2012年第·4期太原城市职业技术学院学报Journal of TaiYuan Urban Vocational college期总第129期Apr2012[摘要]论文主要探讨楼宇内水、暖、机电等设施的自动化设计，智能建筑电气自动化系统是基于环保节能的理念，能够保证建筑的安全和舒适，并且提高系统的管理效率和能源利用效率。

该文从常见的智能建筑设备电气自动化系统的组成出发，对建筑内各子系统的监控原理进行了介绍，并且研究了系统的节能控制方案。

[关键词]智能建筑；电气自动化；系统；节能环保[中图分类号]TU[文献标识码]A[文章编号]1673-0046（2012）4-0138-02智能建筑设备电气自动化系统设计卢建兵（兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州730021）智能建筑设备电气自动化系统有着低碳、环保、节能的功能，并且使用智能管理代替人工管理的方式，节省了人工管理的费用，同时通过自动控制系统控制管理，实现对设备的全过程监控和管理，延长了设备的寿命，并且提高了设备运行可靠性和舒适性。

智能3A建筑的投资规模和应用规模都在不断提高，楼宇的智能化水平得到了飞速的发展，但是国内的设计与国外相比还处于相对落后的位置，工程技术人员缺乏，管理水平低下，系统的集成性比较差。

为了改变这种现象，该文对于智能建筑设备的电气自动化系统设计进行了简单的探讨和研究。

一、智能建筑设备电气自动化系统技术概述1.系统组成和工作原理智能建筑设备电气自动化系统作为智能控制系统，集散装置由两级网和中央监控计算机、主控制器、现场控制器和通信网络等以上四级控制装置组成。

通过中央监控计算机进行交流，通过现场控制器进行控制。

一级网和二级网构成了两级网络，一级网络就是局域网，二级网络是工业控制总线。

中央监控计算机为第一级控制装置，连接一级网络和二级网络的现主控制器为二级控制装置，二级网络上连接着现场控制器，负责现场设备的控制，这是三级控制装置。

安装在建筑设备基础上的传感器与执行器是第四级控制装置，这种连接保证了现场控制器的独立工作能力。

该系统能够实现以下功能：自动控制、监视、显示各种机电设备的启动与停止。

自动检测、显示各种设备的运行参数及其变化趋势和历史数据。

检测并及时处理各种意外、突发事件。

根据外界条件变化自动调节各种设备始终运行在最佳状态。

实现对于楼宇内各种机电设备的统一管理、协调控制。

实现能源的自动化管理和设备的维护和管理。

2.常见设备和元件在系统中，现场控制器、执行器和传感器是比较重要的元件，现场控制器对于智能建筑内的各种设备进行控制，既能接受中央监控计算机的控制与管理，还能够在中央监控计算机故障时独立运行。

一般使用DDC进行直接与执行器传感器相连进行控制，有模拟量输入、开关量输入、模拟量输出和开关量输出等四种信号形式。

传感器有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器和变送器等不同类别。

执行器是智能控制系统中的末端主控元件，常用的有电磁阀、电动调节阀和电动风门等。

电磁阀是电动执行器，是利用线圈通电产生磁力带动阀的运用，控制阀的开闭；电动调节阀以电动机为动力元件，将控制器输出信号转换为阀门的开度；电动风门是常使用在通风系统中，通过叶片的面积来改变风量的执行器。

3.设备控制各子系统（1）给水排水系统现代建筑中给水系统一般有水泵直接给水、高位水箱给水和气压罐给水三种方式。

室内排水一般采用重力流直接排放的方式，有泵房时设置集水坑，通过潜污泵排出室外。

水泵直接给水控制系统在缓冲池中装有三个液位传感器，用来检测溢流、最低报警水位和允许的启泵液位，还设有检测水压的传感器，主要用来完成恒压供水、工频泵启/停控制、检测和报警以及设备运行管理功能。

高位水箱给水控制系统能够通过DDC的检测完成生活泵启/停控制、检测及报警、设备运行时间累计和用电量累计等功能。

气压罐给水控制系统可以完成生活泵启/停控制、检测及报警、设备运行管理等功能。

排水控制系统依靠排水泵、生活水池、污水池、集水坑等设备能够完成潜污泵启/停控制、检测及报警等功能。

（2）变配电控制系统智能建筑对于供电系统的要求很高，需要设置备用电源，以防止突发停电时备用电源能够继续工作，智能建筑变配电控制系统能够完成参数检测、设备状态监视与故障报警、电量计量等功能。

