保證智能建筑安全可靠運(yùn)行
時(shí)間:2022-08-06 09:58:21
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1.雷電波入侵智能建筑的形式
雷電波入侵智能建筑的形式主要有直接雷擊、雷電感應(yīng)、雷電波侵入等形式。
1.1直接雷擊雷電直接擊在建筑物上,雷電流經(jīng)建筑物泄漏于大地時(shí),產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。
1.2雷電感應(yīng)
雷電放電時(shí),在雷電流通過(guò)的周?chē)?將有產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng),使通過(guò)電流的導(dǎo)體或金屬構(gòu)件及電力裝置上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓,有時(shí)可達(dá)到幾十萬(wàn)伏,會(huì)對(duì)一般電氣設(shè)備的絕緣層造成破壞;在金屬構(gòu)件交叉連接的回路中,由于接觸不良或存在空隙的接點(diǎn),將產(chǎn)生電火花。1.3雷電波侵入雷電沿管線侵入建筑物內(nèi)部,危及智能系統(tǒng)和設(shè)備的安全。
2.智能建筑防御雷擊一般措施
智能大廈應(yīng)建立綜合接地系統(tǒng),接地電阻不大于1Ω。在樓頂設(shè)置由避雷帶、避雷針組成的接閃器,利用鋼柱或立柱內(nèi)鋼筋作為防雷引下線,并與建筑物的基礎(chǔ)鋼筋,梁柱鋼筋,金屬框架連接起來(lái),形成閉合回路。建筑內(nèi)豎向金屬管道應(yīng)每三層與圈梁的均壓環(huán)相連,均壓環(huán)應(yīng)與防雷裝置接地引下線相連。當(dāng)建筑物超過(guò)30米高時(shí),應(yīng)將30米及以上部分外墻上的欄桿,金屬門(mén)窗等較大金屬物直接或通過(guò)金屬門(mén)窗埋鐵與防雷裝置連接。智能大廈內(nèi)各種交流、直流設(shè)備眾多,線路縱橫交錯(cuò),應(yīng)將建筑物內(nèi)的交流工作接地、安全保護(hù)接地、直流工作接地、防雷接地與建筑物接地網(wǎng)良好連接,形成一個(gè)等電位體,避免接地線之間存在電位差,以消除感應(yīng)過(guò)電壓產(chǎn)生。為了避免雷電由交流供電電源線路入侵,可在大廈的變配電所高壓配電柜內(nèi)安裝避雷器作為第一級(jí)保護(hù),在低壓配電柜內(nèi)安裝避雷器作為第二級(jí)保護(hù),以防止雷電侵入建筑物的配電系統(tǒng),在各層的供電配電箱中安裝電涌保護(hù)器作為第三級(jí)保護(hù),并將配電箱的金屬外殼與建筑物的防雷接地系統(tǒng)可靠連接。從而達(dá)到綜合防御雷擊的目的,確保智能建筑的安全。
3.智能建筑外部防御雷擊的具體做法
外部防御雷擊的主要裝置包括接閃器、避雷引下線、接地裝置等,主要用于防御直接雷擊。
3.1接閃器
(1)避雷針。一般采用鍍鋅圓鋼或焊接鋼管制作,將避雷針與避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷引下線焊接連通。(2)在易受雷擊的屋角、屋脊、女兒墻、屋面四周的檐口安裝直徑為Φ12鍍鋅圓鋼作避雷帶。在屋面采用40mmx4mm的鍍鋅扁鋼設(shè)置不大于10mx10m或15mx15m的網(wǎng)格,將該網(wǎng)格與避雷帶焊接聯(lián)通。(3)屋頂上的構(gòu)筑物或其它凸出屋面的物體,如屋頂水箱、樓梯頂蓋等,沿其四周裝設(shè)避雷帶;在屋面接閃器,保護(hù)范圍以外的建筑物,如主樓裙房屋頂、連接單體樓的通道等均應(yīng)安裝直徑為Φ12的鍍鋅圓鋼避雷帶;主樓屋面上的金屬物件,如各類(lèi)金屬管道、風(fēng)機(jī)天線等都必須與屋面避雷帶連接,其連接線的截面不應(yīng)小于屋面避雷帶的截面。(4)當(dāng)建筑物高度超過(guò)30m時(shí),該大樓30m及其以上部分的陽(yáng)臺(tái)金屬欄桿以及外墻上的金屬門(mén)窗、鋼架等金屬構(gòu)件或其它金屬凸出物都必須與避雷引下線連接構(gòu)成電氣通路,以達(dá)到防御側(cè)擊雷的目的。
3.2避雷引下線
避雷引下線通常利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋,當(dāng)該主筋直徑大于或等于16mm時(shí),則取其中兩根鋼筋通長(zhǎng)焊接作為一組避雷引下線;當(dāng)該主筋直徑小于16mm時(shí),則取其中四根鋼筋通長(zhǎng)焊接作為一組避雷引下線。避雷引下線上部與避雷帶連接,下部與接地裝置連接。
