楼宇智能化技术在建筑电气设计中的问题与建议

柴国强

摘要：伴随着我国当今国民经济、科技水平的增长，各项建筑领域中纷纷将现金的科学应用技术运用到工程建筑施工过程中。其中，在建筑电气工程领域中，楼宇智能化技术的应用变得越来越普遍，但是在此基础上，该智能化技术在实际的工程施工中还存在诸多的应用误区。本文就楼宇智能化技术在建筑电气应用中存在的问题与解决对策进行了一系列的分析与研究，希望能够为我国当前在建筑电气领域施工技术的发展创新提供一些有效的参考意见。

关键词：楼宇智能化技术;建筑电气设计;问题;建议

引言

现代建筑是一个国家经济、政治、历史和科技发展的产物，具有一定的时代性和民族性。随着社会智能化建设的推进，建筑电气系统的研发是现代建筑发展的主要内容之一。因此，如何将智能化的网络技术、多媒体技术、通讯技术等和现代建筑有效结合，实现楼宇监测的自动化和信息管理的高效化，为用户创建良好的生活环境或工作环境，是目前建筑行业关注的重点内容。本文就楼宇智能化在建筑电气应用中存在的问题和对策展开研究，希望能为现代建筑的发展尽一份绵薄之力。

1楼宇电气自动化设计概述

对于现代建筑设备自动化设计中，建筑电气系统功能的发挥十分关键，这是建筑电气设备运行安全的基本条件，同时能够实现系统组合的优化，使相关资源与能源消耗得到有效控制。对于建筑防雷、监控系统而言，在设计过程中必须注重协调性与统一性，促使建筑设备弱点设计在可靠性与安全性得到体现。建筑电气自动化系统设置了中央管理统计机，该系统将操作、报警、优化、打印等各项功能有机结合到一起，这显然是传统仪表控制功能不具备的特点，与此同时，在分散了集散控制系统之后，人机交互也得以实现，系统管理的统一性得到提升。

其次，楼宇智能化电气设备接地设计对于建筑接地系统而言也有着积极的影响，这与建筑供电系统的整体安全有着十分紧密的联系。基于传统接地设计控制理论的建筑电气设计沿用了集散统计机系统，电子设备在运行过程中会受到干扰。而电气自动化在楼宇智能化中的应用则解决了这一问题。

此外，建筑物电气自动化系统设计还需要以上级批示文件为依据进行具体操作，确保设计成果与建筑到位要求以及工艺设备清单相符合。在设计建筑电气自动化系统的过程中，还需要严格遵守国家相关规范标准。使建筑物整体机电设备信息得以分类与整合，基于此展开研究与处理，才能够实现控制技术的优化，使电气自动化系统的设计目标得以实现。与此同时还能够提高系统管理的全面性与统一性，使其运行状态更加稳定，实现系统成本的有效控制。

2楼宇智能化在建筑电气应用中存在的问题

2.1性能问题

2.1.1电位连接设计

关于智能化建筑电气设计各环节，电气人员往往忽视电位连接设计，然而电气电位连接设计和接地的作用是类似的，对预防电力故障、电击事故、火灾等问题有一定程度的作用。由此可见，关于电气系统的电位连接设计是完全必要的。

2.1.2配电变压器的选择和设计

在整个电气系统工作时，变压器的效率最大，通常是其他电气设备的90%左右，因此电气人员在选择配电变压器时，要综合考虑变压器容量和负荷。除此之外，还要考虑变压器在高速运转时，周围环境或温度对其的影响，预防变压器突然损坏。

2.2节能问题

就电气行业发展现状而言，国内建筑业致力于电力新技术和新能源的开发。至今为止，风能、太阳能等新技术已被广泛运用于各行各业，尤其是智能建筑的節能优化方面，有一定的环境效益和经济价值。尽管我国在新能源的开发和应用上已有所发展，然而智能建筑电气节能技术仍然处于萌芽时期，存在较多问题，比如电气安全施工监控的缺乏、还未实现自动化的建筑节能、协调控制不全面有效等。总而言之，楼宇智能化在电气应用中的节能设计要遵循安全性、环保性、实用性等原则，还要符合我国建筑设计的相关政策规范。

2.3安全问题

2.3.1电气接地问题

目前，电气接地问题是建筑电气系统最主要的问题之一。如果未进行专业的智能接地，整个电力系统都将存在安全隐患。比如建筑内的架空电缆建设，必须进行重复接地，才能保证安全性和稳定性。这是由于一旦建筑电气设备漏电，都会影响整体电气系统的安全性。

