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引 言
科技的發展也帶動了人們的物質生活發生翻天覆地的變化,而我國的建筑行業更是發展地尤為迅速和突出,大大改善了人們的居住環境。但如今人們的生活水平越來越高,因而對自己居住建筑的要求也就越來越高,除了建筑本身的質量而言,更要有相應的生活服務。就傳統的建筑電氣技術產品而言,其發展快、技術成熟,市場也較為信賴,然而盡管這些技術就個體而言是很成熟的,可是卻過于獨立了,整體性不足,這樣就導致了建筑管理效率大大降低了,建筑物的安全性能也不盡如人意。
近年來,各地區城鎮建設不斷開發,這對建筑物的功能配套的要求就更高了,建筑電氣新技術就是在這樣的局面下被催生出來的。要想使建筑整體運行更加精準、可靠和穩定,讓人們生活的更加便利,就必須使用最新的、現代化的建筑電氣技術。這在同時也有助于加快我國的城市化進程和工業化進程,有助于我國資源節約型和環境友好型社會的建設,由此可見,運用和推廣建筑電氣新技術有著十分深遠的影響。
1 建筑電氣新技術的內涵
現代電氣技術的發展成為了建筑業發展的巨大推動力,不斷革新的建筑電氣技術,也在很大程度上拓展了建筑業的內涵和外延。建筑電氣新技術不是簡單將電工電子和控制信息技術組合起來,而是有效地整合這些電氣新技術為統一的一個網絡,這就體現了學科的交叉融合,這也是建筑電氣新技術的一個重要特征和內涵[1]。
在建筑供電系統中,一個完備的計算機系統網絡對配置有一定要求。要求配置一個處理器,被放在一個柜子里,因為為了控制整個供電系統的穩定性,需要變電站來配備這樣一個高低壓開關柜。這個柜子里面就用于放置整個微型處理器,一方面可以對供電的回路情況進行檢測,另一方面可以連接起整個供電系統的斷路裝置和整個計算機網絡測控系統,針對整個的供電系統,可以監控和綜合管理閉環回路,同時還能對其進行負荷調整。一臺相應的變頻器的配備,那么必要的反饋功能還是需要提供的,另外還要對通信界面加以利用,使變頻器和上位機之間實現數據交互。從這個角度來看的話,那么建筑電氣新技術就鮮明體現了電工電子、控制和信息技術的綜合應用,體現了學科間的交叉、融合。
2 建筑電氣新技術的實際應用
2.1 建筑節能方面的技術應用
我國的能源消耗危機如今進一步加劇,不僅能源被極大地浪費,而且造成了非常嚴重的污染問題,因而人們如今日漸關注建筑物的技能技術問題。有相關統計數據表明,我國目前的建筑能耗量是全部總能耗的四分之一,這就體現出了傳統的建筑技術的問題,它們沒能充分地考慮節能方面的技術和措施。另外,傳統建筑物缺少先進的電氣控制系統,無法對所管轄的設備進行很好的節能控制。舉個例子來說,在老式辦公樓里的一些設備,諸如暖氣片、空調和風機管道等,用的都是傳統的控制電氣方式,這就比較造成極大的能源浪費。而我們的建筑電氣新技術,相比較傳統的技術而言,有了很大程度的改進,這特別是在節能技術和相關措施方面有明顯的體現。新技術敢于大膽創新、革新思維,在節能方面取得了很好的成效。例如,充分應用到了光線感應,在室內的光線具備一定的亮度時。光控開關就會被啟動,部分開關就會自動閉合,這就一定程度上節省了電能。這一技術也可以應用于室溫調節,在空調的自動控制方面推廣這一技術,將有助于電能得到最大程度的節約。
2.2 建筑設備監控方面的技術應用
