建筑电气和智能化控制系统的开发应用

王斌

（甘肃中锦建筑工程有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

随着现代通信与计算机网络技术、智能控制技术的发展，电气自动化程度不断提高。信息技术深入到社会各领域，对人类社会进步发展产生巨大的影响。各类建筑受到影响，使人们对工作生活建筑环境安全舒适性等方面提出更高的要求，强调低能耗绿色建筑是可持续发展的目标。我国住房现状是人口众多，住宅小区建设潜在需求量大。人们对住宅建筑追求不再局限于外表装饰，一些发达城市中出现智能建筑为人们接受。住宅建筑随着年代的发展变化，早期住宅以栖身为目的，现代住宅功能拥有满足人类享受舒适生活的要求。21世纪住宅建设的主题是生态智能。为提高住宅建筑功能质量，建筑智能化系统迫切需要利用先进技术满足居民生活需求。为稳固建筑行业市场竞争地位，要求推动智能家居的实现。

1 建筑电气智能化发展

智能建筑的概念由美国人提出，美国智能建筑学会定义为通过优化建筑物结构服务等基本要素，提供投资合理、舒适便利的环境。智能建筑共同特性是结构设计可适应便利的变化。欧洲智能建筑集团定义为创造可使用户发挥最高效率的环境，最有效地管理资源。智能建筑应提供高效率的环境[1]。日本对智能建筑定义为确保建筑物内人员满意舒适，提供周到的管理服务，针对复杂多样的办公及经营策略做出灵活的响应。《智能建筑设计标准》定义为兼备建筑设备、集结构系统级管理优化组合，为人们提供高效便利的建筑环境。

智能建筑是通过对结构系统服务要素内在联系，先进的计算机技术、通信技术建立计算机系统管理的集成系统，提供拥有高效优雅舒适安全的环境空间。智能建筑要帮助业主在费用开支、商务活动等方面利益有最大回报。建筑智能化是在建筑物内进行信息管理的能力，涵盖信息收集与分析处理。建筑智能化系统工程技术内容包括对系统工程建设需求分析，系统设计与设备选型；系统集成做成深化系统设计，系统的实施验收。建筑电气智能化是信息时代的产物，具有智能化建筑属性。建筑智能化发展可追溯至19世纪，为对采暖等设备控制，美国公司生产机械控制器。随着科技的进步，控制器不断更新。50年代初发达国家在建筑物中采用电子器件组成控制系统，操作按键通过线路连至机电设备，对机电系统实现自动控制[2]。21世纪计算机网络技术在智能系统中得到应用。智能化系统为企业建筑实时控制网络，中央站嵌入web服务器，使系统与Intranet融为一体化系统。

建筑电气智能化在我国起步较晚，大多数建筑单位不了解建筑智能，导致我国智能化建筑较少。如综合布线系统是连接3A系统控制信号基础设施，大多数建筑楼宇保安自控等系统独立，未实现计算机网络管理。建筑物建成后主要结构不会发生变化，随着技术经济发展，建筑物智能程度不断提高[3]。建筑智能化市场缺乏政府部门统一管理，制约我国智能技术的发展。如供配电由供电部门管理，楼宇部分由建设部门管理。各部分分块管理缺乏统一协调部门，难以达到智能建筑水平。加强对建筑电气智能化控制系统技术设计研究，对促进我国建筑智能化发展具有重要意义。

2 智能化建筑电气工程系统

建筑智能化系统由建筑管理系统与信息网络系统组成。建筑管理系统包括安全防范系统，建筑设备自动化系统与消防联动系统。将相互关联的部分以控制为目的集成构成建筑管理系统。通信网络系统包括计算机网络与通信系统。通过网络布线将相关设备组成一体化系统，连接无线通信系统、有线广播系统、多媒体通信等。信息网络系统集成办公自动化系统与物业管理系统，物业管理系统包括楼宇物业等内容，是应用通信技术等先进技术，使人们办公业务借助办公设备构成服务于办公目标的人际信息系统。

建筑智能管理系统将不同功能的智能化子系统功能连接，实现综合信息与资源共享，可实现对CNS，BMS的监控管理。建筑管理系统BMS包括安全防范系统SAS与消防联动系统FAS，建筑设备自动化系统BAS是狭义的建筑设备自动化系统。供配电系统设计要考虑供电可靠性的要求，合理划分用电设备的负荷等级，电力负荷等级划分根据供电可靠性确定。按照《民用建筑电气设计规范》对电力负荷分为三个等级。智能建筑用电设备很多，可将用电负荷分为保安型与保障型[4]。智能建筑用电设备中保障型负荷为二级负荷，保安型为一级负荷。智能化建筑具有多元化功能，内部配备电器设备用电负荷大，对供电质量要求高，具有火灾隐患多，人员密度大等特点。

