智能化技術在建筑電氣設計中的應用

摘 要：為提高建筑電氣設計水平，以建筑電氣設計作為研究對象，重點探究了智能化技術應用于建筑電氣設計的重要意義，指出了在建筑電氣設計中智能化技術的具體應用，以改變建筑電氣設計方法，提高建筑電氣系統的科學性、可靠性，保障建筑電氣設備的高效、穩定運行，凸顯智能化技術的優勢。建筑電氣設計具有復雜性、專業性，為符合當下建設需求，相關人員需轉變設計思路，積極采用全新的設計理念及方法，將智能化技術應用于電氣設計的各個方面，積極利用智能化技術優化細節，建立不同電氣設備、系統之間的關聯，由智能化模塊實現高效率、精準化控制，保障電氣設備在建筑中的作用。

關鍵詞：建筑電氣設計；智能化技術；應用

中圖分類號：TS958" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）04-0123-03

1 建筑電氣設計中應用智能化技術的意義

1.1 提升電氣系統的控制準確度

傳統的建筑電氣系統中，大部分控制任務都由人工手動完成，但因為人員的控制水平各有差異，部分環節常出現人工控制失誤，影響了電氣系統的可靠運行，一些時候甚至會出現建筑電氣事故，引起人員傷亡或者經濟損失。

隨著智能化技術穩步發展，這些技術被應用到了各個方面，比如建筑電氣設計中。綜合實際情況，在建筑電氣設計中合理應用智能化技術，可設計出智能化程度更高的電氣系統，且該系統可彌補傳統電氣系統的諸多缺陷，改變控制方式并提高控制準確度[1]。

不同于人工控制方式，智能化控制就是將工作任務編寫成程序，通過運行程序來控制設備、過程，使設備保持最佳的運行狀態，避免人工操作不當所引起的電氣事故。

1.2 提升電氣系統的靈活性

電氣設備在建筑工程中的重要性，在任何情況下建筑電氣設計中都需要關注靈活性。將智能化技術應用于建筑電氣設計能提高系統的靈活性，使電氣系統的功能、性能等滿足人們的實際需求。

以往的建筑電氣設計主要為人工方式，設計人員的專業素質、能力等是影響設計效果的重要因素，但這些因素的把控難度較大，一旦設計人員不熟悉建筑電氣設計規范，或者自身的設計經驗不足，都有可能導致建筑電氣設計問題。而智能化技術下由智能軟件等分析電氣設備的信息，可設計出更為靈活的控制系統，保障電氣系統與實際需求的高度匹配性。

1.3 降低電氣系統的故障率

目前建筑工程中配備的電氣設備種類較多，但這些電氣設備在運行過程中可能因各種因素而發生故障，如未及時處理故障，還可能造成更大范圍內的電氣問題。

以往的設計中因為缺乏保護設計、聯動設計等，在發生電氣故障后需安排專人進行查看，除了難度大、耗時長，還無法第一時間鎖定故障點，制定有效的解決措施。在建筑電氣設計中采用智能化技術，在電氣設備運行全過程中智能化模塊能自動采集并分析信息，能快速發現設備故障，并在故障出現后第一時間調取信息，智能分析故障點、故障原因，并給出處理意見[2]。

1.4 提升電氣系統的聯動性

雖建筑中包含多種電氣設備，在不同設備之間存在一定的關聯關系。在原先的建筑電氣系統中，門禁控制、消防報警、照明、安防等子系統相互獨立，各自在運行時不受其他部分的影響，人力投入大、維護成本高。

而用智能化技術設計建筑電氣系統，可將電氣系統細分為若干個子系統，并尋找不同子系統之間的內在管理，保持系統的集成性特點，使不同子系統之間相互聯動。在無任何異常的情況下每一子系統均可獨立、穩定運行，一旦出現異常情況，各子系統能瞬間聯動，顯示故障數據并聯動處理。如樓宇電氣系統中采用智能化技術，一旦因電氣問題而引起火災事故，其他電氣子系統之間能高度聯動，下達多種控制指令，同時啟動應急照明、廣播循環、消防報警等，提醒相關人員快速處理問題。

2 建筑電氣設計中智能化技術的具體應用

2.1 樓宇自控系統的設計

樓宇自控自動的智能化設計，就是要在樓宇系統中添加各種智能化設備，并建立智能化模塊，尋找各設備與智能化模塊之間的關聯，使控制系統能智能化執行操作及控制。

目前很多大型建筑非常注重樓宇自控系統設計，因為樓宇自控系統可實現建筑大型機電設備的一體化、智能化控制，提高控制便捷性。

為滿足建筑需求，在大型建筑中常常配備有多種大型機電設備，在各種機電設備的附近常設有專門的控制器。該控制器自帶微處理芯片，在一定的網絡結構下可促進不同控制器的連接，構成集中化系統，實時顯示、操作、控制及報警。

