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摘要：电气自动化技术在现代高层建筑中的广泛应用，提高了建筑设备运行管理的水平，增强了建筑的节能性、舒适性以及安全性。文章通过笔者多年的工作总结，主要阐述了高层建筑实施电气自动化技术的优势，从中进一步针对高层建筑电气自动化设计要点进行了详细地探讨与研究。
关键词：高层建筑；电气自动化；设计要点
电气自动化是一门多领域的综合性学科，主要研究方向包括系统开发，系统运行、电力电子技术、自动控制、信息处理及电子与计算机应用随着我国社会的飞速发展与完善，再加上高新技术的支持，电气自动化在高层建筑中得到广泛的应用，已成为当前建筑发展的主流所在。因此，对于高层建筑的电气自动化设计的探讨具有重要的研究意义。
1 高层建筑实施电气自动化技术的优势
现代高层建筑采用了电气自动化系统，对电梯系统、通风系统、给水排水系统、中央空调系统、照明系统、配变电系统等进行集散控制，提高建筑管理水平与使用效率。由于高层建筑电气化自动系统建设涉及的内容十分广泛，电气自动化已经成为了高层建筑工程施工中的重要组成部分。国家也相继颁布了《民用建筑电气设计规范》等规章条例，用于规范、指导建筑电气自动化施工。高层建筑实施电气自动化技术的优势主要表现在以下几个方面：
（1）实现了建筑设备的高效监控。现代高层建筑往往规模较大，并且具有复杂的结构，建筑内部有着繁多的、功能多样的、结构复杂的电气系统组件。采用传统的运营管理方式，容易产生管理盲区，埋下安全隐患。而采用电气自动化技术，进行“采集、处理、反馈，对电气系统进行实时的数字化监控，将控制中心指令及时地传达到各个系统当中，并将系统的反馈信息传达至控制中心，从而实现不间断的、实时的、高效的控制与管理。
（2）提高了建筑电气系统之间的联动性。运用电气自动化技术能够将高层建筑中的空调系统 消防系统、照明系统、配电系统等联结成一个有机的整体，提高各个系统之间的联动性。例如，在水管爆裂、火灾等紧急情况下，电气自动化系统可以进行自动判断、识别，形成及时的应急处理方案，协调地开放喷淋灭火系统、调整水压、开启紧急照明系统等，有效地促进了各个子系统之间的互动。
（3）增强建筑电气系统的安全性。因为电气系统自身具有一定的危险性，环境变化操作事物、设备故障等均有可能造成系统发生安全事故。采用电气自动化技术能够对建筑电气异常情况做出及时的反应，在出现故障事故时还可以通过遥控模式进行处理，降低了维修管理人员维修故障时的意外风险。
（4）计算精确、数据完备。采用电气自动化技术能够综合故障处理、操作流程等数据，并且建立清晰准确的数据库，能够为建筑设备的运行管理提供客观的参考依据。
2 高层建筑电气自动化设计要点
2.1 中央控制室
中央控制室是指由变配电直接引出的回路供电，是电气自动化控制的主体部分。在电气自动化设计时，从中央控制室出发，然后向各个子控制系统辐射。所以在设计中央控制室时，要对各参数进行严格的控制，并优先满足。以下是设计的要点：1）中央控制室的位置要靠近控制负荷中心，便于操作和检修；2）中央控制室必须配置专用的配电盘，且负荷等级采用最高级别；3）参数控制：控制供电电源电压波动在±10%以内，频率变化在±1Hz内，波形失真率在20%内；4）中央管理计算机要设置储电设备，保证计算机不断电。
2.2 电气监控系统
电气监控系统的作用是对电气设备的运行状态和故障进行实时监测与控制。一旦电气设备发生故障，监控系统就发挥作用，切断设备的电力供应，从而控制了故障的扩大范围，及时挽救了事故的发生。电气监控系统主要通过相关参数的测量，参数的逻辑分析，执行程序来达到监控的作用。其工作的流程是：首先对电气设备的运行参数进行测量，然后获取测量参数并反馈给监控系统，接下来监控系统对测量参数进行逻辑分析，把分析的结果输入执行部分并做出相应的操作。电气监控系统的设计最主要的是如何获得动态参数，如何对动态参数进行逻辑分析和判断，这两个方面始终是设计的难点；虽然现在模糊控制和神经网络控制等方法，但要做到很准的准确度是相当困难的。
