智能建筑理念下建筑电气智能化设计探析

2020-11-26李小龙

建材发展导向 2020年20期

李小龙

（山西建设工程集团有限公司山西太原 030000）

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城市现代化步伐加快，建筑行业发展迅速，人们对建筑的功能需求越发多元化，建筑工程中的智能化技术也在不断完善和优化，种种因素促成了现代智能建筑理念的发展以及实现的可能。而随着精密传感技术和GPS 定位技术的发展，人工智能更是突飞猛进，各行各业的工作开展更加便捷，特别是信息的采集和处理更加便利。智能建筑中的电气工程需要采集声音、语言和图像等信息，集成处理后输入智能化系统进行分析运算，从而形成建筑电气工程系统各个模块的可靠的智能化，包括智能化功能的实现和电气工程运行的高效、精密和准确。而包括人工智能在内的各项技术的发展为智能建筑的发展奠定了深厚的基础。

1 智能建筑概述

1.1 智能建筑简介

智能建筑往往被认为是集合了现代高科技的成果。智能建筑的技术基础来自于建筑技术、计算机技术、物联网技术、通讯技术和控制自动化技术等。智能建筑的概念来自于20 世纪后半叶的美国，当时美国注重社会信息化和贸易全球化的发展，这在一定程度上推动了智能建筑这一概念的扩展和延伸。

1997 年，清华大学教授张瑞武提出，智能建筑指的是集合智能计算机技术、通信技术、信息技术与建筑技术，自动监控设备运行，并将获取的信息数据优化组合后所获得的符合信息化社会需求的高性价比的建筑物，同时这些建筑物具有舒适安全、灵活便利的特点。

国外对智能建筑的描述更加直白，日本认为智能建筑指的是有效利用现代通信和信息设备与技术实现建筑高度自动化综合管理的“智能大楼”。而美国学者则定义为通过建筑的系统、结构、管理和服务的最优组合为用户提供高舒适度、高效、高性价比的建筑。

1.2 建筑电气智能化控制的主要优势

相较传统自动化控制功能，建筑电气智能化控制有独特的优势和特征，主要体现在3 个方面建筑自动化，通信自动化和布线综合化，使用建筑电气自动化控制的建筑也被称为“3A 智能化建筑”。

探讨智能建筑的优势，首先要从智能控制系统与传统控制系统的功能入手。无论是智能建筑的控制系统还是车载装置的控制系统，其研究对象是对象的不确定性，也就是在一个较大的范围内变动对象模型的结构和参数，而这个结构和参数往往是未知的或所知甚少的，相比较而言传统的自动控制面向确定的模型。这为智能控制收集使用者的获得信息并进行分析和处理提供了便利。智能控制系统和传统自动控制系统的输入输出设备及信息交换模式不同，传统自动控制系统任务单一，实际运行十分不便。传统自动控制系统限定输出量为定值或按照固定的轨迹跟随期望值，缺乏灵活性，运用在建筑电气智能化中显然无法满足使用者个性化和多元化的需求。而智能控制系统则能够在应对不确定性的基础上，对使用者的控制策略、行动对象以及环境信息有所掌握并加以运用。

智能控制系统结构可变，具有自体优化的能力，同时能够快速自学习以实现自适应和自组织的功能。智能控制系统能实现混可控制过程和多模态控制方式，具有自我修复补偿的能力和判断决策能力。

相比传统的控制系统，智能控制系统能够智能化地完成目标控制任务，这使未来的智能建筑有了实现更多功能的可能。

2 建筑电气智能化设计与应用

2.1 建筑电气智能化设计的原则

基于智能建筑理念的建筑电气智能化设计，应当满足节能、安全和电控化的要求。智能建筑的一个首要特点就是节能，因此建筑电气智能化设计必须满足降低能耗，减少资源使用的要求。建筑的安全性关乎使用者的人身生命安全，无论是居住、办公或其他用途，建筑电气自动化设备设施的安全性都必须重视。建筑电气设计的电控化有利于简化工作流程，降低工作量，是减少人力成本的重要措施。

2.2 建筑电气智能化设计的技术应用

2.2.1 智能安装技术

现代建筑中的门窗与以往大不相同，仅仅是入户门这一项，旧的非智能化建筑中的入户门一把钥匙可以打开，逐渐发展到指纹锁，声音锁，而新的智能锁融合了红外感光技术、人脸识别技术和视频监控技术等，这些技术的整合有效提升了智能建筑中的安全性，也契合了使用者的多元化需求。

智能安装技术还可以接入建筑物的室内电气设施设备监测，通过监控人们行走和说话的声音振幅以及光照强度，实现对公区照明的智能化管理，避免在无人时段消耗电能，在必要时也能够及时开启照明系统供人们使用，兼顾节能和便利性的需求。

2.2.2 智能家居技术

计算机技术和互联网技术以及通信技术的发展，使物联网成为人们熟知的概念。智能家居在此基础上发展，人们即使不在家中，远离电气设备设施，也可以通过手机App 等通信设备设施实现对家居用品的远程自动化控制，例如远程操控的监控摄像头有利于家庭安全性的提升，而电饭煲、热水器等设备设施的可以在人们返程途中提前开启，进门就可以使用，种种功能提高了人们生活的便利性。

3 建筑电气智能化设计的现状及发展趋势

3.1 建筑电气智能化存在的问题及对策

3.1.1 设计施工缺乏标准化

高素质且有丰富经验的施工工人是建筑电气智能化的施工必不可少的资源，而要确保建筑电气智能化的设计能够真正实现，则要求施工现场各部门的密切配合，这同样有赖于施工工人的实现。但是目前一些设计施工单位重设计轻施工，对施工人员的素质不够重视，缺乏有吸引力的薪资待遇，也就很难招募到优秀的施工人员和监理人员，而监管不足以及施工经验不足的双重作用就会导致现场施工无规范，不标准，施工错误时有发生，导致建筑电气智能化设计的功能无法达成预期。

针对此现象，施工企业应予以足够重视，吸引优秀的施工工人参与进来，并不断通过企业文化的熏陶，加强施工工人的责任心。更重要的则是设定现场施工的严格标准，确保施工过程中严格按照标准进行，保障施工质量。

3.1.2 施工方案及现场组织不合理

由于施工过程中缺乏标准，施工前不组织施工方和设计方的沟通，现场施工方案的设计不合理，与设计方案不匹配，现场组织不符合实际，直接影响到施工效果和施工质量。

针对此现象应对施工方案进行周期性调整，确保现场施工符合最初设计的思路和预期目标。

3.2 建筑电气工程智能化的发展趋势

建筑行业的发展和计算机技术、互联网技术的共同进步，必将带来建筑电气智能化设计的不断优化，更高效、舒适、安全、节能的智能建筑将会出现，人们越来越个性化的需求也会得到满足。未来的建筑电气智能化技术发展将不断优化建筑测量技术，并提升建筑的精准性。同时无论是建筑施工过程中还是建筑投入使用后，智能化电气设施对故障的监测能力也将随着可监测指标的不断丰富而得到提升。另外，智能建筑中的可视化操作设备将更加丰富和完善。