保证智能建筑安全可靠运行

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1.雷电波入侵智能建筑的形式

雷电波入侵智能建筑的形式主要有直接雷击、雷电感应、雷电波侵入等形式。

1.1直接雷击雷电直接击在建筑物上,雷电流经建筑物泄漏于大地时,产生电效应、热效应和机械效应。

1.2雷电感应

雷电放电时,在雷电流通过的周围,将有产生强大的电磁场,使通过电流的导体或金属构件及电力装置上产生很高的感应电压,有时可达到几十万伏,会对一般电气设备的绝缘层造成破坏;在金属构件交叉连接的回路中,由于接触不良或存在空隙的接点,将产生电火花。1.3雷电波侵入雷电沿管线侵入建筑物内部,危及智能系统和设备的安全。

2.智能建筑防御雷击一般措施

智能大厦应建立综合接地系统,接地电阻不大于1Ω。在楼顶设置由避雷带、避雷针组成的接闪器,利用钢柱或立柱内钢筋作为防雷引下线,并与建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架连接起来,形成闭合回路。建筑内竖向金属管道应每三层与圈梁的均压环相连,均压环应与防雷装置接地引下线相连。当建筑物超过30米高时,应将30米及以上部分外墙上的栏杆,金属门窗等较大金属物直接或通过金属门窗埋铁与防雷装置连接。智能大厦内各种交流、直流设备众多,线路纵横交错,应将建筑物内的交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地与建筑物接地网良好连接,形成一个等电位体,避免接地线之间存在电位差,以消除感应过电压产生。为了避免雷电由交流供电电源线路入侵,可在大厦的变配电所高压配电柜内安装避雷器作为第一级保护,在低压配电柜内安装避雷器作为第二级保护,以防止雷电侵入建筑物的配电系统,在各层的供电配电箱中安装电涌保护器作为第三级保护,并将配电箱的金属外壳与建筑物的防雷接地系统可靠连接。从而达到综合防御雷击的目的,确保智能建筑的安全。

3.智能建筑外部防御雷击的具体做法

外部防御雷击的主要装置包括接闪器、避雷引下线、接地装置等,主要用于防御直接雷击。

3.1接闪器

（1）避雷针。一般采用镀锌圆钢或焊接钢管制作,将避雷针与避雷带、避雷网、避雷引下线焊接连通。（2）在易受雷击的屋角、屋脊、女儿墙、屋面四周的檐口安装直径为Φ12镀锌圆钢作避雷带。在屋面采用40mmx4mm的镀锌扁钢设置不大于10mx10m或15mx15m的网格,将该网格与避雷带焊接联通。（3）屋顶上的构筑物或其它凸出屋面的物体,如屋顶水箱、楼梯顶盖等,沿其四周装设避雷带;在屋面接闪器,保护范围以外的建筑物,如主楼裙房屋顶、连接单体楼的通道等均应安装直径为Φ12的镀锌圆钢避雷带;主楼屋面上的金属物件,如各类金属管道、风机天线等都必须与屋面避雷带连接,其连接线的截面不应小于屋面避雷带的截面。（4）当建筑物高度超过30m时,该大楼30m及其以上部分的阳台金属栏杆以及外墙上的金属门窗、钢架等金属构件或其它金属凸出物都必须与避雷引下线连接构成电气通路,以达到防御侧击雷的目的。

3.2避雷引下线

避雷引下线通常利用建筑物结构柱内主筋,当该主筋直径大于或等于16mm时,则取其中两根钢筋通长焊接作为一组避雷引下线;当该主筋直径小于16mm时,则取其中四根钢筋通长焊接作为一组避雷引下线。避雷引下线上部与避雷带连接,下部与接地装置连接。

3.3接地装置

目前建筑物大部分都是采用基础钢筋作接地装置,利用地圈梁的主筋组成闭合环网,地梁圈两根主筋与承台底部钢筋连接有桩基础的,在引下线设置处应将桩基主筋与作接地线的地梁圈主筋焊接连通。

4.智能建筑内部防御雷击的具体做法内部防御雷击主要包括防御雷电感应、雷电波侵入及雷击电磁脉冲等。通常采取的措施是屏蔽隔离、等电位连接、装设电涌保护器等。

4.1防御雷电感应的措施

（1）在智能系统中央控制室、计算机网络中心、监控中心、消防控制室、电话机房以及其它楼层设备用房等处设置局部等电位箱,局部等电位箱内端子板通过导体与建筑物总等电位箱及接地体可靠连接。（2）在弱电竖井内通长安装一根镀锌扁钢(或铜板)做接地引下干线,电缆桥架、穿线钢管与其相连,并将各楼层竖井内配线架、设备用机柜与该镀锌扁钢(或铜板)连接。（3）智能系统在大楼内现场安装的各种设备,如传感器、控制器、读卡器、摄像机机架等的金属外壳应就近与楼层局部等电位端子排相连通。（4）电缆桥架、穿线钢管与箱柜的连接处,应做良好的电气通路。

