智能建筑中電氣工程及其自動化技術的應用分析

文／周其 湖南省工業設備安裝有限公司 湖南長沙 410000

1、智能建筑和電氣工程自動化技術的簡要概述

1.1 智能建筑的簡要概述

智能建筑不再是簡單的建筑物，智能建筑通過建筑物的構造，利用系統化、服務和管理融為一體的方式服務住戶，是一種以高效及舒適為一體的建筑物，根據我國智能建筑設計的要求來看，智能建筑是以建筑物為平臺，利用信息系統、管理系統、安全系統為一體的建筑物，為住戶提供一個優質的居住環境。這種建筑是在傳統建筑無法滿足人們更理想日常生活的情況下誕生的，因此建筑內的系統逐漸完善，同時具備更安全更節能的建筑特性，形成了如今的智能建筑。

1.2 電氣工程自動化技術的簡要概述

隨著科技的發展，對智能建筑中使用的技術也進行了逐步的完善，國家對于智能建筑的要求也逐漸提高，重點在于如何運用自動化技術對住戶進行服務。電氣工程自動化技術是一種高效、便捷的技術，能夠滿足住戶居住品質的需求，讓建筑內部的電氣設施逐漸完善，能夠起到保護環境和節約資源的目的，讓資源實現再利用，電氣工程自動化技術讓智能建筑當中的設備得到了有效控制，實現了自動化的優點。首先是對電氣設備的監控，隨著科技的創新，人們對安全有了更高的要求，尤其是對住宅和和辦公的電氣控制有了更高的安全標準，隨著電氣系統的更新換代，安裝位置的隱蔽性，手動操作和巡檢難以及時有效的發現問題并做出應急預案。而應用電氣工程自動化技術，既滿足了對建筑內設備的實時動態監控，又能根據實時監控數據和系統巡查報警及時處理故障，從而為住戶提供更好的安全保障。例如，配電室運維系統、馬達保護系統、消防泵房自巡檢系統、火災報警系統等，這些自動化技術的運用，利用數字化信息監控平臺，提高對住宅的管理效率，改善了建筑內照明、通風、消防等系統的監管效果，同時讓建筑為住戶提供的安全性能更加可觀。

2、電氣工程自動化技術在智能建筑中的特點

電氣工程自動化技術有著明顯的優勢：（1）綜合布線，自動化技術的應用能夠通過綜合布線的應用，大量減少原來依靠繼電器、傳感器等控制電纜的數量，使橋架內布線更加簡潔，同時具備更好的維護和檢修效果。（2）數控技術、通信、網絡等技術融為一體，配合監控設備和軟件的使用，能實現在屏幕前對建筑內各個系統都了如指掌，在保障設備安全穩定運行的同時，又能及時預警，更節省了大量人力資源的投入。

2.1 實現對設備的準確控制

當前的電氣工程自動化可以根據操作人員下達的命令實現快速執行，能夠準確完成任務，提高工作速度，并且在智能建筑當中，能夠對建筑內部設備進行合理分析，一個全面的控制系統，能讓設備和各系統主機無縫銜接，更好的體現數字化的作用。建筑內各樓層和控制平臺相互連接，實現管理和運行共存的一個模式。建立一個完善的管理系統，可以對每個樓層的供電設備進行數據采集，同時運用各類傳感器進行遠距離操控，例如閥門、風機、水泵的啟停及節能運行，利用系統的地址編碼，可以把命令發至每一個準確位置。

2.2 實現實時監控，發現設備存在的問題

隨著建筑業的快速發展，許多大型建筑逐漸出現在人們面前，這些建筑內部結構復雜，各種電器元件種類眾多，故障現象頻發，而電的故障排查難度大，給樓層管理帶來了問題，隨著智能建筑電氣工程自動化技術的使用，解決了這些難題，智能建筑當中利用采集、處理、反饋為一體的處理模式，對樓層當中的設備進行數控管理，能夠及時收集信息，信息再反饋到控制中心，最后通過控制中心下達指令到每個設備當中，實現對建筑的實時監控。隨著電氣工程自動化技術的應用，讓每個樓層的供電、暖通、照明系統得到一體化管理，讓設備形成了一個整體，使樓層管理變得更加便利，如遇到突發情況時，電氣自動化技術能夠自動進行識別判定，可以自動啟動樓層的緊急系統，使人們能夠快速疏散，提高了建筑的整體安全性能。

2.3 建筑智能化的帶來的設計優勢

自動化控制和傳統控制有一個明顯的區別，就是自動化控制讓安全系數得到了提升，傳統的控制方式，若操作人員出現失誤，就會出現無法控制的情況發生，這不僅對操控人員的技術要求更高，同時無法更安全的保證操作人員的生命安全。智能化控制系統利用數據的采集、遠距離的操控、自識別的預警，能有效解決這些問題，從而提高安全系數。傳統控制系統，在設計的過程中，需要設計人員反復研究、核算，方案的可行度無法在設計過程中得到有效的保證，設計的缺失遺漏，出現問題無法有效解決。電氣工程自動化技術能有效解決這些問題，自動化設備的投入、實時數據采集，能讓設計人員對于各系統控制在設計階段就能精確的評估，提高了工程設計的準確度，豐富了設計的樣式，更有效地保障系統在使用過程中的運行。

