智能建筑电气系统设计探讨

摘要：本文阐述了智能建筑电气设计的要点，分析探讨了智能建筑电气设计中应注意的问题，供大家参考。

关键词：智能建筑；电气系统设计；探讨

1 智能建筑电气设计的要点

在总体原则上，电气设备设计应适应智能建筑技术的发展变化，同时也要慎重选用新技术，新技术的选择应有稳妥、可靠的技术保障措施。通常应遵循先进、可靠、实用的原则，选用经过市场考验、实践证明成功的产品；同时，也要注意经济上的合理性，尽可能简化系统，降低投资和成本，不能盲目贪大求全。同时电气设备有其自身的适用范围，其功能和性能上的局限各有不同，因此不追求“最新”“最全”的不切实际的做法。应该从每个项目的实际出发，选择适应对路的系统和设备。充分发挥系统的功能，达到既能满足使用要求，又能简化系统的目的。还要特别重视系统的稳定性和可靠性问题。智能建筑弱电系统使用寿命多则几十年，而且投入后经常24h不停运行，担负着建筑物内的各种任务，因此，不仅要注意单个电气设备的选型，更应特别注意整个系统的稳定性和可靠性，使电气设备在智能建筑中真正发挥出智能化管理和智能化控制的作用。

2 智能建筑电气设计中应注意的问题

我国的智能建筑起步较晚，但近年来其发展非常迅猛，取得了令世人瞩目的成就。智能建筑作为信息时代的产物，巧妙集成了现代建筑设计与高科技，成为综合国力的重要标志。智能建筑目前已经出现在我国各城市，作为新兴的领域，智能建筑还存在很多不完善的方面，当然在智能建筑电气设计方面同样存在着很多问题。

2.1 高低压配电系统设计

2.1.1 高压配电系统

高层建筑采用两路独立的10kV电源同时供电。实行单母线分段，自动切换，互为备用的供电方式。电源进线采用电缆，层配电系统采用混合式系统。竖井多采用插接式母线槽，预制分支电缆。考虑到水平干线走线施工比较复杂，故多采用全塑电缆与竖井母干线联结。在每层楼竖井设层间配电小间，层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。对于超高层建筑划分层数进行分区供电，将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。

2.1.2 低压配电系统

低压电气主接线的方式有单母线和双母线两种方式。单母接线方式的电源及所有的出线共用一段母线，这种接线方式的优点是结构简单、维护运行方便、造价较低，但是供电的稳定性和可靠性较低。单母分段是在单母线的基础上将母线分为若干段，它们之间通过开关设备进行连接，当其中的一段发生故障的时候，断路器能够根据继电保护设备的指示进行切除，保证了供电的可靠性。对于超过9层高层建筑，采用市电和自备柴油发电机组双电源来保证一级负荷用电的安全性、可靠性和经济性。如果电力系统只能提供一路电源时，则需自备柴油发电机组一套，组成双电源供电网络。两个供电系统是独立分离的，不同时运行，市电合闸时，柴油发电机断路器必须处于断开状态，反之亦然。

2.2 防雷设计

2.2.1 外部防雷设计

外部防雷设计主要包括接闪器、引下线和接地极的设计。接闪器主要有避雷针、避雷带和避雷网。避雷针通过将雷电引向自己，从而达到了对保护对象免遭直击的效果，宜采用短针多针保护。避雷针的局限性就在于其高度增加，雷击概率增大。此时，可利用避雷带、避雷网来进行防雷设计。引下线则是利用建筑物本身的内部金属结构来防雷。一类防雷的建筑物的高度超过了30m的部分每三层应与均压环相连。这样能扩充雷电流的泄放通道，促进雷电流的分流，降低电磁场的集中程度，减小建筑内部电子信息系统的受干扰程度。接地电阻与接地极的尺寸、埋深等因素有关，高层智能建筑可利用结构基础钢筋作为接地极，沿建筑物基础周边敷设一圈40×4热镀锌扁钢进行总等电位连接，并埋深在室外地坪1.0m以下。

