吳長柏

（濟寧市建筑設計研究院）

1 引言

當今社會中，人們生產(chǎn)、生活的方方面面離不開電力資源的支持，電氣設計在建筑設計中的重要性越來越突出。智能建筑是智能技術與現(xiàn)代建筑電氣系統(tǒng)有機結合的產(chǎn)物，具有安全、健康、便捷、高效、節(jié)能、環(huán)保等特征，已經(jīng)成為當前建筑業(yè)的主要發(fā)展方向之一。建筑設計中，應將智能技術與電氣系統(tǒng)結合起來，推動電氣系統(tǒng)朝著智能化的方向轉(zhuǎn)變，真正成為智能建筑。

2 建筑電氣系統(tǒng)的組成

2.1 強電系統(tǒng)

強電系統(tǒng)是建筑電氣系統(tǒng)中的主要組成部分之一。強電系統(tǒng)又由電力照明、供配電、防雷接地等系統(tǒng)組成。電力照明系統(tǒng)的主要作用是提供照明，供配電系統(tǒng)的主要作用是為建筑物提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟合理的電力供應，防雷接地系統(tǒng)的主要作用是預防雷擊事故、保障建筑物的安全。新時期，建筑的電力照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)均發(fā)生了明顯變化。在電力照明系統(tǒng)方面的變化主要體現(xiàn)在光源、配線形式以及功能上。具體來說，在光源上，是由單一光源變成了多種光源靈活選擇或組合，包括氣體放電、LED光源、熱輻射光源；在配線形式上，是由樹干式、放射式形式變成了混合式；在功能上，電力照明系統(tǒng)由生活照明功能變成了集生活照明、值班照明、裝飾照明、警衛(wèi)照明、藝術照明等功能于一體[1]的照明系統(tǒng)。在供配電系統(tǒng)方面，主要是從單電源供電轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電源供電，即一備一用，有需要時，還要增加應急電源。對于無法實現(xiàn)雙電源供電、僅能單電源供電的地區(qū)，為確保供電的可靠性，通常是建立自備發(fā)電系統(tǒng)，通過設置備用電源自動投入裝置，便于單電源出現(xiàn)故障問題或檢修時，自動啟動備用電源，確保正常供電。

2.2 弱電系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)是建筑電氣系統(tǒng)中的另一主要組成部分。20 世紀70 年代，建筑電氣系統(tǒng)中的弱電部分，包括簡單的廣播擴音系統(tǒng)、具有語音通信功能的電話系統(tǒng)。隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展及科學技術的進步，建筑綜合布線技術、火災自動報警系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)在建筑領域中的廣泛應用，使得弱電系統(tǒng)的涉及范圍不斷擴大。就目前來說，建筑弱電系統(tǒng)主要包括消防系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)以及安防系統(tǒng)等[2]。以往，各系統(tǒng)之間相互獨立，智能建筑則借助連鎖控制系統(tǒng)將各個系統(tǒng)連接起來變成一個整體。

3 建筑電氣設計要點

3.1 強電設計

3.1.1 電氣照明系統(tǒng)

新時期，建筑電氣照明系統(tǒng)設計中，在經(jīng)濟條件允許的情況下，應盡量選擇智能照明系統(tǒng)。智能照明系統(tǒng)是智能技術與照明系統(tǒng)有機結合的產(chǎn)物。智能照明系統(tǒng)設計中，要用一根總線，將景觀照明系統(tǒng)、樓層公共區(qū)照明系統(tǒng)、地下車庫照明系統(tǒng)等連接起來。可采用帶屏蔽功能的四芯雙絞線作為總線，驅(qū)動設備可與負載直接相連，用35mm的DIN導軌制作驅(qū)動模塊，并將其設置在照明配電箱中[3]。這種做法不僅接線簡單，且照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性也比較好。

3.1.2 低壓配電系統(tǒng)

根據(jù)國家相關標準的要求，配電室應位于或鄰近負荷中心，且要留出一定的發(fā)展余地。配電室中，除必要管道外，不可存在其他管道。對于落地式配電箱，應將底部抬高，位于室內(nèi)的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于50mm。位于室外的落地式配電箱與地面之間的距離不可小于200mm，且底座應進行封閉[4]。低壓配電系統(tǒng)設計中，同一個配電室中呈并列分布的線，需在分段位置設置防火隔斷，母線出現(xiàn)負荷的時候，能夠迅速做出反應。配電室內(nèi)如果同時存在低壓配電設備、高壓配電設備，則要對兩者進行分隔，兩者間的距離不可小于2m。例如，某建筑工程，在電氣設計中，對配電屏進行設計的時候，由于其整體長度大于6m，因此設置了2個出口通道，并分別設置在屏后通道兩端，且若2 個出口的間距在15m以上，還要增加出口。此外，針對低壓配電系統(tǒng)中的重要設備，為保障其用電安全性，應構建電能智能監(jiān)測改善系統(tǒng)，以實時在線分析、監(jiān)測、改善大容量非線性負載回路、重要回路的電能質(zhì)量。

3.1.3 動力設備

在動力設備設計過程中，應注意保護電路。以動力水泵風機空調(diào)機組為例，采取的方案不同，往往會得到不同的效果，因此可采取假設方式，對線路靈敏度進行判斷，從而選出最優(yōu)配置。例如，某建筑工程設計中，針對動力水泵風機空調(diào)機組，提出了兩種設計方案，一是“4+1”電纜與“3P”斷路器，二是“3+2”電纜和“3P+N”開關。經(jīng)過假設實驗發(fā)現(xiàn)，“3+2”電纜和“3P+N”開關雖然存在一些問題，但在發(fā)生故障時，設備的整體動作靈敏度均符合國家規(guī)定，因此將該方案當作最終方案。

