論電氣自動化技術在智能建筑中的應用

王文福

（中國電子系統工程第四建設有限公司，河北 石家莊 050061）

0 引言

智能建筑是一種新型的建筑形式，是逐漸從當前信息技術飛速發展的大背景中衍生而來的，與現有建筑有著很大的不同。其中最為突出的，就是智能建筑在設計過程中需要采用現代設計思想，有效應用信息技術。而這些更加先進的思想和技術，提高了電氣自動化系統的可靠性和穩定性，使將來的使用過程管理和維護更加方便，有效提高智能建筑在智能方面的實用性。為了發揮出電氣自動化技術在智能建筑中的最大價值，有必要對該領域涉及到的主要問題進行認真的研究和探討。

1 智能建筑概述

1.1 智能建筑定義

所謂智能建筑是一種建筑形式，它將信息技術等新的科技手段與建筑物的各個功能模塊之間進行了有效的結合，計算機和互聯網作為最重要的技術載體。在這樣的技術條件下，可以有效地將建筑中各個獨立的工作系統聯結起來，實現資源共享與數據集成。從當前智能建筑的整體發展趨勢來看，以計算機和信息技術為核心，實現了傳統建筑技術與現代信息技術的有效結合，使得建筑物可以使用許多模塊來實現自動化和智能控制的目的。這對于以往的建筑設計及功能實現來說是一個巨大的顛覆[1]。

1.2 智能建筑特點

因為要與計算機和信息技術相結合，所以智能建筑中往往有許多通信設備。這些通信設備的存在是維持正常通信的關鍵，同時也是電氣自動化的重要組成部分。在功能特點上，智能建筑一般具有環境控制、安全監控和報警等功能，可以大大提高建筑物的管理效率，改變傳統的人工控制方式。無論是建筑物的所有方，運營方還是使用方，都會感到極大的便利。但是，越是精密的技術，越容易出現牽一發而動全身的情況，所以在設計、建設和維護智能建筑的時候，都必須有縝密的思考和準備，以應對各種難以預料的情況。

2 電氣自動化技術對于智能建筑的重要作用

首先，在智能建筑施工時，就與電氣緊密相關，比如電源技術，抗諧波技術，抗干擾技術，防雷技術等。電氣自動化技術是智能建筑建設的基礎。在建設完成之后，電氣自動化技術還要確保智能建筑中的信息技術部分能夠實現建筑間信息傳輸和應用的功能。因此，電氣自動化技術可以說是智能建筑之所以“智能”中最重要的技術形式，其設計和應用都必須做的非常到位。另外，工作人員除了從智能建筑的需求方面進行考慮，還要從電氣自動化技術的專業角度來思考，確保在發揮出建筑物的智能功能基礎上實現資源的優化配置[2]。

3 電氣自動化技術與智能建筑的關系

與很多人想象的不同，電氣自動化技術不僅是機械設備的控制，還是計算機控制下的信息處理項目。其基礎是計算機科學和工程學科的綜合應用。這就使得電氣自動化的系統比較復雜，對軟硬件之間的協調以及電器的運行要求很高，需要相當優秀的精度控制。這些也是智能建筑所需要的。不過，智能化的電氣自動化技術設備因為價格昂貴，所以目前使用頻率并不高。恰恰智能建筑的一大特點就是安全要求高，本身價值也高，建設方一般可以負擔起智能化的電氣自動化技術設備。由此可以看出電氣自動化技術與智能建筑的天然聯系。

4 智能建筑對電氣自動化技術的基本要求

4.1 電源要求

電氣自動化技術是智能建筑的重要組成部分，這一點在上文多次提及，這里不再贅述。如果要將電氣自動化技術合理運用到智能建筑中，最重要的是確保電源配置的科學性。智能建筑包含有各種大功率的電氣產品，例如電動機和變頻器，對電源設計的要求非常高。必須明確智能建筑在電源配置方面的準確需求及其科學合理性，電氣自動化技術的應用才能找到路徑去滿足大功率電氣設備的使用要求。在這方面，I類電源設計與II類電源設計有所不同，必須根據實際情況進行選擇和確認。

4.2 控制器要求

在電氣自動化系統中，所有控制任務必須由控制器完成。控制器所謂電氣自動化系統中的關鍵組件，必須滿足適用的標準。為了確保現場電源可以滿足電氣負載，控制器的設計必須滿足以下標準：現場控制器必須與管道保持安全距離，尤其是管線，必須維持在一定的特定距離，才能保持此類設備的正常運行，而不會受到較強的電磁干擾。如果現場控制器采用PLC控制技術，則在智能建筑電氣自動化系統的設計過程中應進行優化設計。例如，要有一定的儲備余量，要同時優化和調整相應的系統管理方法。

4.3 布線要求

除了上述兩點之外，布線也是電氣自動化系統的關鍵之一。智能建筑中的電氣自動化技術對布線的設計有很高的設計要求，電源布線必須根據建筑建設的實際情況而定。例如，在鋪設網絡通信線路的過程中，除了滿足基本的布線標準外，還必須盡可能地滿足靈活性的要求，以便可以通過相應的電纜來控制鋪設的信號線。通過布線優化，電氣自動化系統的可靠性和穩定性都可以得到改善。而這種改善自然有助于智能建筑發揮出相應的功能，真正體現出其“智能”的一面[3]。

