智能化技术在建筑电气设计中的应用

杜艳萍

(太原市建筑设计研究院，山西 太原 030002)

电气系统是建筑中的重要系统，其设计既关系着建筑使用功能问题和安全问题，又关系着建筑能耗问题。因此，在现代建筑电气设计中应积极应用智能化技术，以优化其整体设计及各子系统设计，保障良好的电气功能，实现电气安全和节能运行。

1 智能化技术在建筑电气设计中的应用意义

1.1 提高建筑电气系统控制的精准性

实践表明，智能化技术在建筑电气设计中的应用有助于提高建筑电气系统控制的精准性。过去没有应用智能化技术时，建筑电气系统控制的精准性是较低的，其根本原因是数据采集的效率较低。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，则能够大大提高数据采集效率，并基于不断采集的相关数据实现对建筑电气系统的精准自动控制，从而减少人工工作量，降低人工工作难度。

1.2 提高建筑电气系统控制的灵活性

建筑电气系统对控制灵活性的要求极高，过去一般只能够依靠传统经验加上繁琐复杂的相关行业控制模型对建筑电气系统控制进行设计计算，其对模型和数据过于依赖，而模型数据又存在很多误差和不确定性，因此实际系统控制的灵活性较低。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，则能够有效摆脱对模型和数据的依赖，改为基于智能化技术基础上实施系统控制，以此从根本上规避系统控制灵活性低的问题。

1.3 提高建筑电气系统运行的安全性

现代建筑中各类电气设备越来越多，其功能也越来越复杂，虽然大大方便了人们的生活与工作，但与此同时也带来了更高的电气安全风险。电气事故一旦发生，不但会造成巨大的经济损失，更可能会威胁到人们的生命安全。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，则能够有效代替传统的人工操作，使各类电气设备的运行变得更加稳定可靠。

1.4 提高建筑电气各子系统之间的联动性

建筑电气系统中的各子系统既相互独立又整体统一，在实际运行过程中，需要各子系统之间进行良好配合，才能够共同完成有序运作。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，则能够使各子系统之间实现更加紧密的连接与互动，在运行中变得更加顺畅、高效。

1.5 提高建筑电气系统数据处理的一致性

数据处理是电气工程自动化中的关键一环，以往传统的应用技术中，建筑电气系统的数据处理难度往往较大、效率较低，并且数据处理难以达到良好的一致性。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，能够对数据进行统一、一致的处理，从而进一步提升系统的智能化程度。

1.6 提高建筑电气系统监控的全面性

随着现代建筑中所应用的电气设备数量越来越多，使得建筑电气系统的安全风险系数不断增高，在此背景下，给建筑电气系统监控提出了更高的要求。同时，由于建筑中不同电气设备所可能引起的安全事故及其危害程度各不相同，这也在一定程度上提升了建筑电气系统的监控难度。通过将智能化技术应用于建筑电气设计中，则能够强化对建筑电气系统细节处的监控及减少监控死角，以更加及时、有效的发现建筑电气系统的运行漏洞和安全隐患。

2 智能化技术在建筑电气设计中的主要应用

2.1 设计优化应用

建筑电气系统是一个十分复杂、繁琐且专业的系统，其对系统设计要求极高，在实际设计过程中需要对各种因素进行全面考虑。基于此，为实现有效的建筑电气设计优化，进一步提高建筑电气系统的整体运行效率，更好地保障建筑电气系统的运行安全，应在实际设计中充分应用智能化技术。例如，当前在建筑电气设计优化中，往往都会应用先进的计算模型遗传算法，其原理是基于对生物进化过程中的遗传学机理进行模拟，对达尔文自然选择理论进行借鉴，通过随机性搜索来实现计算功能。再如，在建筑电气设计优化中还往往会应用专家系统，目的是保障建筑电气工程施工的精准度。

2.2 自动控制应用

在建筑电气设计中，为进一步提高建筑电气系统的安全性与可靠性，往往需通过应用智能化技术来实现电气系统自动控制。电气系统自动控制的主要意义在于当电气设备发生故障时迅速进行自我控制和保护，从而将故障损失降到最低。一般情况下，可以利用GPS定位系统来强化计算机控制系统功能，以实现对建筑中各类电气设备的准确定位。其次，还可以利用先进的传感技术对建筑中各类电气设备的运行状况数据信息进行详细记录，并实时将数据信息上传到计算机系统当中。总的来说，智能化技术在建筑电气系统自动控制方面应用的关键在于实现对建筑电气设备运行数据的有效采集、分析及处理，并及时发现错误数据，实现自动控制(见图1)。

图1 某电气自动控制系统技术方案

2.3 联动控制应用

在建筑各类系统中，电气系统可谓是能耗最大的系统之一，各种建筑电气设备在运行过程中均需消耗大量能源，在此背景下，如何降低建筑电气系统能耗成为了建筑电气设计领域中的一项重要研究课题。智能化技术的关键就在于“智能”二字，在建筑电气设计中应用智能化技术后，不仅能够实现对建筑电气系统的智能化控制，同时还能够帮助建筑电气系统智能化节约能耗。简单来说，其原理就是通过智能化系统联动控制，使用户可以根据实际需求调节控制电气设备，以减少及避免不必要的能源浪费。