4.2防御雷电波侵入的措施

（1）进建筑物电源线缆,特别是智能系统用线缆应尽量埋地敷设。在建筑物底层安装总等电位箱,将进入室内的消防管道、各种金属保护套管、线缆金属保护层等,以铜导线与总等电位箱端子板相连。若智能系统机房设在底层,其入户金属管道、线缆金属保护层等用铜导线与机房内局部等电位端子板相连,金属管道接线盒处,应做接地跨接线。（2）架空敷设线路,进户应采用电缆,在架空线与电缆换接处,装设避雷器,并将避雷器、电缆金属外皮、保护钢管及其它金属部件一起接地。

4.3防御雷击电磁脉冲的措施

雷击电磁脉冲的防护,是在雷电入侵大楼的各通道上,如电源线路、信号传输线路及进入大楼的各种管线等,通过采用屏蔽隔离、均压、过电压保护、过电流保护、接地等方法,将雷电过电压、过电流泄放入地,从而达到保护智能建筑设备的目的。

4.4电涌保护器(SPD)防护

电涌保护器是非线性电压限制元件,用于限制暂态过电压和分流电涌电流的装置,分开关型、限压型和混合型;若按电涌保护器在智能系统中的功能,又可分为电源线路电涌保护器、天馈线路电涌保护器和信号线路电涌保护器。（1）电源线路的电涌保护一般可采用四级。其中第三级电涌保护器安装在智能系统机房主配电箱内,用于保护以该配电箱为电源的所有设备;第四级安装在需特殊保护的设备(如程控数字通讯交换机、计算机网络交换机等)电源箱中。电源线路的各级电涌保护器应分别安装在被保护设备用电电源的前端,其接线端分别与电源箱相应相线连接;其接地端与电源箱内PE端子板相连。各级电涌保护器连接导线长度不宜大于0.5m。（2）天馈线路电涌保护器串接在天馈线与被保护设备之间。（3）信号线路电涌保护器安装在被保护设备的信号端口上,其输出端与被保护设备的端口相连。

5.结论

普通建筑物防雷保护的避雷装置,引入了强大的雷电流通过引下线接入大地,在附近空间产生了强大的电磁场变化,会在相邻的导线上,包括电源线和信号线上,感应出雷电过电压,普通建筑物的防雷系统不但不能保护这些电子设备与计算机系统,反而可能会引入雷电,因此,智能建筑的防雷保护应当成为一个专门的课题进行研究,在智能建筑的设计施工中,应该特别重视雷电侵袭的防护技术。智能建筑的防雷击工程是一个系统工程,我们应采取综合防御雷击的措施,在智能建筑中构成一套完整的雷击防御体系,从而保证智能建筑安全可靠运行。

电气自动化体系的思路

电气自动化|思路

如何做到最大限度地节电以及充分利用可再生能源，使智能建筑成为节能环保的绿色建筑等是当今智能建筑的供配电系统应该完成的重要任务。构建符合要求的智能化供配电系统是最好的解决办法。为此，正确地选择并确定智能建筑的总体供电方案对于保证日后智能建筑的正常运转和节省建设投资与运行费用是非常重要的。

1楼宇智能化系统的概念

楼宇智能化系统是指在计算机控制下能实现信息处理、自动控制功能，并能适应信息传输、示、报著、监控要求的电子系统。它能满足使用者，居住、生活、办公、营业或生产的智能需要。从工程技术的含义上来说，就是在建筑物内.增加楼宇设备自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统、综合布线系统以及这些系统的集成化管理系统，是集结构、服务、管理于一体并达到优化组合的系统工程。

1.1楼宇智能化技术是在建筑强电和弱电基础上发展起来的，是电气工程及自动化的一个重要的发展方向。如现场总线技术，遥测遥控技术、输人输出模块技术等，都借鉴于电气自动化技术。国际上许多楼宇智能化产品的大公司，如西门子楼宇科技、霍尼威尔、朗讯等，都是在电器公司的基础上发展起来的。

1.2楼宇智能化是智能建筑的重要设施，是现代建筑的标志?这个系统涵了许多子系统，如楼宇自控、信息网络、安全技术防范等，这些子系统及相配套的设备，能为人们创造一个安全、舒适、高效、便捷的工作与生活环境。

1.3楼宇智能化机制是大厦、小区物业管理的有效手段，是加强管理、节能增效的有力措施。通过智能化管理，对系统实行有效调控，合理使用能源，节电节水，科学计云，加安全防范，应充分发挥智能机制的效能，以达到科学管理、优化管理的目的。