2.4 良好的節能效果

電氣工程節能是一個關鍵因素，隨著我國科技的發展，能源緊缺這個因素逐漸突出，節能減排一直是一個重要的戰略方針，電氣設備節能環保是很重要的一個因素。隨著電氣工程自動化的運用，節能的價值逐漸被體現出來，通過自動化控制合理使用電氣設備，目前自控監控的變頻技術、樓宇的自動照明系統，都是自動化節能的重要體現。

從上述對自動化技術的特點研究可以發現，電氣自動化技術在智能建筑中是電氣控制技術、信息技術、通信技術的有效整合，形成的一個新的系統，為建筑的安全和控制提供了很大的便利，同時具有節省成本和資源的優勢，值得被廣泛推廣。

3、智能建筑當中電氣工程自動化技術的具體應用情況

3.1 在建筑設備運行系統當中的應用

與傳統建筑物比較可以發現，智能建筑利用自身的技術優勢，運用電氣工程自動化技術對建筑中的一些線路和設備進行控制，例如，消防水泵房的自巡檢與實時監控系統的結合，能夠自動實現水泵的試運轉、同時實時監控線路及電機的運行狀態，避免火災時因設備系統故障導致的事故擴大。同時電氣工程自動化技術改變了傳統系統利用就地按鈕和遠程按鈕的模式，就地控制加集中監控的方法，不僅能更直觀的了解設備運行狀態，更能利用數據采集和監控系統，及時做好事故的預警。智能建筑當中鋪設的電線一般使用光纖等現代化通信管材，主要是因為傳統的電纜運行不穩定，無法滿足智能建筑自動化的要求，因此智能建筑可以實現全天候的監控，當建筑內部發現偷電情況以后能夠第一時間啟動預警裝置。在智能建筑中電力系統還會根據自動化技術來控制用戶的用電量，對電力進行合理分配，減少電力資源的浪費，還能確保每家每戶得到正常的電量供應，符合我國節能環保的戰略方針。

3.2 在建筑通信系統當中的應用

傳統的通信方式已經無法滿足用戶越來越高的信息要求，互聯網交流已經是家常便飯。智能建筑利用自動化技術和信息技術構建一個自身獨特的網絡，讓數據進行轉換和傳播，提高了通信的速度，只要住戶在這個網絡范圍內，就可以和其他的電子設備進行連接，在這個基礎上實現信息的傳播和數據的轉換。同時智能建筑內部的用戶還有屬于自己的通信系統，讓用戶可以第一時間知道自己想要的東西，同時工作人員根據這個系統可以進行電視會議等，讓辦公變得更加高效。智能建筑還利用音頻傳輸技術，讓住戶可以有到身臨其境的感受，滿足當代辦公的需求，讓住戶有了一個新的體驗。如下圖1所示電力調度自動化通訊系統。

圖1 電力調度自動化通訊系統

3.3 在建筑防雷系統當中的應用

夏季來臨時，部分地區經常面臨暴雨天氣的影響，這些天氣給智能建筑帶來許多安全隱患，大部分建筑選擇在樓層頂部安裝避雷針來防止危害，構建一個防雷系統，但是避雷針在使用的過程中經過風吹日曬難免會損壞，讓防雷效果受到影響，隨著智能建筑運用電氣自動化技術以后，搭建了一個完整的預防系統，讓建筑的防雷性能大幅度提升，簡單來說就是工作人員對防雷系統進行合理布置，利用信息技術和計算機系統構建一個合理的避雷區域，在利用分流技術和內部防護等方式搭建一個完整的防雷系統，為智能建筑提供一個安全可靠的居住環境。

3.4 在建筑樓宇控制系統當中的應用

智能建筑中樓宇控制系統的功能給居住的用戶帶來了很大的便利，這個系統可以控制樓內的通風、消防等設備，同時還能控制用戶的排水系統，根據住戶的需求，為住戶提供最便利的居住空間，例如建筑的消防系統與自動化技術融合以后，智能建筑對樓體內部情況進行監控，當建筑內部發生火災以后可以第一時間確定位置，并拉響警報，同時調動附近的水源進行滅火，給樓內的居民帶來了安全保障，并且利用自動化技術可以控制樓內的照明設備，對附近的光線和聲音進行接收，調整樓內的照明系數，在夜晚時用戶只需要路過樓道燈光附近就可以把照明系統點亮，方便居住的用戶。

