智能化技術在建筑電氣工程中的應用

劉新新

（山東建筑大學設計集團有限公司，山東濟南 250014）

1 建筑電氣工程中智能化技術應用現狀

隨著信息技術和科學技術的發(fā)展，人們的生活水平得到了極大的提升，并且對建筑的性能和功能提出了更多的要求。電氣系統作為構建建筑功能的重要基礎，電氣工程設計和施工質量會直接影響建筑功能的發(fā)揮。目前，我國城市現代化進程不斷推動，智能建筑得到了快速的發(fā)展，其具有的典型特征便是應用了智能化技術。智能化技術在建筑電氣工程中的應用，不僅能夠實現電氣工程的全過程監(jiān)管，而且也能夠進一步提高電氣設備運行穩(wěn)定性。就智能化技術的發(fā)展現狀而言，其在各個行業(yè)及領域中都有著極為廣泛的應用。在建筑領域中，智能化技術主要用于電氣工程，可以實現對電氣系統的統一控制和監(jiān)管。

2 智能化技術應用優(yōu)勢

2.1 提高電氣系統安全性

2.2 增強電氣系統聯動性

建筑電氣系統中，每個電氣子系統都為獨立的個體，例如給排水系統、照明系統、空調系統等。而在電氣系統中應用智能化技術，可以將各個獨立的系統整合為一個整體，強化系統之間的聯系，使其相互配合。例如，建筑室內溫度升高時，傳感器設備會將數據傳輸到空調系統中，然后開啟空調系統降低室內溫度；在晚上休息時，照明系統會自動關閉，而空調系統則會根據室內外溫度差，自動調節(jié)室內溫度，以保證室內溫度的平衡。

2.3 實現電氣系統全方位監(jiān)控

不同電氣設備造成的安全事故和危害程度不盡相同，而這也為電氣系統的管理和監(jiān)控帶來了一定的難度。智能化技術的應用，可以實現對電氣系統的全過程監(jiān)管，利用傳感器設備和攝像頭實時監(jiān)控電氣設備運行狀態(tài)，以及時掌握電氣設備故障問題。當電氣設備出現故障時，傳感器設備會自動將異常參數傳輸至智能化系統中進行分析，然后智能化系統向管理人員發(fā)出警報，并定位故障位置，使管理人員快速對故障問題進行維修。

3 智能化技術在建筑電氣工程照明控制系統中的應用

3.1 照明控制系統

照明控制系統是建筑電氣工程中的重要部分，其主要起到營造氛圍、美化環(huán)境、襯托建筑造型等作用。通常情況下，建筑照明系統用電較大，僅次于空調系統。因此，在照明系統中應用智能化技術，實現智能化控制，可以進一步降低照明系統能耗，達到節(jié)能減耗的目的。

另外，智能化技術在照明系統中的應用，可以進一步提高照明系統運行效率，通過多點、單點、區(qū)域、場景設置、手動調節(jié)、群組控制、集中控制等方式，可以更好地改善照明環(huán)境，減少電能損耗；通過智能化系統的交互機界面，可以使管理人員通過中控系統和管理軟件實時監(jiān)測照明器件的運行狀態(tài)，同時也能夠修改和設置照明器件參數，以此來對整個照明系統進行優(yōu)化管理。

3.2 工程概況

某建筑面積為20.56 萬m2，地上建筑面積為15.26萬m2，地下建筑面積為4.25萬m2。其中住宅小區(qū)包括10棟和1棟物業(yè)住宅。住宅小區(qū)地下設有停車場和儲物間，建筑面積為1萬m2。該住宅小區(qū)為一類建筑，一級耐火等級。建筑以剪刀墻結構為主，地下車庫和商業(yè)門面為框架結構；二級建筑安全等級。

該住宅小區(qū)搭載380/220 V 電源，主要由發(fā)電機和變壓器供電，照明系統電壓為220 V，配電器電壓為380 V。該小區(qū)主要采用放射式和樹干式結合輸電方式，消防設備和大型用電設備主要采用放射式輸電方式。

