高層建筑中機電工程智能化的應用研究

顧洪平

1 相關概念

1.1 智能化技術

智能化技術是指利用人工智能、機器學習、大數據等技術手段，使系統和設備具備自動學習、自主決策以及自動執行的能力。該技術可以感知和理解環境、物體、行為等信息，通過算法和模型進行分析和推理，實現智能化的應用場景。目前，智能化技術已經廣泛應用于交通、制造、家居和醫療等領域。

1.2 機電工程

機電工程是一門綜合性學科，是機械工程和電氣工程兩個專業的交叉和結合，包含機械和電氣兩個方面的知識和技術，旨在研究機械設備和電氣設備的設計、制造、控制和運行等。

高層建筑的機電工程是指高層建筑中的各種機械與電氣設備的安裝、調試和運行維護等。機械和電氣設備包括電梯系統、供水與排水系統、空調系統、消防系統、通風系統以及照明系統等，如圖1 所示。

圖1 高層建筑機電工程系統（來源：作者自繪）

1.3 高層建筑機電工程的智能化應用

智能化技術已廣泛應用于高層建筑的機電工程，通過智能化的技術和設備，提高建筑物的使用效率、便利性和能源利用率。智能化技術可以監測、控制和管理高層建筑的機電設備，使其運行更加高效。同時，通過實時數據監控和算法分析，可有效預測并優化設備性能，提高設備的利用和運行效率，降低能源消耗和維護成本。

智能化技術可以根據人們的需求和環境變化調節設備參數，以提供更加舒適便捷的使用體驗。例如，智能化空調系統可以根據室內溫度和人員數量自動調節溫度和風速，保持室內溫度舒適，提高空氣質量。

此外，高層建筑的機電設備通常能耗較高，通過智能化技術可以精細管理和優化能源利用，實現節能減排的目標。例如，智能化照明系統可以根據光線和人員活動情況自動調節照明亮度，智能化電梯系統可以通過智能調度算法減少空載量和等待時間。

2 智能化技術在高層建筑電氣工程中的應用原則

2.1 滿足建筑物使用的原則

智能化技術滿足建筑物使用的原則以安全可靠和舒適便利為核心，通過合理的技術應用和系統設計，提供更好的使用體驗，具體為：

1）智能化技術的應用應具備安全可靠性。例如，智能化監控系統和防盜系統需要實時監測建筑室內外的情況，出現問題時能及時報警并采取相應的措施，確保人員和財產的安全。

2）智能化技術的應用還應具備舒適便利性。智能化技術應提供舒適便利的使用體驗，智能化系統如智能照明系統、智能空調系統等，可以根據用戶的需求和環境變化進行智能控制，提供舒適的室內環境。智能家居系統能夠實現智能化的家庭娛樂、智能安防等功能，提高住戶的生活質量和便利[1]。

2.2 符合節能環保的原則

智能化技術的應用要符合節能環保的原則。通過智能化能源管理系統，實時收集建筑物各個部位的用電、用水和用氣等數據并進行分析。根據分析結果合理調整設備運行模式和能源分配，降低能源消耗，達到節約能源的效果。例如，智能化照明系統可以感應室內光線并自動調節燈光亮度和開關狀態，避免能源浪費。智能化空調系統可以根據人流量、溫濕度等情況自動調整溫度和風速，提高能源的利用效率。

2.3 符合經濟安全的原則

智能化技術的應用要符合經濟安全的原則，主要表現在節約維護成本方面。高層建筑擁有大量機電設備和系統，如電梯、空調、給排水設備等，應用智能化技術可以遠程監測這些設備并進行故障預警，以便及時發現并解決問題，避免設備損壞，同時可減少維修成本。

在提高管理效率方面，智能化樓宇管理系統可以全面監控和管理高層建筑，隨時獲取各個部位的設備運行情況，并通過數據分析和智能算法優化設備運行模式，提高設備的利用和管理效率，降低人力成本[2]。

在提升安全性能方面，智能化技術的應用可以減少安全事故發生。例如，智能消防系統可以實現火災自動報警、自動噴水和疏散指引等功能，發生火災時能夠及時響應，保障人員安全。智能安防系統可以通過視頻監控、門禁控制等手段有效防范入侵和竊盜。

