智能化技術(shù)在建筑電氣工程中的應(yīng)用研究

【摘要】為解決當(dāng)前建筑電氣設(shè)計中的智能化問題，打造智能化建筑電氣工程，本文在介紹智能化系統(tǒng)組成與特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合某項目實際情況，對其電氣工程設(shè)計對智能化技術(shù)的具體應(yīng)用進行深入分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣工程;智能化技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.10.068

引言：

為了給用戶提供舒適、便捷的建筑環(huán)境，必須高度重視并不斷發(fā)展智能化系統(tǒng)，依靠智能化系統(tǒng)提高建筑自身信息化水平。在智能化設(shè)計中，應(yīng)通過智能技術(shù)及計算機設(shè)備合理應(yīng)用，綜合管理建筑所有信息系統(tǒng)，以此在保證建筑安全性與舒適性的基礎(chǔ)上，減少能耗消耗與可能對環(huán)境造成的影響。

1、智能化系統(tǒng)概述

智能化系統(tǒng)通常包含以下組成部分：硬件部分：綜合布線系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)（一卡通系統(tǒng)）、安防監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、智能照系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、建筑能效監(jiān)管系統(tǒng);軟件部分：智能化信息系統(tǒng)集成平臺。

智能化系統(tǒng)的硬件有很強的先進性，能防止在短時間內(nèi)由于技術(shù)陳舊導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低或被過早淘汰。在保證先進性的同時，智能化系統(tǒng)硬件部分還應(yīng)充分考慮用戶提出的各項需求，優(yōu)選先進且成熟的技術(shù)，以及可擴展性與實用性較強的產(chǎn)品，從而最大限度發(fā)揮系統(tǒng)投資效益。系統(tǒng)所選擇的設(shè)備還應(yīng)有一定開放性，并應(yīng)能夠提供標準和開放的硬件接口和通訊協(xié)議。在這種情況下，用戶結(jié)合自身需求對系統(tǒng)進行自主拓展及升級。在選擇計算機與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品的過程中，需要在保證先進性與適用性的基礎(chǔ)上，兼顧擴展性與兼容性。除此之外，系統(tǒng)設(shè)備還應(yīng)采用標準化產(chǎn)品，以此防止由于不兼容導(dǎo)致系統(tǒng)無法拓展與升級。

智能化系統(tǒng)的軟件則要有良好可靠性與安全性，通過對多種先進技術(shù)進行結(jié)合采用，以中文圖形化人機界面為操作環(huán)境，實現(xiàn)對聲音與圖像的處理，系統(tǒng)使用環(huán)境要與不同層次管理及操作人員自身計算機技術(shù)水平良好適應(yīng)，同時應(yīng)滿足國家及行業(yè)標準和當(dāng)前的國際標準，表現(xiàn)出良好擴展性及可持續(xù)性，為智能化系統(tǒng)后續(xù)升級提供良好條件，也為新硬件產(chǎn)品的應(yīng)用提供可靠支持。

2、建筑電氣工程中智能化系統(tǒng)應(yīng)用

2.1項目概況

某建筑總建筑面積約2.5萬m2，地上1.5萬m2，地上15層，建筑總高41.9m，包含多種業(yè)態(tài)，如商業(yè)、公寓和辦公等，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，并充分考慮實際需求，該建筑智能化系統(tǒng)配置如表1所示。

2.2智能化系統(tǒng)配置

2.2.1綜合布線系統(tǒng)

2.2.1.1各區(qū)域點位布置需求

（1）網(wǎng)絡(luò)點位設(shè)置需求：商鋪及公寓，1光纖點;辦公室每個工位：1外網(wǎng)點，1個內(nèi)網(wǎng)點，1個語音點;會議室：4個數(shù)據(jù)點，1個電視點，1光纖點;培訓(xùn)室：8個數(shù)據(jù)點，2個電視點，1光纖點;值班室、設(shè)備間：2個設(shè)備數(shù)據(jù)點，2個外網(wǎng)點、1個語音點。

2.2.1.2系統(tǒng)架構(gòu)

綜合布線系統(tǒng)包括外網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)和語音電話布線三部分內(nèi)容。系統(tǒng)采用六類布線系統(tǒng)，由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直布線子系統(tǒng)、管理間子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)組成。