過去我們的計算機監控系統所采用的模式主要是集中監控,這種模式存在很多問題,不僅運行的速度比較慢,而且也不夠可靠,就當前計算機技術的發展而言,這一技術已經明顯根本上潮流了。到了21世紀之后,計算機控制方式主要采用的是集散控制方式。出現了這一控制方式之后,發展建筑設備監控技術也就擁有了一個新的平臺,加之以現代通信網絡技術和智能控制技術的輔助,建筑設備監控技術因此應用的更為廣泛。
其較為突出的表現主要有以下幾方面:在建筑設備監控系統中發揮了重大作用的主要是現場總線技術模式,運用的以太控制網絡使得整個系統的可靠性都大大提高了,也使得系統不再如原來那么復雜。另外,不少行業的建筑設備監控技術還融合和應用了其他的相關技術,諸如Web、TCP、OPC等,這使得整個建筑設備監控系統領域的發展受到了很大程度的推動[2]。
2.3 建筑通信網絡方面的技術運用
建筑通信網絡是建筑智能網絡的主干部分,可作三個不同形式的通信網絡劃分,分別為計算機、雙向有限電視和電話通信,這三者之間是相互聯系的[3]。可使整個建筑系統的所有資源都進行對接聯通,全部的用戶站點都可以將信息傳達到。而網絡電纜技術在日益成熟,從而大大增加了網絡傳輸的速率,其用途也同時得到了拓展,不僅僅是傳統的數據通信和圖像傳遞,如今已經發展為電視電話會議、語音視頻通信等。而如今又在大力建設和推廣著我國的建筑智能社區,建筑智能產業的發展也將迎來一個嶄新的階段。
就建筑電氣技術的運用而言,現代化通信技術的采用不僅使得信息傳播的速度得到極大地提高,還使得信息的傳輸、采集和處理的性能得到極大的增強。現代化通信技術主要有數字通信技術中的多媒體網絡技術和數字信息處理相關技術等[4]。新技術使得建筑設備信息和資源共享得以實現,而建筑電氣技術成為數字社區的單元節點,而今后的很多行業的現代化商業經濟在這方面運用起來也更加方便。例如電子商務等之類的操作,此時就可以直接利用數據,從而開展相互的對接工作。
2.4 建筑電氣技術安全防范方面的技術運用
安全防范技術包括了很多的先進防范技術,主要有閉路監視、通道控制、對講和入侵報告等[5]。建筑電氣技術不斷發展,隨之安全防范技術也有了很好地發展。最初的相互獨立的子系統,如今的發展,已經實現了現在各單元節點聯網互動,實現了集中控制監視,在建筑的安全防范工作方面,關于其穩定性和持久性得到了最大程度的保證。在建筑區內,可以進行正常的工作,順利進行日常生活,就這些方面來說,安全防范技術為其提供了十分可靠的保障。例如,數字和模擬電路集成芯片,因為新技術也而大大提高了自身的功能,對于閉路電視控制系統來說,為其向新方向發展搭建了橋梁。由原來的模擬技術,發展到數字化的方向。
3 結束語
現代建筑電氣新技術對傳統建筑電氣技術的優勢加以充分吸收,還與如今發展迅速的電工電子、信息控制技術相融合。目前,現代建筑電氣新技術已成為電氣工程領域的重要分支之一,而且日漸成熟,完整的產業鏈也將由此形成。建筑電氣技術還將朝著智能、綠色和數字化的方向繼續發展。隨著時代的變遷,還會有越來越多先進的新技術,需要我們敢于創新,大膽研究,與現代化科學管理手段相結合,從而推動建筑電氣行業的發展。
參考文獻
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[2]韓傳亮.當代建筑電氣技術的發展方向[J].黑龍江科技信息,2010(11):15~17.
[3]張瓊芳,束中明.新一代建筑電氣技術的發展趨勢[J].低壓電器,2008(9):21~24.
