智能建筑與電氣自動化的設計研究

陳 輝

（寶雞市規劃設計研究院，陜西寶雞 721000）

在智能建筑設計過程中應用電氣自動化技術，可以優化和完善建筑結構的使用功能，促使建筑行業智能化發展。智能建筑與電氣自動化設計也是建筑現代化發展的重要體現。但是智能建筑對電氣自動化設計的要求較高，需要對其深入研究，才能更好地促進智能建筑與電氣自動化設計的發展。

1 智能建筑與電氣自動化概述

智能建筑與電氣自動化主要包括中控設備、中央監控設備、現場控制設備以及兩級網絡設備等，以上設備全部通過中央監控設備實現運行電氣自動化，自行完成監測，控制設備的開啟、運行以及關閉等。還可以將設備的運行狀態反饋給工作人員，幫助工作人員了解和掌握電氣自動化系統的運行情況，如果某一設備出現故障，能夠自行啟動應急處理方案，避免事故進一步擴大[1]。

2 我國智能建筑的發展現狀

目前，智能建筑在我國已成為建筑行業領域發展的總體趨勢，各類樓、館、場等智能建筑占據全國建筑投資總額的5%～8%，甚至超過10%。以居住小區的智能化建設60 元/m2計算，全國每年智能建筑竣工面積總額高達幾十億元，智能建筑作為新的“經濟增長點”，使得建筑行業領域蓬勃發展。據不完全數據統計，我國從事智能建筑的企業超過3 000家，有652家設計院和系統集成商具備智能建筑專項設計資質。

隨著科學技術不斷發展，4C技術（Computer計算機技術、Contro控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）已經成為智能建筑的主要標志，將4C技術應用到智能建筑建設過程中，在建筑物體內部建立一個計算機綜合網絡，可以使建筑物體更加智能化。

3 智能建筑與電氣自動化的設計應注意的問題

3.1 線路敷設問題

根據國家相關規定，智能建筑的應急照明、消防設施、通信系統以及其他線路的敷設應在非燃燒體內暗敷，厚度控制在3 cm及以上，如遇特殊情況需要明敷時，應做好防水和防火措施。如果將建筑內部所有接地系統分開設計會十分困難，如防雷接地系統、重復接地系統等。在具體的設計過程中，應綜合考慮使用專門的接地干線。

3.2 配電系統問題

確定智能建筑物體內部的用電負荷，是電氣化自動設計的重要基礎和前提條件，如獨立使用的大型電源需要進行兩路供電時，應合理選擇混合式的供電系統，并將變壓器安裝在建筑物體地上層、下層和中層，設置一定數量的開關，保證居住者的安全。

智能建筑的用電需求巨大，因此應合理選擇照明光源，充分考慮電氣設計的通風問題。配電系統在長時間使用情況下會消耗大量電能，使用獨立電源進行兩級供電時，還應選擇質量優良的電纜線，備用電源通過柴油機供電，合理劃分備用電源的負荷情況，有利于減小電源的消耗，增大配電系統的使用功率[2]。

3.3 線路安排問題

線路安排是智能建筑電氣化系統設計中較為重要的組成部分，線路安排不合理，會出現線路交叉混亂的現象，導致線路信息錯誤傳輸，影響電氣的使用功能。

部分線路可能由于過度彎曲，在長時間使用的情況下出現信號中斷。在具體的設計過程中，應根據建筑物體的實際情況科學合理地安排線路，保證各項電氣設施設備安全和穩定運行，使建筑智能化發展。

3.4 照明負荷問題

建筑物體中節能燈的使用功率較小，且控制方法存在差異，對照明系統造成了較大負荷。建筑物體建設面積較大，功能布局更多元化，為了滿足智能建筑的要求，必須合理選擇照明設備，控制照明系統的使用功率。隨著經濟社會的不斷發展，建筑物體數量與日俱增，對能源的需求越來越大，照明系統需要不斷提升自身的服務水平，才能滿足當前經濟社會發展的實際需求。

部分建筑由于格局設計不合理，白天也需要開燈照明，造成大量資源的浪費，因此必須采取有效的措施和手段，實現節能減排。

4 智能建筑與電氣自動化的設計內容

4.1 通風系統

通風系統是對智能建筑內空氣新鮮度的調控和優化，通風系統具有良好的檢測功能，可以實現對建筑內部CO和CO2等有害物質含量的檢測。兩種物質超過一定標準時，通風系統就會自動進行建筑內部外空氣的流通與轉換，使建筑內部始終保持空氣新鮮。

