简析当代建筑电气技术

简析当代建筑电气技术

李岳忠

绍兴铭涛建设有限公司

摘要:建筑电气技术的发展,是随着建筑技术的发展,电气科技的发展而同步的。尤其是随着信息技术的发展,如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展,使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。自从改革开放以来,与国际上进行广泛的技术交流,国际上许多先进的新产品、新技术不断进入中国建筑市场,使建筑电气行业迈出了新的一步。

关键词:发展趋势;节能;智能

1、现代建筑电气技术的发展的整体趋势

随着人类文明的不断进步,人们对工作与生活的环境要求不断提高,建筑物的功能与相应的标准也逐步提升。建筑电气技术作为现代建设技术的核心,正面临着新的挑战。近年来,城市建设与管理行业提出了许多重大课题,对建筑电气技术的发展有着重大的意义。城市的规模越来越大,建筑群的功能特征趋明显,出现了中央商务区、休闲商务区、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等区域。现代城市管理必须采用信息化手段,实现对这些区域的建筑群与建筑设备的综合管理,这是对建筑电气技术提出的挑战。

21世纪以来,建筑物的防灾、减灾及反恐安全问题得到人们的普遍重视,建筑物中的消防、安防、防灾等电子设备及应急供电设备已成为不可缺少的装备。由于这些装备须每天24小时自动工作,惟有借助智能化的应用系统,才能使之精准、有效、稳定、可靠地运行。

因此,加大智能化电气设备研发力度已经成为一个重要发展趋势。中国正处于工业化、城市化快速发展时期,政府积极调整经济结构、转变经济增长方式,提出鼓励发展节能省地型住宅与公共建筑,制定并推行更严格的节地、节能、节水、节材(简称“四节”)标准,推进绿色建筑理念,以促进提高城镇建设发展的质量和效益。近年来中国政府所做的这些工作,反映了中国政府、工程界和房产业的建设行为正从生态意识走向生态尽责,这是中国可持续发展的重大转折点。绿色建筑不同于传统建筑,其建设理念跨越了建筑物本体而追求人类生存目标的优化,是一个大系统、多目标优化的典型案例。同时,绿色建筑必须采用大量的智能系统来保证建设目标的实现。这一过程集合了信息、控制、管理与决策等多方面技术,智能化、信息化是不可缺少的组成部分。

建设部副部长仇保兴在“中国的能源战略与绿色建筑前景”一文中提出“:以智能化推进绿色建筑,节约能源,降低资源消耗和浪费,减少污染,是建筑智能化发展的方向和目的,也是绿色建筑发展的必由之路。”由于绿色建筑在我国刚刚起步,其中有大量与现代建筑电气技术相关的课题有待探索与解决。在可持续发展的国策指导下,“绿色建筑”已不是时尚的口号,而是在建设、运行过程中推进节能与环保的新标准。在绿色建筑中,选择电气设备与材料时需要考虑更多的问题,如采用低损耗的铁磁材料制造电机与变压器,采用低烟无卤的绝缘材料、高效的光源等;电气工程的设计更加复杂,不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制,而且要采用智能化与数字化的技术实现各种节能控制与优化管理,进而为整个区域的建筑群综合事务管理提供技术保障。显然,智能化、数字化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的趋势。

2、建筑电气技术的发展

2.1建筑电气技术与建筑节能

随着中国经济的高速增长,能源消耗及其所带来的污染问题日益突出,关于节能的技术也倍受社会的关注。据有关统计数据显示,目前我国建筑能耗占全社会总能耗的25%,其中建筑电器占14%,今后比例还有可能上升。造成这种局面的一个重要原因是传统建筑电气设备本身没有或很少采用有效的节能措施,另一个重要原因是很多建筑中缺少先进的电气控制系统对传统电气设备进行有效的控制,从而产生人为和非人为的巨大能源消耗及能源浪费。在一般办公楼建中,HVAC设备的能源消耗占了很大的比率。

