淺議現(xiàn)代住宅智能化與電氣設(shè)計
王魯明 1   馬強2   姜廣東3

摘 要：筆者通過十幾年電氣工程設(shè)計實踐，描述了智能住宅電氣設(shè)計初步設(shè)想，供廣大建筑電氣同仁一同探討。
關(guān)鍵詞：智能住宅 通訊與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS） 辦公自動化系統(tǒng)（OAS） 樓宇管理系統(tǒng)（BMS）

改革開放以來，人們生活水平不斷提高，住宅建設(shè)從“解困型”逐漸向“小康型”邁進。
國家科委、建設(shè)部曾聯(lián)合頒發(fā)了《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程示范小區(qū)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》（試行）。它將成為我國住宅建設(shè)邁向二十一世紀(jì)小康水平的一個重要指導(dǎo)性文件，該導(dǎo)則從住宅小區(qū)角度提出，塑造一個適應(yīng)社會行為和物業(yè)管理的空間序列�？臻g組織便于防范，交通布局安全便捷，并采用現(xiàn)代化管理手段，如設(shè)置自動傳呼、安全報警、電視監(jiān)控、電腦網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，全球經(jīng)濟國際化和社會信息化的浪潮洶涌澎湃。建筑電氣作為科學(xué)技術(shù)與建筑藝術(shù)的橋梁，不斷豐富建筑的藝術(shù)內(nèi)涵，不斷滿足人們信息共享及先進的物業(yè)管理的必然要求 。智能住宅電氣設(shè)計向自動化和智能化方向發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，為將來的智能化住宅描繪出一個更加美好的藍圖。智能住宅能夠為人們提供方便、快捷、安全、舒適、節(jié)能、娛樂的生活環(huán)境和生活條件。
1、智能住宅設(shè)有通訊與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Communication &Network System）和辦公自動化系統(tǒng)（Office Automation System）
通訊自動化是智能建筑的中樞神經(jīng)，包括通訊網(wǎng)絡(luò)、安全監(jiān)視、電纜電視、音響廣播等，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的高速傳輸和信息共享。辦公自動化包括各種辦公自動化硬件設(shè)備(文字處理機、計算機、網(wǎng)絡(luò)、傳真機、復(fù)印機等)及其相
應(yīng)的軟件系統(tǒng)。CNS和OAS采用校園式綜合布線，設(shè)有異步轉(zhuǎn)移模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)的局域網(wǎng)，傳輸線采用光纖到戶，每戶配制２－３個信息插座，住戶可以通過局域網(wǎng)聯(lián)通國內(nèi)外信息港（如圖4為一小區(qū)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)圖）。每戶可以用多媒體傳輸信息，實現(xiàn)影視點播、家庭購物、醫(yī)療保健、庭