目前主流建筑控制系统集成控制方式分为现场总控制系统，集散式控制系统等。国际上影响较大的系统产品公司有美国的Johnson Control，德国的SIMENS等。西门子公司的600APOGEE楼宇自动化系统是广泛采用的建筑智能化产品，系统是结构化模块式体系。现场直接数字控制器DDC实现对分散设备分布式控制。S600系统与现场DOC组成集散型控制系统。用于实现暖通空调、照明等系统监控。系统网络分为楼宇级与管理级网络结构。Insight系统管理平台功能包括系统网络结构、点编辑器、日常安排表、系统报警管理等。MBC是Apogee系统现场管理的组成部分，工作于楼宇级网络，可独立工作或完成复杂监控功能。MBC对FLN装置进行集中监控。

3 建筑电气智能化控制系统设计应用

建筑电气智能化系统具有很多优点，电气智能化系统得到应用，改变传统住宅建筑设计存在的系统分离问题，将子系统归纳到计算机网络，利用控制平台实现对小区电气系统智能化控制。智能化系统控制能力增强，能解决传统电气系统存在的测量误差问题，强化数据的判断准确性，快速解决系统故障问题[5]。电气智能化系统实现能促使工作人员结合电气设备运行情况进行问题分析，提升系统运行的稳定性。

住宅小区建筑电气智能化系统设计需要设计人员从多层面分析，保证电气智能化系统设计合理性。某住宅小区二期工程规划面积6.23万m2，容积率为2.5，住宅整体包括2层地下室，28层住宅楼三栋，建筑抗震烈度为6度。建筑电气智能化控制系统设计包括照明系统、消防系统与弱电系统等。随着科技的发展，现代住宅小区照明系统智能化设计得以实现。在设计照明系统时为方便开展故障应急处理，应采用10kv电源供电。为满足小区正常运行，设计特殊位置应急照明系统应确保照度不低于5LX。小区内部疏散指示灯设计，应合理把握指示灯的位置。距离通道顶部0.1m，要求设计人员遵循相应的规范标准，确保系统具备火灾报警功能，应考虑使用ZR-BVR-2×4.0mm电源线。

智能建筑中弱电包括国家规定要求安全电压等级，分为直流36V与24V以下低电压电能，载有各类信息的信息源，住宅小区弱电系统智能化设计中为实现访客可视化系统设计目标，为达到预期通信效果，应在距离住宅0.5m设置配线箱。从电化通信系统运行稳定性考虑，应设置相应的RJ45/RJ11型插座面板，需在系统内设置可识别指纹模组，达到准确的指纹识别效果。由于小区建筑高度较大，需设置相应的防雷系统。应从小区实际出发，选择电源防雷器，提升防雷系统的稳定性。在小区分配电箱内设置电源避雷器，防雷系统设计中做好传输系统防雷保护。设计人员可利用ZGB003J防雷器，防雷器工作频率控制在40-800MHz内。起到良好的防雷效果。

消防系统设计及合理性关系到小区安全，智能化消防控制系统应具备相应预警功能，小区建筑智能化系统设计中，可在地下停车库设置高灵敏度的感温器，确保相关管理人员通过系统图像显示信息观察，及时发现火灾隐患，有效开展火情处理，保障小区居民生命财产安全。在智能化消防控制系统设计中，应及时把握消防事故处理情况。智能化消防控制系统具备监测火灾功能，在公共场所等位置安置感温器，避免火灾事故方和僧危害群众生命财产安全。智能化消防控制系统设计实现空调送风，达到疏散通道控制目的。

4 结语

随着信息技术革命法制，住宅楼电气设计应跟上时代步伐，在保障经济实用基础上引入高科技技术。当前时代下，传统住宅小区建筑电气设计无法满足居民生活需求。建筑电气与智能化控制系统设计是复杂的系统工程，建筑设计师在电气设计中要强化智能化技术的应用，构建完善的智能化控制系统，达到电气智能化控制目标。为满足居民生活需求，要求基于保障居民生活品质推动小区建筑电气智能化发展。本文对建筑住在小区进行供配电及消防联动系统等方面方案设计，使得小区安全可靠运行，促进建筑电气智能化发展。