智能化技術在建筑電氣工程中的應用

白進存

中鐵六局集團建筑安裝工程有限公司 北京 102200

隨著世界經濟的國際化和全球化加速，中國經濟和科技水平不斷提高，建筑電氣工程的發展愈來愈快。建筑電氣工程自動化逐步深入到人們的日常工作、學習生活中去，并在當今工業化中得到不斷完善和廣泛應用，包括的行業主要有：工業制造、工程建筑、農業生產、國防等，并已成為社會和經濟發展的關鍵支柱。

1 智能化建筑簡介

近些年我國的經濟得到了極大的提升，綜合國力也在不斷加強。由此隨著生活水平的不斷提高，對于自己的居住要求也變得苛刻。在快速的生活節奏中，人們難以進行慢生活，對生活中的各項事務都需要便捷化、高效化，因此建筑作為人們生活中不可缺少的一個組成因素，也開始對其賦上了高效便捷的要求。在這種背景之下，智能化技術便有了一個很大的發展空間，將建筑智能化使其更好地服務于社會。它將系統、服務、結構等進行了優質的組合，并且在設計環節中引進計算機、通訊、自動控制等等高科技技術，一方面能達到節能的要求，另一方面還可以降低成本。因此我國的建筑都開始朝著智能化的方向發展。

2 建筑電氣自動化技術的基本特點

2.1 實時監控的特點

現代建筑中結構復雜的電氣系統在為人們提供使用便利的同時，也因其系統繁復使得系統在運行中產生一定的風險及隱患，而這些風險及隱患的存在可能會對現代建筑造成一定程度的不利影響。針對這一現象，若能有效的在現代建筑中使用電氣自動化的應用，充分利用電氣自動化系統智能模塊中的監控功能，對現代建筑中電氣系統的運行狀況進行數字化的實時監控，從而第一時間得知系統運行中出現的故障，便可通過故障反饋數據在第一時間進行維修，如此便有效的降低了故障發生帶來的風險，實現系統的穩定運行。

2.2 安全狀況良好的特點

在現代建筑應用中，系統應用安全故障的發生將會對建筑整體及使用者造成一定的威脅，而電氣自動化的投入性應用將會有效的對系統應用中的運行風險進行有效的預控，并對系統運行中出現的故障進行專項性的處理，以此來保障建筑應用的安全狀況良好性[1]。

3 自動控制技術的優勢

3.1 能夠對設備和系統的整個工作流程進行高效、全面的監控

大型建筑的結構通常比較復雜，其電氣系統具有結構繁、組件多、功能全的特征。傳統的運行模式大多會留有管理盲區，從而致使出現故障，但是現代自動控制技術是借助于“采集一處理一反饋”的新型模塊，實時地對系統進行數字化監控，可以及時迅速地傳達控制中心的各項指令至系統，同時把系統的反饋信息傳回控制中心，從而得以實時、高效、持續地對整個系統進行管理和監控。

3.2 提升管理效率

隨著建筑行業的日益發展，建筑施工中內部結構也變得日益復雜化，這也就導致了建筑內部結構中出現安全隱患的機率大比幅上漲，而傳統的建筑電氣因其自身的原因無法對建筑進行大范圍的監管，進而無法保障建筑整體的安全性，而建筑電氣自動化的出現將有效的改善這一現象。人們可以通過電氣自動化系統中的監控功能對建筑系統的運行進行全方位實時監管，一旦系統運行中出現故障，便可通過自動化系統對其進行處理，并利用回傳的監控數據的整合實現對建筑內部結構的有效管理，進而實現管理效率的提升。

3.3 簡化自動化控制模型

只有建立穩定可靠的自動化控制模型，才能完成電氣工程的自動控制制作業。因此，建立模型是自動化控制系統中不可缺少的一部分。但在實際操作過程中，因為各種因素影響，可能會導致建立的模型與實際情況之間存在較大差異。但是使用智能化技術可以在確保電氣工程自動化控制穩定性的基礎上，最大程度上降低外界對自動控制系統的不利影響，從而確保電氣工程自動控制系統能夠穩定運行。