5 電氣自動化技術在智能建筑中的具體應用

5.1 中央工作站系統

在整個電氣自動化系統中，中央工作站充當著“大腦”的作用，它應該能夠有效地處理所有傳輸的信息數據，并在此基礎上執行相應的監測和計算任務。通常，中央工作站至少包括一臺主機和一臺打印機，這些設備可以直接連接到互聯網和系統本身所組成的局域網，以確保各種數據傳輸的可行性與便利性，以及中央工作站對于整個智能建筑的有效監控。當然，根據不同智能建筑的實際需求以及電氣自動化本身多達到的技術水平，中央工作站系統也可以有更多的輔助設備。

5.2 給排水系統

在現代建筑中，給水和排污系統是基本且關鍵的功能組件。通常情況下，主要的供水方式是水泵，水箱和氣壓罐，排水方式則主要是靠重力流直接排放。如果采用泵房設計，則污水可以直接通過排水箱或排污泵等從室外排放。而在供水方面，通常需要在緩沖池中設計水位傳感器以實現平穩的供水，而且一般還會有多個水位傳感器，來同時監測水量，溢流等不同的情況。另外，水壓傳感器也是必需的組成部分，它可以和最低警報級別之間的差異，是否通過此傳感器溢出。當然，水壓傳感器也是關鍵部分，它可以使恒壓水泵保持正常工作狀態。當上述傳感器檢測到設備異常時，會自動向相關人員發送警報消息，做出及時調整。

5.3 照明控制系統

智能建筑中存在多種設備，這些設備在運行期間具有很大的功率需求，因此在電氣自動化系統的設計中還應當加強對照明控制系統的設計，以保證能夠時刻提供有效的照明。該系統必須滿足建筑物的基本照明條件，滿足建筑功能需求，還要達到自動控制的目的。在智能建筑中，照明控制系統運行時往往采用計算機控制技術，各種照明設施都在其控制之下。這種智能控制方法可以有效降低照明過程中的功耗，降低照明成本。另外，有的照明自動控制系統還可以實現對各種照明設施的遠程控制。

5.4 通風與空調控制系統

在智能建筑中，通風與空調控制系統是電氣自動化系統的重要組成部分。其一般比較復雜，以熱源、前端設備和冷卻源為主。智能建筑通常可以通過自動控制空調系統來凈化室內空氣，為人們創造一個良好的室內環境。而通風系統的作用則主要可以區分為局部通風和全部通風。由于它屬于電氣自動化控制系統，因此自動化模塊可以有效地監測和控制系統中的各種設施。簡而言之，通風與空調控制系統的配置較為復雜，但通過電氣自動化技術相應的控制模塊，可以使得這一系統穩定運行。

5.5 變電及配電監控系統

智能建筑電源系統的設計要求比較高。為了滿足智能建筑的電源需求，經常需要設計備用電源，以便在必要時及時激活，避免因為突然停電而造成的各種建筑功能問題。因此，供電系統中變電和配電監控系統的設計非常重要。這套系統可以監控各種電力設施的運行狀況。由于監控是實時進行的，因此可以及時發現電力設施的潛在故障并通知具體負責人加以解決，從而減少發生故障所可能造成的損失。在這樣一套系統中，現場控制器是關鍵組件。即使中央工作站出現故障，有些現場控制器也可以保持正常運行。

5.6 智能門禁管理系統

由于許多社區居民對個人隱私的需求不斷增加，許多住宅類型的智能建筑會在單元門安裝智能門禁管理系統。該系統可以避免不明人員的“造訪”，使得住戶免受不應有的損失，保護居民的隱私。其設置在技術上并不困難，一般只需要在單元門上安裝可以遠程操作的電磁開關。在許多商業建筑中，尤其是寫字樓或商住兩用樓，為了保證公司和住戶的相對私密性，避免大家受到復雜來訪人員的影響，通常也會安裝智能門禁系統。這些系統都需要電氣設備的支持，所以也是電氣自動化技術在智能建筑中的應用的一部分[4]。

5.7 智能消防系統

所謂智能建筑中的智能消防系統，指的是建筑的電氣自動化控制系統包括煙霧探測器及可燃氣體檢測器等傳感設備，可以對建筑中的相關參數進行實時監測與分析。一旦發生火災等重大安全事故，系統則會自動進行處理。比如煙霧探測器與自動噴淋裝置聯動，在探測到達到某一標準的煙霧時，噴淋裝置啟動，并且能夠通過電磁繼電器及時關閉建筑物之中的可燃氣體總閘，將火情快速地反饋至物業安保人員甚至用戶手機等移動設備上。電氣自動化技術在這方面的應用能夠在很大程度提高建筑消防的安全性。

6 結語

電氣自動化技術與智能建筑相結合是建筑實現“智能化”的關鍵。只有利用好電氣自動化技術，智能技術所依賴的計算機、互聯網與信息化才能被整合起來，為用戶提供舒適的生活或辦公環境，提供各種方便，及時發現問題并解決隱患。