2.3 节能系统
高层建筑的节能设计主要集中在空调节能和照明节能。
（1）空调系统的节能技术。空调系统是高层建筑中耗电量最大的系统，因此对空调系统的节能控制是高层建筑节能的关键。空调节能技术主要集中在水源热泵、地源热泵技术、变风量控制技术和焓值控制技术等方面。
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。两者都具有高效节能环保，属于再生资源，节水省地，运行稳定可靠，维护简单等优点。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，来实现空调的节能措施。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。
（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，其控制方式分为定时控制和智能控制，一般情况下，高层建筑采用总体智能系统的控制手段。总体智能控制系统分为三个部分，系统单元、输出单元、输入单元并与计算机相连，然后通过智能继电器控制多路独立光源，最后通过系统的反馈信息，实现系统对于照明系统节能的智能控制和统一管理。
2.4 电气接地
2.4.1 交流接地
所谓工作接地，主要强调变压器的中性线接地或者中性点接地。要求N线为通信绝缘线。在配电系统中，需使用到辅助等电位的接线端子，并设置在箱柜中。在设置过程中，注意辅助等电位的接线端子不能同其他线路混接，也不得暴露在外。在高壓系统中，如果采取中性点的接地方式，可准确进行继电保护接地方式，并将单相电弧的接地过电压完全消除，通过采取中性点接地，可以避免零序电压的转移，确保三相电压保持平衡状态，此时低压系统将保持良好的运行状态。 2.4.2 直流接地
在高层建筑中，包括各种计算机、自动化设备、通讯设备等。在电子设备中，需要输入信息、转换能量并传输信息，将信号无限放大，完成逻辑动作。在这一工作过程中，系统主要利用微电流或者微电位快速实现，设备之间通过互联网实现工作。因此，为了确保设备正常、稳定、精准运行，除了需要供电电源稳定之外，还应提高基准电位的稳定性。同时应用截面较大的绝缘铜芯线，分别与基准电位连接，并实现电子设备的直流接地。
2.5 消防应急照明系统
消防应急照明作为高层建筑物照明电气自动化设计的重要组成部分，它涉及到这个建筑物在出现意外的火灾事故后楼宇人员疏散、逃生。所以在消防应急照明系统设计时，设计人员要有高度的责任感和使命感。
2.5.1 消防應急照明电源选择
应急照明供电方式的选择时，要充分考虑如下因素：照明的种类、转换时间、持续工作时间以及电源的特性，根据以上因素然后结合工程的实际情况，保证应急照明系统的安全可靠，经济合理。
电源选择的三种形式：电网独立电源供电，柴油发电机组供电，采用蓄电池电源。
2.5.2 消防应急照明系统的控制形式
其控制一般分为三种形式：
（1）照明系统处于常闭状态，当遇到火灾时由消防控制中心输出信号使照明等点亮。这种控制方式适用的场所很多，有点在于控制及配线简单，节约成本；其缺点是线路及灯具出现故障时很难发现，且需经常检查维护。
（2）照明系统处于常亮状态，其优点在于控制及配线比较简单，但缺点是浪费电力。
（3）平时可控，采用交流接触器或双控开关，火灾时由消防控制中心输出信号强行切换点亮；其优点是节约能源，节约成本，但缺点是控制及配线复杂，故障多且不易排查。
3 结束语
综上所述，当前高层建筑中已经广泛应用到电气自动化设计。应积极转变设计观念，结合现代化设备的实际应用状况，实现科学、合理、完整的电气自动化设计，把握设计要点，实现节约资源的目标，确保电气设备安全、稳定运行，具有一定现实意义。
参考文献
[1]游池清.浅谈电气自动化控制系统[J].现代经济信息，2009.
[2]张智斌、刘鹏展，浅议高层建筑电气自动化设计要点[J].科技博览，2010，6.