2.3.2线路老化问题

目前智能建筑内采用的电线电缆的外层包裹材质大多是橡胶和塑料，长期裸露在外会产生腐蚀现象，甚至外层橡胶或塑料脱落，线路绝缘性丧失。尤其是天气潮湿的情况下，极易发生火灾等灾难。除此之外，一些未经质量认证的电线，往往也存在一定的安全问题。

2.4建筑防雷问题

至今为止，许多建筑电气人员依旧采取传统方法设计建筑防雷系统，然而这种方式是缺乏理论依据的。对于现代智能化建筑的防雷设计，要尽量选取金属质地的防雷设备，并做好防雷接地工作，从而实现建筑内的电位平衡，提高智能化楼宇的安全性能。

2.5人员管理问题

目前，国内建筑电气人员在电气安装施工方面的经验相对缺乏，整体施工效率偏低，质量得不到保证。虽然电气人员有较高的技术技能，然而其缺乏一定的建筑经验，会导致施工计划和施工图纸的不匹配。

3电气自动化系统的关键部分

3.1TN-S系统

如果建筑物变配电独立性不强，那么TN-S系统接地具有较强的适用性，该系统的中性线N与PE保护接地线除了共同接地之外，没有连接其他电气部分。TN-S接地系统的基准点位基本符合安全要求，相较于TN-C-S，TN-S选择的技术措施大致相同，智能建筑物接地系统都选择TN-S。智能建筑大多采用单相用电设备，其承受着较大的负荷，通常情况下，如果三相负荷稳定性有所欠缺，那么就会使随机电流流入中性线N。当智能楼宇照明主要采取荧光灯，使中性线电流增加，那么就会提高火灾率。基于TN-S系统下PE线与N如果与外壳相连，那么就会极大的增加火灾事故率，并且造成较大范围的影响。如果N线、PE线以及直流接地线连接在一起，那么电子设备运行就会受到干扰。由此可见，电子设备直流接地、安全保护接地以及防雷保护接地等对于智能楼宇而言至关重要。此外，在楼宇智能化中，需要确保静电对程控交换机房、计算机房以及消防火灾监控室等的影响得到有效控制，并且还要预防电磁波对精密电子仪器的干扰，因此就需要将屏蔽接地与防静电接地引入到楼宇智能化设计之中。

3.2TN-C-S系统

TM-C-S系统由两部分组成，即TN-C系统与TN-S系统，其分界面为N先和PE先的连接点。通常情况下，建筑供电区域变电场所是该系统的主要应用范围，TN-C与TN-S系统分别在进户前后使用。

4楼宇智能化在建筑电气工程的应用

4.1楼宇智能化故障监测分析技术在建筑电气工程中的应用

在传统的建筑电气工程施工故障监测工作中，基本依靠人力进行作业，加大了财力、物力投资的同时，还会为今后的工程施工无形中埋下安全隐患。将智能化的技术应用到该项工作后，一旦出现电气施工系统故障，智能化的技术程序就会立刻发出警告，并对故障部位进行重点监控。另外，在将施工数据进行智能化故障监测分析过程中，只需要将故障数据提供给智能程序，就能进行模糊逻辑、神经网络技术自动进行故障分析工作。例如：当支撑电气工程施工的变压器发生设备故障的时候，智能化系统就会根据当初输入的数据参数进行自动分析变压器油体中的多项气体组成成分，在此基础上将设备故障的监测范围缩小，提升工作效率。

4.2楼宇智能化技术在电气自动控制工程中的应用

在未利用智能化技术之前，建筑电气工程通常将自动控制与保护系统进行事故预防，而现在智能化技术的出现，其会自动定位故障部位并依据工程线路和整体的配置情况进行全局监控工作。另外，还可以将工程中监控到的详细数据信息通过远程传输的方式传送到相关施工计算机系统中，由计算机进行工程全面的数据分析总结工作，将工程中存在的具体问题进行具体解决。

4.3楼宇智能化技术在优化设计建筑电气工程施工方案中的应用

在进行优化设计建筑电气工程施工方案的工作过程中，智能化技术主要起到两点作用，一种是智能化技术遗传算法，另一种是智能化技术专家系统算法。其中遗传算法的应用技术面比较广，该算法的运行原理主要将生物进化论中的选择性理论与遗传学的存在机理进行有效模拟，并在此基础上根据其中的进化规律进行随机选择。这种算法是一种计算模型的先进处理技术，在建筑电气工程中施工方案优化设计中具有十分重要的地位。另外，也可以将专家系统法与遗传算法进行结合使用，从而达到建筑电气工程设计方案的优化目的。

