原剛
(牡丹江市路燈管理處,黑龍江 牡丹江 157000)
合理設(shè)計建筑電氣的各個系統(tǒng)和運用先進的電氣設(shè)備對滿足建筑功能要求及節(jié)約基建投資是極為重要的。在實際的設(shè)計中,往往由于設(shè)計的周期短,時間緊,任務(wù)重,而對設(shè)計的經(jīng)濟性忽視,致使在建筑初期電氣設(shè)備投資的浪費。建筑電氣設(shè)計的經(jīng)濟性就是電氣設(shè)備的初期投資與運行費用達到經(jīng)濟合理?,F(xiàn)在建筑電氣設(shè)計分為強電與弱電兩個部分,下面就分別從這兩個部分來討論現(xiàn)代建筑電氣設(shè)。
強電系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展,是廣大工程技術(shù)人員有目共睹的,也是我們所親身經(jīng)歷的。如此巨大的發(fā)展,為我國的建筑電氣建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ),也為建筑的安全用電創(chuàng)造了條件。隨著建筑智能化技術(shù)的深化應(yīng)用,有些設(shè)備或系統(tǒng)的控制,逐漸走向由專業(yè)的控制系統(tǒng)進行監(jiān)控,并向建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)開放其通信協(xié)議,達到系統(tǒng)間的互聯(lián)和互通。例如建筑物的電力自動監(jiān)控系統(tǒng),采用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理,集中進行監(jiān)控,達到對變配電系統(tǒng)的遙測、遙調(diào)、遙控和遙信,實現(xiàn)變配電所無人值守。系統(tǒng)能不斷進行采集和分析,提前給出必要的提示或警告,便于系統(tǒng)的安全可靠運行。電力自動監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)等,可基本取代傳統(tǒng)的二次回路,具有接線簡單,性能可靠,易于維護等優(yōu)點。
可靠性——根據(jù)用電負荷的等級,保證在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性,力求可靠供電。
靈活性——主結(jié)線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設(shè)備;投入或切除某些設(shè)備或線路的操作方便。這樣就可以避免誤操作,又能提高運行的可靠性,處理事故也能簡單迅速。靈活性還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。
安全性——保證在進行一切操作切換時工作人員和設(shè)備的安全,以及能在安全條件下進行維護檢修工作。
一般來說,建筑中變配電系統(tǒng)主要包括:高低壓系統(tǒng)、變壓器、備用電源系統(tǒng)等;電力系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)配電及控制;照明系統(tǒng)則包括室內(nèi)外各類照明;防雷接地系統(tǒng)包括防雷電波侵入、防雷電感應(yīng)、接地、等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)、輔助等電位聯(lián)結(jié)等等。在這短短二十多年中,這些系統(tǒng)的技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)生了巨大的變化,許多設(shè)計的理念也隨之發(fā)生了巨大的變化。例如高壓系統(tǒng)中的高壓開關(guān)柜,其最早采用的斷路器為油斷路器,后逐漸發(fā)展到少油斷路器,不僅體積大,而且不防火。所配置的高壓開關(guān)柜體積大,還必須獨立設(shè)置在自己的隔間內(nèi),占用了很大的建筑面積。現(xiàn)在所采用的真空斷路器和SF6斷路器,不僅體積小,而且短路容量也高,柜體尺寸也比原來的柜子小了許多,由于斷路器無任何油,防火性能大大提高,并且可以與其它低壓設(shè)備共置一個房間內(nèi),既節(jié)省了空間,又方便了管理。低壓斷路器已從過去的體積大、短路容量小發(fā)展到大電流、高分斷能力、體積小、性能穩(wěn)定,使系統(tǒng)更加安全可靠,并給設(shè)計帶來了方便。近些年低壓斷路器又朝著智能化方向發(fā)展,可將斷路器的多種參數(shù)通過工業(yè)控制總線,直接將信號傳送給計算機。
干式變壓器的出現(xiàn),為建筑電氣設(shè)計也帶來了極大的方便,由于不存在由于變壓器油泄漏而發(fā)生火災(zāi)的可能,使之可以方便地設(shè)置在建筑物的內(nèi)部,更直接深入到負荷中心。另外也消除了建筑內(nèi)對油變壓器容量的限制,建筑中干式變壓器可以采用更大容量。
應(yīng)急電源所采用的發(fā)電機組,從其性能和體積上看,都比過去有很大進步。除在工程中采用柴油發(fā)電機組外,作為應(yīng)急照明,可采用EPS,對于允許中斷供電在毫秒級的設(shè)備,則可采用UPS。
電力設(shè)備的控制,從過去的單一繼電控制走向了自動控制,除了各類元器件性能更好、體積小,使控制箱體體積減小外,更主要是由于采用了數(shù)字技術(shù)控制,使受控設(shè)備處于最佳控制狀態(tài),進一步達到了節(jié)能的效果。
