智能化展厅的电气优化设计

智能化展厅的电气优化设计【摘要】随着资源的不断开发和利用，节能减排已经成为发展趋势。而在各领域使用的能源中，建筑物消耗的能源占据了三分之一。如果按着这个比例继续发展下去，在未来我国的资源将会出现严重的短缺。因此在智能化展厅的电气设计上亟需进行优化设计，以实现良好的节能效果。文章对会展建筑中常用的电气系统进行了介绍，并阐述智能化展厅电气优化设计，以期为智能化展厅的电气设计提供参考。【关键词】智能化展厅；电气优化设计；会展建筑0.引言当前我国的会展业已经得到了较快的发展，目前比较出名的会展中心有世博馆、北京展览馆、上海展览中心等，会展业的发展在一定程度上是可以带动一个城市经济发展的。伴随会展业快速发展的同时，也出现了一些问题。比如：会展建筑中的能源消耗。如何在保证会展中心的功能的基础上，减少会展建筑的能源消耗，已经得到社会各方面的关注和重视。在会展建筑中消耗最多的就是电能，因此优化会展建筑电气设计，创建智能化的展厅是会展建筑优化设计的重点。由会展建筑不同于其他商业建筑，在电气设计上要考虑的方面很多，目前有的会展中心已经采取了智能化的电气设计，而且效果非常理想。1.会展建筑常用的电气系统1.1展览、会议设施的配电要求展览、会议基础的配电设施就是综合展位箱，标准的综合展位电源设计如图1。由于综合展位电源一般利用的是临时性的插座和电缆，所以保证它的安全性非常重要。以避免发生触电事故或者引发火灾。因此在设计时配电箱的出线开关应该设置剩余动作电流不大于30mA的剩余电流保护器。通常在展区600m2内还会安装专用的展览电配电柜；具体要求是进线开关不能超过400/350A。针对于大型的宴会厅应该进行双路供电，并且要用变电室内不同的低压母线段。图1标准综合展位电源设计图1.2照明系统设计要求会展建筑的照明设计应该根据展厅的空间大小来决定。针对大型的展厅，就必须安装较多的照明灯具，以便满足大型展厅的多功能灵活布展，同时要采用分布式的智能照明控制系统。展厅展览区域的照明均匀度应该要大于0.7，展览区周围照明均匀度应该要大于0.5。对于空间比较大的会展建筑其照明灯具应该使用功率为400W,250W,150W的金属卤化物灯具。除了以上要求之外，会展建筑的展厅照明还要借助自然光源，以达到节能的目的。对于一般的宴会厅来说在照明控制上可以采用智能型计算机照明控制系统，不仅能够节约电能还能适应各种类型的会议场景模式。此外还要设计好展厅内的应急和疏散照明系统，一般疏散照明灯的流向应该与展厅安全疏散通道相一致，并且根据展厅的空间和面积的大小选用合适的安全出口标志。1.3火灾自动报警系统设计在火灾自动报警系统中最重要的就是选址合适的火灾探测器。会展建筑属于公共建筑，做好必要的火灾防控措施是非常有必要的。对于会展建筑来说，由于展厅内展览的物品比较多，如果只有单一的火灾探测器是不能有效的探测到展厅火灾状况的，在这种情况下就可以选择复合型、智能型的火灾探测器。对于空间比价高大的展厅，可以选用红外线光束感烟火灾探测器和空气采样早期烟雾火灾探测器以及图象式光截面与双波段火灾探测器。此外在选择火灾探测器时最好选择双波段火灾探测器，这种探测器不仅可以获取火灾现场的信息，还能真实的看到火灾现场的图像。除了选择合适的火灾探测器之外，会展建筑还要合理利用联动控制系统，来快速的灭火。通常在会展建筑内采用的是消防水炮灭火系统。该系统启动的方式非常灵活，可以自动开启，也可以手动或在现场应急启动。1.4信息发布及信息查询系统设计在展厅设计通过LED显示系统进行信息的发布，LED显示系统它结合了多媒体视频控制技术、计算机网络技术以及超大规模集成电路技术，能够实现多媒体和多途径的信息传输。信息发布的形式和内容比较自由，可以是文字内容也可以是图像。可以提前设定，也可临时改编，可以自动播放也可以循环播放。此外，展厅的信息查询系统主要是为参观人员服务的。通过设置信息查询系统，参展人员可以自己查询展览的相关信息，不仅可以减轻展厅工作人员的负担，也能更加现代化的宣传展览。