[3]卢建兵，智能建筑设备电气自动化系统设计[J].太原城市职业技术学院学报，2012（12）.
关键词：高层建筑；电气自动化；设计要点
电气自动化是一门多领域的综合性学科，主要研究方向包括系统开发，系统运行、电力电子技术、自动控制、信息处理及电子与计算机应用随着我国社会的飞速发展与完善，再加上高新技术的支持，电气自动化在高层建筑中得到广泛的应用，已成为当前建筑发展的主流所在。因此，对于高层建筑的电气自动化设计的探讨具有重要的研究意义。
1 高层建筑实施电气自动化技术的优势
现代高层建筑采用了电气自动化系统，对电梯系统、通风系统、给水排水系统、中央空调系统、照明系统、配变电系统等进行集散控制，提高建筑管理水平与使用效率。由于高层建筑电气化自动系统建设涉及的内容十分广泛，电气自动化已经成为了高层建筑工程施工中的重要组成部分。国家也相继颁布了《民用建筑电气设计规范》等规章条例，用于规范、指导建筑电气自动化施工。高层建筑实施电气自动化技术的优势主要表现在以下几个方面：
（1）实现了建筑设备的高效监控。现代高层建筑往往规模较大，并且具有复杂的结构，建筑内部有着繁多的、功能多样的、结构复杂的电气系统组件。采用传统的运营管理方式，容易产生管理盲区，埋下安全隐患。而采用电气自动化技术，进行“采集、处理、反馈，对电气系统进行实时的数字化监控，将控制中心指令及时地传达到各个系统当中，并将系统的反馈信息传达至控制中心，从而实现不间断的、实时的、高效的控制与管理。
（2）提高了建筑电气系统之间的联动性。运用电气自动化技术能够将高层建筑中的空调系统 消防系统、照明系统、配电系统等联结成一个有机的整体，提高各个系统之间的联动性。例如，在水管爆裂、火灾等紧急情况下，电气自动化系统可以进行自动判断、识别，形成及时的应急处理方案，协调地开放喷淋灭火系统、调整水压、开启紧急照明系统等，有效地促进了各个子系统之间的互动。
（3）增强建筑电气系统的安全性。因为电气系统自身具有一定的危险性，环境变化操作事物、设备故障等均有可能造成系统发生安全事故。采用电气自动化技术能够对建筑电气异常情况做出及时的反应，在出现故障事故时还可以通过遥控模式进行处理，降低了维修管理人员维修故障时的意外风险。
（4）计算精确、数据完备。采用电气自动化技术能够综合故障处理、操作流程等数据，并且建立清晰准确的数据库，能够为建筑设备的运行管理提供客观的参考依据。
2 高层建筑电气自动化设计要点
2.1 中央控制室
中央控制室是指由变配电直接引出的回路供电，是电气自动化控制的主体部分。在电气自动化设计时，从中央控制室出发，然后向各个子控制系统辐射。所以在设计中央控制室时，要对各参数进行严格的控制，并优先满足。以下是设计的要点：1）中央控制室的位置要靠近控制负荷中心，便于操作和检修；2）中央控制室必须配置专用的配电盘，且负荷等级采用最高级别；3）参数控制：控制供电电源电压波动在±10%以内，频率变化在±1Hz内，波形失真率在20%内；4）中央管理计算机要设置储电设备，保证计算机不断电。
2.2 电气监控系统
电气监控系统的作用是对电气设备的运行状态和故障进行实时监测与控制。一旦电气设备发生故障，监控系统就发挥作用，切断设备的电力供应，从而控制了故障的扩大范围，及时挽救了事故的发生。电气监控系统主要通过相关参数的测量，参数的逻辑分析，执行程序来达到监控的作用。其工作的流程是：首先对电气设备的运行参数进行测量，然后获取测量参数并反馈给监控系统，接下来监控系统对测量参数进行逻辑分析，把分析的结果输入执行部分并做出相应的操作。电气监控系统的设计最主要的是如何获得动态参数，如何对动态参数进行逻辑分析和判断，这两个方面始终是设计的难点；虽然现在模糊控制和神经网络控制等方法，但要做到很准的准确度是相当困难的。
2.3 节能系统
高层建筑的节能设计主要集中在空调节能和照明节能。
