智能楼宇电气控制系统设计

徐 春

(江苏省淮安技师学院，江苏 淮安 223001)

0 引言

现如今，人们对建筑的要求除了遮蔽风雨外，还要求舒适、智能化，信息技术的发展使智能建筑走进了人们的生活，门禁系统、照明系统、消防系统、防雷系统等为人们的生活提供了很多便利条件。在智能楼宇系统中，智能控制系统起到了非常重要的作用，不仅能够为智能楼宇系统的正常运行提供保障，还能使电力控制系统运行得更加稳定。基于此，本文对智能楼宇电气控制系统的基本概念和常见的系统设备进行了分析，总结了智能楼宇电气控制系统在运行过程中遵循的原则，制定了有针对性的完善措施。

1 智能楼宇电气控制系统的主要内容

随着信息技术的发展，人们在建筑设计过程中开始应用智能技术。其中，电气控制系统是非常重要的影响因素，主要包含以下两个方面。

1.1 电力负荷分级

智能楼宇电气控制系统包含电力负荷分级，电力负荷主要是指电气设备在运行的过程中所消耗的功率。楼宇建筑电气控制系统在对电气负荷进行分级的过程中，必须结合电气控制系统的类别和性质。智能楼宇电力控制系统能够自主对电气设备在运行过程中消耗的功率总量进行采集，然后结合实际情况补偿电容，从而降低功率的消耗[1]。

1.2 供电电源

智能楼宇电气控制系统包含供电电源，人们生活中常见的电气设备电压都是220 V或360 V，智能楼宇电气控制系统的主要功能就是对整个楼宇建筑的电路是否通断进行检测。

1.3 供配电设备

建筑的电气控制系统核心是供配电设备，只有供配电设备正常运行才能为电气控制系统提供保障。智能楼宇电气控制系统的供配电设备要对整个系统的电流进行检测，避免出现超负荷电流，也要防止电流在运行过程中出现故障。

1.4 接线方式

智能楼宇电气控制系统中最常用的接线方式包括放射式接线、环式接线、树干式接线和混合式接线。智能楼宇电气控制系统在设计接线方式时，为了对接线故障进行检测，要在主干线接入的位置加设温湿度的摄像装置，对电阻温度的变化进行监测。

2 智能楼宇常见的电气控制系统装置

2.1 变压配电系统

大部分小区的电源都是从周边的变电站将电源接入小区的配电间，为了避免在使用过程中出现故障，可以安装两个电源设备，一个作为日常使用，另一个作为备用。大部分备用电源都是通过柴油发动机组工作，在建设楼宇的过程中会将柴油发电机组埋设在地下，降低发电机组在运行过程中产生的噪声。另外，发电机组在工作时还会产生大量废气，都要通过烟管排放，避免对地下环境造成污染。常用电源在运行过程中如果出现故障，就要利用备用电源为应急设备和消防设备提供电源，所以备用电源非常重要。变压配电系统在安装的过程中加设了监控系统，能够对电容容量进行实时监控，对楼宇之间的公共照明所需要的电流进行合理控制，既能保证变压器的功率，又能保障电能的质量。智能楼宇电气控制系统中的能耗监控装饰能够对小区内消耗的水资源、燃气资源和电能总量进行全面监控，然后将监控到的所有数据全部反馈到中转站，中转站将数据进行整合后反馈到后台系统，物业和业主就能随时查看能源的消耗量。这种方法既能降低工作负担，又能确保能源消耗数据的准确性，在很多智能楼宇设计过程中得到应用[2]。

2.2 电力照明智能控制系统

楼宇之间的电源一般都是从变压器中引来，常用的传电方法为树干式或放射式。楼宇的性质如果为住宅，对照明的光线和供电质量就会提出更高的要求，只有合理的照明设计才能为业主带来舒适的居住环境。住宅室内的配电箱距离地面80 cm以上，照明设备的电源开关距离地面130 cm以上，插座也要全部使用安全插座，住宅内的应急照明系统一般使用10 kV的电源。楼宇建筑的地下车库和绿色通道的照明设备的光照强度在5勒克斯以上。应急照明设备主要起到备用照明的作用，所以可以安装在墙面上或吊顶上，与地面的距离不能太远。