3.2 弱電設計

3.2.1 消防報警系統(tǒng)

消防報警系統(tǒng)是建筑弱電系統(tǒng)中的重要組成部分之一。消防報警系統(tǒng)設計中，應遵循防、消結合的理念，采用智能煙氣監(jiān)測裝置、自動報警裝置、自動噴淋裝置等設備，以便及時發(fā)現(xiàn)火情并上報，減少火災的發(fā)生或控制火災的后果，保障建筑物、人員安全[5]。

3.2.2 防盜報警系統(tǒng)

防盜報警系統(tǒng)主要應用臉部識別、指紋識別等技術，通過識別臉部、指紋特征，可以有效抵抗不法分子的入侵。防盜報警系統(tǒng)可對人的身體特征進行詳細監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)陌生特征，便會發(fā)出報警信號，使相關人員及時掌握動向，并針對性地進行處理，以達到防盜的效果。

3.2.3 物業(yè)管理系統(tǒng)

物業(yè)管理系統(tǒng)目前在建筑領域，尤其是辦公樓、住宅小區(qū)中得到了廣泛應用。物業(yè)管理系統(tǒng)通常采取多層次程序，驅(qū)動程序?qū)⒚顐魉椭吝h程數(shù)據(jù)庫引擎，將處理完成的數(shù)據(jù)傳輸給應用程序，可在短時間內(nèi)完成任務，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的物業(yè)服務[6]。

4 建筑電氣智能化設計思路

4.1 工程概況

某建筑工程項目，為住宅樓小區(qū)，占地面積13.6 萬m2，總建筑面積10.5 萬m2，包括6棟樓宇、廣場、景觀綠化、道路管網(wǎng)等多個單位工程。根據(jù)業(yè)主要求，擬建設智能電氣系統(tǒng)，以提高建筑智能化水平。

4.2 建筑電氣智能化設計

該工程中，智能電氣系統(tǒng)涉及多個方面，現(xiàn)對主要部分進行分析。

1）樓宇自動化控制系統(tǒng)

建設樓宇自動化控制系統(tǒng)的目的主要是統(tǒng)一管理樓宇內(nèi)的相關設備，為人們提供更優(yōu)質(zhì)、可靠的服務。該工程中，樓宇自動化控制系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)組成，包括照明、空調(diào)、通風、給排水自動化控制系統(tǒng)及熱水交換系統(tǒng)、電梯監(jiān)控系統(tǒng)等。針對照明、空調(diào)、通風、給排水自動化控制系統(tǒng)，在設計時，應考慮自動化控制需求、設備數(shù)量等因素，合理確定現(xiàn)場DDC 控制器、子系統(tǒng)控制站、I/O 監(jiān)控點、溫濕度傳感器、中心控制站的位置與數(shù)量，借助相應設施，對樓宇內(nèi)的相關設備進行同步測量、管理、監(jiān)控。

2）智能物業(yè)管理系統(tǒng)

結合智能技術，建立物業(yè)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)物業(yè)管理效率與效果的提高及實時性的增強，及時解決居民、建筑存在的問題，從而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)、高效的物業(yè)服務。智能物業(yè)管理系統(tǒng)主要涉及環(huán)境監(jiān)控識別、車輛識別、業(yè)主識別三個層面。智能物業(yè)管理系統(tǒng)是由感知層、網(wǎng)絡層、平臺服務層、應用層四個部分組成。首先，環(huán)境監(jiān)控識別系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)控識別系統(tǒng)的主要功能是對小區(qū)進行監(jiān)控、監(jiān)督。在小區(qū)內(nèi)設置若干感應監(jiān)控設備，將所收集的信息直接在監(jiān)控中心的屏幕上顯示出來，便于相關人員查詢，可供查詢的信息包括訪客及安全情況、天氣情況、車輛信息等。其次，車輛識別系統(tǒng)。在入口位置安裝車輛識別感應裝置，對車輛型號、車牌等信息進行識別，從而對小區(qū)內(nèi)的車輛進行管控。若是檢測到的車輛信心未在系統(tǒng)中存儲，則可禁止其進入小區(qū)。最后，業(yè)主識別系統(tǒng)。與車輛識別系統(tǒng)相似，業(yè)主識別系統(tǒng)是將業(yè)主識別感應器裝置設置在小區(qū)入口或樓宇入口位置，對業(yè)主進行人臉識別，避免外來人員隨意進入，保障小區(qū)內(nèi)部安全。業(yè)主識別感應器對人臉進行識別，確保業(yè)主信息與錄入信息一致，才會開門，若是與錄入信息不符，則給出提示，若是次數(shù)超過限制次數(shù)，則會報警，以便于相關人員處理。建立智能物業(yè)管理系統(tǒng)的主要目的是為業(yè)主提供更加便利、快捷、優(yōu)質(zhì)的物業(yè)服務，提高物業(yè)管理效率與質(zhì)量。

5 結語

綜上，建筑電氣系統(tǒng)是由強電系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)兩部分組成。強電系統(tǒng)設計中，應把握好電氣照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、動力設備等要點；弱電系統(tǒng)設計中，應把握好監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等要點，從而提升建筑電氣設計水平。新時期，在建筑電氣設計有機融入智能技術，致力于建立智能電氣系統(tǒng)、提高建筑智能化水平，有利于促進智能建筑的進一步發(fā)展。