建筑物空調系統的制冷設備、新風設備、通風設備、環境監測設備等均能在該集中系統的監控下。與此同時，供配電系統的變配電設備、電梯系統等也能由集中化系統統一調配，實時記錄相關參數。建筑地下室經常存在一氧化碳濃度超標現象，為有效預防這一現象，同樣應由樓宇自控系統來實現監測、控制。通常在人員密集區域布置一氧化碳氣體檢測裝置，該裝置需與空調機組遵循一定關系，并由智能化模塊實時監測濃度數值，依據該監測值與標準值的對比，判定是否需啟動空調機組設備來通風，以降低一氧化碳氣體濃度。

2.2 安防及物業方面的設計

智能化技術可以用來設計智能安防系統，借助環境感知原理來識別建筑周邊是否有安全風險。安防及物業控制系統需將建筑內的房間、大廳、樓梯間、公共區域等高度關聯，一旦某一區域有異常情況，及時將這些信息上傳到報警系統，由系統根據識別到的信息智能化處理，在有需要的情況下安排專人進入現場檢查。

有關人員在設計安防與物業系統時應注意以下方面：①防風防雨設計。為達到防風防雨目的，有關人員需在門窗部位安裝風雨傳感器，聯合門窗上的傳動部件、系統后臺，實現防風與防雨。②玻璃破碎報警系統設計。玻璃在使用的過程中可能因外力破壞等出現破碎現象，給人們帶來了一定的安全威脅。為此，在建筑中安裝玻璃的位置同步安裝入侵探測器，一旦該探測器識別到某一部位有玻璃破碎現象，第一時間將信號反饋給后臺，后臺接收到信息后組織專人進入現場查看和處理[3]。智能化控制下能快速檢測問題并發送信號，使相關人員不再接近危險區域。③智能門禁系統設計。門禁系統能有效管理人員的進出，避免無關人員隨意進出。在門禁系統中應設置智能化感應模塊，在其中錄入有關人員的指紋或者面部等信息，在人員進出時自動識別。

2.3 照明系統的合理設計

在建筑電氣系統中照明子系統為其中的關鍵部分。在建筑的各個區域都有相應的照明需求，在照明系統中采用智能化技術，可提高系統的綜合能力，在滿足基本照明需求的前提下降低能耗。有關人員在設計照明系統時，應嚴格執行行業內的照明標準，并考慮建筑內的照明需求、節能需求，合理應用高效光源、節能燈具，以降低電能消耗。

在現階段的條件下為提高節能水平，還需在照明系統中引入自然光源，利用自然光照來照明，縮短室內照明時間。在照明系統中應用智能化技術可精準控制光照亮度及時間等，在各個位置安裝感應器，創造感應照明條件。比如，在走廊、門廳應安裝人工感應器，以控制光源；衛生間可安裝聲音感應器，實現聲控照明。

2.4 能耗計量系統的設計

為降低建筑電氣能耗，在建筑中可設計能耗計量系統，并在該系統中采用智能化技術。能耗計量系統可自動計算建筑各個區域的水、電、燃氣等消耗，實時分析能耗數據，幫助物業管理部門或者用戶合理安排其能源消耗，提高能源利用率，降低水、電和燃氣費用。前端計量表具可自動采集各個區域的能耗數據，并將其傳輸到管理器，各管理器再經由網絡傳輸到中心計算機，由終端實現智能化、一體化控制。

2.5 火災自動報警系統

建筑中經常因電氣問題或者其他問題而引發火災事故。由于當前許多都為高層建筑，一旦在內部出現火災，火勢將在短時間內擴散，滅火與救援的難度系數較高，造成的人員傷亡、經濟損失等相對較大。

為降低建筑火災威脅，在建筑電氣設計中同樣需設計火災自動報警系統。在設計火災自動報警系統時，相關人員需全面分析建筑的結構形式、規模等，再依據行業規定優化火災報警系統的功能。一般來說，火災報警系統可細分為區域報警系統、集中報警系統、控制中心報警系統3種，在設計時應遵循實際情況來選擇。