【關鍵詞】:建筑工程;電氣;新技術;分析
中圖分類號:TU761文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國經濟的快速發展,人們生活水平的不斷提高,在建筑工程上的要求更趨多樣化與個性化,現在對建筑要求不再基于傳統觀念的選擇,在舒適、安全、節能、環保、高效上提出了更高的要求。隨著科學技術的不斷提高,新產品層出不窮,電氣設計越來越復雜,這對于電氣設計人員是一個考驗,如果跟隨各種新產品的推廣,不假思索的應用建筑工程中,這是一種很不負責任的行為,很多時候不合理的應用,造成了浪費增加了施工的難度甚至于有時候會將不合格的產品應用到的建筑中,留下安全隱患。認識新產品、掌握新產品、合理應用新產品是電氣設計人一項能力,一項必備的能力,是將設計從掌握到運用自如,到有自己見地的一個必備能力,促進新技術改革的早日實現。本文結合作者經驗,簡要敘述建筑電氣新技術的應用,希望對同行有一定幫助。
一、發展建筑電氣應用新技術的重要性
建筑電氣的發展是隨著建筑技術的進步而同步發展的,尤其是計算機技術、控制技術、數字技術、現代通信技術等的發展,使建筑電氣實現了飛躍。先進的新技術不斷涌入建筑市場,使建筑電氣行業取得卓越成就。人們也充分意識到靠增加科技含量來提高建筑電氣工程質量,是降低生產成本,創造最佳效益的有效途徑。所以說,推廣和應用建筑電氣新技術可以更高效保質地完成工程任務,其過程也更加精益求精,加快了工程的進度,縮短了施工周期,降低了工程造價,保證了安裝施工的質量,完全實現了建筑電氣的穩定運行和使用功能。
二、建筑電氣新技術的應用
運用新技術對建筑電氣工程的發展具有長遠的意義。隨著社會的進步和科技的發展,新型的民用住宅電氣技術更加傾向于安防、智能化、環保節能等多元化方向發展,領先技術的不斷應用,使得許多設計理念和施工方法更加方便化、智能化、現代化。
1、ZSI技術
所謂ZSI(Zone Selection Interlocking)是指實現保護區域選擇性的一種實用性技術,其功能是在保證上下級間選擇性配合的前提下,實現保護以最短時限切除區域內故障,即在下級保護區域內的故障時,由下級保護迅速切除故障,同時閉鎖上級保護,以實現級間選擇性的配合。
ZSI技術的解決方案是在保護中增加一個判別故障區域的判據。系統發生相間短路故障時,檢測到故障電流的保護會送一個ZSI閉鎖信號給上級保護,同時檢查是否收到下級保護上傳的ZSI閉鎖信號。如果保護未收到下級傳來的閉鎖信號,保護即判斷該故障發生在本保護區域內,電流速斷保護瞬時動作切除故障。若檢測到有下級保護發來的ZSI閉鎖信號,則電流速斷保護會被閉鎖但短延時的過電流保護會起動,作為下級斷路器保護的后備保護。
2、電氣智能化總線新技術
本世紀初英國實驗開發的電氣智能化總線新技術,實現了行動不便人員來自行料理日常生活的夢想。此項技術將大量不同領域的技術集于一身,其中最重要的是一個基于“Lusta”總線的控制系統,它可以控制遍布整棟住宅的各種設備簡單易行,用一條雙芯電纜把各種家電和電控設備連接到這個系統上,將各種智能產品與其它一些特有的高科技產品設計組合起來,為行動不便人創建了一個方便的生活環境。筆者認為此項技術雖說智能化高、成本造價高,但在我國不是沒有發展前景,
3、ATSE保護電器
ATSE(AutomaticTransferSwitchingEquipment)即自動轉換開關電器;是由一個(或幾個)轉換開關電器和其它必需的電器組成,用于監測電源電路(失壓、過壓、欠壓、斷相、頻率偏差等)、并將一個或幾個負載電路從一個電源自動轉換到另一個電源的電器。如市電與發電的轉換,兩路市電的轉換;主要適用于低壓供電系統,即額定電壓交流不超過1000V或直流不超過1500V,在轉換電源期間中斷向負載供電。
在建筑供電設計中,有一些重要負荷,如高層建筑中的消防用電設備、應急照明、通訊設備、電腦管理系統等,這些負荷如果在使用中突然中斷供電,將在政治上或經濟上造成不同程度的損失和影響。所以,為了減少經濟上不必要的損失,我們應當合理的設置和使用電源自動切換裝置來確保重要負荷的可靠供電。
4、自動轉換開關電器之前的保護電器
