑物变配电特点对其智能化变配电工程进行设计与应用方面的探讨,以期从中能够找到合理有效可靠的变配电设计方法与模式,并以此和广大同行分享。
2 智能变配电系统概述
提高供电可靠性、检测和改善电能质量、提高配电系统的运行经济性、减少和缩短设备检修和停电时间和范围、优化网络结构和无功分配、提高整个配网的管理水平和计算机应用水平,提高工作效率,用技术手段改善用户服务水平,提高服务质量,提高企业的现代化管理水平,为领导的科学决策服务。
根据高低压供配电系统的特点,提供多种风格系统操作界面及符合行业规范的软件功能模块;具有实时数据采集、一次接线图显示与操作、参数设置、事件报警/记录遥控闭锁操作、曲线/棒图、统计分析、报表打印等。针对低压配电系统回路多、柜型复杂的特点,提供模块化的多级树装图形菜单及形象化的各种抽屉柜/固定柜一次系统图界面;同时提供电能分类管理、故障智能分析设备维护计划、负荷分析、设备档案等功能模块。
现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络,具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前,国际上各种各样的现场总线有几百种之多,统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线(FF)、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHENOIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE总线等。
智能化配电系统就是通信网络把众多的带有通信接口的中、低压开关和控制设备与主计算机连接起来,由计算机进行智能化管理,实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度的新型配电系统。智能化配电系统一般由主计算机、通信网络、智能化开关和控制设备三部分组成。
3 建筑物智能变配电工程智能设计
3.1 智能变配电系统总体架构
系统的设计思想:整个系统采用分布式控制,分为上、下两层:上位控制机(上位机)和下位控制单元(下位机)。下位控制单元,即以MSP430为核心的电表单元,它对各种信息进行实时采集。上位机可以主动地向下位控制单元请求数据和发送命令,并完成对系统参数的记录、各仪表信息的记录、报警信息的记录、报表的生成打印等数据库的管理。上位机和下位控制单元之间是通过PROFIBUS总线相连。
由于智能从站节点是PROFIBUS-DP网络的一部分,因此,总线系统软件分为主站软件、智能从站软件和监控软件三个部分。PROFIBUS-DP网络是引进Siemens公司的成套设备,一类主站S7-300和S7-400使用Siemens公司提供的创建可编程逻辑控制程序的标准软件STEP7,使用梯形逻辑图进行软件编制。监控软件使用Siemens公司的支持分布式系统结构的监控软件SIMATIC WinCC。智能从站节点的中央处理器是INTEL系统的单片机MSP430,采用单片机C++高级语言。
3.2 智能变配电系统电气硬件的选择
3.2.1 变压器的选择
(1)变压器台数的确定
变配电工程中,变压器台数的选择与供电范围内用电负荷大小、性质及重要程度有关。
①有大量的一、二级负荷,负荷达到200kw以上,选择两台变压器;
②三级负荷一般选择一台变压器,负荷较大达到100kw以上时,选择两台;
③季节性负荷或昼夜负荷变动较大,依据最大负荷,按以上方式确定变压器台数;
④有较大的冲击负荷,可单独设变压器为其供电。
(2)变压器容量的确定
①单台变压器时,其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算容量SC,并考虑负菏发展保留一定的冗余,应满足SN≥(l.15-1.4) SC;
②两台变压器且任一台变压器单独运行时,其容量应满足SN=(0.6-0.7) SC;同时应满足全部一、二级负荷SC(I+II)的需要SN≥SC(I+II);
③单台变压器容量一般不大于1250kVA-2000kVA。
3.2.2 开关电器的选择
开关电器主要包括断路器、熔断器、隔离开关和负荷开关,其选择即要保证开关电器正常时的可靠工作,还应保证系统故障时能承受短时的故障电流,同时应满足不同的开关电器对电路分段能力的要求。具体选择原则如下:
(1)正常条件下,开关电器额定电压UN及其装设处额定电压UWN应满足UN≥UWN;
(2)正常条件下,开关电器的额定电流IN及其装设处的计算电流IC应满足: IN≥IC;
(3)动稳定校验,开关电器极限通过电流峰值Imax及安装处三相短路冲击电流Ish满足:
Imax≥Ish;
3.2.3 导线的截面选择
导线截面选择过大不仅会增加有色金属的消耗量,还会增加投资;截面选择过小,则导线中的电压和电能损耗加大,使电能传输质量和运行经济性变差。其选择应符合如下条件:线缆应满足正常负荷下的长期运行条件;应能承受故障时故障电流,尤其是短路电流;应满足线路电压损失的要求;应满足机械强度的要求;应考虑线路的经济运行。
通常导线截面可以按导线载流量、电压损失、短路热稳定校验及经济电流密度进行选择。对于中压线缆,由于距系统较近,其主要问题是热稳定问题,因此一般用热稳定条件来确定导线的截面;对于低压线缆,其负荷电流相对较大,线路的主要问题是能否长期承受工电流,故一般按导线载流量条件选择截面;对于负荷电流小,但传输距离长的线缆,通常按电压损失作为选择导线截面的条件。
4 结语
建筑物变配电系统目前已经成为了建筑电气工程系统设计与施工的主要内容,随着电力电子技术的发展,智能变配电系统已经成为了建筑物变配电工程设计的主流,本论文针对当前智能变配电工程的发展趋势,详细分析探讨了智能变配电工程的体系架构及其硬件系统的选型设计,对于进一步提高建筑物变配电系统的智能设计与应用水平具有一定借鉴意义。
参考文献:
[1]丰海涛.电力网监测系统设计[D].山东:山东科技大学,2007.