HVAC设备包括:风机盘管、加热、暖气片、空调、通风设备等,这些传统的建筑电气设备如果没有先进的电气控制系统对其进行有效的控制,极易产生大量的能源浪费。为解决这些能源浪费的问题,建筑电气技术正在试图采用各种先进的控制方式对传统建筑电气设备进行有效的控制。例如,通过光线感应可根据环境光自动控制灯光回路的开闭,当环境光变亮时,可自动关闭部分灯光;通过人体感应可自动控制灯光的开关及空调的启停,可做到有人开灯、开空调,无人关灯、关空调;当有人将窗户打开时,可自动将空调关闭;通过光线感应,在夏天太阳光线强烈时,可自动将遮阳卷帘放下,防止室内温度温升过高,从而最大限度地节能。

2.2建筑电气技术与建筑智能化

建筑智能化技术主要包括:建筑设备自动监控系统、安全防范系统、停车场管理系统、火灾自动报警及消防联动系统、通信与计算机网络系统、综合布线系统、广播系统、有线电视系统、数字会议及视频会议系统、系统集成等十几个子系统。国内的建筑智能化技术已从最初独立的各子系统发展到系统集成。

2.2.1建筑设备监控技术

20世纪80年代主要采用计算机集中监控的方式,由于可靠性较差,运行速度较慢,20世纪90年代以后已经很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在20世纪90年代末,随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合,建筑设备监控技术得到了迅速发展,突出表现在:

a.现场总线的体系结构与参考模型、应用软件的开发平台与工具、现场总线的应用等各方面取得了很大的发展,现场总线技术在建筑设备监控系统中得到了广泛的应用。

b.在对控制网络的组网技术、实时网络操作系统、可靠性技术等方面进行深入研究的前提下,出现了以太控制网络。

c.控制网络与信息网络的集成成为控制网络技术发展的一个热点,各种建筑设备监控系统与信息网络的集成技术日益成熟。

d.各种控制网络的新技术在建筑设备监控系统中得到应用。计算机领域的OPC技术、Web技术、TCP/IP已逐渐融合到建筑设备监控系统中,大大推动了建筑设备监控技术的发展。

2.2.2安全防范技术

安全防范包括闭路电视监控、入侵报普、通道控制(门禁)、巡更、对讲、周界防越等子系统。安防系统从最初的各子系统相互独立,发展到如今的各子系统之间的联动,极大地提高了安全防范的严密性、可靠性和实时性,为人们的工作、学习和生活提供了安全保障。闭路电视监控子系统也从以往的模拟技术向数字化方向发展,整个安全防范系统也朝着系统规模化、数字化、综合化方向发展。

2.2.3通信网络技术

智能建筑中的通信网络包括计算机网络、双向有线电视传输网络和电话通信网络等,前两者作为智能建筑宽带骨干网集中了几乎全部的信息应用和信息管理资源,连接了几乎全部的用户站点。在20世纪90年代中期以前,各种类型的网络均有一定的市场和用户,但在20世纪90年代后期,以太网以其投资合理、布线灵活、性能优越、使用维护方便等优点,逐渐在各种网络通信技术中独占鳌头。以太网的传输速率,已从最初的10Mbps、100Mbps发展到1Gbps、1OGbps甚至更高的速率。智能建筑的电话网,目前除用于语音通信外,还可兼备数据、图像等的窄带数据通信,使人们可以通过通信网络,实现电视会议、电话会议等功能。

3结论

现代建筑电气技术综合应用了电工、电子、控制与信息技术,不仅在理论上成为电气工程领域的重要分支,而且已构成一条较为成熟的产业链。建筑电气的设备制造、工程设计及实施均形成了广阔的市场。随着中国可持续发展的不断深入,建筑电气技术自身的智能化、数字化与绿色化进程必将把中国电气工程技术的发展推向一个新的高度。

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