智能建筑中電氣工程及其自動化技術應用研究

王新智

關鍵詞：智能建筑；電氣工程；自動化

1引言

在數字化、標準化以及網絡化的發展趨勢下，智能建筑已經成為常態。電氣工程相關技術是智能建筑中的核心，是一種高度集成化、智能化與高效化的綜合技術，可切實根據用戶的需求，定制建筑中的電氣功能，從而為用戶提供良好的居住體驗。簡而言之，電氣工程及其自動化技術是在建筑中完善傳統電氣系統的基礎上，利用現代信息技術對建筑中電氣資源進行完善的一種綜合性技術，其最終目的是提高電氣系統的利用率并滿足用戶的個性化需求，下文簡要說明此項技術應用到智能建筑中的意義與優勢。

2智能建筑中應用電氣工程及其自動化技術的意義

電氣工程及其自動化技術（下文簡稱為自動化技術）主要是指對電氣設備的自動化控制。智能建筑中，電氣設備的設計和生產都有特定的要求或標準，為將不同標準與要求的電氣設備融合至同一個系統中，便需要利用自動化技術。目前，我國已在建筑行業中應用自動化技術建設了較多智能大廈。由于不同建筑類型在功能方面存在差異性（例如寫字樓、商業中心等）且其結構不同，因此對于不同性質的樓宇而言，電氣系統的管理模式也會有所不同。比如，辦公樓需要采用集中式管理模式：商業中心需要采用智能化管理模式：住宅樓則需要采用個性化管理模式等。此種情況下，設計人員需要根據不同類型樓宇及其使用功能對自動化技術進行合理有效安排和應用。電氣智能控制系統是指對計算機網絡技術、控制技術等進行合理規劃和設計后，對自動化系統中各個設備的控制和應用進行合理科學安排，同時充分利用網絡資源來完善信息處理體系功能，并在實現智能功能的基礎上實現對電氣系統中所有設備的使用情況進行有效監督和監控管理。為了實現上述監督與監控功能，必須確保電氣系統中的計算機網絡通信安全穩定運行，并盡可能地提高自動化系統的運行速度，以實現對控制系統的優化創新設計。

現代電氣工程的發展方向之一便是自動化技術與電子信息相結合從而實現智能化應用效果。其中主要包括智能建筑中所需要使用的機電設備、智能樓宇、監控系統、安全與消防設施等設備的控制與管理工作。在智能建筑中應用電氣工程與自動化技術是一項十分重要且必要的工作，而且對于提高智能建筑管理質量有著重要意義。

各個行業的發展均離不開自動化技術與自動化設備的應用。因此，在智能建筑中應用電氣工程和自動化技術極其重要。隨著社會的發展變化，人們對于建筑工程的要求越來越高，不僅要有較高規格的建筑物，還要有完善便捷且實用高效的配套設施以方便人們生活工作學習，而自動化技術的應用便能切實滿足人們日益增長的需求。目前我國已建成多種類型的智能建筑項目，并配備了一系列先進而完善的監控、管理系統，從而更好地保證了設備的穩定運行。

3智能建筑中應用電氣工程及其自動化技術的優勢

3.1有利于故障檢測

在經濟穩步提升的背景下，建筑行業獲得了長足的發展，建筑工程的規模迅速擴大。結構復雜，功能繁復的建筑紛紛落地建成，但越是功能豐富的建筑，其內部電氣系統的功能也越豐富，所隱藏的漏洞也會更多。而電氣系統中的漏洞不僅會影響到建筑工程的施工質量，還會對人們后續的居住體驗造成影響。若將自動化技術應用其中，技術人員便可通過現代信息技術對所有電氣設備的運行信息進行采集與分析，并將分析結果實時傳輸至監測中心，如此便完成了電氣系統的故障檢測。另外，監測中心還可利用自動化技術中的信息采集功能實現對電氣設備的實時監控，并利用通信系統與網絡系統將指令傳達至相關電氣設備，以此實現對建筑電氣系統的全天候管理。基于上述系統，管理人員還可利用此系統對建筑內的溫度、照明、通信等綜合調節系統進行資源調配，以提升管理人員對于智能建筑整體的掌控程度，從而最大限度地降低管理成本。對于突發情況，自動化技術所組成的監測系統能夠及時且準確地進行反應，管理人員可以在系統中設定某方面的閾值，并制定緊急預案，一旦突發情況使某方面達到閾值，便可快速啟動緊急預案，以保障人們的生命財產安全[1]。