3.4 提升了整個系統的聯動性

自動控制技術能夠把建筑內的配電、消防、照明、空調等各個系統串聯成一個整體，在很大程度上改善了聯動效果，使得電梯系統能夠根據各樓層的用戶流去自動地調整其運行速度。在發生水管爆裂、火災等緊急情況的時候，系統能夠自動進行識別和判斷，并及時激活系統內早已預設好的應急處理方案，實現啟動緊急照明系統、調節水壓、打開噴淋滅火系統等措施，達成各子系統相互之間的配置和互動[2]。

4 建筑電氣工程中智能化技術的具體應用

4.1 工程概況

東北某地區醫院是一所綜合性三級甲等醫院，其前身是東北某地區人民醫院。本工程位于東北某地區迎賓街以東，繁榮大街以南，地下四層（包括局部夾層），地上十六層，總建筑面積約為22.3萬平方米。其中，地上一層至十五層為醫院辦公大樓，占地面積約為16.2萬平方米。頂層為機房設備間，層高4米，其它層高3.6米。圖1為東北某地區醫院建筑效果圖[3]。

圖1 東北某地區醫院建筑效果圖

4.2 電氣設備進行自動控制

當前大部分的建筑照明設備都擁有自我控制和保護功能，所以，設備安裝時需要進行自我控制與保護雙支設置，使得電氣工程內部得到更好的保護，以此降低突發故障的發生率，減少突發事故導致的經濟損失，而想要該保護功充分發揮作用就需要運用到智能化技術，比如通過GPS具備的定為功能，明確設備的位置，再通過傳感技術將設備的工作狀況與線路運行情況傳輸到系統中，讓技術人員可以隨時掌握設備運行情況，以便對各個裝置進行良好的控制[4]。

4.3 配電線路的優化設計

在建筑供配電系統的設計環節中，供電線路起輸送電能的作用，線路上會產生電能損耗。為了達到節能的目的，采取以下措施：①變電所盡量設置在負荷中心，減少配電干線線路長度，一般配電距離不大于200m；②供電電纜截面應結合技術條件、運行工況和經濟電流的方法來選擇；③供配電主照明電源線路采用三相供電，以減少電壓損失，并盡量使三相照明負荷平衡[5]。

4.4 電氣接地技術中的應用

人們的日常生活中離不開電力的供給，電氣接地技術是建筑電氣中一項主要應用項目，電氣接地技術包含直流接地、靜電接地、屏蔽接地以及防雷接地。直流接地技術一般被應用于建筑中數字電視連接以及計算機控制等電子設備上，并在使用中通過絕緣銅芯來進行絕緣保護；靜電接地和屏蔽接地主要通過將電氣設備遠離靜電或輻射放射區，進而保障電氣設備的用電安全；防雷接地是在雷電天氣中防止雷電對于電氣設備的損害。電源是電氣設備正常運轉的前提保障，電氣接地技術便是為了保障電路系統正常運行而存在的，而現代建筑中電氣自動化的應用在保障電氣接地正常平穩供電的情況下，還能有效的防止因觸電而產生的人員傷亡及損失，為使用者提供創建一個相對安全的用電環境。

4.5 空調系統和動力設備節能技術

建筑電氣設計中，空調系統的耗電量較大，占建筑物耗電量的一半以上，因此，對空調系統的節能設計工作具有重要的現實意義。以民用建筑為例，應將主體建筑結構設計成規矩的圖形結構如長條形或圓柱形，避免出現較多的凹凸，減少空調系統的使用頻率。在建筑物的門窗設計上，應注重控制門窗的數量，保證室內照明效果的前提下，應注重縮小門窗的設計面積，以此降低空調系統的制冷負荷。在建筑物的外墻設計上，需要重應用保溫型材料并采取外墻保溫技術，降低人們對空調系統的依賴，有效節約電力能源損耗。同時，為保證中央空調系統應用過程的經濟性，相關人員應加強日常管理，提高居民的節約用電意識。在建筑電氣設計中降低動力設備的電力能源損耗，是促進節能技術應用的有效方式。建筑工程中，主要的動力電氣設備有電梯、水泵和風機，在電力能源的消耗中占有重要地位，因此，應注重推廣并應用節能型電動機，在日常的工作中減少電動機的啟動次數和制動頻率，以此降低電力設備的能源損耗。總之，在現代建筑物設計中，技術人員應加強節能電氣設備的應用，并合理設計配電線路，以此提高對電力能源的利用效率，不斷踐行綠色建筑理念。

