所谓的建筑电气控制这一块, 它其实就是讲怎么利用电气自动化那个系统, 来对建筑物里面那些供电配电的设备, 还有照明设施、暖通以及空调设备、消防系统、电梯等等这些设备和子系统进行管理, 这种管理可以是集中的, 也可以是分布式的, 主要做的事情包括监控、调节和保护这些东西, 这就构成了一种技术体系, 而这个体系最核心的目的就是要确保这个建筑的电力系统能够安全地运行, 能够可靠地运行, 并且能够达到节能的效果, 当然这中间还有一个重要的点, 那就是必须得满足人们在里头使用功能的需要, 还得满足紧急情况下的需求。
核心组成与工作原理
这个建筑电气控制系统, 它一般是会由好多个不同的层级所共同构成的, 具体来说这些层级包括以下这些内容。
传感器与执行机构: 它们负责采集电压, 还要采集电流, 同时也采集温度、湿度以及水流量等参数。此外, 它们也用来驱动断路器的动作, 同时驱动变频器的动作, 同时也包括调节阀在内的其他设备的动作。
控制器层: 这个部分里, 包括了像PLC, 也就是可编程逻辑控制器、DDC, 也就是直接数字控制器, 还有智能电表控制器这些设备, 它们的主要任务是去做逻辑判断, 以及进行参数调节。
通信与网络层使用的是BACnet、Modbus、KNX这些协议, 来达成设备彼此交流数据的目标。这种设计让系统既能在本地的条件下组建网络, 也能在远程的条件下组建网络。
这个上位监控层, 它指的是那个BA（楼宇自动化）平台, 或者说的是那个SCADA系统, 这些系统能够提供图形化的监控功能, 能够处理报警信息, 能够生成报表, 并且能够查询历史数据。
工作原理是遵循那个“感知”、“判断”、“执行”还有“反馈”这样的闭环模式, 这里的传感器会在实时地采集现场数据, 控制器会根据预设的逻辑或者说算法来生成指令, 接着由执行机构来完成相关动作, 然后那个反馈的信号会去修正偏差, 这样一来就形成了一个稳定的控制回路。
主要设计规范与标准
在我们对建筑物的电气控制系统实施设计工作的时候, 是必须要严格依照现在还在执行的这些相关标准来操作的。
《民用建筑电气设计标准》GB 51348
关于这个建筑电气工程施工质量验收规范的文档, 它的编号是GB 50303。
《智能建筑设计标准》GB 50314
《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116
《供配电系统设计规范》, 标准编号为GB 50052。
关键强制性条文是这样的, 消防电气的控制回路必须要采用独立的线路, 这是很明确的, 绝对不能和非消防用的线路一起共用。对于一级负荷的供电问题, 必须得采用双电源自动切换的方式, 这个切换时间不能大于15秒啊, 如果是应急类的情况的话, 它切换的时间不大于5秒就可以了。
施工关键要点
1. 在线缆敷设环节方面, 强电线路和弱电线路如果保持平行的话, 那么它们之间的间距不能小于300毫米, 等到线路交叉的地方, 还必须加上金属隔板来进行隔离；另外，如果是阻燃类型的线路, 在穿过管道的时候, 有效截面积至少要预留出40%及以上。
2. 接地与等电位, 这个建筑采用TN-S系统或者是TN-C-S系统, 总等电位端子箱是设置在每一层的配电间里面的, 接地的电阻值不大于4 Ω。
3. 设备调试: 要先在电脑上用仿真软件去测一测PLC/DDC的程序, 确认没问题了, 才能把电源打开；至于变频器的参数, 必须根据实际带的是风机还是水泵这种负载的特性, 一个一个地去慢慢调整。
4. 消防联动: 当火灾报警信号被触发之后, 那些不属于消防用途的电源必须在规定的时间内彻底切断, 与此同时, 应急照明灯还有疏散指示标牌也会自动开始工作, 从报警出现一直到这些操作全部完成所花费的全部时间不得多于三十秒。
5. 标识与记录是要做的, 每一路都必须标记上编号, 还要写清楚用途和额定的参数, 竣工的图纸要跟现场的情况一模一样地对上号了, 要建立起一套完整的台账出来。
常见难点与应对
由于多系统接口存在不统一的情况, 因此在当前条件下需要优先选用那些支持BACnet/IP协议的控制器, 以此来达到减少协议转换网关数量的目的。
老旧建筑改造的时候会出现线缆容量不够用的情况, 这时候可以用铜芯电缆来替代铝芯电缆, 另外在一些地方还要增加独立的回路呢, 这样是为了防止因为截面太粗的线缆扎堆放在一起敷设了, 而导致散热效果不好这一问题发生。
在调试的这个阶段里, 误动的情况老是频繁发生, 所以就采用了那个分段来上电、并且是逐级进行联合调试的一个策略, 每一级都要确认它已经稳定了之后, 才可以进入下一级去操作。
大家觉得节能和舒服是一对矛盾, 我们用的是分时分区控制策略加上热回收算法, 目的是为了在保证室内的温度和湿度满足要求的前提下, 把空调用的电给省下来。
延伸学习资源
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