3.5 在建筑辦公自動化系統當中的應用

為了確保智能建筑具備高效的自動化水平，提高建筑的辦公水平就是一個關鍵因素，隨著科技的發展，節省部分企業的成本，搭建了一個自動業務處理系統，幫助部分企業員工實現居家辦公。自動化辦公系統具備高度的交互性，傳統的數據處理只可以單方面進行工作，只能進行簡單的數據傳送和接收，自動化辦公可以實現對數據的處理，利用人機通話的方式，提高數據的處理。同時這個系統具備很高的協同性，企業日常辦公中舉辦的活動決定著企業的效率，隨著智能化辦公系統的使用，縮短了工作完成的時間，提高了工作效率。

3.6 在建筑供電系統當中的應用

隨著電氣自動化技術的運用提高了供電系統的配電效率，提高了電力資源利用率，在智能建筑供電中，設計人員需要利用建筑的需求設置一個自動化調度系統，通過計量、調度管理供電系統，讓建筑的電力供應保障合理性，提高用電量的控制水平，節省資源浪費。同時自動化技術可以運用在變電站中，監控變電站的運轉情況，保障變電站安全的基礎上提高運行速度，在如今的智能建筑中變電站的設計利用全微機化的設備替代了以往的常規設備，利用光線等通信方式代替了電纜，同時利用計算機對變電站進行監控，實現了一體化控制，提高了管理的力度。

3.7 在建筑門禁系統當中的應用

建筑的門禁一直是一個關鍵問題，它是保護用戶居住的第一道防線，無論是樓道的大門還是小區的大門都需要一個安全措施進行防護，這也是自動化技術所考慮的問題，從當前智能建筑可以看出，讀卡系統是一個常用的系統，利用監控探頭和刷卡用戶的信息進行識別，利用信息和數據庫錄入的內容進行比對，符合的人員可以通過門禁，隨著門禁的使用降低了很多安全事故，減少了一些人員隨意進出小區的情況，同時對建筑內部一些傳單和粘貼廣告的現象也有了較好的改善，增強了建筑的美觀。并且門禁系統不需要值班人員全天進行監控，減少了人員的使用，門禁系統自己具備出入記錄的功能，方便了數據的收集工作，節省了工作效率。

4、智能建筑自動化設計要求

4.1 向著節能方向設計

智能建筑節能一直是一個發展的方向，是我國建筑改革中的重要部分，是必然的主觀和客觀意識，隨著建筑行業的發展，節能和環保是我國的一個發展理念，智能建筑需要做到符合可持續發展理念，做到遵循節約資源、人性化、無害化等基本原則，以這些原則為主實現可持續發展的目標，從可持續發展出發，提高建筑的資源利用率，無論是建筑的節能標準還是工程設計，都需要把建筑的能源利用率達到最高，智能建筑具備高度智能化和舒適度的建筑，能夠實現能源的節省，減少建筑的能源損耗。根據我國的國情出發，能源消耗和成本使用的減少符合建筑發展理念，智能建筑的設計包含了節能環保、減少資源浪費、利用可再生能源、室內環境符合居住、場地影響很小、藝術和空間相互結合、智能化等特點，隨著科技的發展，智能建筑的能耗已經大幅度降低。創造舒適的居住環境一直是建筑行業的一個發展方向，同時節能也是一個目標，因此當前的建筑節能設計秉承冬暖夏涼、通風較好、光線照射充足的傳統，利用天然的采光和人工照明技術相互結合，家中的設備利用計算機進行控制，實現集中管控，滿足不同人們的需求，減少了資源的浪費。如下圖2所示智能建筑當中一種節能設計。

圖2 智能建筑當中一種節能設計

4.2 向著安全方向設計

智能建筑的安全措施非常完善，利用監控系統和安保人員的相互結合形成了一個完整的防護體系。安全防護方面利用門禁、電鎖等設備讓建筑的防護等級得到了提高。并且建筑的安全防范還考慮到了建筑安全逃生的問題，建筑的設計從安全和科學共同出發，建筑內部的設計更加完善，安全通道設計與自動化系統結合，通過防火警報系統觸發防火卷簾門，能夠保護樓內居民安全。

4.3 向著完善的防御措施方向設計

智能建筑一般在一、二類建筑中居多，防雷的等級也是比較高的，建筑當中與避雷針相互結合，利用建筑結構內的鋼筋作為引線，以建筑的基礎地梁鋼筋作為接地裝置，為建筑接地保護裝置提供一個連接方式，從而實現可靠的法拉第環。建筑內的智能系統利用設備的外殼和技術架設置保護裝置，達到防御雷擊的目的。

結語：

論文從電氣工程自動化技術在智能建筑的應用進行分析，研究了當前智能建筑如何方便人們居住的。智能建筑的設計充分考慮到人們居住的需求，以安全防護為主、生活居住為輔的理念進行設計。同時建筑的設計符合節能環保理念，建筑內的各種設施與自動化相互結合，提高建筑的整體自動化水平，確保為人們提供一個舒適的居住環境。