3.3接地裝置
目前建筑物大部分都是采用基礎(chǔ)鋼筋作接地裝置,利用地圈梁的主筋組成閉合環(huán)網(wǎng),地梁圈兩根主筋與承臺(tái)底部鋼筋連接有樁基礎(chǔ)的,在引下線設(shè)置處應(yīng)將樁基主筋與作接地線的地梁圈主筋焊接連通。
4.智能建筑內(nèi)部防御雷擊的具體做法內(nèi)部防御雷擊主要包括防御雷電感應(yīng)、雷電波侵入及雷擊電磁脈沖等。通常采取的措施是屏蔽隔離、等電位連接、裝設(shè)電涌保護(hù)器等。
4.1防御雷電感應(yīng)的措施
(1)在智能系統(tǒng)中央控制室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心、監(jiān)控中心、消防控制室、電話(huà)機(jī)房以及其它樓層設(shè)備用房等處設(shè)置局部等電位箱,局部等電位箱內(nèi)端子板通過(guò)導(dǎo)體與建筑物總等電位箱及接地體可靠連接。(2)在弱電豎井內(nèi)通長(zhǎng)安裝一根鍍鋅扁鋼(或銅板)做接地引下干線,電纜橋架、穿線鋼管與其相連,并將各樓層豎井內(nèi)配線架、設(shè)備用機(jī)柜與該鍍鋅扁鋼(或銅板)連接。(3)智能系統(tǒng)在大樓內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)安裝的各種設(shè)備,如傳感器、控制器、讀卡器、攝像機(jī)機(jī)架等的金屬外殼應(yīng)就近與樓層局部等電位端子排相連通。(4)電纜橋架、穿線鋼管與箱柜的連接處,應(yīng)做良好的電氣通路。
4.2防御雷電波侵入的措施
(1)進(jìn)建筑物電源線纜,特別是智能系統(tǒng)用線纜應(yīng)盡量埋地敷設(shè)。在建筑物底層安裝總等電位箱,將進(jìn)入室內(nèi)的消防管道、各種金屬保護(hù)套管、線纜金屬保護(hù)層等,以銅導(dǎo)線與總等電位箱端子板相連。若智能系統(tǒng)機(jī)房設(shè)在底層,其入戶(hù)金屬管道、線纜金屬保護(hù)層等用銅導(dǎo)線與機(jī)房?jī)?nèi)局部等電位端子板相連,金屬管道接線盒處,應(yīng)做接地跨接線。(2)架空敷設(shè)線路,進(jìn)戶(hù)應(yīng)采用電纜,在架空線與電纜換接處,裝設(shè)避雷器,并將避雷器、電纜金屬外皮、保護(hù)鋼管及其它金屬部件一起接地。
4.3防御雷擊電磁脈沖的措施
雷擊電磁脈沖的防護(hù),是在雷電入侵大樓的各通道上,如電源線路、信號(hào)傳輸線路及進(jìn)入大樓的各種管線等,通過(guò)采用屏蔽隔離、均壓、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、接地等方法,將雷電過(guò)電壓、過(guò)電流泄放入地,從而達(dá)到保護(hù)智能建筑設(shè)備的目的。
4.4電涌保護(hù)器(SPD)防護(hù)
電涌保護(hù)器是非線性電壓限制元件,用于限制暫態(tài)過(guò)電壓和分流電涌電流的裝置,分開(kāi)關(guān)型、限壓型和混合型;若按電涌保護(hù)器在智能系統(tǒng)中的功能,又可分為電源線路電涌保護(hù)器、天饋線路電涌保護(hù)器和信號(hào)線路電涌保護(hù)器。(1)電源線路的電涌保護(hù)一般可采用四級(jí)。其中第三級(jí)電涌保護(hù)器安裝在智能系統(tǒng)機(jī)房主配電箱內(nèi),用于保護(hù)以該配電箱為電源的所有設(shè)備;第四級(jí)安裝在需特殊保護(hù)的設(shè)備(如程控?cái)?shù)字通訊交換機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等)電源箱中。電源線路的各級(jí)電涌保護(hù)器應(yīng)分別安裝在被保護(hù)設(shè)備用電電源的前端,其接線端分別與電源箱相應(yīng)相線連接;其接地端與電源箱內(nèi)PE端子板相連。各級(jí)電涌保護(hù)器連接導(dǎo)線長(zhǎng)度不宜大于0.5m。(2)天饋線路電涌保護(hù)器串接在天饋線與被保護(hù)設(shè)備之間。(3)信號(hào)線路電涌保護(hù)器安裝在被保護(hù)設(shè)備的信號(hào)端口上,其輸出端與被保護(hù)設(shè)備的端口相連。
5.結(jié)論
