電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

柳溪

LIU Xi

（天津富力城房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司）

(Tianjin Fuli City Real Estate Development Co.)

1 前言

建筑行業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)，一直在積極尋找建筑項(xiàng)目電氣化的方案。近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸成熟，電氣技術(shù)進(jìn)步逐漸達(dá)到智能建筑方案的需求。未來(lái)，智能建筑將成為建筑項(xiàng)目發(fā)展的新興領(lǐng)域，電氣技術(shù)應(yīng)用的研究對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2 電氣技術(shù)與智能建筑內(nèi)涵

電氣技術(shù)是一種復(fù)雜的技術(shù)門(mén)類(lèi)，包含十余門(mén)學(xué)科，不僅涵蓋了信息傳輸、電氣化、電力資源等技術(shù)，還囊括了計(jì)算機(jī)應(yīng)用和電能保障等領(lǐng)域的理論。作為一種綜合性技術(shù)，通過(guò)靈活應(yīng)用技術(shù)方案能夠極大程度的調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部的各項(xiàng)系統(tǒng)和功能，提升建筑安全系數(shù)，有效調(diào)節(jié)建筑系統(tǒng)性能指標(biāo)。智能建筑是通過(guò)將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理四項(xiàng)基本要求以及他們的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化,來(lái)提供一種投資合理,具有高效,舒適和便利環(huán)境的建筑物。智能建筑也是信息技術(shù)高速發(fā)展和電氣技術(shù)進(jìn)步的衍生產(chǎn)物，集數(shù)字監(jiān)控、計(jì)算機(jī)、信息計(jì)算等多項(xiàng)領(lǐng)域共同發(fā)展而成的現(xiàn)代化設(shè)施，依據(jù)以人為本的原則，從建筑設(shè)計(jì)到應(yīng)用都依照客戶(hù)需取打造。現(xiàn)代智能建筑體系中，全部配備了完整的自動(dòng)化數(shù)控系統(tǒng)，包括煙霧和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)、信息互聯(lián)化系統(tǒng)等，將成為未來(lái)建筑行業(yè)的發(fā)展方向[1]。

3 電氣技術(shù)應(yīng)用于建筑系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

智能建筑發(fā)展的前提是電氣和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電氣技術(shù)應(yīng)用于建筑工程后帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)有三個(gè)方面：

1）由于電氣技術(shù)的通用性，電氣技術(shù)應(yīng)用于建筑系統(tǒng)的過(guò)程中，可以將建筑物內(nèi)的電氣資源如配電器、電梯、空調(diào)、照明系統(tǒng)等連成一體。在資源分配過(guò)程中可依據(jù)傳感器和攝像頭監(jiān)測(cè)建筑人員流量，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)分析調(diào)節(jié)電力資源的分配狀況；

2）由于傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目中，建筑物內(nèi)部的電子設(shè)備都屬于外接系統(tǒng)，電力系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)，缺乏統(tǒng)籌調(diào)節(jié)能力，難以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，當(dāng)意外情況發(fā)生時(shí)，由于環(huán)境急劇變化或手動(dòng)操作的失誤，設(shè)備故障將危及到整個(gè)電力系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)可能威脅到建筑內(nèi)部人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。智能建筑采用的信息化管理和新電氣技術(shù)應(yīng)用能夠讓控制系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，智能報(bào)警系統(tǒng)的安裝也能夠確保第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，從而整體提升智能建筑的安全系數(shù)；

3）電氣技術(shù)的應(yīng)用能夠提升數(shù)據(jù)的處理效率，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的監(jiān)控，精確計(jì)算數(shù)據(jù)鏈，保障信息的傳輸。智能建筑內(nèi)部的電力系統(tǒng)雖然復(fù)雜，但由于啟用了數(shù)字監(jiān)控，能夠從多層次反饋數(shù)據(jù)傳輸情況和建筑內(nèi)部的調(diào)試情況，將數(shù)據(jù)鏈及時(shí)發(fā)送到建筑監(jiān)控中心，信息化系統(tǒng)對(duì)程序進(jìn)行集成計(jì)算，獲得一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈，再將數(shù)據(jù)鏈及時(shí)發(fā)送到建筑監(jiān)控中心，保障決策不受突發(fā)情況的干擾，提升系統(tǒng)優(yōu)化能力[2]。

4 電氣技術(shù)在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 照明系統(tǒng)

智能建筑的照明系統(tǒng)相比傳統(tǒng)建筑更加靈活，由于使用了新型電子科技技術(shù)，建筑內(nèi)部的照明系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)行調(diào)整。這背后的原理在于智能建筑內(nèi)安裝的高級(jí)傳感器，傳感器安插在智能建筑內(nèi)部各個(gè)部分，時(shí)刻收集四周環(huán)境數(shù)據(jù)，依據(jù)風(fēng)力、光敏、聲敏等系統(tǒng)反饋的環(huán)境變化自行調(diào)整建筑的照明結(jié)構(gòu)。例如，天津?yàn)I海新區(qū)某五星級(jí)酒店在建筑施工過(guò)程中采用了國(guó)際新執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的LED燈，這種LED燈不僅相對(duì)于普通日光燈的閃爍次數(shù)更少，亮度更加柔和，可以有效降低視覺(jué)疲勞，保護(hù)視力。同等亮度下較傳統(tǒng)LED燈耗能更低，極大程度的減少了耗電量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該建筑整體共安裝近8000枚各型燈具，但耗電量?jī)H是五星級(jí)酒店平均水平的一半。此外，建筑照明系統(tǒng)集中由AI控制，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)環(huán)境需要選擇照明結(jié)構(gòu)調(diào)整，可根據(jù)用戶(hù)需求對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉操作，整體智能化程度顯著提升[3]。