隨著信息技術發展，火災報警設備、相關元件越發多樣和先進，在設計報警系統時的可選擇性增多。如火災報警系統中的設備過于復雜，后續維護及管理難度較大，不利于系統的穩定運行。要提高火災報警系統的整體功能，不應設計得過于簡單，影響系統的聯動功能。為此，在利用智能化技術設計火災報警系統時，有關人員需全面堅持可靠性、經濟性、安全性要求，不僅要在系統中采用先進的設備與技術，還需要分析后續的維護便捷性等。

2.6 聯動控制

傳統的建筑電氣設計中未過多關注節能方面，雖設計的電氣系統能滿足人們基本的使用需求，但在系統運行期間的能耗較大。在追求低碳化的趨勢下，建筑電氣設計中需將節能設計作為重點，特別是在電氣系統中，應通過智能化技術來達到聯動控制、降低能耗的目的。

聯動控制的關鍵就是要保持不同部分之間的聯動，使用戶能根據自身的能源種類及數量需求，自動調節電氣設備的運行狀態、相關參數，確保電氣設備高效運行，降低不必要能耗[4]。智能化模塊通過采集各種數據，可實時監控電氣設備的運行狀態，將各種設備數據上傳到監控平臺，由集中化平臺實現聯動控制。

2.6.1 暖通聯動

目前，許多建筑中都設有暖通系統，此系統兼具溫度調節、通風等功能。為保障暖通系統的高效運行，設計人員需注意電氣設計，并引入智能化技術創造聯動控制功能。系統接收到智能平臺或用戶發出的控制指令后，即可自動控制暖通系統的運行狀態及相關參數，以保障該系統的運行效率，并減少能源消耗。

為提高聯動控制的整體水平，設計人員需從根本上重視智能化技術，并配置穩壓制風機、閥門控制單元、溫度與濕度傳感器等智能化設備，再通過理順不同設備之間的邏輯關系，即可實時監控建筑內外部的溫度、濕度等環境情況，以最大程度上發揮暖通設備的作用。一旦暖通系統在運行期間發生了故障或者其他問題，系統將自動發送警報，提醒相關人員快速采取干預措施，以避免故障造成其他影響。

2.6.2 設備執行聯動

在建筑行業穩步發展的態勢下，各建筑中配備的電氣設備日漸增多。每一設備并非獨立工作的狀態，而是與其他設備之間存在直接聯系。正是因為建筑電氣系統中每種設備之間的關聯性，在設計電氣系統時，相關人員需滲透智能化思想，推行模塊化控制，聯動控制各種電氣設備。設計過程中有關人員也需要結合建筑電氣系統的構成特點、設備類型，優化導軌式單元。總之，模塊化設計下可節約空間資源，保障智能控制效果。

2.7 安全檢測與故障診斷

由于電氣系統的特殊性，在任何情況下設計人員都需要注重安全性。但是，受到各種因素的影響，并不能保障建筑電氣系統的絕對安全，如存在設計缺陷或者操作問題，必將引發電氣安全事故。為此，電氣設計中需考慮安全檢測和故障診斷的要求，以確保系統能自動識別安全風險，保持故障診斷的智能化。

為達到這些要求，設計人員需在電氣系統中采用智能化技術，以確保系統中的智能化模塊能通過整合、分析信息來識別安全風險，在安全問題、故障出現之前發出報警信息，提醒有關人員利用專業知識來解決問題[5]。

設計過程中，有關人員需優化智能化模塊，在其中設計專家系統、建立神經網絡，由智能化技術全面處理不同來源及類型的數據，將復雜問題簡單化，準確識別出電氣設備、系統所存在的安全隱患、故障。在識別到異常信息后，由智能化模塊將信息上傳到報警模塊、監控終端，由這些部分發出聲光信息，提醒有關人員進入現場排查隱患，并檢查和維修電氣設備。

3 結束語

電氣設計為建筑工程中的重點部分，在具體的設計中應執行一系列技術標準。當下技術與行業發展的過程中，相關人員需在建筑電氣設計中合理應用智能化技術，逐步構建科學且合理的智能化設計技術體系。

參考文獻

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[3] 金延琨.智能建筑電氣設計存在的問題及優化策略[J].新型工業化，2022，12（9）：132-135.

[4] 劉津婷.建筑電氣工程智能化技術的應用[J].中國房地產， 2022（24）：45-50.

[5] 王永紅.智能建筑中的電氣設計問題與對策分析[J].集成電路應用，2022，39（7）：172-173.

收稿日期：2023-12-01

作者簡介：劉長泉（1978—），男，山東濟寧人，本科，工程師，研究方向：建筑電氣的設計與發展。