2智能建筑电气自动化系统概述

智能化的供配电系统除了具备常规的供配电系统应有的所有功能外，还具有以下这些功能:)远程自动监测变、配电设备的运行状态和运行参数；远程控制、自动控制变、配电设备的运行；自动存储并管理变、配电设备的运行状态、运行参数；供配电系统出现各种故障和参数超限等告警事件时立即报警并实时存储和打印；与楼宇自控系统或建筑设备监控系统通信联网等。这些智能化供配电系统在一些高档办公楼、机场、医院、体育场馆、剧场、大型商业中心等许多场合得到了广泛的应用。

3建筑物自动化供电系统的设计思路

供电系统的结构应尽可能简单，同一电压等级的变配电级数不宜多于两级。如果供电系统的接线复杂，配电层次过多，不仅管理不便，操作繁复，而且由于串联元件过多，因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。供电系统的结构可以有放射式、树干式和环式。放射式的供电可靠性高，便于管理，但线路和所需的高压开关拒数量较多，多用于一、二级负荷，三级负荷对供电的可靠性要求较低，可采用树干式或环式。有些高层建筑的一、二级负荷也可采用树十式或环式。这样的结构，线路数量较少，投资也少。在确定供电系统的具体结构时，应根据实际情况综合考虑各种因素进行优化配置。

4建筑物电气自动化系统设计思路

4.1中央控制室选址及室内设备布置中央控制室应尽量靠近控制负荷中心，应离变电所、电梯机房、水泵房等会产生强电磁干扰的场所15m以上。上方及毗邻无用水和潮湿的机房及房间；室内控制台前应有1.5m的操作距离，控制台离墙布置时，台后应有大于1m的检修距离，并注意避免阳光直射；当控制台横向排列总长度超过7m时，应在两端各各留大于1m的通道；中央控制室宜采用抗静电架空活动地板，高度不小于20m。

4.2建筑设备自动化系统的电源要求中央控制室应由变配电所引出专用回路供电，中央控制室内设专用配电盘。负荷等级不低于所处建筑中最高负荷等级；通常要求系统的供电电源的电压不大于±10％，频率变化不大于±1Hz，波形失真率不大于20％；中央管理计算机应配置UPS不间断供电设备，其容量应包括建筑设备自动化系统内用电设备总和并考虑预计的扩展容量，供电时间不低于30分钟。现场控制器的电源应满足下述要求：（1）Ⅰ类系统（650点～4999点），当中央控制室设有UPS不间断供电设备时，现场的电源由UPS不间断电源以放射式或树干式集中供给。（2）Ⅱ类系统（1点～649点），现场控制器的电源可由就地邻近动力盘专路供给。（3）含有CPU的现场控制器，必须设置备用电池组，并能支持现场控制器运行不少于72小时，保证停电时不间断供电。

4.3现场控制器设置原则

4.3.1现场控制器的设置应主要考虑系统管理方式、安装调试维护方便和经济性。一般按机电系统平面布置进行划分。

4.3.2现场控制器要远离有输水管道，以免管道、阀门跑水，殃及控制盘。在潮湿、蒸汽场所，应采取防潮、防结露等措施。

4.3.3现场控制器要离电机、大电流母线、电缆1.5m以上，以避免电磁干扰。在无法满足要求时，应采取可靠屏蔽和接地措施。

4.3.4现场控制器位置选择宜相对集中，一般设在机房或弱电小间内，以达到末端元件距离较短为原则（一般不超过50m）。

4.3.5现场控制器一般可选用壁挂式结构，在设备集中的机房控制模块较多时，可选落地柜式结构，柜前操作净距不小于1.5m。

4.3.6每台现场控制器输入输出接口数量与种类应与所控制的设备要求相适应，并留有10％～20％的余量。

4.4建筑设备自动化系统的布线方式建筑设备自动化系统线路包括：电源线、网络通讯线和信号线。（1）电源线一般BV－（500V）2.5mm2铜芯聚氯乙烯绝缘线。（2）网络通讯线需由采用何种计算机局域网及建筑设备自动化系统在数据传输率、未来可兼容性和硬件成本等多方面综合考虑确定。一般有同轴电缆（不同厂商的产品不尽相同）；有的系统采用屏蔽双绞线或非屏蔽双绞线（分3、4、5三个级别）；在强干扰环境中和远距离传输时，宜选用光缆。（3）信号线一般采用线芯截面1.0mm2或1.5mm2的普通铜芯导线或控制电缆，对信号线是否需要采用软线及屏蔽线应根据具体控制系统与控制要求确定。建筑设备自动化系统线路均采用金属管或金属线槽保护，网络通讯线和信号线不得与电源线共管敷设，当其必须作无屏蔽平等敷设时，间距不小于0.3m，如敷于同一金属线槽，需设金属分隔。结束语对于以大型建筑和高层建筑为主的智能建筑、根据建筑物内负荷分布的具体情况，按照变电站、配电站应靠近负荷中心的原则，确定供电系统的总变电站与分散配置的变电站、配电站的布置方案，从而节省线材、降低电能损耗，提高电压质量。