2.智能化展厅电气的优化设计应用关于智能化展厅电气的优化设计应用主要有三个实例，分为是中国银行宜昌分行营业部网点展厅电气的优化设计、正泰集团高科技大楼展厅电气的优化设计以及正泰品牌体验馆展厅的电气优化设计。2.1.中国银行宜昌分行营业网点展厅电气优化设计中国银行宜昌分行营业部网店展厅电气设计是在2001年-2002年进行改进的，在中国银行原来的标准和基础上对宜昌的5个网点展厅的电气设计进行了优化。具体的优化方案如下。①对二处面积较大且结构复杂的网点合并应急照明系统与备用照明系统为一套UPS双电源配电系统，设立独立设备间，简化了线路流程，节约部分资金。②对二处利用老式门面楼房改造的营业网点，在进线端用新型塑壳空气断路器替换老式的胶盖瓷底刀开关及配电盘，独立从电力进线端引出，避免与其它线路串扰。从可靠性考虑全部采用放射式配电接线方式。③配电箱均为嵌入式暗装，照明开关、插座暗装。除特殊要求外，电源插座均为单相两孔+三孔安全型插座。开关底边距地面1.3m，距门框0.2m。除特殊情况外，插座均为底边距地面0.3m。④自备小型发电机设置独立配电箱及新型手动转换开关。⑤照明线路、电脑终端与空调回路完全独立，所有线路穿管暗敷。线路总容量及室内分支回路容量按计算负荷1.5-2倍设计。⑥每个柜员柜台内设置至少二个市电插座及二个UPS电源插座，并明显以颜色/标志相区隔，同时预留扩充空间，避免使用插线板造成不安全隐患。同时多分支回路设计也能提高安全及可靠性，所有电源插座容量按不小于220V/10A选用。⑦电气部分设计主要包含空调、照明、UPS、自备发电线路等，不含弱电，设计及施工中所有火线、地线、零线均按照国家标准配色。避雷、接地装置利用原设施改造后按国家相关技术要求执行。施工完毕后均为一次验收通过。2.2正泰集团高科技大楼展厅电气设计优化正泰集团高科技大楼展厅是展示正泰集团形象、技术、实力的重要基地。2004年10月，在高科技大楼展厅工程设计过程中，就在原来的设计方案的基础对一些方案的设计进行了升级设制作。此次的设计升级和制作主要包括：楼宇自动化演示、机械自动化运行和演示、家庭配电设备的布置与安防系统的结合以及独立制作了110kV变电站模型制作图纸，和多媒体模型沙盘。展厅电气设计具体概况如下。展厅分为两层，一层为主厅，主要为接待及解决方案展示，总面积约1800平米，展区面积约1200平米，分为中岛解决方案展区、中低压成套展区、输配电模型展区、形象展区。二层为静态产品展示厅，与办公共用。规划过程遇到的问题为：对一层展厅规划较多采用展示照明金卤灯情况，测算原照明线路负荷余量较大，总体测算需在原照明系统容量增加约50%左右，考虑时间紧迫及尽量不影响办公环境情况下，在设计时采用规划+增容+保留方案解决。方案具体如下。①新规划部分：中岛区域集中了三大类产品的解决方案展架与多媒体沙盘，合计使用9只70W展示用金卤灯，另2套多媒体沙盘1.5kW左右，计算负荷约8.5kW，采用yjv-16X2双芯电缆敷金属管埋地接入，配电箱增设100A两极模数化断路器1只。展架间用金属电缆过线槽连接，展架隐蔽处设分组断路器箱控制。②增容部分：中低压成套与输配电模型静态展区照明计算负荷2.4kW，依墙而设且离配电箱较近，分别采用4平方铜芯线替换原线路并增设2只模数断路器即可解决。③保留部分：一层形象部分展墙只需在必要处进行补光即可，在线路负荷范围内利用原照明线路安装数只定向金卤灯解决。二层静态产品展板也利用原照明线路从吊顶引出，安装金卤灯解决。通过此次的优化设计直至2009年的更换设计升级，展厅运行的这些年已经多批次的接待了很多国内外领导人、客户的参观，并成为温州市工业旅游定点景点之一。2.3正泰品牌体验馆电气优化设计工程2011年6月，在正泰品牌体验馆中，整体展现了正泰集团在电气行业完整的产业链及解决方案，并对智能电网、智能能源网、智能配电系统做了有意义的尝试与探索，最终建成的展馆评为上海市科普教育基地之一（松江站），至今国内外领导、客户参观络绎不绝。