普通建筑物防雷保護(hù)的避雷裝置,引入了強(qiáng)大的雷電流通過(guò)引下線接入大地,在附近空間產(chǎn)生了強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化,會(huì)在相鄰的導(dǎo)線上,包括電源線和信號(hào)線上,感應(yīng)出雷電過(guò)電壓,普通建筑物的防雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)這些電子設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng),反而可能會(huì)引入雷電,因此,智能建筑的防雷保護(hù)應(yīng)當(dāng)成為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的課題進(jìn)行研究,在智能建筑的設(shè)計(jì)施工中,應(yīng)該特別重視雷電侵襲的防護(hù)技術(shù)。智能建筑的防雷擊工程是一個(gè)系統(tǒng)工程,我們應(yīng)采取綜合防御雷擊的措施,在智能建筑中構(gòu)成一套完整的雷擊防御體系,從而保證智能建筑安全可靠運(yùn)行。
電氣自動(dòng)化體系的思路
電氣自動(dòng)化|思路
如何做到最大限度地節(jié)電以及充分利用可再生能源,使智能建筑成為節(jié)能環(huán)保的綠色建筑等是當(dāng)今智能建筑的供配電系統(tǒng)應(yīng)該完成的重要任務(wù)。構(gòu)建符合要求的智能化供配電系統(tǒng)是最好的解決辦法。為此,正確地選擇并確定智能建筑的總體供電方案對(duì)于保證日后智能建筑的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和節(jié)省建設(shè)投資與運(yùn)行費(fèi)用是非常重要的。
1樓宇智能化系統(tǒng)的概念
樓宇智能化系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)控制下能實(shí)現(xiàn)信息處理、自動(dòng)控制功能,并能適應(yīng)信息傳輸、示、報(bào)著、監(jiān)控要求的電子系統(tǒng)。它能滿(mǎn)足使用者,居住、生活、辦公、營(yíng)業(yè)或生產(chǎn)的智能需要。從工程技術(shù)的含義上來(lái)說(shuō),就是在建筑物內(nèi).增加樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)以及這些系統(tǒng)的集成化管理系統(tǒng),是集結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理于一體并達(dá)到優(yōu)化組合的系統(tǒng)工程。
1.1樓宇智能化技術(shù)是在建筑強(qiáng)電和弱電基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是電氣工程及自動(dòng)化的一個(gè)重要的發(fā)展方向。如現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),遙測(cè)遙控技術(shù)、輸人輸出模塊技術(shù)等,都借鑒于電氣自動(dòng)化技術(shù)。國(guó)際上許多樓宇智能化產(chǎn)品的大公司,如西門(mén)子樓宇科技、霍尼威爾、朗訊等,都是在電器公司的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
1.2樓宇智能化是智能建筑的重要設(shè)施,是現(xiàn)代建筑的標(biāo)志?這個(gè)系統(tǒng)涵了許多子系統(tǒng),如樓宇自控、信息網(wǎng)絡(luò)、安全技術(shù)防范等,這些子系統(tǒng)及相配套的設(shè)備,能為人們創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、高效、便捷的工作與生活環(huán)境。
1.3樓宇智能化機(jī)制是大廈、小區(qū)物業(yè)管理的有效手段,是加強(qiáng)管理、節(jié)能增效的有力措施。通過(guò)智能化管理,對(duì)系統(tǒng)實(shí)行有效調(diào)控,合理使用能源,節(jié)電節(jié)水,科學(xué)計(jì)云,加安全防范,應(yīng)充分發(fā)揮智能機(jī)制的效能,以達(dá)到科學(xué)管理、優(yōu)化管理的目的。
2智能建筑電氣自動(dòng)化系統(tǒng)概述