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第7.5.3條第2款明確規定“TN-C-S、TN-S系統中的電源轉換開關,應采用切斷相導體和中性導體的四極開關”,這條規定來自IEC60364-4-46。
圖1低壓配電系統中ZSI應用示例
以圖1低壓配電系統中ZSI應用示例ATSE3為例,若ATSE3采用四極,其上級各斷路器(圖中QF4、QF6、QF5、QF7)是否要采用四極。筆者認為,TN-C-S或TN-S系統中,當末端雙電源切換箱采用四極ATSE,且ATSE兩個N極不相連時,ATSE之前的配電線路保護電器可采用三極保護電器。電源轉換由ATSE完成,它可切斷所有的相導體和中性導體,滿足規范的要求。圖1中的ATSE3采用四極,且其兩個N端子不相連,此時保護電器QF4、5、6、7可采用三極。ATSE3實現電源轉換,四極ATSE可以將兩個電源系統嚴格分開,不至于形成環流。
5、級聯技術
級聯是利用斷路器的限流技術,在給定點允許安裝低分斷能力的下級斷路器。級聯需要滿足下列幾個條件:
a. 上級斷路器具有限流作用;
b. 上級斷路器的分斷能力應不低于安裝處的預期短路電流;
c. 通過上級斷路器的能量(I2t)應小于下級斷路器及被保護電纜所能承受的能量。
這樣,上下級斷路器相互配合,下級斷路器可以用低分斷能力的斷路器,下級斷路器的分斷能力低到什么程度呢?只能通過實驗給出正確的答案。圖4所示為級聯的典型示例,盡管有些元件已經陳舊,但是還能夠說明由于級聯技術,第一級斷路器(A)對第二級(B)和第三級(C)斷路器分斷能力的提升。
圖2 級聯示例
按照常理,B級斷路器的分斷能力只有25kA,不能有效的分斷該處50kA的短路電流;同樣,C級斷路器10kA的分斷能力也遠低于該處預期的24kA短路電流。但是級聯技術改變了常理。通過A級斷路器150kA分斷能力及限流作用,B級斷路器的分斷能力在A+B共同作用下提升到150kA,遠高于50kA的預期短路電流;C級斷路器的分斷能力在A+C的共同作用下提升到30kA,也滿足要求,大于24kA的預期短路電流。
三、電氣新技術應用注意事項
電氣新技術的應用對加強建筑電氣工程的質量至關重要,要確保其大力應用也是重中之重,以下就發表幾點推廣應用的措施:
1、建筑電氣技術在智能建筑的設計中要遵循經濟實用的原則,做到經濟節約、技術可靠、質量過關。在實際的工程中,建筑電氣設計的方案應符合智能建筑的發展趨勢,合理選用新技術,保證技術的安全可靠,選用經過檢驗的合格產品,利用新型的技術來簡化系統的設計,從而減低工程造價,保證經濟上的合理,降低投資的成本。
2、施工前切實做好安裝工藝、技術交底工作,落實施工方案及技術措施,確保新技術有效應用。建議相關單位開展技術革新活動,對工程所采用的新技術、新工藝、新材料、新設備進行學習、研究、交流。必要時組織人員進行培訓,并且項目部要劃出專項資金,對新技術應用、人員組織、培訓、技術攻關等提供資金保證。
3、建立以集團總工程師為核心的專家小組,及時解決新技術安裝施工中出現的疑難雜癥。建議項目部成立專門"四新技術"攻關小組,結合QC攻關,使新技術應用圍繞施工生產的重點和難點。
4、質量監督人員要及時跟蹤督查新技術的應用、落實情況,并做好報告,及時進行督導工作。
5、在對智能建筑進行建筑電氣設計時,應該做到腳踏實地、實事求是,不能盲目追求不可能達到的目標。智能建筑的功能全面、設施復雜,對設計和管理的要求較高,不同設備均有自身的缺點和局限性,功能和性能上也有著一定的差別,想要盲目追求最新和最全是不切實際的。
6、在工程的每一個階段都應認真審閱和校對設計圖,確保工程的每一個細節都準確無誤。操作的過程要嚴格遵循電氣施工質量規范,采用合格的材料和設備,嚴禁使用偽劣產品,保證工程的安全可靠。
結語
推廣應用建筑電氣新技術是提高建筑電氣工程質量,降低企業生產成本,創造最高效益的最佳途徑。當然隨著時代的不斷變遷,未來還會出現更多先進的新技術,我們不但要勇于創新,大膽應用,精心研究,還要不斷尋求應用新技術的保證措施,結合現代化科學管理手段,確保其高效保質的應用于實踐,才能讓其在建筑電氣行業中大放光彩,并取得優異的成績。
參考文獻
[1]李炳華.淺談建筑電氣新技術的應用[J].智能建筑電氣技術,2010年06期.