2.4 照明系统联动控制

照明系统是建筑电气系统的重要组成部分，在照明系统电气设计中，应用智能化技术可以有效实现照明系统联动控制，从而使建筑中各类照明设备保持稳定、持续以及最佳状态的运行。在实际设计中，应充分遵循科学的设计思路，根据不同的照明需求合理规划照明配电布局，并依照具体的结构特点对照明设备进行合理安装。具体来说，首先，在基本的照明功能方面，通过智能化系统联动控制，可以在降低照明设备人工控制压力的同时，大大提升其照明效果；其次，在断电故障下的照明系统应急响应方面，通过智能化系统联动控制，可以显著提升其应急响应速度和效率，尤其是当设置了电源自动切换装置后，能够在双电源接入条件下实现无缝续接供电；再者，通过智能化系统联动控制，还可以更好地控制独立发电单元的自启动，从而高效应对大面积停电故障。

2.5 暖通系统联动控制

暖通系统是建筑中的重要系统，其主要功能是为建筑室内提供采暖、通风和空气调节，因此暖通系统的设计质量不仅关系着人们的生活质量，同时还影响着建筑能耗。在暖通系统电气设计中，应用智能化技术可以有效实现暖通系统联动控制，使系统随时都能受智能平台的控制而实现自动调节，或是受用户指令的控制进行调节，从而既确保暖通系统充分发挥出自身功能，又降低了其运行能耗。通常来说，建筑暖通系统中主要包含以下几个模块：送风模块、回风模块以及新风模块。基于此，若想有效实现对暖通系统的整体运行调控，就必须依靠智能化系统联动控制，以此进行整套的智能调控。一般来说，主要的智能调控装置有：稳压制风机、阀门控制单元、温度传感器以及湿度传感器等。暖通系统联动控制在实际运行中通过对相关暖通空调设备的运行状态制定科学的控制逻辑，以此进行调控，在此过程中，一旦发现设备出现了状态异常，系统即会及时、自动地发出报警信息，并自动按照预先设定的控制功能来实施干预，从而将设备故障损失降到最低。

2.6 设备执行系统联动控制

近年来，随着建筑科技的高速发展，建筑电气系统的复杂程度也越来越高，基于此，若想实现对建筑电气系统的有效整体控制，则往往需要应用到模块化控制方式。模块化控制是在智能化系统联动控制的基础上，通过对设备执行系统进行科学设计而实现的。在实际设计中，必须要结合建筑电气系统的实际应用条件，合理地设置导轨式模块。一方面，基于模块的尺寸优势，可以大大提升建筑电气系统智能控制改造的空间利用率；另一方面，基于导轨的强度优势，可以有效省去箱体设计和安装步骤，以显著增强体验效果。

2.7 安全检测应用

无论在任何工作中，都应把“安全”二字放在第一位，建筑电气设计工作也不例外。在现实中，建筑电气系统中往往潜在着一些安全隐患，一个不慎即可能引发各类安全事故，因此在建筑电气设计中，必须要设法加强系统的安全检测功能，以及时发现安全隐患。而智能化技术在建筑电气设计中的主要应用之一正是安全检测。应用智能化技术后，可以在建筑电气事故发生前将安全隐患精准的检测出来，并第一时间发出报警信号，以提醒工作人员进行处理。

2.8 故障诊断应用

建筑电气设备在运行过程中难免会发生一些故障，为此，一方面应设法避免及减少故障发生，另一方面则应在故障发生后快速对故障进行诊断和处理。而在建筑电气故障诊断方面，智能化技术的应用发挥出了重要作用。基于相关智能化技术，能够在建筑电气系统故障发生后，及时将故障信息上传到计算机系统中，从而缩短解决故障的时间。同时，依靠智能化技术不仅可以及时发现和解决建筑电气系统的首次故障，还可以有效预防同样故障的二次发生，从根本上保证建筑电气系统运行的稳定性与安全性。此外，在建筑电气工程施工过程中也经常会遇到一些问题，从而影响到实际施工质量与建筑电气系统安全，若应用智能化技术辅助开展施工工作，则可以实现对施工中问题的高效、全面诊断，从而更好地保障建筑电气工程施工质量与建筑电气系统安全。

2.9 环保节能应用

当前，在社会经济高速增长与建筑业高速发展的双重背景下，我国各类建筑数量都呈逐年增多趋势，但与此同时也带来了更多的建筑能耗。其中，电气系统能耗在建筑能耗中占有极大比重，所以在现代建筑电气设计中，必须要进行环保节能设计。同时，党的十八届五中全会上提出了“绿色发展”理念，国家对环保节能也做出了硬性要求，包括建筑业在内的所有行业在发展过程中都必须最大化的追求环保节能。而环保节能目标的实现，既要依靠环保节能意识的提升，更要依靠环保节能技术的创新和应用。智能化技术无疑也是一种环保节能技术，其在建筑电气设计中的一项主要应用就是促使建筑电气系统实现环保节能目标。例如，可以将智能化技术应用到电力牵引方面，从而智能化控制电力牵引作业，以实现设备的动态均衡，减少环境污染。再如，可以将智能化技术应用到智能照明系统当中，从而根据光照设定要求自动调节光照强度，以降低照明能耗，提升照明节能效果。

3 结 语

综上所述，智能化技术在建筑电气设计中的应用有助于提高建筑电气系统控制的精准性、系统控制的灵活性、系统运行的安全性、各子系统之间的联动性、系统数据处理的一致性以及系统监控的全面性，因此在建筑电气设计中，应充分应用智能化技术。现阶段，智能化技术在建筑电气设计中的主要应用在于设计优化、自动控制、联动控制、安全检测、故障诊断以及环保节能等方面，未来还应继续加强研究与实践，不断拓展智能化技术在建筑电气设计中的应用面。