智能化的供配電系統(tǒng)除了具備常規(guī)的供配電系統(tǒng)應(yīng)有的所有功能外,還具有以下這些功能:)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)變、配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù);遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制變、配電設(shè)備的運(yùn)行;自動(dòng)存儲(chǔ)并管理變、配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù);供配電系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障和參數(shù)超限等告警事件時(shí)立即報(bào)警并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和打印;與樓宇自控系統(tǒng)或建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)等。這些智能化供配電系統(tǒng)在一些高檔辦公樓、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、體育場(chǎng)館、劇場(chǎng)、大型商業(yè)中心等許多場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。
3建筑物自動(dòng)化供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單,同一電壓等級(jí)的變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)。如果供電系統(tǒng)的接線復(fù)雜,配電層次過(guò)多,不僅管理不便,操作繁復(fù),而且由于串聯(lián)元件過(guò)多,因元件故障和操作錯(cuò)誤而產(chǎn)生事故的可能性也隨之增加。供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以有放射式、樹(shù)干式和環(huán)式。放射式的供電可靠性高,便于管理,但線路和所需的高壓開(kāi)關(guān)拒數(shù)量較多,多用于一、二級(jí)負(fù)荷,三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的可靠性要求較低,可采用樹(shù)干式或環(huán)式。有些高層建筑的一、二級(jí)負(fù)荷也可采用樹(shù)十式或環(huán)式。這樣的結(jié)構(gòu),線路數(shù)量較少,投資也少。在確定供電系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮各種因素進(jìn)行優(yōu)化配置。
4建筑物電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
4.1中央控制室選址及室內(nèi)設(shè)備布置中央控制室應(yīng)盡量靠近控制負(fù)荷中心,應(yīng)離變電所、電梯機(jī)房、水泵房等會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的場(chǎng)所15m以上。上方及毗鄰無(wú)用水和潮濕的機(jī)房及房間;室內(nèi)控制臺(tái)前應(yīng)有1.5m的操作距離,控制臺(tái)離墻布置時(shí),臺(tái)后應(yīng)有大于1m的檢修距離,并注意避免陽(yáng)光直射;當(dāng)控制臺(tái)橫向排列總長(zhǎng)度超過(guò)7m時(shí),應(yīng)在兩端各各留大于1m的通道;中央控制室宜采用抗靜電架空活動(dòng)地板,高度不小于20m。
4.2建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的電源要求中央控制室應(yīng)由變配電所引出專(zhuān)用回路供電,中央控制室內(nèi)設(shè)專(zhuān)用配電盤(pán)。負(fù)荷等級(jí)不低于所處建筑中最高負(fù)荷等級(jí);通常要求系統(tǒng)的供電電源的電壓不大于±10%,頻率變化不大于±1Hz,波形失真率不大于20%;中央管理計(jì)算機(jī)應(yīng)配置UPS不間斷供電設(shè)備,其容量應(yīng)包括建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)用電設(shè)備總和并考慮預(yù)計(jì)的擴(kuò)展容量,供電時(shí)間不低于30分鐘。