關鍵詞:新時期;建筑電氣新技術;ZSI技術;ATSE技術
隨著社會經濟的快速發展,建筑不僅僅能夠滿足人民的居住要求,而且能夠提供許多配套服務,很多新型電氣技術產品也走進了千家萬戶,受到人們的親睞與支持。但是,目前很多電氣技術相對獨立,尚未能形成一種完善的技術體系。為此,本文詳細分析了新時期建筑電氣設計問題,分析了建筑電氣新技術的特點與內涵,并具體討論了ZSI技術、ATSE保護電氣技術、級聯技術、空調器插座回路保護和配電線路過負荷保護等技術,希望本文的研究能夠給相關技術人員以借鑒,不斷提高建筑電氣的技術應用水平。
一、建筑電氣新技術概述
在建筑業的發展中,現代電氣技術是發展的推動力,極大地促進了建筑業的發展與進步。在建筑電氣新技術的推動下,建筑業也突破了傳統領域的限制,拓展了自身的內涵與外延,獲得了創新式發展。但是在發展中,我們還應該看到我國建筑電氣技術應用中存在的問題,如制定周期改動頻繁和經費緊張等,在設計規范方面還需要進一步修改與完善。為了僅一步提高建筑電氣設計的水平,必須要提高電氣設計的安全性與可靠性,不斷應用和推廣新技術,并改善建筑電氣維護困難等問題,使建筑電氣更加經濟合理。
為了更加深入地分析建筑電氣技術,首先應當了解建筑供電系統的工作原理。在建筑物的供電系統運行時,需要設立一個完善的計算機網絡系統,并且要配備一臺處理器,并用高低壓開關柜來控制供電系統,確保整個電力系統的穩定運行。通常來說,開關柜中就設置了一個微型處理器,這個處理器會將斷路裝置與網絡監控系統連接起來,這樣既能夠對整個供電系統實行閉環回路監控,同時也能夠實現負荷調整等功能,對供電系統進行綜合管理。從實踐的角度上來說,變頻器的設置需要提供反饋功能,只有合理設定通信接口才能與變頻器和上位機連接起來,實現數據交互的目的。從這一層面來講,建筑電氣新技術具有很強的綜合性,能夠將電工電子、信息技術和控制技術等多門學科相結合,進而實現學科的交叉與應用,從而提高了建筑行業的技術含量,促進了建筑行業的快速發展。
二、建筑電氣新技術的實踐應用
(一)ZSI技術的應用
ZSI也就是區域聯鎖選擇性保護技術,這是建筑電氣配電線路上下級保護的重要措施,是一項新研發的建筑電氣技術。這一技術主要有兩方面的特點:首先,ZSI技術能夠在短路故障發生時,及時收到下級保護發來的故障信息,之后啟動短延時保護;其次,如果在短路故障發生后,保護電器沒有及時收到故障信息,那么ZSI技術會及時脫扣,將故障線路切斷,從而對整個線路系統起到保護作用,避免故障的擴大化。如下圖所示:
在上圖中,QF1和QF2代表主進斷路器,而QF3則代表母聯斷路器,QF3和QF5則代表出線回路保護電器,QF6和QF7分別和QF4QF5相對應。在這一技術的應用中,各斷路器通過屏蔽雙絞線進行連接,從而構成了ZSI技術的完整保護體系。
(二)ATSE保護電氣技術
這一技術是根據《民用建筑電氣設計規范》中的要求制定的,該規定指出TN-C-S、TN-S系統中的電源轉換開關,都需要采用四級開關,對中性導體和相導體進行切斷處理。仍以上圖為例,如果上圖中的ATSE3采用了四級開關,就要合理選擇其上級斷路器的類型,根據TN-C-S和TN-S系統的實際情況來做決定。例如,如果末端雙電源采用了四級ATSE,并且兩個N極之間互不相連,那么就可以將上級斷路器設置為三級保護電器。另外,如果ATSE在整個系統中起到電源轉換的功能,并且能夠切斷中性導體和相導體,那么就符合相關規范的要求。例如,圖一中ATSE3就采用了四級連接的方式,并且N端子之間互不相連,那么就可以在QF4-7之間選用三級保護電器。在這種設計方式下,ATSE3能夠實現電壓轉換的功能,而四級ATSE則能夠將兩個電源系統分開,避免出現環流問題。如圖二所示:
(三)配電線路的過負荷保護
根據現有建筑電氣設計規范,突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路,其過負荷保護應作用于信號,而不應切斷線路。這一規定具有強制性,主要針對低壓配電線路而言的,但是在實際的應用中產品達不到這一要求,實際效果并不理想。在此情況下,可以采用一種方案,可以將瞬動保護斷路器和專用過負荷保護裝置相結合,過負荷保護裝置只起到報警作用,而主回路斷路器則只起到短路保護作用,同時過負荷保護裝置ACM2起到過負荷報警的作用。在此情況下,可以通過ACM2采集回路電流信號,并以此判斷是否出現過負荷問題。對于ACM2來講,它設置了兩段報警的方式,能夠在過負荷電流較小時,將KA1中間繼電器-KA1線圈-KA1動合觸點這一連接點接通,是1段產生燈光信號,起到報警功能。同時也會點亮PGR,對工作人員起到警示作用。在出現較大的過負荷電流時,ACM2會接通KA2-KA2線圈-KA2動合觸點這一連接線,從而啟動Ⅱ段報警,在PGR信號燈亮的同時,也會觸動蜂鳴器PG,產生聲響報警。在工作人員收到聲光信號后,可以通過SF控制按鈕將聲音信號解除,但是不能消除光信號,只能在故障排除后解除。
(四)級聯技術
在斷路器的限流技術的技術上,級聯技術能夠運用到定點允許安裝低分斷能力的下級斷路器上。但是這一技術需要滿足一定的條件:第一,上級斷路器需要具備限流功能;第二,上級斷路器的分斷能力應達到要求,必須高于安裝時的預期短路電流;第三,上級短路器中通過的能量應當小于下級斷路器。只有同時滿足了這三個條件,才能充分發揮級聯技術的作用,將上下級斷路器有效連接起來,起到相互配合的作用。
(五)空調器插座回路保護技術
根據相關規范的要求,除了空調器的插座電路以外,其他的電壓插座電路應當設置漏電保護裝置。這也就說明,在建筑電氣設計中的插座回路必須要用剩余電流動作保護裝置,空調電源插座可以用,也可以不用,相關規范并未作出明文規定。但是,家用電氣的回路與插座回路,還有室外的電氣設備都應當設置剩余電流動作保護功能。
(六)配電線路線纜的應用技術
現階段,在配電線路的設計中出現了很多新技術,如新型銅包鋁線纜的應用,它具有經濟實用的特點,受到了很多用戶的歡迎。但是這種線纜在使用中出現了很多問題,主要原因在于它是一種新型產品,我國沒有相應的產品質量標準,在質量上參差不齊,很多劣質的線纜也參雜其中,在選擇時應當慎重。另外,新型合金鋁電纜是一種質量較高的線纜,也符合我國相關標準的規定,但在推廣起來卻非常困難,主要原因在于很多用戶過于追求產品的價格,而忽視了產品質量。因此,必須嚴把配電線路的設計質量關,嚴禁在建筑電氣中使用銅報鋁電纜。
在現代科學技術日新月異的發展趨勢下,建筑電氣技術的應用水平也得以極大提高,這些新技術不僅融合了電工電子等技術,而且還結合了信息控制等技術, 不僅促進了電氣工程領域的發展,而且形成了一條完整的建筑電氣新技術產業鏈,促進了建筑電氣技術水平的提高。在未來的發展過程中,建筑電氣技術仍將實現跨越式發展,并朝著綠色化、智能化和數字化的方向推進。
參考文獻:
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