2.2.1.3系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括工作區(qū)子系統(tǒng)設(shè)計、水平及垂直布線子系統(tǒng)設(shè)計、管理間子系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備間子系統(tǒng)設(shè)計和建筑群子系統(tǒng)設(shè)計，以下對各子系統(tǒng)的設(shè)計進行分述，為實際的實際工作提供可靠參考，保證設(shè)計可行性與合理性。

（1）工作區(qū)子系統(tǒng)

信息點的設(shè)計在滿足目前使用要求的前提下，具有適當(dāng)?shù)挠嗔浚詽M足將來信息系統(tǒng)的發(fā)展。前端信息點分為內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)點、外網(wǎng)數(shù)據(jù)點、語音電話點、光纖點四類;公共區(qū)域設(shè)置內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)無線AP接入點，實現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)的無線覆蓋。系統(tǒng)設(shè)置：一般信息點采用6類非屏蔽模塊，特殊區(qū)域采用屏蔽模塊。

（2）水平及垂直布線子系統(tǒng)

語音和數(shù)據(jù)水平線纜采用低煙無鹵6類4對非屏蔽雙絞線，卡接在19"的24口配線架上;水平光纖線纜采用4芯單模光纖，光纖熔接在19"的光纖配線架上。特殊科室采用屏蔽雙絞線或光纜。內(nèi)、外網(wǎng)垂直干線采用12芯室內(nèi)萬兆單模光纖，光纖熔接在19"的光纖配線架上;語音垂直干線采用三類50對大對數(shù)線纜，卡接在110配線架上。

（3）管理間子系統(tǒng)

各樓層弱電間作為管理間，各管理間內(nèi)數(shù)據(jù)、語音水平線纜均卡接在19"的24口配線架上，數(shù)據(jù)垂直主干光纖熔接在19"的光纖配線架上;語音垂直主干線纜卡接在19"的110配線架上，采用19"機柜安裝配線設(shè)備。

（4）設(shè)備間子系統(tǒng)

信息中心機房作為本工程綜合布線總設(shè)備間，設(shè)備間內(nèi)配置配線設(shè)備。由信息中心機房引出內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、語音電話主干線纜沿室內(nèi)弱電橋架敷設(shè)至各區(qū)域樓層弱電間，再由各層弱電間引六類線至各個信息插座處。設(shè)備間內(nèi)語音垂直干線卡接在19"的110配線架上，數(shù)據(jù)垂直干線熔接在19"的光纖配線架上，配線架均安裝于19"標準機柜內(nèi)。

（5）建筑群子系統(tǒng)

各建筑綜合布線物理鏈路通過負一層通道或地下管道用光纜進行連接。樓層主干采用萬兆光纖，六類千兆網(wǎng)線到桌面，重要的實驗單位，均考慮有光纖通訊接口。

2.2.2信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

針對不同的使用功能及業(yè)務(wù)，可將該系統(tǒng)分成以下三部分：內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)與智能化控制網(wǎng)。其中，內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)均包含無線網(wǎng)絡(luò)。采用核心層與接入層二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可滿足雙核心、萬兆主干及千兆到桌面的網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。通過建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，使無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全覆蓋，零號適應(yīng)數(shù)字化園區(qū)建設(shè)給無心網(wǎng)絡(luò)提出的要求。公共與辦公區(qū)與均使用放裝型無線AP，由此對公共區(qū)域進行無線覆蓋。

2.2.3公共廣播系統(tǒng)

該系統(tǒng)所用揚聲器和管線既可以單獨使用也是和消防系統(tǒng)實現(xiàn)共用，在消防報警時，在消防聯(lián)動模塊支持下切換聲源，該系統(tǒng)傳輸方式為IP傳輸，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制方式為中央集成控制，背景廣播系統(tǒng)如圖1所示。

2.2.4信息導(dǎo)引與發(fā)布系統(tǒng)

