智能化技术在建筑电气工程中的应用

白进存

中铁六局集团建筑安装工程有限公司 北京 102200

随着世界经济的国际化和全球化加速，中国经济和科技水平不断提高，建筑电气工程的发展愈来愈快。建筑电气工程自动化逐步深入到人们的日常工作、学习生活中去，并在当今工业化中得到不断完善和广泛应用，包括的行业主要有：工业制造、工程建筑、农业生产、国防等，并已成为社会和经济发展的关键支柱。

1 智能化建筑简介

近些年我国的经济得到了极大的提升，综合国力也在不断加强。由此随着生活水平的不断提高，对于自己的居住要求也变得苛刻。在快速的生活节奏中，人们难以进行慢生活，对生活中的各项事务都需要便捷化、高效化，因此建筑作为人们生活中不可缺少的一个组成因素，也开始对其赋上了高效便捷的要求。在这种背景之下，智能化技术便有了一个很大的发展空间，将建筑智能化使其更好地服务于社会。它将系统、服务、结构等进行了优质的组合，并且在设计环节中引进计算机、通讯、自动控制等等高科技技术，一方面能达到节能的要求，另一方面还可以降低成本。因此我国的建筑都开始朝着智能化的方向发展。

2 建筑电气自动化技术的基本特点

2.1 实时监控的特点

现代建筑中结构复杂的电气系统在为人们提供使用便利的同时，也因其系统繁复使得系统在运行中产生一定的风险及隐患，而这些风险及隐患的存在可能会对现代建筑造成一定程度的不利影响。针对这一现象，若能有效的在现代建筑中使用电气自动化的应用，充分利用电气自动化系统智能模块中的监控功能，对现代建筑中电气系统的运行状况进行数字化的实时监控，从而第一时间得知系统运行中出现的故障，便可通过故障反馈数据在第一时间进行维修，如此便有效的降低了故障发生带来的风险，实现系统的稳定运行。

2.2 安全状况良好的特点

在现代建筑应用中，系统应用安全故障的发生将会对建筑整体及使用者造成一定的威胁，而电气自动化的投入性应用将会有效的对系统应用中的运行风险进行有效的预控，并对系统运行中出现的故障进行专项性的处理，以此来保障建筑应用的安全状况良好性[1]。

3 自动控制技术的优势

3.1 能够对设备和系统的整个工作流程进行高效、全面的监控

大型建筑的结构通常比较复杂，其电气系统具有结构繁、组件多、功能全的特征。传统的运行模式大多会留有管理盲区，从而致使出现故障，但是现代自动控制技术是借助于“采集一处理一反馈”的新型模块，实时地对系统进行数字化监控，可以及时迅速地传达控制中心的各项指令至系统，同时把系统的反馈信息传回控制中心，从而得以实时、高效、持续地对整个系统进行管理和监控。

3.2 提升管理效率

随着建筑行业的日益发展，建筑施工中内部结构也变得日益复杂化，这也就导致了建筑内部结构中出现安全隐患的机率大比幅上涨，而传统的建筑电气因其自身的原因无法对建筑进行大范围的监管，进而无法保障建筑整体的安全性，而建筑电气自动化的出现将有效的改善这一现象。人们可以通过电气自动化系统中的监控功能对建筑系统的运行进行全方位实时监管，一旦系统运行中出现故障，便可通过自动化系统对其进行处理，并利用回传的监控数据的整合实现对建筑内部结构的有效管理，进而实现管理效率的提升。

3.3 简化自动化控制模型

只有建立稳定可靠的自动化控制模型，才能完成电气工程的自动控制制作业。因此，建立模型是自动化控制系统中不可缺少的一部分。但在实际操作过程中，因为各种因素影响，可能会导致建立的模型与实际情况之间存在较大差异。但是使用智能化技术可以在确保电气工程自动化控制稳定性的基础上，最大程度上降低外界对自动控制系统的不利影响，从而确保电气工程自动控制系统能够稳定运行。

3.4 提升了整个系统的联动性

自动控制技术能够把建筑内的配电、消防、照明、空调等各个系统串联成一个整体，在很大程度上改善了联动效果，使得电梯系统能够根据各楼层的用户流去自动地调整其运行速度。在发生水管爆裂、火灾等紧急情况的时候，系统能够自动进行识别和判断，并及时激活系统内早已预设好的应急处理方案，实现启动紧急照明系统、调节水压、打开喷淋灭火系统等措施，达成各子系统相互之间的配置和互动[2]。

4 建筑电气工程中智能化技术的具体应用

4.1 工程概况

东北某地区医院是一所综合性三级甲等医院，其前身是东北某地区人民医院。本工程位于东北某地区迎宾街以东，繁荣大街以南，地下四层（包括局部夹层），地上十六层，总建筑面积约为22.3万平方米。其中，地上一层至十五层为医院办公大楼，占地面积约为16.2万平方米。顶层为机房设备间，层高4米，其它层高3.6米。图1为东北某地区医院建筑效果图[3]。

图1 东北某地区医院建筑效果图

4.2 电气设备进行自动控制

当前大部分的建筑照明设备都拥有自我控制和保护功能，所以，设备安装时需要进行自我控制与保护双支设置，使得电气工程内部得到更好的保护，以此降低突发故障的发生率，减少突发事故导致的经济损失，而想要该保护功充分发挥作用就需要运用到智能化技术，比如通过GPS具备的定为功能，明确设备的位置，再通过传感技术将设备的工作状况与线路运行情况传输到系统中，让技术人员可以随时掌握设备运行情况，以便对各个装置进行良好的控制[4]。