4.6 對電氣工程設備生產進行故障診斷

智能化技術可以對電氣工程自動化控制過程中的故障進行準確檢查，這是智能化技術在實際應用過程中的主要功能之一。在電氣工程自動化控制過程中出現故障，會對后續的生產工作產生比較嚴重的影響。并且對電氣工程自動化控制系統中的故障進行檢查是一項比較復雜繁瑣的工作，檢查的時間比較長，也不能及時解決故障問題。這會在一定程度上影響電氣自動化控制生產效率和質量。智能化技術診斷電氣工程自動化控制中的故障，可以確保診斷效率，能快速確定電氣工程自動化控制系統中的故障位置和故障原因，并且能夠保證故障診斷的準確性，有利于維修人員根據診斷出來的故障開展維修過程，縮短維修時間，盡快恢復電氣工程自動化控制系統。智能化技術在自動化控制系統故障檢測診斷工作中的應用，需要進行檢查以及維修過程，這樣才能夠對自動化控制系統中存在的安全隱患以及故障問題進行排除，減少故障對自動化控制系統造成以及電氣設備造成的損傷，從而降低系統和電氣設備故障對整個工程的不利影響。

4.7 給/排水系統

系統主要有給水和排水兩個細分系統，其運行都需借助于水泵和傳感器。給水系統的給水方式主要有：水泵直接給水、氣壓罐給水和高位水箱給水等，室內排水主要借助重力流直接排放。作業人員在設計給/排水系統的時候，需要把傳感器安裝于水泵的位置，便于實時監控排水系統的相關參數，同時對水泵的運行狀況進行控制。此外，還需要利用傳感器檢測氣泵液位、溢流情況和最低報警水位等重要項目。

4.8 門禁系統的應用

門禁系統是一項新型的現代安全管理系統，在現代建筑之中被廣泛應用，該系統只要通過智能化的監管與控制技術，對建筑物指定區域進行實時監控（如圖2所示）。在門禁系統應用中，有效的利用建筑電氣自動化技術，來對控制器、卡機、電控鎖等設備進行安裝，可以實現對出入口、電梯設備、安全重點控制中心等地點實施監控管理，進而為使用者提供相對安全的使用環境。

圖2

4.9 對智能化技術理論與實踐進行有效結合

當前，我國在智能化技術理論方面的研究比較多，理論知識相對豐富、成熟一些，但在實踐活動方面卻還有著很多的問題，使得智能化技術實踐應用方面受到了極大的限制，所以，為保障智能化技術可以更有效的應用于在現代的建筑電氣工程當中，不僅需要對相關的理論加強研究，更要不斷的將發達國家擁有的先進實踐經驗引入進來，借鑒先進的實踐驗驗，依據我國建筑電氣工程的實際情況進一步開發更多的新型應用領域，擴展智能化技術的應用范圍。此外，還需要進一步加強智能化技術在建筑電氣工程實踐應用方面的，讓智能化技術可以實踐中發揮其作用。

5 結語

當然當前智能建筑的開發仍舊不夠成熟，今后智能建筑仍有許多現代科技與現代技術需要處理與挖掘使用。在不斷完善智能化標準、智能化體系的過程中，提高建筑物的性能與水平。智能建筑的體系建立應當充分考慮與使用智能技術、智能電氣，打好基礎性框架工作規范與推動建筑的智能化發展。要立足于信息化、生態文明社會建設理念追求，打造能夠對社會產生積極效益與影響的建筑行業格局。