（3）照明与动力控制系统智能楼宇的照明用电量很大，因此，既保证照明质量，又做到节能设计是控制系统的关键。

由于智能建筑一般都是高层建筑，电梯等动力系统也是一个重要的系统，出于安全性考虑，动力系统都自带有一个完善的计138··算机控制系统，对于动力系统实现完好的控制。

照明控制系统应该完成对于走廊、楼梯照明、下班时间关掉一般照明、办航空障碍灯和投光灯等功能。

动力控制系统依靠DDC同电梯控制箱的电气触点相连，完成监视系统的运行状态和故障情况的功能。

（4）通风与空调控制系统空调系统按空气处理设备的设置不同分为集中式空调系统、半集中式空调系统和局部空调系统三类。

空调系统由冷源、热源和前端设备三大部分组成。

通风系统将室内的污染空气净化排除，吸入室外的新鲜空气，分为局部通风和全面通风两种。

空调控制系统通过制冷系统实现设备启停顺序的控制、冷水机组开启台数控制、压差旁通控制、水流检测、水泵控制、冷却水温度控制、工作状态显示与打印、水箱补水控制等功能；通过热水控制系统来实现交换器二次热水出口温度控制、热水泵控制及连锁、工作状态显示与打印等功能；通过空气处理监控系统来实现回风温度控制、回风湿度控制、焓值控制、启停时间控制、联锁控制、过滤器堵塞报警、工作状态显示与打印等功能；通过风机盘管监控系统实现控制风机的风速、控制风机盘管电动阀门的开启或关闭、定时启停控制等功能。

通风系统通过检测空气中一氧化碳、二氧化碳的浓度来运行风机启停，以保证空气质量。

二、节能控制技术1.空调系统的节能技术空调系统是智能建筑中耗电量最大的系统，因此对于空调系统的节能控制有着至关重要的意义。

空调系统电气自动化系统节能技术包括水源热泵、地源热泵技术、变风量控制技术和焓值控制技术等。

水源热泵、地源热泵技术是利用夏季地球浅层水源温度低于地面建筑物，冬季浅层水源温度高于地面建筑物的原理，以空气或水作为载剂，利用热泵提升或降低楼宇中的温度，实现温度调节的技术。

由用户末端系统、水源中央空调主机系统和水源水系统三部分组成，具有节能高效，一机多用、适用范围广阔，绿色环保，系统运行稳定、舒适的特点。

该系统通过DDC进行信号采集，确定热泵的使用率，判断水流量，并通过调节水泵的转速，使系统的输送流量达到总需求。

变风量控制技术通过调节送风量的大小来实现被控参数的控制。

由变风量空调机组和变风量末端两大部分组成，变风量空调机组调节风机的转速，变风量末端是终端控制设备，通过控制信号自动调节电动风门的开启程度，使室内温度趋向设定值。

该系统的使用更加灵活，节能效果更好。

焓值控制技术是为了解决空气流通的问题，使室外的新鲜空气和室内的空气能够完成交换。

焓值是空气温度和相对湿度的函数，指空气中所含的热量，中央空调的焓值控制方式是将处理过的空气输送回室内，吸收湿度和热量后，一部分排出室外，另一部分与新风通过排风阀混合后重新回到室内。

2.照明系统的节能技术照明系统的用电量仅次于空调系统，分为定时控制和智能控制两种方式，我们一般采用总体智能系统的控制手段，系统一般通过计算机相连系统单元、输出单元、输入单元三部分，通过智能继电器可实现多路独立光源的开关控制，用智能面板代替传统面板开关。

通过总线的放入纳入到系统中，实现系统对于照明系统节能的智能控制和统一管理。

三、系统的设计研究1.设计原则和标准系统设计应该遵循以下原则：功能实用、技术先进；系统安全性、可靠性高；系统集成性高；系统的开放性和互操作性高等。

系统设计标准应该遵循建设方招标文件中的技术参数与要求以及国内相关文件要求和国际相关标准。

2.系统设计流程智能建筑设备电气自动化系统设计一般分为以下几个步骤：用户需求分析，这是设计系统首先要进行的步骤，设计人员要通过走访调查、设计任务书等相关方式，对于楼宇内的设备以及设备自动化系统进行详尽的研究，务必做到深入了解研究。

功能子系统方案设计，是设计人员根据前期的调查结果设计相关控制方案，用以明确各个子系统的数量以及所能完成的详细控制功能。

BA系统监控点数表编制，设计人员要根据功能子系统的控制方案确定监控点位、性质和选用的设备类型，并且通过编写监控点总表来选配的控制设备列表进行统计和汇总。

系统设备配置和施工图纸绘制是流程的最后一步。

3.设计要点分析设计中应该遵循如下要点：中央监控室要靠近系统的负荷中心，但是要远离噪音大、电磁干扰强和相对潮湿的地方。

现场控制器的设置要充分考虑到系统的调试、维护、管理方便性和布线的经济性，本着相对集中、靠近现场传感器和执行器的原则，接口要留有15%的剩余量。

传感器的输出有模拟输出和数字输出两种方式。

输出时要充分考虑到抗电磁干扰的能力，如果现场的电磁干扰比较强，就应该采用电流型传感器，一般情况下可以选用电压型传感器。

现场的通信线路和信号线应该充分考虑屏蔽，设置软线并且用金属线管和线槽进行敷设。

供电系统应该采用专用的回路，负荷等级采用最高等级，系统还应该设有备用电源，防止发生故障时不间断供电。

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