针对这个项目的升级也有很多难题和要求。①原一层为办公使用为主，辅以部分会议室等，当前线路容量不能满足要求，需进行扩容；②展厅“智能用电”演示部分低压配电柜及断路器后端模拟假负载（约7.5KW）运行的需要，需要提供三相电源，现有条件无法满足；③“水立方”薄膜光伏发电流程演示所发电能要求既可以供部分展厅照明所用，也可直接并网；④整个展厅WIFI网络全覆盖，在任何地点均能使用平板电脑、智能手机操作演示系统及灯光控制（展墙金卤灯照明除外，需手动控制）；⑤展厅部分照明采用智能照明系统替换原办公照明线路；⑥智能家居系统进行模拟演示需采用大量智能化设备与元件。针对以上设计难点及要求，在规划过程中采取了以下措施：①重新规划一层所有供电线路，从户外箱变重新铺设电缆。初步计算展厅+办公照明所需总计算负荷约为35-40kW左右，同时考虑到线路长度产生压降，使用YJV-0.6/1kv3X35+1X16铜芯电缆接入。②不同于原办公照明系统线路，同时考虑环形展厅长度原因，采用混合式配电接线方式，将整个展厅按内容分为六大区域，每块区域按设备功能分为数个独立控制模块进行独立控制，提升操作及维护便利。③总配电箱及分区配电箱均利用原嵌入式模数化配电箱，替换原配电箱断路器，按1.5-2倍计算负荷替换。模数与线路容量不足用新增嵌入式配电箱或替换原线路处理，所有回路利用吊顶穿阻燃管敷设。④接地（TN-S）、防雷、消防、视频监控均利用原设施，个别节点应展示需要略作移位处理。施工中特别注意配电设备金属外壳、金属导管、支架、演示用展品金属外壳等部位均可靠接地。⑤考虑到展示及办公场所安全要求及未来升级需求，所有独立区域采用多分支回路设计提升可靠性。⑥新建的“水立方”建筑目的在于演示光伏并网发电流程，外部墙体及连廊安装薄膜太阳能玻璃450块左右，安装发电能力约45kW，考虑2号楼建筑及造型的遮挡影响实际最大发电能力约25kW，设计安装二台并网逆变器，分别为20kW及10kW，可在高辐照度同时工作也可低辐照度下自动切换。两台逆变器输出端直连户外箱变，既可为展厅提供电源，也可发电上网。在逆变器分别设有计量箱实时统计汇总功率、发电量等信息。同时利用逆变器通讯接口连接相应软件，在大型液晶屏上显示实时、历史数据等。⑦整个展厅信息系统独立电源控制，由10台大功率高可靠路由器/AP桥接，做到网络全覆盖。在任何地点均能控制展厅所有智能单元相关状态。预留互联网接口，大大提高智能系统可靠性与维护方便性。⑧除展墙金卤灯照明与办公通道照明系统外，展厅演示照明大量采用智能照明系统，采用无线组网的集散式结构，以多个多路可编程调光控制模块为核心，所有控制节点一手掌握。支持IPAD\IPHONE\Android等智能设备，根据演示的需要进行灯光调节、智能调光、延时控制等，给参观者良好的体验。采用无线组网避免了复杂的布线和人工费用。集散式结构决定了系统组网灵活、造价相对低廉的优点。⑨在体现“未来感”的“智能家居”演示系统中，与智能照明系统一样，支持IPAD、IPHONE、Android、智能触摸屏等智能设备，采用模块化设计，利用大量智能元件实现以下功能：家用电器控制、照明调光控制、场景控制、可视对讲、家居安防、远程遥控、窗帘自控等。该演示系统以住宅为平台，集系统、结构、服务、管理、控制于一体，同时模块化设计有强大的升级/扩展能力，可视需求进行调整。⑩在“智能用电”系统演示方案中，计算负荷约10kW，采用10平方电缆接入，可使整套低压配电柜在软件控制下完整模拟运行。考虑配电系统未来发展方向及传递微网概念，与上海电科所进行深度合作，对智能配电系统首先确定采用全实物通电假负载模拟运行方式，利用正泰NGC8低压配电柜及软件模拟了厂房的实际配电系统运行。系统配用2个变配电所、若干车间动力配电柜、动力设备等进行模拟演示。通过触摸屏、通信软硬件及可通信的低压电器元件进行智能保护与智能控制，并配合远程遥测功能可远程实时监控。3.结