4.2 空調系統

現階段，隨著人們物質生活水平的不斷提高，對家用電器的需求越來越大，如空調。空調系統作為智能建筑電氣自動化設計的核心系統之一，已經成為智能建筑中必備電氣系統。體個體差異不同，對空調溫度的需求也不同，使得空調系統消耗了大量的能源，為解決這一問題，需要對空調系統進行綠色節能設計。例如運用現代科學技術設計一套電氣化系統，實現對建筑物體內部溫度整體性的調試和管理。運用電氣化調控空調，使室內溫度達到最適宜人體的溫度，減少居民自主調節溫度的現象，實現綠色發展，為居民提供更好的居住體驗。

4.3 照明控制系統

照明控制系統可以運用節能技術，但是智能建筑不同燈具的用電需求量不同，在設計照明系統的工程中，應盡量選擇節能效果好的燈具，從根本上降低燈具對能源的消耗。科學合理的照明控制系統可以滿足智能建筑實際的照明需求，還能夠實現節能的重要目的，減少智能建筑的用電量。照明控制系統主要利用計算機技術實現對智能建筑內部照明設施設備的控制，實現對照明設施設備的故障的監測，降低用電成本，降低照明設施設備的維修頻率。

4.4 給排水系統

智能建筑給排水系統主要由排水系統和給水系統組成，兩個系統的正常運行需要借助傳感器和水泵才能完成作業任務。水系統主要分為三種給水模式，即氣壓罐、高位水箱以及水泵給水方式；排水系統主要通過重力完成排水作業。在智能建筑的給排水系統設計過程中，為了保證給排水系統的正常運行，可在水泵上安裝傳感器，實現對水泵的控制。合理控制水泵的最低水位、溢流及氣泵液位，都需要通過傳感器完成作業。

4.5 供電系統

供電系統是智能建筑電氣化系統設計的核心內容，供電系統主要包括電源、控制器以及供電設備等。供電系統中的電能傳輸情況、性能參數控制是設計工作的關鍵。供電系統的設計目的是保證智能建筑電壓、電流以及供電頻率的穩定和充足。在具體的設計工作中，還需要在其中設置監控裝置，利用現代科學技術手段檢測供電系統的運行狀態，一旦出現故障監控裝置會自動發出警告，工作人員根據故障的實際情況檢查和維修。

4.6 電梯監控系統

電梯監控系統主要包括樓層顯示、電梯運行情況、電梯上下行狀態以及故障診斷等監測，電氣自動化能夠實現對線體是否正常運行的實時監測，明確電梯的上下行狀態以電氣故障系統的報警，及時監測系統是否出現故障、是否存在運行異常現象。電氣自動化還可以實現對電梯啟停、樓層顯示等狀態的監測。

4.7 車庫管理系統

車庫管理系統是借助計算機技術以及車庫管理構建的一套自動化網絡管理系統，包括車輛的出入管理、停車場引導以及停車費用的收取。通過計算機系統中記錄的車輛信息、車輛停放位置等的數據信息實現對車輛進行出入的智能化管理，該管理系統的運用主要以射頻感應卡為重要載體，通過射頻感應卡準確感應車輛的進出入時間，利用計算機對車輛智能收費。

4.8 中央控制系統設計

智能建筑中央控制系統的設計，控制室和磁場之間的距離不得小于15 m，并堅持安全第一的設計原則。在具體的設計工作中，必須精確中央控制系統的所在位置，嚴格按照設計要求進行。比如施工作業的安全操作距離大于1.5 m、檢修距離大于1 m、合理使用抗靜電設備等。

5 智能建筑的未來發展趨勢

5.1 整合技術

現階段，智能建筑已從最初簡單的設備控制，逐漸向樓宇、安防、消防等多個復雜系統工程發展。用戶對綜合監控、集中管理的需求成為智能建筑集成的大趨勢，即實現智能建筑信息化系統集成、解決分割運行難題，使建筑物體各個系統之間實現高度融合與協調運行。

5.2 節能環保

各個城市地區頻發用電警報，與日俱增的能源消耗問題使人們逐漸認識智能建筑建設的必要性。《節能中長期專項規劃》中明確規定，未來幾年內，建筑行業領域將成為與工業、商用并列的中國重點節能行業，國內新建筑必須嚴格遵循50%的設計標準，對于智能建筑既是機遇也是挑戰。

6 結語

綜上所述，智能建筑與電氣自動化的設計作為未來時期內建筑行業領域發展的主要趨勢，在具體的設計過程中，需要在建立智能化發展水平的基礎上實現電氣自動化發展。大量實踐證明，電氣自動化的設計可以有效提升建筑物體的安全管理水平，需要設計人員充分考慮建筑物體的實際情況，不斷優化和完善電氣自動化設計理念，通過有效的措施和方法提升建筑物體自動化設計的水平，為居住者提供更安全與舒適的居住環境。