（1）空调系统的节能技术。空调系统是高层建筑中耗电量最大的系统，因此对空调系统的节能控制是高层建筑节能的关键。空调节能技术主要集中在水源热泵、地源热泵技术、变风量控制技术和焓值控制技术等方面。
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。两者都具有高效节能环保，属于再生资源，节水省地，运行稳定可靠，维护简单等优点。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，来实现空调的节能措施。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。
（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，其控制方式分为定时控制和智能控制，一般情况下，高层建筑采用总体智能系统的控制手段。总体智能控制系统分为三个部分，系统单元、输出单元、输入单元并与计算机相连，然后通过智能继电器控制多路独立光源，最后通过系统的反馈信息，实现系统对于照明系统节能的智能控制和统一管理。
2.4 电气接地
2.4.1 交流接地
所谓工作接地，主要强调变压器的中性线接地或者中性点接地。要求N线为通信绝缘线。在配电系统中，需使用到辅助等电位的接线端子，并设置在箱柜中。在设置过程中，注意辅助等电位的接线端子不能同其他线路混接，也不得暴露在外。在高壓系统中，如果采取中性点的接地方式，可准确进行继电保护接地方式，并将单相电弧的接地过电压完全消除，通过采取中性点接地，可以避免零序电压的转移，确保三相电压保持平衡状态，此时低压系统将保持良好的运行状态。 2.4.2 直流接地
在高层建筑中，包括各种计算机、自动化设备、通讯设备等。在电子设备中，需要输入信息、转换能量并传输信息，将信号无限放大，完成逻辑动作。在这一工作过程中，系统主要利用微电流或者微电位快速实现，设备之间通过互联网实现工作。因此，为了确保设备正常、稳定、精准运行，除了需要供电电源稳定之外，还应提高基准电位的稳定性。同时应用截面较大的绝缘铜芯线，分别与基准电位连接，并实现电子设备的直流接地。
2.5 消防应急照明系统
消防应急照明作为高层建筑物照明电气自动化设计的重要组成部分，它涉及到这个建筑物在出现意外的火灾事故后楼宇人员疏散、逃生。所以在消防应急照明系统设计时，设计人员要有高度的责任感和使命感。
2.5.1 消防應急照明电源选择
应急照明供电方式的选择时，要充分考虑如下因素：照明的种类、转换时间、持续工作时间以及电源的特性，根据以上因素然后结合工程的实际情况，保证应急照明系统的安全可靠，经济合理。
电源选择的三种形式：电网独立电源供电，柴油发电机组供电，采用蓄电池电源。
2.5.2 消防应急照明系统的控制形式
其控制一般分为三种形式：
（1）照明系统处于常闭状态，当遇到火灾时由消防控制中心输出信号使照明等点亮。这种控制方式适用的场所很多，有点在于控制及配线简单，节约成本；其缺点是线路及灯具出现故障时很难发现，且需经常检查维护。
（2）照明系统处于常亮状态，其优点在于控制及配线比较简单，但缺点是浪费电力。
（3）平时可控，采用交流接触器或双控开关，火灾时由消防控制中心输出信号强行切换点亮；其优点是节约能源，节约成本，但缺点是控制及配线复杂，故障多且不易排查。
3 结束语
综上所述，当前高层建筑中已经广泛应用到电气自动化设计。应积极转变设计观念，结合现代化设备的实际应用状况，实现科学、合理、完整的电气自动化设计，把握设计要点，实现节约资源的目标，确保电气设备安全、稳定运行，具有一定现实意义。
参考文献
[1]游池清.浅谈电气自动化控制系统[J].现代经济信息，2009.
[2]张智斌、刘鹏展，浅议高层建筑电气自动化设计要点[J].科技博览，2010，6.
[3]卢建兵，智能建筑设备电气自动化系统设计[J].太原城市职业技术学院学报，2012（12）.