2.2.2 内部防雷设计

内部防雷设计的主要措施是对配电变压器装设避雷器和安装浪涌保护器。变压器避雷器不仅能够避免雷电过电压对变压器的破坏，还能阻止雷电过电压经过变压器侵入到内部，限制雷电波的入侵。串联间隙氧化锌避雷器的阀片可以只在保护过程中承受过电压，承压时间小于100微秒。同时，当其发生故障时，脱离器能够自动退出运行，提高了运行的安全性。浪涌保护器能够阻止电网附近发生雷击时产生的雷电电压波通过交流电源线路进入建筑物内部对电子电气设备的损坏，还能避免雷电电压产生很强的电磁脉冲对弱电传输系统、弱电终端造成电磁干扰。

2.3 防火设计

2.3.1 火灾监控系统的设计

火灾探测器主要安装在地下停车场、消防电梯前室、走道以及住户室内。要根据不同的位置设置感烟、感温等不同类型的探测器，单个探测面积小于500m2；区域显示器能监控火灾信息，应布置在楼层的电梯前室、走道部位和主要的通道出入口处；水流指示器实时监测并控制小区管网水流情况；火灾报警系统的传输线路采用防火材料，以保证发生火灾的时候信号能正常传输。同时敷设线路时要考虑到强电线路的电磁干扰，保证火灾监控系统的正常运行。

2.3.2 消防控制系统的设计

消防控制系统的核心是火灾报警控制器和联动控制器。智能型火灾控制器具有很强的分辨能力，对整个前端采集系统进行实时访问，通过对信息的分析识别出是否有火灾发生，确认火灾信息后将报警信号传到控制中心的火灾报警控制器。联动控制器接收来自报警主机的指令，联动控制器进一步对前端的消防设备发出指令，消防设备采取措施进行灭火减灾。

2.4 节能设计

2.4.1 配电变压器节能设计

变压器中存在着阻抗，消耗浪费大量的电能，通过适当降低变压器的负载率能节约电能，有效减少电路电能损耗。高层建筑电气系统的变压器在进行节能经济运行方式优化时，要兼顾有功功率和无功功率两者的供配电系统网损最小的节能经济运行模式。合理选择变压器容量，使变压器在运行时的负载率达到最佳负载率。当有多台变压器同时供电时，应根据实际负荷的大小安排投入运行的变压器台数，降低变压器自身损耗。

2.4.2 供配电线路选择

在高层建筑中，作为整个高层智能建筑电能输送直接载体，供配电线路总长度较长，电能损耗特别大，做好供电线路节能是建筑电气系统节能的重要项目。要根据建筑物内部电器设备负荷容量及分布、供电距离，合理选用较粗的导线，减少输电线长度。在工程实际应用中，对于负荷容量较大的一类、二类建筑中应选用铜导线；对于三类或负荷量较小的其他建筑物中宜选用铜芯导线。

2.4.3 照明系统的节能设计

在建筑电气设计过程中，充分利用采光井和透光率较好的大型门窗，提高室内通光，尽可能利用自然光照明，减少白天的照明用电消耗。照明系统可以选择绿色节能照明灯具，应采用声光控模块进行照明系统控制，减少无人情况下照明系统的浪费。公共空间宜采用光伏照明及光导照明。但是也应该注意照明的光源品质以及实用性，提高居住的舒适性。

3 结束语

综上所述，现代建筑的电气设计因智能化的需要而变得愈来愈复杂，用电设备的增多也给供配电系统的设计与安装提出了更高的要求。只要根据智能建筑电气设备的特点，严格按规范和施工工艺的要求进行设计与安装，定能确保系统的开通和运行，充分发挥运行效果，从而取得相应的社会效益与经济效益。

参考文献：

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