智能化技術(shù)只是一種手段,是通過對建筑智能功能的配備,強調(diào)高效率、低能耗、低污染,在真正實現(xiàn)以人為本的前提下,實現(xiàn)節(jié)約能源、提升建筑使用功能、保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。建筑的實施,要從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā),注重生態(tài)、注重環(huán)境保護,是可持續(xù)發(fā)展的永恒主題。通過多年的實踐,以理性和務(wù)實的態(tài)度,從工程的實際需要出發(fā),以實用和適用為標(biāo)準(zhǔn),不盲目跟風(fēng)、片面追求智能化系統(tǒng)的先進性和全面性,而是以在技術(shù)上適度超前,又做到投資合理的設(shè)計理念,針對不同工程的使用功能、投資標(biāo)準(zhǔn)和管理要求等方面的具體情況,找出先進性、可靠性、合理性與經(jīng)濟性的最優(yōu)交點,這一觀念目前己成為智能建筑行業(yè)的共識。
二十世紀(jì)80年代主要采用計算機集中監(jiān)控的方式,由于可靠性較差,運行速度較慢,90年代以后已經(jīng)很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,隨著計算機技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展和結(jié)合,建筑設(shè)備監(jiān)控技術(shù)得到了迅速發(fā)展。
安全防范包括閉路電視監(jiān)控、入侵報警、通道控制(門禁)、巡更、對講、周界防越等子系統(tǒng)。安防系統(tǒng)從最初的各子系統(tǒng)相互獨立,發(fā)展到如今的各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動,極大地提高了安全防范的嚴(yán)密性、可靠性和實時性,為人們的工作、學(xué)習(xí)和生活提供了安全保障。
智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)包括計算機網(wǎng)絡(luò)、雙向有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)和電話通信網(wǎng)絡(luò)等,前兩者作為智能建筑寬帶骨干網(wǎng)集中了幾乎全部的信息應(yīng)用和信息管理資源,連接了幾乎全部的用戶站點。在二十世紀(jì)90年代中期以前,各種類型的網(wǎng)絡(luò)均有一定的市場和用戶,但在90年代后期,以太網(wǎng)以其投資合理、布線靈活、性能優(yōu)越、使用維護方便等優(yōu)點,逐漸在各種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中獨占鰲頭。接入網(wǎng)技術(shù)是智能建筑與外部網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)鍵,它使有形的世界變得越來越小,使人們的工作、生活發(fā)生了很大的變化。智能建筑接入城域網(wǎng)或Internet,要求接入的帶寬越來越高,以滿足用戶數(shù)據(jù)通信日益增長的需求。在有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時,無線網(wǎng)絡(luò)以其接入的靈活性,開始進入快速發(fā)展階段。
綜合布線是智能建筑中數(shù)據(jù)、語音以及多媒體通信的基礎(chǔ)平臺,自該項技術(shù)進入我國市場以來,由于其優(yōu)異的性能,給國內(nèi)的智能建筑市場帶來了一種新理念、新技術(shù),并立即在建筑行業(yè)引起了巨大的反響,被各類智能建筑所廣泛采用。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和速率的發(fā)展,綜合布線新產(chǎn)品相繼問世,從最初的3類線、5類線到6類線,甚至出現(xiàn)了超前于標(biāo)準(zhǔn)的7類布線系統(tǒng)產(chǎn)品,以滿足千兆網(wǎng)的需求。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升,為適應(yīng)其發(fā)展的萬兆光纖網(wǎng)也已投入市場,新型的多模和單模光纖將作為良好的傳輸介質(zhì)得到廣泛的應(yīng)用。銅纜從三類到五類、超五類、六類甚至更高類別,從銅纜發(fā)展到光纜,技術(shù)和產(chǎn)品不斷更新,充分體現(xiàn)了汀發(fā)展的迅速以及智能建筑應(yīng)用新技術(shù)的廣闊前景。
目前,建筑電氣的建設(shè)逐漸向自動化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展,這些方面必然對電氣設(shè)計有許多新的要求,使建筑電氣的設(shè)計業(yè)務(wù)范圍不斷擴大,技術(shù)要求越來越高。一個設(shè)計的合理性直接影響電氣設(shè)備的成本,以上只是討論了較大系統(tǒng)方面的影響,而在實際的細部設(shè)計中還有許多值得探討的關(guān)于更安全、更可靠、更好的節(jié)約成本的問題,只有經(jīng)過仔細的設(shè)計,根據(jù)實際情況,即為將來發(fā)展留出裕量又節(jié)省投資,這樣才是一個合理的設(shè)計。
[1]王邵明.現(xiàn)代建筑中的電氣節(jié)能設(shè)計[J].科技資訊,2006-03-23.