教育、家庭檢索、家庭辦公和管理。
2、智能住宅設(shè)有樓宇管理系統(tǒng)（Building Management System）
樓宇管理系統(tǒng)（BMS）包括樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)（BAS）、保安報警系統(tǒng)（SMS）、火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）、三表遠傳計量系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）等子系統(tǒng)。BMS采用總線制布線，利用電纜雙向傳輸方式同時傳送語言、數(shù)據(jù)和圖像信號，每戶設(shè)10－12個控制點。
樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)（BAS）八十年代采用專用微機進行管理、監(jiān)控與顯示，技術(shù)趨于成熟，取名為集散式（集中管理、分散控制）自控系統(tǒng)。九十年代中期向系統(tǒng)集成方向發(fā)展，開始考慮上層控制總線與其它子系統(tǒng)（消防FA、閉路電視CCTV 、出入口管理系統(tǒng)）連網(wǎng)。92年美國Echelon公司提出了LONWORKS技術(shù)，它標(biāo)志著控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的新紀(jì)元。當(dāng)今，LONWORKS技術(shù)已從工業(yè)控制發(fā)展至智能建筑BAS自控系統(tǒng)，它的開放性、互操作性、可靠性、無中心控制等優(yōu)點已被世人所公認。
保安報警系統(tǒng)（SMS）主要由客訪、防范系統(tǒng)組成。在住戶，特別是物業(yè)管理的小區(qū)、小區(qū)的住戶設(shè)立分散的或集中聯(lián)網(wǎng)管理方式，施行住戶報警監(jiān)控。住戶內(nèi)與公共門廳的大門采用對講(如圖1))的方式進行聯(lián)絡(luò)，用電子鎖控制門的開關(guān)。為了能實現(xiàn)火災(zāi)、煤氣泄漏以及意外侵報等，采用圖２所示的住宅多功能報警系統(tǒng)，如發(fā)現(xiàn)異常情況可向外界、管理中心和有關(guān)部門報警，可建成立體安全防御體系。
火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）及消防聯(lián)動控制：為了防止煤氣泄漏引起人員窒息和火災(zāi)事故，應(yīng)在廚房設(shè)置煤氣泄漏報警器。另外有條件的可設(shè)置智能火災(zāi)報警系統(tǒng)及多元復(fù)合高性能探測器。
三表遠傳計量系統(tǒng)：該系統(tǒng)由智能表、戶內(nèi)采集器、樓采集器和中心控制計算機四部分組成。它解決了以往進戶抄表的難題，其計量工作精確、便捷，還具備泄漏報警、欠費提示、
故障報警等功能。經(jīng)過多年的研究開發(fā)，住宅的電、水、煤氣已可定期自動計量，符合我國國情的數(shù)據(jù)檢測裝置已在工程中得到了應(yīng)用（見圖３），該系統(tǒng)可定期自動從三表中讀出數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)信號送至單元數(shù)據(jù)采集器，再通過小區(qū)收費計算機網(wǎng)絡(luò)送至物業(yè)管理中心，由物業(yè)管理中心定期向用戶發(fā)出繳費通知和對帳單，用戶可采取現(xiàn)金或IC卡繳費，亦可采用銀行帳號紡一結(jié)算。
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）：目前的監(jiān)控系統(tǒng)是采用長延時錄像機，其圖像質(zhì)量差、不便保留、損耗大，逐漸被光盤錄像、高清晰度的數(shù)字壓縮式監(jiān)控系統(tǒng)所代替。
3、住宅服務(wù)自動化系統(tǒng)
智能小區(qū)設(shè)有物業(yè)和環(huán)保管理、生活服務(wù)、醫(yī)療保健、娛樂、康復(fù)、科教、商場、球場和游泳池等設(shè)施，都通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行管理和監(jiān)督指導(dǎo)。圖5所示為智能住宅小區(qū)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，它采用綜合布線系統(tǒng)，組建小區(qū)局域網(wǎng)，為各類信息終端提供信息資源和接收監(jiān)控信號。這樣物業(yè)管理部門可以進行各類信息處理，提供維修服務(wù)，實現(xiàn)三表出戶集中計量與結(jié)帳，保證安全防范等功能。
4、供配電及照明系統(tǒng)
現(xiàn)有住宅的用電負荷應(yīng)分為全年經(jīng)常性負荷、降溫負荷、取暖負荷和電炊負荷四類。在美國每戶計算負荷為18KW，俄羅斯每戶計算負荷為14KW，考慮到目前用電現(xiàn)狀及將來發(fā)展趨勢，我國每戶計算負荷宜在10KW左右，進線采用三相五線制。水、電、氣三表出戶是智能住宅的基本要求，因此單元各層各戶的電度表都有應(yīng)集中裝在一個計量箱內(nèi)，計量箱加功率因數(shù)補償裝置，以減少線路損耗，計量箱設(shè)在一層或地下室平臺處。從計量箱到各戶的配線按入戶式布線，配線入戶后接入獨立的用戶配電箱。配電箱具有漏電、過壓、欠壓、過載、短路和避雷等保護功能。入戶采用單相供電，空氣自動開關(guān)整定電流為40A，電度表為10(40)A。當(dāng)建筑面積超過150MM2/戶時可以考慮三相進線。箱內(nèi)設(shè)照明回路、空調(diào)插座回路、廚衛(wèi)插座回路、一般插座回路共四路，插座回路設(shè)觸電保安器，其動作電流為30mA，動作時間小于0.1s
住宅照明除了滿足照度標(biāo)準(zhǔn)和照明質(zhì)量外，還應(yīng)注意照明節(jié)能，大力推廣緊湊型熒光
燈、TLD細管熒光燈、高效節(jié)能電光源，施行綠色照明�？蛷d是接待客人和日�；顒拥牡胤�，花燈具有良好的裝飾作用，花燈可采用多控開關(guān)進行控制，這樣既可以按需要改變照度又節(jié)約能源，還可營造節(jié)日熱烈氣氛。衛(wèi)生間活動空間較小，可在壁鏡上方裝設(shè)20W防水熒光燈，這樣滿足了衛(wèi)生間照度要求，又能滿足梳妝的局部照明要求。衛(wèi)生間若自然通風(fēng)不好，可采用排風(fēng)扇進行強制通風(fēng)。公共照明采用聲光控節(jié)能開關(guān)。
5、接地保護與防雷系統(tǒng)
 