現(xiàn)場(chǎng)控制器的電源應(yīng)滿(mǎn)足下述要求:(1)Ⅰ類(lèi)系統(tǒng)(650點(diǎn)~4999點(diǎn)),當(dāng)中央控制室設(shè)有UPS不間斷供電設(shè)備時(shí),現(xiàn)場(chǎng)的電源由UPS不間斷電源以放射式或樹(shù)干式集中供給。(2)Ⅱ類(lèi)系統(tǒng)(1點(diǎn)~649點(diǎn)),現(xiàn)場(chǎng)控制器的電源可由就地鄰近動(dòng)力盤(pán)專(zhuān)路供給。(3)含有CPU的現(xiàn)場(chǎng)控制器,必須設(shè)置備用電池組,并能支持現(xiàn)場(chǎng)控制器運(yùn)行不少于72小時(shí),保證停電時(shí)不間斷供電。
4.3現(xiàn)場(chǎng)控制器設(shè)置原則
4.3.1現(xiàn)場(chǎng)控制器的設(shè)置應(yīng)主要考慮系統(tǒng)管理方式、安裝調(diào)試維護(hù)方便和經(jīng)濟(jì)性。一般按機(jī)電系統(tǒng)平面布置進(jìn)行劃分。
4.3.2現(xiàn)場(chǎng)控制器要遠(yuǎn)離有輸水管道,以免管道、閥門(mén)跑水,殃及控制盤(pán)。在潮濕、蒸汽場(chǎng)所,應(yīng)采取防潮、防結(jié)露等措施。
4.3.3現(xiàn)場(chǎng)控制器要離電機(jī)、大電流母線、電纜1.5m以上,以避免電磁干擾。在無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí),應(yīng)采取可靠屏蔽和接地措施。
4.3.4現(xiàn)場(chǎng)控制器位置選擇宜相對(duì)集中,一般設(shè)在機(jī)房或弱電小間內(nèi),以達(dá)到末端元件距離較短為原則(一般不超過(guò)50m)。
4.3.5現(xiàn)場(chǎng)控制器一般可選用壁掛式結(jié)構(gòu),在設(shè)備集中的機(jī)房控制模塊較多時(shí),可選落地柜式結(jié)構(gòu),柜前操作凈距不小于1.5m。
4.3.6每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制器輸入輸出接口數(shù)量與種類(lèi)應(yīng)與所控制的設(shè)備要求相適應(yīng),并留有10%~20%的余量。
4.4建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的布線方式建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)線路包括:電源線、網(wǎng)絡(luò)通訊線和信號(hào)線。(1)電源線一般BV-(500V)2.5mm2銅芯聚氯乙烯絕緣線。(2)網(wǎng)絡(luò)通訊線需由采用何種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)及建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸率、未來(lái)可兼容性和硬件成本等多方面綜合考慮確定。一般有同軸電纜(不同廠商的產(chǎn)品不盡相同);有的系統(tǒng)采用屏蔽雙絞線或非屏蔽雙絞線(分3、4、5三個(gè)級(jí)別);在強(qiáng)干擾環(huán)境中和遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),宜選用光纜。(3)信號(hào)線一般采用線芯截面1.0mm2或1.5mm2的普通銅芯導(dǎo)線或控制電纜,對(duì)信號(hào)線是否需要采用軟線及屏蔽線應(yīng)根據(jù)具體控制系統(tǒng)與控制要求確定。建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)線路均采用金屬管或金屬線槽保護(hù),網(wǎng)絡(luò)通訊線和信號(hào)線不得與電源線共管敷設(shè),當(dāng)其必須作無(wú)屏蔽平等敷設(shè)時(shí),間距不小于0.3m,如敷于同一金屬線槽,需設(shè)金屬分隔。結(jié)束語(yǔ)對(duì)于以大型建筑和高層建筑為主的智能建筑、根據(jù)建筑物內(nèi)負(fù)荷分布的具體情況,按照變電站、配電站應(yīng)靠近負(fù)荷中心的原則,確定供電系統(tǒng)的總變電站與分散配置的變電站、配電站的布置方案,從而節(jié)省線材、降低電能損耗,提高電壓質(zhì)量。