电气工程是工业建筑工程项目的重要组成部分,是不可或缺的组成部分。电气工程是使整个工业建筑工程“活”起来的硬件,随着工业建筑智能化的迅速发展,电气工程的地位和作用越来越重要,直接关系到整个工程的质量、工期、投资和预期效果。随着科学技术的飞跃发展,现代化、自动化、电气化的普遍发展及其水平的不断提高,电气工程的质量在整个工业建筑工程质量中作用是非常大。电气工程质量直接影响到工业建筑物整体设备的安全运行、节能效果及工业建筑物投入使用后的使用功能。因此,加强对电气工程质量的控制是十分必要的。
1.工业建筑电气工程施工质量的影响因素
为有效提高工业建筑电气工程的施工质量,首先分析其影响因素是十分必要的。现存在的影响施工质量的问题主要是设计环节的弊病,笔者将其影响因素归纳为以下几点:
1.1电气工程设计不合理
该方面因素主要有设计违背或偏离设计规范的规定,安全性、可信性方面不执行设计规范。
1.2电气工程设计深度不足
现阶段的施工图普遍设计深度不达标,与建设部《建设工程设计文件编制深度规定》的要求还有一段差距。主要原因是设计文件的可行性差,如果涉及缺乏可行性,会导致施工过程中遇到许多困难,不可避免地引发一些错误。。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注,也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现,将影响项目建成的使用功能。
1.3相关专业设计文件衔接不清
不按规定协调配合的问题普遍存在,极易导致施工错误。设计文件是工程施工与监理的最主要根据,设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合等问题都直接影响工程质量。。近年来设计质量滑坡现象已成为不争的事实,究其原因可能是多方面的。
由此可见,影响工业建筑电气施工质量的因素有许多,且其都是具有严重性影响的问题。但是,这些问题并非不能解决,只要设计单位稍加重视,比如组织设计人员认真学习相关设计规范,加强设计过程管理、重视设计会签与评审,便可以基本排除。
2.如何提高工业建筑电气工程的施工质量
2.1做好工业建筑电气工程施工前的准备工作
在工程项目开工前,电气安装技术人员应首先熟悉电气施工图纸,并会同土建施工技术人员共同查对土建施工图与电气施工图,列出哪些部分有交叉施工,根据土建施工进度计划,对有关基础型钢预埋、支吊架预埋和线路保护管预埋等,排出配合交叉施工计划,确定准确配合时间,以防遗漏和发生差错。在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏,将各种预埋件制作好,并做好必要的防腐处理,充分做好施工前技术与材料准备工作。
2.2严把电气工程设计关
通过上述分析,可知影响施工质量的主要因素在于工程设计,因此相关单位一定要做好电气工程的设计工作。要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理和优化。对工业建筑智能化的设计,要防止盲目求大、求全,应以适用为主,考虑经济承受能力和投资取得的回报,要根据工程的具体功能情况,明确业主对其项目的定位和需求,应提供意见和建议与业主,及早协调明确要设置哪些系统,以便所设系统与主体工程同步进行。要审查设计是否体现了工程的经济性、施工便利性的原则,许多成熟的技术及材料是否在本工程中有所体现和运用。比如对高层住宅的设计,有些部位配电线缆可以不必采用耐火型,供消防用的采用阻燃型即可,可以节省一半的材料费用;尽量用阻燃PVC线管,既节约投资又方便施工。很多设计过于保守,变压器容量偏大,导致初期投资增加,投入使用后基本电费过高,既麻烦又浪费。
2.3严控电气工程施工关