該建筑每層電梯廳都配有液晶顯示屏，同時會議室門口和餐廳均配有液晶顯示器與液晶電視，用于播放各類信息。一樓大廳的服務(wù)臺及休息區(qū)都配有LED顯示屏，用于播放宣傳片及新聞;大廳中還設(shè)有一體化觸摸屏，為來訪人員信息查詢提供便利;此外，在大廳門口配備字幕顯示屏，以顯示文字信息。

2.2.5有線電視

該系統(tǒng)采用運營商網(wǎng)絡(luò)電視信號接入方式，終端點位借助機頂盒收看電視節(jié)目，各點位的設(shè)計均納入綜合布線系統(tǒng)當(dāng)中，有線電視系統(tǒng)的具體組成如圖2所示。

2.2.6會議系統(tǒng)

以建筑整體規(guī)劃布局為依據(jù)，在會議室與培訓(xùn)室之間設(shè)置遠程會議系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)與擴聲音響系統(tǒng)。

2.2.7無線對講系統(tǒng)

結(jié)合項目的具體情況，采用兩臺數(shù)字中繼和四個信道組，該系統(tǒng)應(yīng)覆蓋整幢建筑，在包含內(nèi)部管理、物業(yè)管理、維護、安保、消防及緊急通信等方面應(yīng)用，確保人員通訊順暢。

2.2.8門禁系統(tǒng)（含一卡通系統(tǒng)）

該系統(tǒng)主要有以下功能：門禁、考勤、訪客管理、梯控、會議簽到、巡更與消費。所有重要通道都應(yīng)設(shè)置門禁點，包括樓梯間的消防通道;考勤與會議簽到借助獨立讀卡器實現(xiàn);訪客系統(tǒng)設(shè)置在門廳處，識別訪客身份后發(fā)放臨時卡;梯控系統(tǒng)設(shè)置在電梯中，乘梯人持卡到達指定樓層;消費系統(tǒng)設(shè)置在食堂，采用刷卡的方式管理;巡更系統(tǒng)的工作方式為離線巡更，在設(shè)置巡更點的基礎(chǔ)上采用巡更棒實現(xiàn)。

2.2.9安防監(jiān)控系統(tǒng)

采用全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，集中存儲方式，視頻信號存儲45天，監(jiān)控中心設(shè)置在消防控制室。在所有重要部門及場所、車道、消防通道、員工出入口、大廳接待柜臺、電梯廳與電梯轎廂中設(shè)置前端攝像機，并在門廳咨詢處、重要辦公室設(shè)置緊急報警按鈕，以便在突發(fā)事件發(fā)生時立即報警，與消防值班室實現(xiàn)聯(lián)動。此外，在重要的出入口處和周界還設(shè)置探測其，下班后開始布防，對整個建筑提供安全保護。

2.2.10停車場管理系統(tǒng)

在停車場的出入口分別設(shè)置一套免取卡停車場管理系統(tǒng)，并配備顯示屏用于顯示停車場內(nèi)剩余車位，方便車主隨時了解車位信息。為防止砸車與無卡跟隨，加裝壓力電波、車輛檢測裝置。系統(tǒng)采用光纖聯(lián)網(wǎng)，對車輛進出記錄進行自動儲存，對至少半年的歷史信息進行查詢;支持計算機管理與脫機運行;臨時車輛進入無需取卡，出口收費;對已停車輛采用視頻識別及實施錄像，可查詢7天之內(nèi)停車信息，為停車場內(nèi)事故分析和防盜提供有力保障?？商峁┓聪?qū)ぼ嚬δ堋?/p>

2.2.11智能照明系統(tǒng)

該系統(tǒng)為兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即管理層與控制層，其中，管理層包括工作站與網(wǎng)絡(luò)通訊接口，控制層包括照明開關(guān)控制模塊與現(xiàn)場控制面板。管理工作站和網(wǎng)絡(luò)通訊接口采用智能化控制網(wǎng)實現(xiàn)通訊，而網(wǎng)絡(luò)通訊接口采用總線與現(xiàn)場設(shè)備相連。系統(tǒng)控制各樓層公共區(qū)域的照明，包括公共走廊、入口大廳與電梯廳，此外在會議室和餐廳中還設(shè)置了現(xiàn)場控制面板，以此由用戶結(jié)合自身需求進行場景控制。

