智能化技术在建筑电气工程中的应用

刘新新

（山东建筑大学设计集团有限公司，山东济南 250014）

1 建筑电气工程中智能化技术应用现状

随着信息技术和科学技术的发展，人们的生活水平得到了极大的提升，并且对建筑的性能和功能提出了更多的要求。电气系统作为构建建筑功能的重要基础，电气工程设计和施工质量会直接影响建筑功能的发挥。目前，我国城市现代化进程不断推动，智能建筑得到了快速的发展，其具有的典型特征便是应用了智能化技术。智能化技术在建筑电气工程中的应用，不仅能够实现电气工程的全过程监管，而且也能够进一步提高电气设备运行稳定性。就智能化技术的发展现状而言，其在各个行业及领域中都有着极为广泛的应用。在建筑领域中，智能化技术主要用于电气工程，可以实现对电气系统的统一控制和监管。

2 智能化技术应用优势

2.1 提高电气系统安全性

2.2 增强电气系统联动性

建筑电气系统中，每个电气子系统都为独立的个体，例如给排水系统、照明系统、空调系统等。而在电气系统中应用智能化技术，可以将各个独立的系统整合为一个整体，强化系统之间的联系，使其相互配合。例如，建筑室内温度升高时，传感器设备会将数据传输到空调系统中，然后开启空调系统降低室内温度；在晚上休息时，照明系统会自动关闭，而空调系统则会根据室内外温度差，自动调节室内温度，以保证室内温度的平衡。

2.3 实现电气系统全方位监控

不同电气设备造成的安全事故和危害程度不尽相同，而这也为电气系统的管理和监控带来了一定的难度。智能化技术的应用，可以实现对电气系统的全过程监管，利用传感器设备和摄像头实时监控电气设备运行状态，以及时掌握电气设备故障问题。当电气设备出现故障时，传感器设备会自动将异常参数传输至智能化系统中进行分析，然后智能化系统向管理人员发出警报，并定位故障位置，使管理人员快速对故障问题进行维修。

3 智能化技术在建筑电气工程照明控制系统中的应用

3.1 照明控制系统

照明控制系统是建筑电气工程中的重要部分，其主要起到营造氛围、美化环境、衬托建筑造型等作用。通常情况下，建筑照明系统用电较大，仅次于空调系统。因此，在照明系统中应用智能化技术，实现智能化控制，可以进一步降低照明系统能耗，达到节能减耗的目的。

另外，智能化技术在照明系统中的应用，可以进一步提高照明系统运行效率，通过多点、单点、区域、场景设置、手动调节、群组控制、集中控制等方式，可以更好地改善照明环境，减少电能损耗；通过智能化系统的交互机界面，可以使管理人员通过中控系统和管理软件实时监测照明器件的运行状态，同时也能够修改和设置照明器件参数，以此来对整个照明系统进行优化管理。

3.2 工程概况

某建筑面积为20.56 万m2，地上建筑面积为15.26万m2，地下建筑面积为4.25万m2。其中住宅小区包括10栋和1栋物业住宅。住宅小区地下设有停车场和储物间，建筑面积为1万m2。该住宅小区为一类建筑，一级耐火等级。建筑以剪刀墙结构为主，地下车库和商业门面为框架结构；二级建筑安全等级。

该住宅小区搭载380/220 V 电源，主要由发电机和变压器供电，照明系统电压为220 V，配电器电压为380 V。该小区主要采用放射式和树干式结合输电方式，消防设备和大型用电设备主要采用放射式输电方式。

3.3 导线敷设及设备选择

该小区照明系统分支较多、容量较大的线路主要采用封闭母线槽，并沿着竖井和顶板进行铺设；针对分支较少、容量较小的线路采用阻燃电缆，并沿着管道进行敷设；建筑消防设备主要采用耐火电缆，并沿着管道或桥架进行敷设；照明直线采用阻燃绝缘线路，并沿着掉顶或钢管进行敷设。