施工是整个过程的重点环节,也是决定施工质量的关键。施工中必须根据已会审后的电气设计图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计进行。一要必须分清工程中的重点环节。。在电气工程质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。在施工中发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意私自变更设计。二是电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做的不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。三要严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准、可操作的质量控制程序。平时注意及时收集和整理资料,特别是隐蔽工程的验收资料及隐蔽签证。未经有关人员在隐蔽验收表上签字,不得进行下道工序,防止监督流于形式。
2.4规范电气工程
施工技术在电气工程施工过程中,要规范施工技术,要依据施工规范制定合理的施工程序及安全措施,根据不同的工程,不同的项目,不同的设备,制定出不同的技术要求,不同的安装工艺,电气安装施工人员必须严格按照国标,行规及企业的有关规定进行施工,不得违章操作。同时,施工人员必须经过按国家现行标准考核合格后,持证上岗工作,并且要对施工人员进行相关安全教育培训和技术交底;施工现场临时用电必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》及有关规定;施工现场用火,以及进行气焊,使用喷灯,电炉等,均应有防火或防护措施。施工中所用的电气工具必须符合工作电压,工作电流,工作频率和使用环境的要求,并应有漏电保护措施。
3.结语
综上所述,工业建筑电气工程已经在当前社会占有一定的地位,发展前景广阔。随着社会的不断进步和人民生活水平的提高,人们越来越重视工业建筑工程的施工质量,因为它直接关系着人们的生活与健康。对于目前发展速度较快的工业建筑电气工程,其施工质量更是不容忽视。因此,相关单位必须提高对工业建筑电气工程的重视程度,针对有关影响施工质量的因素,及时采取一定的有效措施。
【参考文献】
[1]沈逢平,肖然,苑新月.建筑电气工程的质量通病与预防[J].油气田地面工程,2005,(06).
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[4]黄枫林.建筑电气工程质量通病的防治[J].工程质量,2002,(06).
[5]刘波,王伟伟.浅谈建筑工程材料监理[A].建设工程理论与实践(第二辑)[C],2005.
一、前言
雷电的发生对于建筑尤其是高层建筑的威胁是巨大的。建筑遭到雷击所带来的损失不可估量。因此,在建筑的设计中,要加强弱电系统的防雷设计,保证建筑免受雷电的袭击。
二、弱电系统的基本概念
根据电力的强度大小可以将电力分为强电和弱电两种类型。建筑电力一般是指50Hz的高压交流电以及220V以上的电力。其主要作用是将电能提供其它用电设备,比如照明电力设备、空调等。智能化的建筑弱电又可以分为两种类型:
1、按照国家规定的电压安全等级,来控制建筑体中电压的低电压电能,其分支有直流电以及交流电;
2、能够携带信息的电能,比如图像、声音、数据资源(电视、计算机信息、电话)等。在大型建筑的电力系统中,36V及其以下是属于安全电压范畴。一般用户电使用的高压线路比如电压是380/220V的电压线路,这些都被称作是低压配电线路,也就是说其最高电压值是在家庭使用中的最高电压。在家庭中的高电压通常指的就是家用电器的使用,比如热水器、空调等高压电气设备。只有在这些高耗能电器在使用中才会达到高压配电。
三、弱电工程实施情况
随着科学技术的发展进步,越来越多的现代化技术被应用到了建筑规划之中,弱电工程作为这些现代化技术正常运行的重要支持措施,在智能建筑中的应用越来越广泛,已经涉及建筑装修的各个方面。总的来说,弱电工程在智能建筑中的实施主要包括了以下几个方面的内容:
1、通信网络系统。电话、网络、计算机是现代通信的主要工具,随着智能建筑的发展,现代建筑工程中对于通信网络系统的建设布局要求越来越高,为了能够更好地满足用户的要求,必须对建筑中的各种通信网络及通信终端进行处理和控制,从而有效地保障各种通信工具能够平稳安全运行。