3.3 導線敷設及設備選擇

該小區(qū)照明系統分支較多、容量較大的線路主要采用封閉母線槽，并沿著豎井和頂板進行鋪設；針對分支較少、容量較小的線路采用阻燃電纜，并沿著管道進行敷設；建筑消防設備主要采用耐火電纜，并沿著管道或橋架進行敷設；照明直線采用阻燃絕緣線路，并沿著掉頂或鋼管進行敷設。

照明系統配電箱主要采用落地式，高度為0.8 m，并設置200 cm 底座；照明配電箱采用嵌入式安裝方式，距離地面1.4～1.8 m；其余系統配電箱均采用懸掛式安裝方式，配電箱距離地面1.2～1.6 m。

多年來，隨著經濟的發(fā)展與生態(tài)林業(yè)工程的逐步實施，在三北防護林體系建設工程、退耕還林工程、首都周圍綠化工程等生態(tài)建設工程的引領與帶動下，平泉市生態(tài)環(huán)境建設積累了大量的經驗，鍛煉了大批的專業(yè)技術人員，生態(tài)建設具有了良好的基礎，生態(tài)環(huán)境得到顯著改變，環(huán)境質量得以大幅提升，為城市綠地景觀建設提供了較好的基礎與經驗。

照明開關采用暗裝式，距離地面高度1.3 m，均為安全插座；特殊照明開關距離地面0.3m。

3.4 照明系統設計

該小區(qū)照明設施主要分為應急照明實施和一般照明實施。其中應急照明設施屬于正常照明系統的一部分，供電方式主要采用10 kV 市電和10 kV 備用電源。在正常情況下采用市電供電，在停電的情況下采用后備電源供電，以保證應急照明設備正常運行。

樓梯間、疏散通道、前室、地下車庫等均設置應急照明設施，并且照度不得低于5lx。部分應急照明設施可以用于日常照明使用。高層住宅、設備用房、地下車庫等場所均設置應急照明設備，并且應急照明設備EPS 不得低于30 min。

應急照明設施主要安裝于建筑吊頂和墻面上，安全指示燈需要設置在門框上方0.1 m 位置；安全疏散燈安裝于電梯間和前室，與地面保持1 m 距離，照明設備之間間距小于20 m，轉角和走廊盡頭不得超過10 m；由于廳室空間廣闊，照明設備需要安裝于頂棚位置，與地面之間的距離不得超過2.5 m。

3.5 負荷計算

利用需要系數法對建筑照明系統用電負荷計算，然后根據計算結果，設計照明設備開關元件和線纜截面。負荷計算公式如下：

式中：Pc為照明系統負荷；Kd為需要系數；Pe為照明設施容量（kW）。由于本系統照明設備均配備了鎮(zhèn)流器，因此設備功率損耗以百分數表示。該住宅小區(qū)照明設備大部分為熒光燈，通過查閱《電氣照明設計指南》可以得知熒光燈設備功率損耗。然后以《建筑照明系統設計準則》可以得出表1所示設計標準。

表1 建筑各場所照度要求

3.6 燈具和光源選擇

根據建筑室內照明要求，室內照明設備采用三基色熒光燈、節(jié)能熒光燈、鹵化物燈等，并且熒光燈設備均配備鎮(zhèn)流器。燈光設備采用嵌吊頂、吸頂、吊桿等安裝方式。

道路和園林照明設備，采用LED 燈或節(jié)能燈。照明設備主要通過傳感器感知日光照，計算當前的時間實現智能化控制，同時也可以通過中控系統進行手動控制。建筑立面照明設備主要采用LED 燈光，并由智能控制設備對其進行控制。

該住宅小區(qū)室內照明設備線路主要采用阻燃線纜進行暗敷；建筑室外照明設備電路采用阻燃電纜進行埋地敷設，同時設置漏電保護裝置，并進行接地。

設備房、車庫等場所采用節(jié)能熒光燈；辦公區(qū)域采用節(jié)能燈；住宅小區(qū)公共區(qū)域照明設備采用高效燈具，并采取節(jié)能措施。上述所有熒光燈設備均配置電流鎮(zhèn)流器，并且功率因數不小于0.9。設備房、走廊、樓梯間設置安全疏散燈和應急燈。該照明設備在停電的情況下，均有備用電源進行供電，并且應急工作時間必須高于60 min。建筑立面和屋頂位置設置夜景照明設備，并采用投光燈，同時根據要求，在建筑物屋頂設置航空障礙等。