3.2有利于設備控制

在智能建筑的生活場景中，相關管理人員可通過電氣自動化控制系統向相關電氣設備下達指令以及信號，以發揮自動化技術的遠程控制作用，進而使工作人員可遠程對智能建筑中的電氣設備進行維護。為實現遠程操作，需要智能建筑工程在建設中盡可能地完善電氣自動化系統的功能．吸收行業中的前沿技術，并對建筑中的所有功能與細節進行規劃，以保證電氣自動化系統的整體性。同時，技術人員還可通過傳感器與電氣設備開關的靈活應用，提高遠程操控的精確性，并對系統中的其他設備進行編碼，以進一步提高電氣系統的自動化程度[2]。

4智能建筑中應用電氣工程及其自動化技術的策略

4.1設計階段的應用

電氣設計階段的工作主要包括以下幾個方面。（1）電氣設計圖紙制作：在完成現場勘測工作后，工作人員要記錄實際的線路情況，然后再將其進行整理、分析和計算，進行綜合分析后，以研討會的形式完成電氣設計圖紙的制作。（2）數據統計與分析。因為電氣系統的特殊性，線路數量較多，而且還需要通過不同方式對線路進行連接，所以工作人員在對電氣系統進行設計時，要做好記錄工作與統計工作。（3）設計計算：在完成初步方案設計后，要進一步進行電氣計算和電氣系統的合理性檢查。通過前期的設計計算和初步方案的確定，可以使整體系統具有合理性與科學性。通過對現場設備以及設施中的電氣控制設備進行分析和計算，以提高電氣自動化系統的經濟性。（4）施工方案制定：在智能建筑中要對整體的結構施工方案進行確定。首先要根據實際情況確定整個工程中各功能模塊及相應的布置、設備位置等，其次要合理規劃施工圖紙路線及設備位置，對現場設備與線路布置、電氣設備選型等進行分析，從而合理安排安裝順序，使整體建設具有合理性。最后還要做好配電系統及相關電力線工程設計，為后期的施工提供便利條件。以上是智能建筑中智能化部分設計階段需要重點注意的內容。

4.2系統集成和設備安裝階段的應用

系統集成與設備安裝階段主要是建筑中配電系統的施工，而智能建筑配電系統施工的重要環節之一就是設計方案的確定。如果設計方案合理，將會對整個電力系統的安全運行起到至關重要的作用。設計方案確定后要進行審核，通過審核確定智能建筑配電網自動化系統的主要設備和元件，并編制配電系統總體規劃?？傮w規劃具體包括安裝配電室、開關站、變電所、斷路器、負荷開關等基本電器及安裝變壓器、電抗器等設備。對智能建筑配電網自動化系統而言，在安裝設備方面需要選擇專業廠家來進行安裝。智能化建設中，由于不同廠家生產的產品在質量上存在一定差距，因此在選擇時應盡量選擇一些國內有知名度和影響力的廠家來進行設備安裝，從而保證智能化配電工程能順利實施并實現其預期效果。對于智能建筑配電工程施工而言，管理人員需要對建筑物進行合理劃分和設計，以確保智能建筑配電網自動化系統能夠順利實施和發揮作用。由于智能化配電工程施工難度較高，所涉及的相關施工設備均是在大型安裝現場進行安裝的。為降低施工難度，施工人員可采取兩種方法，具體如下：自行配備施工機械和輔助設施：采用與其他廠家生產相兼容或相同規格型號的產品來進行安裝處理。利用上述方法進行施工需要注意以下兩方面：選擇符合標準要求且具有代表性、穩定性好、安全性高的廠家；選擇符合要求且操作簡單容易上手的產品，以確保配電網自動化系統的正常運行及安全性能[3]。

