智能电气集成优化方法

1智能建筑电气技术概述

智能建筑支持平台的建设需要适用的建筑电气技术做支撑,随着智能建筑概念的推广,建筑电气技术得到了极大的发展。已经远远超出了传统学科的范畴,在内涵与外延方面得到了深入地发展。现代建筑电气技术关注的焦点领域包括如下方面:弱电系统的安全保护,如屏蔽、防雷、滤波、接地等技术;建筑照明系统的发展和完善;电、热、水、暖等供应设备的设计、安装和监控;智能建筑电气技术是设计弱电系统设备的前提,是智能建筑平台实现的基础,这些技术包括抗干扰技术、电源技术、防谐波技术、防雷与接地技术、防静电技术、屏蔽技术、布线技术等诸多方面。作为智能建筑的核心技术之一,建筑供配电系统对电压稳定有效、电流容量大、电路安全等标准要求较高,为了实现这些目标,近年来,建筑供配电系统技术不断更新,也引进了很多新的设计理念。比如,智能建筑使用的光源拥有多种技术,光色好、发光效率高以及显色指数高是目前建筑光源发展的新趋势,为了应用于不同场合,推出了场致发光器和节能型气体放电光源。考虑智能建筑配电系统,比如安全防范系统、计算机网络系统、火灾自动报警系统、有线电视与卫星电视系统等容易受到电火花、雷电、电网瞬变和电磁脉冲的干扰,所以各种抗干扰技术,如接地、防雷和滤波技术取得了长足进展,推出了诸如漏电保护器、剩余电流监视系统等抗干扰设备,极大地保护了智能建筑中的人身安全,提高了智能建筑供配电系统的安全性和可靠性。

2智能建筑中体现电气技术的重要性

智能建筑离不开建筑平台,需要集成各种电气技术,诸如防谐波技术、电源技术、抗干扰技术、防需与接地技术、防静电技术、布线技术、屏蔽技术等。电子和和微电设备复杂是智能建筑弱电系统的最大特点,智能建筑弱电系统设备过电压、过电流的能力差,如微电子设备耐受电压通常不到1.5V,而电子设备耐受电压为最大也为5V。当缆线等智能弱电子设备遭到电磁干扰或遭受雷害时,智能建筑弱电子设备、布线和网络必然会遭到电磁干扰和过电压和的危害;大量的经验案例表明,谐波和电磁干扰和对智能建筑布线系统的影响应引起足够重视,需要诸多电气的技术的综合集成。以河北省秦皇岛市广播电视中心大楼为例,电视中心大楼具有典型智能建筑的特征,楼高21层,地下1层为10kV配电室,包括有线电视网络机房、微波发射机房、电视播出机房等重要设备,同时为各层办公设备、办公室照明、电梯、空调等供电。大楼采取联合接地方式的配电系统,从下一层配电室通过电缆引出至各楼层配电间,保证通信网络系统、火灾报警系统和计算网络系统的正常运行。

3职能建筑电气设备优化技术

(1)电气设备整体优化。

智能建筑中的电气设备主要是由中央空调末端设备、中央空调冷热源机组、发电机组、高低压配电设备、综合布线系统、给排水设备、照明设备、电梯等楼宇电气系统和楼控系统平台、安全监控系统、多媒体会议系统、一卡通系统、有线电视系统、计算机信息系统、程控电话交换系统等子系统组成。集成优化是智能建筑的核心和关键,首先在设计阶段,就应将集成优化考虑到整体方案设计中,通过系统集成,将智能建筑的各个子系统有机整合在一起,改变传统独立设计各子系统的弊端和不足,从而节省建设投资和降低运行费用,最终为业主提供高效服务。

(2)集成优化的技术。

①中央空调能量自动调节。传统的中央空调主机的调节性能较差,无法根据环境温度以及空调使用面积做出相应调节。中央空调系统的输出能量应随着外部环境的变化随时调整,通过智能化的中央空调能量调节系统,可以根据使用面积、环境温度和内外温差自动调整最佳的输出能源。如果外部环境温度稳定或室内空调使用面积减少时,可以自动设定输出能量,这样可以极大地节约了、电能。在换季过程中,通过智能化中央空调系统的自动调节功能,可以极大地节省运行能耗,加大对自然冷热源的利用效率,根据有关统计,智能化中央空调系统可以节能30%以上。

②中央空调系统、发电机组和配电设备的优化配置。在一幢建筑中,电气设备主要由中央空调末端设备、中央空调冷热源机组、高低压配电设备、照明设备、发电机组、给排水设备和电梯等组成。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占将近40%,而中央空调系统、弱电系统和发配电系统则占了智能化建筑电气系统总投资的绝大部分。所以,合理配置这部分的资源,能极大降低建筑电气设备的投资和成本。

③建筑电气设备和智能化系统的无缝集成。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。

④智能建筑电气设备集成化建设。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。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。