相关人员应尽可能选择节能的应急照明灯具，并使用吸顶或者嵌顶等工艺安装。楼宇建筑室外的照明设备可以选择LED灯，如果自然条件符合要求，可以选择太阳能照明设备。很多建筑的外墙体上也安装了照明设备，大部分选择LED照明设备，建筑的地下车库会选择荧光灯作为照明设备。如果楼宇建筑是功能性建筑，如医院、学校或者超市等环境，就可以选择节能灯具，如果是住宅就要选择高质量的光源设备。因此，照明设备的选择必须结合实际用途，确保光线强度满足实际要求。智能楼宇电气控制系统中的供电系统在设计的过程中必须做好宏观的调控工作，还要根据供电特征和用电需求选择合适的供电方式，节省电力资源。

2.3 智能应急照明系统

由于住宅的人口较为密集，相关人员必须构建完善的应急逃生管理系统，确保在最短的时间内将人员撤离，还要尽可能保障人民的财产安全。在此过程中，智能应急照明系统和疏散系统起到了非常重要的作用。这两个系统在设计的过程中必须符合国家要求，主要由照明设备、电源和消防应急系统共同组成，能够对各个下属系统在运行过程中的实际情况进行监督和控制。如果遇到火灾，应急照明系统就能自主进入应急状态，光线也呈现频闪，为逃生人员提供正确的逃生路线，使人员能够快速到达安全的地方。另外，智能应急照明系统在启动紧急事故预警之后，照明装置也会自主启动，避免人们在逃生的过程中因为黑暗而发生其他意外事故[3]。

2.4 智能弱电系统

大部分的楼宇建筑都已经实现了可视交流，可视设备中包含了电话设备、布线系统、对讲系统和电视系统等。通过电话实现通信的基本原理实际上非常简单，楼宇设计的过程中，每个楼层都会安装弱电系统的接口，然后沿着线箱接入业主家的室内，室外的对讲系统上要加设视频系统，还要在门上安装摄像系统，这样就能对门外的情况进行24 h监控。如果有访客呼叫业主，业主就能通过可视系统观察门外的情况。另外，有些系统中还增加了指纹识别功能，提高了安全防护性，为业主的安全提供了保障。楼宇安装可视系统后，如果白天出门工作，晚上回家之后翻阅记录还能查询所有的访客，遇到危险时可以通过视频系统报警求救。

2.5 火灾报警系统

火灾是对人身安全和财产安全造成较大威胁的安全事故，现在的很多楼宇住宅都是高层，一旦发生火灾，灭火难度非常大，严重影响了住户的安全。因此，楼宇中都会安装自动报警装置，如果发生火灾，能够在第一时间自动报警，并且对火灾发生的原因、火势的大小以及人员是否安全撤离进行监控，从而保障了人员生命安全和财产安全。

火灾报警系统一般都安装在建筑的地上一层，通过电源总线直接进行管理，还会链接消防水泵，发生火灾事故时进行应急广播。住宅中的厨房是容易引发火灾的关键区域，一般就会在厨房安装点式感温系统，而公共区域的建筑会安装烟感系统，地下室安装的使手动报警系统，并且在地下室安装电话插口。火灾报警系统中的消防通信功能和广播功能就是非常好的细节性功能，火灾发生之后，可以立即在小区内广播，通知所有业主及时逃生，在广播的过程中还要将广播系统切换为应急模式，避免受到外界环境的影响。广播内容除了告知住户发生火灾，还要帮助他们找到逃生通道和逃生的方向，缓解住户的压力，减少人员伤亡[4]。

3 智能楼宇电气控制系统的设计要点

现如今，我国城市的发展速度越来越快，人口数量也在不断增加，人均土地占有率逐渐下降。在科学技术的带动下，智能楼宇的设计和应用提高了土地资源的使用效率，同时也为人们的生活和工作带来了更多的便利条件。我国各个地区的城市在实现现代化发展的过程中，智能楼宇已经成为主要发展方向，并且大部分城市都已经实现了智能楼宇建设。然而，智能楼宇在设计的过程中与传统的建筑有很大的区别，更加注重现代化和智能化，建筑设计更为复杂，所以施工难度也会增加。智能楼宇在建设过程中，电气控制系统是非常重要的组成部分，如果没有电气控制系统，电梯就不能正常使用，照明也会受到影响，甚至连供水都会受到影响，所以必须充分掌握智能楼宇电气控制系统的设计要点，为供电系统的正常运行提供保障，否则会给业主的正常生活造成很多不便。因此，智能楼宇电气控制系统在设计的过程中，必须结合实际需求调整设计方案。