配電工程項目建設中所使用的各類電纜包括電力電纜、控制電纜和屏蔽電纜三種材質類型，電力電纜在整個線路工程中占有重要組成部分。由于其敷設方式不同于其他類型電纜，在線路運行中受到各種環境因素影響，其敷設具有一定難度。在智能化配電工程施工中對所使用線纜有以下要求。（1）耐壓性能高。（2）抗拉強度高。（3）絕緣性能強，對電氣絕緣的要求不能低于相應類別產品和等級標準規定的安全要求。（4）能夠承受外界各種機械振動及沖擊等不利影響以及環境溫度變化等不利影響。不同型號產品在使用過程中還要具有良好性能（如抗老化、耐腐蝕、高低溫穩定性、不產生電火花及熱穩定性能等），其產品質量必須符合相關國家標準和行業標準規定安全要求。

為提高建設效率和經濟效益，電氣自動化系統通常采用雙側進線方式實現自動控制，即一條回路連接一臺或多臺配電設備時可自動切換到另一條回路，但每兩條回路必須要有一個匯流箱并連接到同一個斷路器或隔離開關裝置中，以免發生串接和故障等問題。另外，由于配電工程施工極易受環境因素影響，因此在施工時要充分考慮現場環境條件、現場安全要求與施工人員素質及經驗水平，采取適當措施以控制事故發生率，從而加大現場安全管理和控制力度，并建立完善管理制度和操作規程等以提高維護工作質量與效率。設備安裝方面，主要包括以下幾個部分。一是配電網自動化系統設備安裝，其主要由開關柜、配電箱、低壓母線、電抗器、電流互感器、電壓互感器等相關設備組成。二是智能監控裝置安裝。三是通訊功能相關設備應用于現場管理控制。四是數據采集與處理軟件開發及實施。五是運行維護管理軟件開發[4]。

4.3驗收與運行維護階段的應用

工程驗收階段主要是對系統的設備和材料進行檢驗，對其是否符合設計要求進行評價，同時對整個工程進行驗收，這一階段的重點就是要根據設計方案，對系統結構、功能的合理性進行檢查，檢查其是否能夠滿足正常的運行需要。智能建筑電氣系統要在使用過程中保證整個系統的穩定安全，以及保證電氣設備控制和調節具有良好的可靠性和較高的安全性。在驗收過程中，相關人員應嚴格按照操作規程開展工作，施工單位應在驗收前嚴格按照規定準備好使用資料，如運行記錄、圖紙資料、施工方案等。電氣設備運行日寸應該定期測量其絕緣電阻和直流電阻等參數，并對其工作狀態進行檢查。如果發現異?，F象應及時采取措施并立即匯報，不得擅自使用故障設備或者是在故障情況下運行（如過負荷等）。電氣設備安裝完畢后要進行調試并檢測其電氣絕緣性能以及直流電阻等參數，并在日常工作中做好對其維護保養的工作，發現異常及時匯報并處理，以確保整個系統運行可靠、穩定。

在后續日常維護中，技術人員需要及時處理系統運行過程中所出現問題，并將問題及時記錄下來以便下次檢查。由于智能建筑中電氣工程具有較高的技術含量和自動化程度，因此整個項目需具有一個高素質、高水平且技術先進的管理團隊，以負責整個工程的運行和維護工作，從而最大限度地保證電氣自動化系統運行的穩定性[5]。

5結束語

隨著信息技術的發展，智能建筑將會成為建筑行業的主流，而智能建筑的核心就是電氣工程及其自動化技術。本文從電氣工程及其自動化技術的意義與優勢人手，從設計、安裝、驗收三個角度分析了其具體應用方法，相關人員可從上述內容人手，提高建筑的自動化效果，進而為人們提供良好的居住體驗。