智能化技术在建筑中的安全节能应用

（信阳职业技术学院建筑工程学院，河南信阳市，464000） 唐 飞 付 慧

随着建筑技术的发展，人们对于建筑设备提出了更高的要求，除了满足基本的功能之外，还需要满足安全节能的目的。建筑设备中的给排、供暖、通风、空气调节、照明、安防等系统构成了建筑结构的主要内容，智能化技术是将建筑内的设备结合成为统一的系统，从而根据内外环境以及设备运行情况，确保设备处于最佳运行状态。智能化技术能够有效控制建筑设备的运行，调节设备参数，并且实现在线监测与监控，及时开展异常预警，实现智能化管理。智能化是建筑设备发展的主要趋势，也为人们提供了安全、节能、环保的保障。本文将智能化技术引入建筑结构中，分析其中智能化在建筑结构中的具体应用，分析其应用价值，期望能够推动相关建筑工程的发展，达到节能环保、安全便利的目标和意义。

1 建筑智能化技术系统研究

1.1 智能化系统工作原理

建筑结构智能化系统是一个自动控制系统，通过对建筑设备状态进行监控，从而设置电信号，传输到建筑设备运行现场，从而实现自动条件与管理运行。从建筑结构智能化系统来看，建筑结构智能化系统主要由以下结构构成：①两级网，主要是由一级网络和二级网络构成，一级网络是建筑结构的物联网，二级网是工业控制总线，主要承担着数据采集和信息传输的功能；②四级控制，第一级控制为建筑结构的中央监控，一级网和二级网之间的主控制器构成第二级控制，承担着协调第一级和第三级控制系统以及通信的功能，并且发出异常警报；③现场控制设备为第三级控制系统，能够现场采集、处理以及控制信号，包括空调控制、照明控制等；④第四级控制是安装在建筑设备商的传感器和执行器，通过I/O设备进行连接。

1.2 智能化技术系统常见设备

建筑结构智能化系统常见的设备包括现场控制器、传感器、执行器等设备，设备的作用如下：①现场控制器，现场控制器是在安装在各类建筑设备附近的设备，在智能化系统中，现场控制器通过与总线和建筑设备传感器相连，接受中央监控设备的控制，对建筑设备进行控制管理，常用的现场控制器为直接数字控制器，通过内部控制，从而确保被控参数符合要求；②传感器，常见的建筑设备传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、流量传感器等多种类型，温度传感器通过内部测温元件，实现室内温度、室外温度的感应，压力传感器主要是对建筑结构的水压和风压进行测试，并且控制其运行情况；湿度传感器主要是感应周围环境中的湿度变化，从而控制内部湿度控制装置的运行；流量传感器是对建筑内部的水流量进行测量，以实现有效控制[1]；③执行器，执行器是智能控制系统的末端主控元件，常见的执行器包括电动风门、电动调节阀和电磁阀。

1.3 智能化技术系统功能

通过建筑结构智能化系统，能够实现下列功能：①自动监视与控制机电设备，通过传感器感知设备的运行窗口，并且显示在中央监控器上，通过中央监控器能够了解设备的运行参数以及运行情况；②自动检测设备变化趋势，显示建筑设备的历史数据以及变化趋势，如果设备参数出现异常，则可以实现自动报警；③在线监测并且及时处理意外，系统能够实现在线监测，如果设备出现异常，智能化系统可以及时处理异常情况，选择开动或关闭以确保系统稳定运行[2]；④自动调节，对设备的运行状态进行调节，确保设备处于最佳运行状态，为居民提供舒适的居住体验；⑤统一协调管理，智能化系统对建筑设备进行协调控制与统一管理，实现不同系统之间的协调运转，以达到整体最佳效果；⑥安全节能，通过对建筑设备进行控制，实现能源管理自动化，同时加强设备安全管理，以实现安全节能的效果。

2 建筑工程概述

2.1 工程概况

建筑工程为办公大厦，主要是由主楼和裙楼构成的建筑结构。办公大厦主楼共30层，地上建筑为28层，地下建筑为2层，主要是为办公、运动、餐饮、娱乐等提供场所。裙楼共4 层，主要是为会议提供场所。建筑总面积为3.5 万㎡，其中的建设设备包括空调、通风、给排水、照明和安防系统。空调系统为中央空调，包括空调机组、热交换站、冷冻站等设备；通风系统包括正压送风机以及排风机；给排水系统包括给排水管道、生活泵、高位水箱等设备。（详见表1）