3.1 充分认识到防雷系统与防雷措施的重要性

大部分智能楼宇都是高层建筑，有几十米甚至上百米的高度，一旦遇到雷雨天很容易遭到雷击。电气控制系统遭到雷击后，会造成大面积停电，电子设备可能也会被损坏，不仅影响到建筑的正常供电，可能还会给业主造成巨大的经济损失。因此，智能楼宇电气控制系统在设计的过程中，必须加强对防雷系统的重视，才能避免受到雷电的影响。另外，智能楼宇电气控制系统在设计的过程中还要考虑能源消耗的问题，加强对节能设计的重视，并且根据电能消耗的规律对电气控制系统的布局进行调整，节省更多的能源。

3.2 明确规定电力负荷，确保负荷合理计算

电气控制系统的设备选择必须将电力负荷的计算结果作为参考依据。相关人员在设计智能楼宇的供电方案时，除了配备两个电源，还要配备一个备用发电机，如果电源在运行的过程中出现故障，就可以利用备用发电机供电，确保电路的稳定运行。智能楼宇电气控制系统在设计的过程中一般会选择单母线分段形式，低电压的电气控制系统还加设空气开关。电梯线路是智能楼宇电气控制系统的重要组成部分，由于关系到业主的安全问题，电梯必须使用单独线路并且从不同的变压器中引出，从而避免因线路问题造成电梯故障。

3.3 减小外界电磁对线路造成的干扰

多元化的智能设备已经成为人们生活中非常重要的组成部分，所以外界环境中也会有很多电磁波，如果电磁波对电气控制系统造成影响，线路就无法实现正常运行。因此，电气控制系统在设计的过程中要利用专业技术排除干扰[5]。

4 智能楼宇电气控制系统的设计方法

智能楼宇电气控制系统在设计的过程中，必须采用科学的方法进行设计，这样才能使电气系统的稳定运行得到保障，同时也能满足绿色施工的要求。暖通空调系统也是电气控制系统的组成部分，在对暖通空调系统进行设计时，必须加强对强弱电转换的重视，还要结合暖通空调自身的结构对线路系统做出调整。在对智能楼宇的照明系统进行设计时，也要结合楼宇自身的采光条件。照明系统是整个电气控制系统的关键，也是保证业主正常使用的核心功能。因此，在设计的过程中首先要考虑自然光，减少对能源的消耗，然后结合智能电气系统，最终达到节能降耗的目的。

智能楼宇电气控制系统在设计时还要考虑线路的负载和长度，避免在线路中增加过多的电阻，保证供配电系统的质量。选择变压器的容量时，也要充分考虑线路负荷和供电规律，严禁在电气控制系统中使用油浸式变压器。电气控制系统的线路在安装的过程中会涉及大量PVC管，这些管道无论安装在楼板内还是墙板内，都要进行暗线铺设。为了避免电网在运行的过程中因为突然断电而影响发动机的工作，机房应选择UPS电源。电气控制系统的变压器在安装之前要检查各项性能，符合要求之后才能进行安装，如果不符合使用要求，必须及时维修或者更换，防止造成供电事故。电气控制系统母线的安装环境要保持干燥，管道在埋设过程中也要避免被混凝土封堵。此外，智能楼宇电气控制系统还要结合实际情况对施工方案进行优化，使电气控制系统运行得更加稳定。

5 结语

现代楼宇智能化的发展离不开各种电气设备的智能化控制，电气设备智能化控制是智慧楼宇智能系统中的核心，能实时监测用电设备的状况并及时做出调整，保证楼宇的正常运行及使用的安全性。电气设备的智能化控制能使楼宇管理系统更加节能环保，还能减少电力能源的浪费。文章在研究过程中，对当前智能化楼宇电气控制的关键系统控制进行了深入分析，并提出了一些新颖的设计方法和思路，并从明确规定电力负荷，确保负荷合理计算、减小外界电磁对线路造成的干扰以及重视楼宇防雷等方面指出了设计的关键要点，对当前楼宇的电气系统智能化设计具有一定的参考和借鉴意义。