4.2 數(shù)控系統(tǒng)

智能建筑在設(shè)計(jì)時(shí)普遍會(huì)采用BAS信息控制系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)信息控制技術(shù)，集成各用電設(shè)備的小范圍區(qū)域線路與綜合控制線路相鏈接，組成全建筑監(jiān)控體系。數(shù)控系統(tǒng)存在于各個(gè)線路內(nèi)，大大提升了系統(tǒng)的容錯(cuò)率。例如，北京CBD某智能辦公樓在施工過(guò)程中大量使用了數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，用于對(duì)智能建筑內(nèi)部總體電路的運(yùn)行和CPU運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，傳感器和數(shù)控系統(tǒng)相連接，利用多媒體技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)可能影響施工進(jìn)度的不穩(wěn)定因素進(jìn)行排查，提升報(bào)警系統(tǒng)和保安系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，極大程度上改善了傳統(tǒng)辦公樓報(bào)警系統(tǒng)反應(yīng)滯后，電子資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。為建筑行業(yè)與先進(jìn)電氣系統(tǒng)結(jié)合做出了表率作用，是數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑領(lǐng)域?qū)嵺`的典范[4]。

4.3 防雷防靜電系統(tǒng)

對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，除了電氣資源的合理應(yīng)用，如何降低靜電和雷電對(duì)建筑電氣系統(tǒng)的影響，特別是防雷系統(tǒng)的建設(shè)都是傳統(tǒng)建筑難以規(guī)避的技術(shù)難點(diǎn)。隨著電氣技術(shù)的進(jìn)步，智能建筑在防靜電系統(tǒng)建設(shè)方面采取的是屏蔽接地技術(shù)，鋪設(shè)管線時(shí)將電子設(shè)備的保護(hù)接地線同設(shè)備外殼連接在一起。另設(shè)屏蔽管線，將管線正負(fù)極和保護(hù)接地線相連，室內(nèi)電子設(shè)備的屏蔽也采用中性線和設(shè)備外殼多點(diǎn)連接的方式，以便于在相對(duì)干燥的室內(nèi)環(huán)境中保障靜電產(chǎn)生時(shí)能夠第一時(shí)間被設(shè)備外端的接地線分導(dǎo)形成封閉回路，從而降低靜電對(duì)電子設(shè)備的危害。例如，2010年落成的廣州塔在防雷防靜電領(lǐng)域采用了最新的屏蔽靜電分流技術(shù)，由于廣州塔高達(dá)600m，雷擊風(fēng)險(xiǎn)很高，建筑施工時(shí)全部采用歐盟標(biāo)準(zhǔn)，引雷針和地面防雷系統(tǒng)統(tǒng)一采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)，開(kāi)放使用至今近7a未出現(xiàn)任何一起因雷擊導(dǎo)致電氣系統(tǒng)紊亂的事故，確保了建筑質(zhì)量的安全性[4]。

4.4 電梯系統(tǒng)

超高層建筑的電梯系統(tǒng)不同于一般建筑，最近十年來(lái)，除哈利法塔（迪拜塔）座落于西方國(guó)家，其余所有超高層建筑全部來(lái)自中國(guó)，而超高層建筑的電梯如果采用傳統(tǒng)升降機(jī)和報(bào)警系統(tǒng)，將嚴(yán)重影響人員的運(yùn)輸效率和建筑安全系數(shù)，如今，在超高層建筑信息化和自動(dòng)化趨勢(shì)下，應(yīng)用新電氣技術(shù)已經(jīng)是必然趨勢(shì)。例如，上海中心的采用的是由日本三菱公司特殊訂制的快速電梯，僅用55s就能將人員物資從樓底運(yùn)送至119層觀光平臺(tái)，電梯使用加壓艙設(shè)計(jì)和自動(dòng)發(fā)電轉(zhuǎn)換器，能耗相比傳統(tǒng)快速電梯降低三成，是目前世界上最快的電梯系統(tǒng)。新興電氣技術(shù)的應(yīng)用在保障電梯穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)指令報(bào)警系統(tǒng)，可以有效降低電梯事故率，提升高速電梯系統(tǒng)安全系數(shù)。

5 結(jié)論

電氣技術(shù)具有聯(lián)動(dòng)性、數(shù)據(jù)鏈完整、安全系數(shù)高等優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于建筑中的照明系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等領(lǐng)域。種種優(yōu)勢(shì)表明智能建筑將成為未來(lái)市場(chǎng)的選擇。

[1]李岸，李茂軍.電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].電工材料，2016，15(2):26-28.

[2]李倩.淺論建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016,56(6):151-152.

[3]陳沈陽(yáng).淺析建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].四川水泥，2017,23(1):277-277.

[4]牛秀峰，馬輝.關(guān)于建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用分析[J].城市建筑，2016,19(11):158-158.

[5]陳國(guó)棟.建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016,21(31):79-80.