3 高層建筑中機電工程智能化的應用

3.1 在智能樓宇中的應用

在高層建筑中，機電工程的智能化技術和設備能夠為高層建筑提供高效、節能、安全和舒適的運行環境。

智能照明系統能夠通過光線感應器和光線傳感器等設備自動控制照明設備，可以根據光線強度和使用需求調節照明亮度和開關燈的時間，以提高能源利用效率。樓宇智能空調系統能夠利用傳感器監測室內的溫度、濕度和人員活動情況，自動調節空調的工作模式和溫度，平衡室內的舒適度和能源消耗。智能用電管理系統通過智能電表和智能插座等設備，能夠實時監測和記錄用電情況，精細管理和優化能源利用。樓宇智能安防系統能夠通過視頻監控、入侵檢測、門禁控制等技術，全方位監測建筑內外的環境，實現安全防護，保障生命財產安全。

智能樓宇管理系統通過集成控制平臺，集中監控和管理各子系統，包括照明、空調、用電、安防等。基于數據分析和智能決策，優化建筑的運行效率，提高建筑管理水平[3]。機電工程智能化在智能樓宇的應用，通過自動化、智能化的技術手段，提升了建筑的運行效率和舒適性，實現了可持續發展和節能減排的目標。智能化技術在高層建筑電氣工程中的應用，如圖2 所示。

圖2 智能化技術在高層建筑電氣工程中的應用（來源：網絡）

3.2 在智能家居中的應用

智能家居為人們提供智能、便捷、舒適的居住體驗。例如，智能家居的安防系統整合了視頻監控、門禁控制、入侵報警等功能，通過手機應用軟件或智能設備，可以隨時隨地監控室內的安全狀況，接收報警通知。室內智能空調系統利用智能溫濕度傳感器和溫控設備，實時監測室內的溫度和濕度，并自動調節空調的工作模式和溫度設置，始終保持室內環境的舒適[4]。

智能家居系統通過智能家居中樞，實現對各類智能家電的集中控制。例如，可以通過語音指令或手機應用軟件，調整電視、音響、窗簾和洗衣機等電氣設備的開關、模式和時間。此外，智能家居中的健康管理系統可以監測室內的空氣質量、溫濕度等數據，進行健康評估，提供環境優化建議，也可以聯動智能穿戴設備，實時監測身體健康狀況。由此可見，機電工程智能化應用于智能家居的多個方面，從安防、空調到健康管理，為人們提供更加舒適、便捷和安全的居住環境。

3.3 在智能物業中的應用

機電工程智能化應用于物業管理的諸多方面，先進的智能化技術使物業部門能夠更好地實現智能化、便捷化和高效化的物業管理。

在智能物業系統中，通過卡片識別、人臉識別和指紋識別等技術，可以實現人員身份認證和出入口的自動控制，從而提高物業管理的安全性和高效性。在智能巡更系統中，利用智能感應裝置和互聯網技術進行巡檢和監控，能夠實時記錄巡查路徑和時間，提高巡檢效率和管理質量。在智能停車管理系統中，通過車牌識別、無線傳感器等技術智能管理停車場，實現空位導航，住戶可以通過手機應用軟件查詢停車位信息、提前預約車位和支付停車費用，方便停車與管理[5]。

在智能能源管理系統中，通過智能電表、能耗監測設備等，可以實時監測和管理公共區域的能耗情況，有助于物業合理調控能源利用，降低能耗成本，節約能源，保護環境。在智能設備管理系統中，利用物聯網技術和云平臺，對建筑設備進行遠程監測和運維管理，實時掌握設備的運行狀態并進行故障預警，提高設備的可靠性和維護效率。在智能公共空間管理中，利用智能化技術，可以實時監測和控制公共空間的安全和衛生狀況，提升居住體驗。因此，將智能化機電工程應用于物業管理，不僅可以提高物業管理的便捷性、高效性和安全性，而且能夠為居住者提供更好的居住環境和物業服務。

3.4 在智能化電力監測系統中的應用

在高層建筑的管理中，智能化電力監測系統扮演著重要的角色。智能化電力監測系統是指通過感知、測量和監控建筑物的用電情況，提高電力管理的高效性和安全性。在高層建筑中安裝各種傳感器和儀表設備，實時監測建筑物的電力負荷，收集負荷數據，進行分析和預測，以便優化用電計劃，減少能耗，制定合理的電力調配方案，及時發現并解決電力設備的故障問題，為高層建筑的可持續發展提供技術支持。智能化在電力監測系統中的應用，如表1 所示。

表1 智能化在電力監測系統中的應用

4 結語

高層建筑的機電工程應用智能化技術，不僅能夠賦予高層建筑更多功能，而且能夠提供更加便捷、舒適的居住環境。將智能化技術應用于高層建筑的機電工程，能夠有效推動我國建筑行業的發展。