论电气技术与智能建筑

智能建筑是计算机、通信、自动控制、传感、多媒体等一系列先进技术发展的结晶。综合性强，涉及专业的领域更广，本文通过实际案例的分析和处理充分验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。

关键词：智能建筑、电气技术、谐波、电磁干扰、等电位

1、前言

智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生，且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。智能建筑技术的发展非常迅速，它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。特别是智能建筑系统工程，它作为弱电系统工程的延伸和发展，综合性强，涉及的专业领域更广，新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步，共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。

智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多，这些弱电系统的设备耐受电压较低，如电子设备耐受电压为5V，微电子设备耐受电压只有1.5V，这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备（包括缆线）在遭受雷害和电磁干扰（如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等）时，必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害；各种高频、超高频的通信设施不断涌现，相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重，大量的运行和实践证明，电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视，不可掉以轻心。

智能建筑需要不同行业的专家共同参与，除了业主之外，设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。 “弱电较弱”正是指在智能建筑中，整体弱电系统工程是建筑电气工程中较薄弱环节，无论是技术力量、人员素质、设计与施工、智能化系统工程施工监理等相对较弱。这对我国的智能建筑的迅速发展是很不利的。

2、网络与布线智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题，它包括智能建筑弱电系统的集成（BMS或IBMS）。

但由于火灾自动报警系统及消防联动（FAS）是采用集散型控制方式，所以FAS系统目前我国还是独立的控制系统，只是留有通信接口待今后与BAS系统集成，而美国的FAS系统是分散型控制方式可与BAS系统集成。

综合布线系统作为全新概念的布线系统，其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放，灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理，可靠性——器件通过ISO等组织认证，星形拓朴结构等一条线路故障不影响其它线路正常运行；先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤，实时传输多路多媒体信号；经济适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。从网络架构上来分，网络可划分为局域网（LAN），控制网（Infrenet），广域网（WAN）和城市网（MAN）。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议，使得局域网和广域网实现了无缝连接。

城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网，介于广域网与局域之间把多个局域网互相连起来，构成覆盖范围更大，支持高速传输和综合业务，成为适合城市范围使用的计算机网络。为了保证系统的开放性和可操作性，实现与信息网络的互联互融，尽管目前控制网络中多种总线标准同时存在，但由于以太网速度控制性价比高，我区一直在控制网络中推广应用TCP/IP协议的以太网。在众多的现场总线技术中推广Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等总线。由于这样的规定从而使我区的智能建筑还没出现瘫痪现象。

3、目前智能建筑存在的问题

《智能建筑》刊物2004年第5期“谈工业以太网及其在智能建筑领域的应用”一文中写到“事实上目前有60%的智能建筑是瘫痪的”，其原因一是在众多的总线标准中Lon Work协议是非常完善的控制面层的总线协议，它有完善的七层协议，BACnet协议则是系统集成层面的协议标准，但没有在我国得到很好运用；二是多种现场总线并存，系统集成当然很困难；三是中国的物业管理技术水平相对较差，厂家在还能运行，一旦厂家支持不在时，系统很可能瘫痪“。

针对目前智能建筑存在的问题谈一下个人的看法：

（1）我国智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的设计、施工和验收标准。现有的智能建筑设计、施工验收标准有《民用建筑电气设计规范》JGT/T16-92.上海市工程建设规范《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》、新疆行业工程建设标准《智能建筑设计标准》XJJ002-1999、国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314、新疆《综合布线施工验收标准》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000等。这些国家、行业、地方标准对智能建筑的设计、施工、验收起到一定的积极作用。但还缺少智能建筑的火灾自动报警系统及消防联动、安全防范、计算机房等施工验收标准和规范。现行的《智能建筑设计标准》针对不同类型的智能建筑的可操作性还有些欠缺。这给智能建筑弱电系统的设计带来了较多的难点。

（2）智能建筑的设计应由具有智能化设计资质总承包单位的设计院来承担。再由集成商进行多次的深化设计并交设计总承包单位审查方可招标施工。这是因为设计院熟悉和掌握国家、行业、地方的设计标准，设计中始终遵循国家的方针政策，坚持技术先进成熟、经济合理、实用可靠；系统设计和设备选型符合标准，且要求具有开放性、灵活性、和可扩性，不是以追求高额利润和推销产品为目的。

设计院掌握设计程序和全过程，与施工、监理、质量监督和业主沟通较容易，与各专业配合也密切。设计院能给集成商创造一个良好的建筑平台和环境，反之集成商并不了解智能建筑设计程序和全过程并与相关专业配合十分困难。集成商也不熟悉土建施工图绘制规定和表达方法。集成商由于自行设计、自行施工，施工图设计纸质量就较差，达不到施工图设计深度的要求。由于建设单位并不完全了解智能建筑的内涵，如系统众多、复杂、施工周期长、设备和线缆的性能等等。也不了解智能建筑弱电系统的重要性、综合性和技术难度大等特点。

故目前建筑智能化系统大多数是单独招标、独立签约，中标后集成商自行采购、自行设计、自行施工、自行管理、自行约束，这种没有智能化资质的监理公司监理的智能建筑，将给今后的弱电系统的安装、调试、运行、维护管理带来无穷的后患。当前由土建监理公司代替有智能化资质的监理公司监理的现象还很普遍，它将会给智能化系统工程带来设计方案失控、采购产品失控、施工进度失控、工程质量失控等等弊端。

4、电气技术在智能建筑中的重要作用智能建筑是在建筑平台上实现的，脱离了建筑这个平台，那么智能建筑也就无法实施。

智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如：电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。

下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。

（1）案例1：阿拉山口海关闭路电视监控系统的主要功能，是辅助保安系统对整个海关建筑物内外现场实况进行监视。

详见监视电视系统图。该系统图是由现场的摄像部分（摄像机、云台、防护罩）、传输系统（光纤、光发射机）、监控中心（光端接收机、视频分配、监控服务器、矩阵主机）等部分组成。其监控中心的操作采用了计算机系统，以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台的巡视、视频切换、报警处理、设备状态的检查等工作。数字视频监控报警系统采用计算多媒体技术，CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机，主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理，将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较，若发现有差异就报警，这种全屏幕报警系统最大特点是不易漏报。主机自动采集报警图像并存入计算，事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像，以了解报警原因。

该系统将电视控制系统与报警系统合二为一，实现了监视、报警与图像记录的同步进行，而且这种系统中没有录像机，没有视频分析器，一切报警记录都在计算机的硬盘内，所有操作都根据屏幕上的软件提示操作，对用户和使用者来说是一种全新概念的安全防范系统。该系统设备的选型：摄像机为日本松下产品；云台、防护罩为美国派而高产品；光端传输设备数据接口选用美国NTK产品，这些也都是国外品牌产品，应该不会出现什么问题的。但该系统开通以来，光发射机（A、B、C、D）的光端数据接口Rs422，室外摄像机的防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常被烧毁，更换和维护量很大，工作极不正常，用户意见很大，集成商也很头疼。经分析是光发射机的220VAC电源质量存在问题，尽管选用了高精度稳压电源也是承受不了瞬流（包括电涌）的冲击，瞬流可以损坏任何一种电器，何况耐受电压很低的电子和微电子设备呢？摄像机因距海关大楼较远无法保证AC220V专用线供电。前端机电源就近接在30kW直流电磁铁的配电线路上，该线路上的瞬流和电涌从发生到消失的过程极快，属于微秒到皮秒级，其电压幅值可高出工作电压的几十倍、几百倍甚至几千倍。