表1 建筑设备管理系统构成

2.2 智能化技术系统

建筑设备智能化系统主要是对建筑设备进行统一管理，从而实现不同设备的协调运作。为了达到安全节能的目的，建筑大厦选择基于LonWorks技术的现场总线系统，该系统主要是由传感器、执行机构以及模块化智能控制器构成，能够实现分布式监控管理。

3 建筑结构智能化技术应用

3.1 智能空调系统

传统的空调系统是利用红外遥控器控制的系统，但是控制距离较短，不利于现场控制。随着智能技术的发展，智能化控制手段也更加丰富。办公大厦的空调为重要空调，主要由4台空调机组构成，实现对建筑大厦内的空气和温度进行调节。

智能空调系统的控制与管理应用如下：①温湿度控制，通过系统的温湿度传感器，了解系统内的温湿度，将数据传输到DDC后，经过运算，输出相应的电压控制信号，从而调节温湿度的阀门开关，从而实现对温湿度的控制；②人性化便利控制，智能化空调系统根据环境变化、光照强度、大厦内人群数量、温度差距等进行自动调整，从而实现是温湿度的控制，确保设备处于最佳运行状态；③启停时间控制，利用压差开关对空调启停等进行控制，从节能的角度出发，控制风机启动和停止的时间，如果压差过低，发出故障信号，并且实现停机；④标准化数据管理平台，智能控制系统能够对接控制器模块，对空调系统进行远距离控制，并且分析空调运行数据，从而实现对空调系统的自动控制。相对于其他空调系统，智能空调系统能够在线监测空调运行状态，接入空调云服务，在对空调实时监测的基础上，开展自动控制与管理[3]。智能系统具有自动化调控的优势，能够达到节能效果。

3.2 智能安防系统

智能安防系统是通过网络传输安防业务数据，由管理平台对安放数据进行管理，记录安放数据并且下发决策，以实现安防管理。传统的安防系统依靠人工防范，需要耗费大量的人力物力，而且具有安防漏洞。智能安防系统利用智能化建筑监控设备，实现安防无人监控管理。

智能安防系统主要是由门禁管理系统、视频监管系统、入侵报警系统构成，具体的运行如下：①门禁管理系统，对进入建筑区域的人员进行管理，记录进出人员的信息，为后续的统计和查询提供便利；可以使用IC卡、人脸识别、二维码等方式开展门禁管理；②视频监管系统，主要是由高清摄影机、数据传送和现实、控制部分以及监管控制系统构成，对大厦的公共区域进行摄影管理，实现有效监管；③入侵报警系统，主要由无线红外探测器、报警终端主机、管理平台等构成，对于入侵大厦的异常情况进行报警；④其他系统，除了以上系统之外，还包括消防安全管理系统、电子巡更系统、车辆管理系统、公共广播系统。智能安防系统能够对建筑结构进行有效管理，并且能够利用智能化系统，开展无人化监管，以提升监控效率，预防重大安全事故。智能安防系统通常设置在大厦入口、大厦公共区域等区域，通过对重点区域进行识别，以实现对大厦内部安防情况进行全面监控管理。

3.3 智能给排水控制系统

建筑的给排水系统主要由4 台生活水泵、4 台排污泵、2个高位水箱和1个储水池构成，具体的控制如下：①生活水泵的自动控制，将高位水箱的数据传输到控制系统，由DDC 发出信号，并且进行自动控制管理，如果高位水箱页面高于停泵水位则自动停止生活泵，如果低于启泵水位则自动启动生活泵；②液位检测与自动报警，对高位水箱的液位进行检测，如果水位低于报警水位，则启动自动报警；③排污泵的自动控制，对集水坑液面进行监控，管理系统对信号进行判断，自动控制污水泵的启停，实现对排污泵的自动控制。

4 智能通风系统

通风系统是由排风排烟机、正压送风机等构成的，智能通风系统的控制方案主要是通过监控通风情况，以完成正压送风机的启停、排风排烟机的启停等自动控制。通过在线监测，实现故障状态报警，为后续的维护管理提供参考。

5 结语

综上所述，将智能化技术应用于建筑结构中，能够对建筑设备进行有效管理，从而改善建筑设备运行情况，通过在线监控、自动化控制与管理，从而对建筑设备进行有效控制，确保建筑系统处于最佳状态，为人们带来安全舒适的体验，同时达到节能环保的目的。在建筑设备运行中，智能化通风系统可以控制温湿度、给排水控制系统可以控制给排水管理、安防系统能够提供安防监控、通风系统可以提供通风管理，通过综合各种系统，可以对建筑设备进行有效控制，实现统一控制，协调管理。智能化是建筑发展的主要趋势，对于建筑发展具有重要的意义，建筑安全节能方面起着重要的作用。为了推动建筑发展，需要进一步开展智能化应用研究。