5电气保护

5.1交流工作接地

变压器中性点或中性线接地即指的是工作接地，应选择绝缘铜芯作为中性线材料。在配电中，交流工作接地可以为等电位线端子提供辅助，通常情况下，等电位端子以箱柜为活动场所，究其原因，就在于该接线端子外露是不允许的，并且不能够连接其他接地系统。通过中性线接地，三相电压平衡就能够得以维持，如此一来零序电压偏移就得以预防，并供单相电源使用。

5.2安全保护接地

安全保护接地也属于接地系统的一种，其是通过电气设备不带电金属与接地体做良好金属连接得以形成的。换言之，就是通过PE线来连接大楼内部用电设备及其附近的金属构件。对于现代化建筑而言，其中的设备大多对安全保护接地有明确要求，例如强电设备、弱电设备等等。基于安全保护接地，才能够为人们的安全提供可靠保障，使非智能设备得以可靠运行。

5.3屏蔽接地与防静电接地

屏蔽与正确接地可以使电磁干扰得到有效保护。应连接PE线与设备外壳。在导线屏蔽接线中，应将PE线连接到屏蔽管路两端。室内屏蔽也需要与PE线进行可靠连接。在现代建筑中，由于房间相对干燥、洁净，因此人在行走以及设备移动过程中会产生静电，此时就需要采取相应的防静电干扰措施。

5.4直流接地

对于智能楼宇而言，其中的通讯设备、计算机等自动化设备非常多，在设备运行过程中，信息的传递、转换都需要基于微电位实现，并且互联网也成为设备工作的关键。因此，为了使设备能够更加准确的运行，就需要提高供电电源与基准点位的稳定性。

5.5防雷接地

智能楼宇的电子设备与布线系统数量庞大，其耐压等级普遍偏低，防雷击能力较弱，并且很容易受到外部干扰。一旦发生雷击，那么这些设备与系统的运行就会受到严重的影响。因此，在智能楼宇接地系统建设中，必须基于防雷接地系统，提高防雷体系水平。基于电气自动化的应用，楼宇智能化中的电气设备运行安全性显然得到显著提升，例如浪涌保护器，其目的就是使不同防雷去交界无法穿过导线，进而有效控制入侵的雷电波产生的电位差，使设备得到保护。

6建筑电气人员的技术对策和管理对策

6.1技术对策

第一，要定期对电气人员进行技术测试，并且适当披露测试结果。要严格要求施工队的安装质量，从施工现场着手，有效降低建筑危险性;第二，要严格按照设计图纸，若有设计变更问题，需经由设计人員、施工负责人、监工小组签字同意，不可擅自修改图纸;第三，电气安装工程在施工之前需得到相关质检部门的许可，安装材料要符合设计要求;第四，对于电气安装工程的验收，要始终坚持严格性、高标准性的原则，严格检查管线钢管、电气设备、接线盒、防雷装置等方面，有效改善以次充好的现象;第五，确保电气系统的完整性，比如是否符合图纸设计要求、价格是否真实客观、有关证件资料是否齐全等。

6.2管理对策

针对电气人员的管理，施工单位要引进高技术人才，重视员工培训工作，构建有效的电气人员管理制度，某种程度上推动现代智能化建筑的发展。总而言之，我们要对楼宇智能化中电气应用有全新系统的认识，高效的电气人员管理制度对智能化电气系统的广泛应用有积极的推动作用。伴随信息技术的发展，要不断推动现代工程建设横向体制的构建，促进国际学术交流，根据市场发展规则来完善电气人员的管理体制，从而推动我国智能化建筑的未来发展。

结语

总而言之，智能建筑电气系统是科技时代发展的产物，是现代建筑和信息技术融合的结晶。随着城市现代化步伐的加快，许多智能建筑拔地而起，现代智能建筑的规模持续扩大，对应的电力系统也要随之发展。在可预见的未来，传统建筑也必将越来越智能化，这是社会进步的必然性所决定的，建筑智能化的发展前景不可估量。

参考文献：

[1] 赵利娟.立足网络大环境迎接综合布线发展新机遇———访南京普天天纪楼宇智能有限公司副总经理曾宇山[J].智能建筑与城市信息，2015（01）：36.

[2] 王明泉.浅谈楼宇智能化中电气自动化的应用[J].科技资讯，2016，（33）：95-95，97.

[3] 符明.电气自动化在楼宇智能化方面的应用[J].价值工程，2017，34（35）：87-88.

（作者单位：融创文旅集团）