4.3 配电线路的优化设计

在建筑供配电系统的设计环节中，供电线路起输送电能的作用，线路上会产生电能损耗。为了达到节能的目的，采取以下措施：①变电所尽量设置在负荷中心，减少配电干线线路长度，一般配电距离不大于200m；②供电电缆截面应结合技术条件、运行工况和经济电流的方法来选择；③供配电主照明电源线路采用三相供电，以减少电压损失，并尽量使三相照明负荷平衡[5]。

4.4 电气接地技术中的应用

人们的日常生活中离不开电力的供给，电气接地技术是建筑电气中一项主要应用项目，电气接地技术包含直流接地、静电接地、屏蔽接地以及防雷接地。直流接地技术一般被应用于建筑中数字电视连接以及计算机控制等电子设备上，并在使用中通过绝缘铜芯来进行绝缘保护；静电接地和屏蔽接地主要通过将电气设备远离静电或辐射放射区，进而保障电气设备的用电安全；防雷接地是在雷电天气中防止雷电对于电气设备的损害。电源是电气设备正常运转的前提保障，电气接地技术便是为了保障电路系统正常运行而存在的，而现代建筑中电气自动化的应用在保障电气接地正常平稳供电的情况下，还能有效的防止因触电而产生的人员伤亡及损失，为使用者提供创建一个相对安全的用电环境。

4.5 空调系统和动力设备节能技术

建筑电气设计中，空调系统的耗电量较大，占建筑物耗电量的一半以上，因此，对空调系统的节能设计工作具有重要的现实意义。以民用建筑为例，应将主体建筑结构设计成规矩的图形结构如长条形或圆柱形，避免出现较多的凹凸，减少空调系统的使用频率。在建筑物的门窗设计上，应注重控制门窗的数量，保证室内照明效果的前提下，应注重缩小门窗的设计面积，以此降低空调系统的制冷负荷。在建筑物的外墙设计上，需要重应用保温型材料并采取外墙保温技术，降低人们对空调系统的依赖，有效节约电力能源损耗。同时，为保证中央空调系统应用过程的经济性，相关人员应加强日常管理，提高居民的节约用电意识。在建筑电气设计中降低动力设备的电力能源损耗，是促进节能技术应用的有效方式。建筑工程中，主要的动力电气设备有电梯、水泵和风机，在电力能源的消耗中占有重要地位，因此，应注重推广并应用节能型电动机，在日常的工作中减少电动机的启动次数和制动频率，以此降低电力设备的能源损耗。总之，在现代建筑物设计中，技术人员应加强节能电气设备的应用，并合理设计配电线路，以此提高对电力能源的利用效率，不断践行绿色建筑理念。

4.6 对电气工程设备生产进行故障诊断

智能化技术可以对电气工程自动化控制过程中的故障进行准确检查，这是智能化技术在实际应用过程中的主要功能之一。在电气工程自动化控制过程中出现故障，会对后续的生产工作产生比较严重的影响。并且对电气工程自动化控制系统中的故障进行检查是一项比较复杂繁琐的工作，检查的时间比较长，也不能及时解决故障问题。这会在一定程度上影响电气自动化控制生产效率和质量。智能化技术诊断电气工程自动化控制中的故障，可以确保诊断效率，能快速确定电气工程自动化控制系统中的故障位置和故障原因，并且能够保证故障诊断的准确性，有利于维修人员根据诊断出来的故障开展维修过程，缩短维修时间，尽快恢复电气工程自动化控制系统。智能化技术在自动化控制系统故障检测诊断工作中的应用，需要进行检查以及维修过程，这样才能够对自动化控制系统中存在的安全隐患以及故障问题进行排除，减少故障对自动化控制系统造成以及电气设备造成的损伤，从而降低系统和电气设备故障对整个工程的不利影响。

4.7 给/排水系统

系统主要有给水和排水两个细分系统，其运行都需借助于水泵和传感器。给水系统的给水方式主要有：水泵直接给水、气压罐给水和高位水箱给水等，室内排水主要借助重力流直接排放。作业人员在设计给/排水系统的时候，需要把传感器安装于水泵的位置，便于实时监控排水系统的相关参数，同时对水泵的运行状况进行控制。此外，还需要利用传感器检测气泵液位、溢流情况和最低报警水位等重要项目。

4.8 门禁系统的应用

门禁系统是一项新型的现代安全管理系统，在现代建筑之中被广泛应用，该系统只要通过智能化的监管与控制技术，对建筑物指定区域进行实时监控（如图2所示）。在门禁系统应用中，有效的利用建筑电气自动化技术，来对控制器、卡机、电控锁等设备进行安装，可以实现对出入口、电梯设备、安全重点控制中心等地点实施监控管理，进而为使用者提供相对安全的使用环境。

图2

4.9 对智能化技术理论与实践进行有效结合

当前，我国在智能化技术理论方面的研究比较多，理论知识相对丰富、成熟一些，但在实践活动方面却还有着很多的问题，使得智能化技术实践应用方面受到了极大的限制，所以，为保障智能化技术可以更有效的应用于在现代的建筑电气工程当中，不仅需要对相关的理论加强研究，更要不断的将发达国家拥有的先进实践经验引入进来，借鉴先进的实践验验，依据我国建筑电气工程的实际情况进一步开发更多的新型应用领域，扩展智能化技术的应用范围。此外，还需要进一步加强智能化技术在建筑电气工程实践应用方面的，让智能化技术可以实践中发挥其作用。

5 结语

当然当前智能建筑的开发仍旧不够成熟，今后智能建筑仍有许多现代科技与现代技术需要处理与挖掘使用。在不断完善智能化标准、智能化体系的过程中，提高建筑物的性能与水平。智能建筑的体系建立应当充分考虑与使用智能技术、智能电气，打好基础性框架工作规范与推动建筑的智能化发展。要立足于信息化、生态文明社会建设理念追求，打造能够对社会产生积极效益与影响的建筑行业格局。