2、办公自动化系统。办公自动化系统也是现代智能建筑中弱电工程的重要组成部分。对于大多数现代建筑来说,为了能够有效节约人力、物力、财力的支出,往往会广泛应用各种自动化装置,以有效提高设备运行效率,而办公自动化设备的正常运行需要有弱电工程的技术支持才能得到保证。
3、建筑设备监控系统。建筑设备监控系统也是现代智能建筑中弱电工程的一个重要组成部分。目前,为了能够有效提高智能建筑环境的安全性,加强对周边事物的监控,一般会在建筑物周围安装监控系统,该系统的运行则需要弱电工程的保障才能顺利完成。
4、此外,在现代智能建筑中,火灾自动报警及联动控制系统、公共安全防范及结构化布线系统、弱电电源及接地系统等的正常运行也都需要弱电工程的建设与支持,若是没有完善的弱电系统,那么整个建筑的多种功能都将无法实现。
四、建筑弱电系统防雷设计要点
1、屏蔽保护
针对现代建筑弱电系统的屏蔽保护措施旨在有效阻挡和衰减雷击作用于建筑及其相关电气系统时产生的电磁辐射干扰、相关线路中产生的电磁感应现象。现代建筑的屏蔽保护主要依靠屏蔽接地完成,一般涉及智能建筑电气系统及设备和相关线路的屏蔽措施。例如,实际建筑弱电系统设计和安装过程中,在进行各种线缆的装设时,应当根据不同场所的具体要求和实际情况,按照现有的雷电防护设计及安装标准进行,选用具有屏蔽性能的电缆并合理的穿套金属管,同时,确保屏蔽层的可靠接地。此外,还应当做好等电位连接工作。等电位连接是为了降低不同设备间、设备与相邻金属构件间在雷电作用下出现的电势差,对此,应当对包含弱电设备的建筑空间安装专门的等电位连接带,并将室内的各个设备的外壳、设备的机架及接地端,各屏蔽线和保护PE线路等按照最短的距离、网型或者星型结构和等电位连接带进行有效连接。
2、弱电系统电源及通信系统保护设备的安装
对于现代建筑弱电系统相关防雷保护设备的安装,可以从以下方面进行考虑:
(1)关于弱电系统的电源保护。根据有关建筑电气的设计要求,对于建筑相关的低压电源线路应当设置过电压保护设备,由此把雷击时产生的能量引入大地,对此,实际应用中,应当根据不同的电源等级,合理的对电源电涌保护等设备的载流能力以及过电压防护等参数进行选择。同时,对于建筑内部的计算机服务器等重要设备,其保护设备应当具有一定的噪声抑制功能,其防雷保护的要求更为严格;
(2)关于通信系统保护。根据应用场合的不同,建筑内部通信系统的保护一般包括粗保护以及精细保护两种方式。在实际的应用过程中,设计人员应当充分把握各弱电系统及设备的自身特性、供电及工作方式、接口线路以及具体的频率等参数,在此基础上合理选用低功耗、动态响应快、频带合理以及载流能力足够的保护设备。
3、科学的布线技术
现代建筑内部电气系统复杂,除了一般的照明供电系统、消防联动系统、通信系统以外,还涉及动力以及计算机等系统,因此,在进行建筑电气系统线路的设计和布置时,应当高度注意防雷保护网络和正常电气系统线路间的相互影响。为此,可以从以下方面进行考虑:
(1)在建筑防雷设备接闪时,应当把上述线路的导线穿套金属管进行屏蔽保护;
(2)高度重视建筑外部引入的供电线路、通信线路、卫星天线等的合理布线,降低外部雷电波引入带来的不良影响;
(3)当使用屏蔽布线时,应当在建筑的各层配线设备中,通过铜排等设施进行集中接地;对于由外部引入的电缆线路,应当对其金属护套及相关金属构件进行可靠接地。
五、强弱电系统的接地
1、单点接地
单点接地也就是将电路结构的某一个点设置在地面上作为参考,在地上连接同时设置安全接地螺栓。其主要作用是防止两点链接形成电阻抗耦合电路。多点接地又可以分为并联和串联两种,但为防止电阻抗耦合电路,最佳接线是采用单点接地,形成平行低频电路。为防止工频及其它散电流对接地产生干扰,信号接地线与机壳线之间要保持绝缘。
2、多点接线
当工作频率高于30Hz时,才使用多点接线,多点接线是使用地面板来代替每一个循环电路。由于接地导致阻抗成正比,接线的长度和工作频率会增加阻抗,从而导致总阻抗产生电磁干扰,所以要使用多点接线,同时一定要找到最接近地面的接地电阻。
六、结束语
综上所述,通过弱电系统防雷设计,大大降低了雷电的袭击,将可能发生的损失降到最低。
参考文献
[1]蔡汝金.浅谈建筑物弱电系统防雷保护应用措施.建筑科学.2010(06)
[2]金百荣.高层智能建筑及其弱电系统防雷研究.高电压技术.2014(05)