2.2.12建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)依靠DDC技術(shù)對建筑中所有機電設(shè)備實施監(jiān)視與節(jié)能控制，確保設(shè)備始終處在最佳運行狀態(tài)，并減少能源消耗;通過采用科學(xué)合理的控制邏輯，使管理達到真正有效。系統(tǒng)采用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即管理層與控制層，兩層采用智能化控制網(wǎng)實現(xiàn)通訊，控制層和DDC控制器通過現(xiàn)場總線進行點對點通訊。系統(tǒng)支持遠程監(jiān)控與管理，管理人員采用終端軟件對目標設(shè)備運行狀態(tài)與故障報警進行實時查看，以提高管理工作的靈活性與便捷性。DDC控制器的設(shè)置位置為機房。該系統(tǒng)的可監(jiān)控內(nèi)容有：新風(fēng)機組、送排風(fēng)機（其中雙速排煙風(fēng)機只控低速;消防專用的正壓送風(fēng)機、排煙風(fēng)機不納入自控范圍）、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電梯、鍋爐、冷熱源等。

2.2.13建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)

在建筑能效監(jiān)管平臺支持下對建筑能耗進行統(tǒng)計分析，同時根據(jù)能耗情況制定節(jié)能管理方案，同時采用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到上級平臺。該平臺建成后將作為整個建筑的能耗監(jiān)測總管理平臺，各建筑可通過局域網(wǎng)將相關(guān)能耗數(shù)據(jù)上傳至該能源管理平臺，實現(xiàn)集中管理、分析、處理。將該系統(tǒng)引入到電氣設(shè)計工作中能對建筑不同設(shè)備實際用電情況予以動態(tài)掌控，對能耗相對較大的設(shè)備采取合理有效的措施進行降耗，實現(xiàn)預(yù)期的降耗目標，同時還能為用戶更好的使用的各類電氣設(shè)備提供方便。

2.2.14智能化信息集成系統(tǒng)

該系統(tǒng)由IBMS智能建筑集成管理信息系統(tǒng)與BIM系統(tǒng)集成運維平臺兩部分組成，其中，建筑集成管理系統(tǒng)實際上就是智能樓宇管理系統(tǒng)，采用相同軟件界面對分散且相互獨立的智能化子系統(tǒng)進行集中監(jiān)管。管理人員采用計算機對子系統(tǒng)中不同設(shè)備所處運行狀態(tài)與參數(shù)進行查看，同時通過命令發(fā)送實現(xiàn)設(shè)備控制。該監(jiān)控功能的實現(xiàn)能加大的方便用戶管理，避免設(shè)備產(chǎn)生重大故障。該系統(tǒng)能對建筑中包含的所有智能化子系統(tǒng)進行集中監(jiān)管，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對整個建筑群體進行一體化管控。而BIM系統(tǒng)集成運維平臺則是將BIM技術(shù)與IBMS集成信息系統(tǒng)結(jié)合到一起形成的全壽命周期運維管理平臺。

2.2.15機房工程

機房系統(tǒng)由以下幾部分組成：機房電氣系統(tǒng)，機房監(jiān)控系統(tǒng)，機房KVM系統(tǒng)，機房防雷接地系統(tǒng)，機房綜合布線系統(tǒng)，機房的照明、裝修與消防都應(yīng)滿足設(shè)計要求。智能設(shè)備機房配置一套30kVA后備時間為60min的UPS電源，信息機房配置一套80kVA后備時間為120min的UPS電源。

結(jié)語：

綜上所述，智能化是現(xiàn)階段建筑電氣工程的主要發(fā)展方向，以上結(jié)合某案例實際情況，對其各類智能系統(tǒng)配置進行分析，包括綜合布線系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、信息導(dǎo)引與發(fā)布系統(tǒng)、有線電視、會議系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、建筑能耗監(jiān)管系統(tǒng)、智能化信息集成系統(tǒng)、機房工程。通過本文的相關(guān)研究分析，旨在為其它建筑電氣工程對智能化技術(shù)的實際應(yīng)用提供參考。

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作者簡介：

黃心航（1989.05-），男，漢族，湖南湘潭人，碩士研究生，工程師，研究方向：建筑電氣設(shè)計。