住宅接地型式宜采用TN-C-S系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)，不宜采用TN-C系統(tǒng)，這樣利于裝設(shè)漏電保護器。漏電保護器的應(yīng)用大幅度地提高了安全用電水平，成為防觸電事故的有效措施之一，然而它在使用中也存在局限性。因為漏電保護器所測的僅是L1、L2、L3及N線導(dǎo)體中是否有剩余電流，而無法測出PE線是否帶剩余電流。這種不足可以通過等位聯(lián)結(jié)保護措施來彌補�，F(xiàn)行的《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-95的第四章第四節(jié)明確規(guī)定采用接地故障保護時，應(yīng)實施總等電位聯(lián)結(jié)。其目的不在于縮短保護電器的動作時間,而是降低接觸電壓值,當(dāng)僅僅做總等電位聯(lián)結(jié)不能滿足間接接觸保護的條件時,還應(yīng)采取局部等電位聯(lián)結(jié)(如衛(wèi)生間、浴室)。總等電位聯(lián)結(jié)，就是在住宅樓外墻上設(shè)置接地聯(lián)接端子箱，采用銅芯導(dǎo)線、銅排或鍍鋅扁鋼作為連接干線，由室外接地極引入到接地連接端子箱，采用放射式將進戶處的排水管道、給水管道、暖氣管道和配電箱內(nèi)的PE線等各種金屬部分作可靠的連接。衛(wèi)生間的局部等電位聯(lián)結(jié)，是由住宅樓外的接地連接端子箱引出的接地干線與每層衛(wèi)生間的環(huán)形接地線，再與衛(wèi)生間內(nèi)的各種管道接口（如地漏下水管，接便盆上、下水管，洗臉盆及浴盆上、下水管，暖氣管）等連為一體，做可靠的連接。
住宅高度超過15M設(shè)防雷裝置，利用建筑物結(jié)構(gòu)柱中鋼筋做引下線，自然接地極做接地裝置。為防止雷電流通過室外線路入侵建筑物內(nèi)的用電設(shè)備造成毀壞，應(yīng)在電源進線處加裝避雷器及帶過電壓保護的開關(guān)。防雷接地裝置與保護接地裝置可以共用，其阻值應(yīng)符合規(guī)程要求。
總之，智能住宅是綜合采用目前國際上最先進的4C技術(shù)（即計算機Computer，自動控制Control，通訊Communication和圖形顯示技術(shù)CRT），建立一個由小區(qū)綜合信息服務(wù)和物業(yè)管理中心，通訊接入網(wǎng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的“三位一體”小區(qū)服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，確保居住者舒適、溫馨、安全、方便與文明，真正實現(xiàn)人是自然界的主人。
參考文獻
1、《智能化建筑導(dǎo)論》陸偉良主編，中國建筑工業(yè)出版社，1996年6月
2、《智能大廈系統(tǒng)工程》李林著，電子工業(yè)出版社，1998年1月
 

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