3.7 智能疏散指示和應急照明系統設計

應急照明設備設置的主要目的是指引逃生人員快速疏散和撤離，以保證居民的人身安全。因此，該照明系統主要采用智能疏散指示和應急照明系統，以保證電力系統在發(fā)生故障時，仍可以保證應急照明設備的穩(wěn)定運行。

該照明系統設計符合國家疏散指示和應急照明系統設計標準，并且照明系統主要由集中電源、控制器、分配電裝置和智能燈具組成。智能照明系統如圖1所示。

圖1 智能照明系統圖

（1）該系統可以實現對分配電裝置、集中電源、控制器和應急照明設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。

（2）建筑發(fā)生火災時，智能中控系統會通過監(jiān)控設備定位火災位置，并發(fā)出警報，然后智能照明系統會自動執(zhí)行以下指令：應急照明設備啟動，并進入應急狀態(tài)；啟動頻閃燈具；點亮自控燈具；啟動導向燈具，以保證居民順利撤離到安全區(qū)域，進而達到快速逃離、躲避煙霧的目的。

（3）消防應急燈設備，主要包括應急照明設備和指示燈裝置，該燈光設備主要采用獨立回路，由四根總線接入終端配電系統中，其中電源線纜主要采用2 mm×2.5 mm 線纜；信號線主要采用2mm×1.5 mm；應急標志采用嵌地式安裝方法，線纜為橡膠電纜，并利用SC20管進行保護。

（4）終端分配電系統主要采用四總線線纜接入主裝置中，其中四線纜采用2×4 mm 電源線；2×1.5 mm 信號線，并利用SC20管進行保護。

（5）集中電源和配電裝置通常安裝于強電間或豎井中，落地安裝時，需要與地面保持50 mm；采用懸掛安裝時需要與地面保持1.3～1.5 m 的距離；在靠近門軸位置安裝時，應當與側面墻保持0.5 m 的距離。

3.8 電氣火災監(jiān)控系統設計

（1）電氣控制。①噴淋泵、消火栓泵、消防排風機可以采用自動控制、就地控制和手動控制三種方式，其余水泵設備、排風機均采用就地控制方式。②生活給排水系統必須采用變頻裝置。③排水泵需要配備電控箱，同時采用水位開關進行控制，排水泵的啟停可以采取手動控制方式。④住宅小區(qū)公共區(qū)域人工照明設備，出應急燈和電梯廳燈光設備外，必須采用節(jié)能開關進行控制。

（2）根據住宅小區(qū)防火規(guī)范，智能照明系統必須設置火災、漏電報警系統，電氣火災系統如圖2所示。

圖2 電氣火災系統圖

該系統主要具備探測照明設備漏電信號、啟動報警設備、定位故障位置等功能，可以幫助管理人員快速掌握故障問題。同時該系統還可以儲存故障記錄，以為管理人員的決策和分析提供參考。為保證該系統供電穩(wěn)定性，該系統至用于火災、漏電等故障報警，不具有切斷電路的功能。

4 結束語

綜上所述，社會的進步，也推動著智能化技術的發(fā)展，其憑借強大的功能，在各個行業(yè)及領域中有著廣泛的應用，尤其是在建筑電氣工程中，其不僅能夠實現對電氣設備運行狀態(tài)的監(jiān)管，而且也能夠提高系統運行穩(wěn)定性和安全性。文章主要對建筑電氣工程照明系統中智能化技術的應用展開分析，通過對照明燈具選擇、安裝、線路設計、控制方式等進行分析，同時提出了智能化應急照明系統系統。該系統不僅能夠有效解決電能損耗，而且也能夠提高照明運行穩(wěn)定性。