照明系统配电箱主要采用落地式，高度为0.8 m，并设置200 cm 底座；照明配电箱采用嵌入式安装方式，距离地面1.4～1.8 m；其余系统配电箱均采用悬挂式安装方式，配电箱距离地面1.2～1.6 m。

多年来，随着经济的发展与生态林业工程的逐步实施，在三北防护林体系建设工程、退耕还林工程、首都周围绿化工程等生态建设工程的引领与带动下，平泉市生态环境建设积累了大量的经验，锻炼了大批的专业技术人员，生态建设具有了良好的基础，生态环境得到显著改变，环境质量得以大幅提升，为城市绿地景观建设提供了较好的基础与经验。

照明开关采用暗装式，距离地面高度1.3 m，均为安全插座；特殊照明开关距离地面0.3m。

3.4 照明系统设计

该小区照明设施主要分为应急照明实施和一般照明实施。其中应急照明设施属于正常照明系统的一部分，供电方式主要采用10 kV 市电和10 kV 备用电源。在正常情况下采用市电供电，在停电的情况下采用后备电源供电，以保证应急照明设备正常运行。

楼梯间、疏散通道、前室、地下车库等均设置应急照明设施，并且照度不得低于5lx。部分应急照明设施可以用于日常照明使用。高层住宅、设备用房、地下车库等场所均设置应急照明设备，并且应急照明设备EPS 不得低于30 min。

应急照明设施主要安装于建筑吊顶和墙面上，安全指示灯需要设置在门框上方0.1 m 位置；安全疏散灯安装于电梯间和前室，与地面保持1 m 距离，照明设备之间间距小于20 m，转角和走廊尽头不得超过10 m；由于厅室空间广阔，照明设备需要安装于顶棚位置，与地面之间的距离不得超过2.5 m。

3.5 负荷计算

利用需要系数法对建筑照明系统用电负荷计算，然后根据计算结果，设计照明设备开关元件和线缆截面。负荷计算公式如下：

式中：Pc为照明系统负荷；Kd为需要系数；Pe为照明设施容量（kW）。由于本系统照明设备均配备了镇流器，因此设备功率损耗以百分数表示。该住宅小区照明设备大部分为荧光灯，通过查阅《电气照明设计指南》可以得知荧光灯设备功率损耗。然后以《建筑照明系统设计准则》可以得出表1所示设计标准。

表1 建筑各场所照度要求

3.6 灯具和光源选择

根据建筑室内照明要求，室内照明设备采用三基色荧光灯、节能荧光灯、卤化物灯等，并且荧光灯设备均配备镇流器。灯光设备采用嵌吊顶、吸顶、吊杆等安装方式。

道路和园林照明设备，采用LED 灯或节能灯。照明设备主要通过传感器感知日光照，计算当前的时间实现智能化控制，同时也可以通过中控系统进行手动控制。建筑立面照明设备主要采用LED 灯光，并由智能控制设备对其进行控制。

该住宅小区室内照明设备线路主要采用阻燃线缆进行暗敷；建筑室外照明设备电路采用阻燃电缆进行埋地敷设，同时设置漏电保护装置，并进行接地。

设备房、车库等场所采用节能荧光灯；办公区域采用节能灯；住宅小区公共区域照明设备采用高效灯具，并采取节能措施。上述所有荧光灯设备均配置电流镇流器，并且功率因数不小于0.9。设备房、走廊、楼梯间设置安全疏散灯和应急灯。该照明设备在停电的情况下，均有备用电源进行供电，并且应急工作时间必须高于60 min。建筑立面和屋顶位置设置夜景照明设备，并采用投光灯，同时根据要求，在建筑物屋顶设置航空障碍等。

3.7 智能疏散指示和应急照明系统设计

应急照明设备设置的主要目的是指引逃生人员快速疏散和撤离，以保证居民的人身安全。因此，该照明系统主要采用智能疏散指示和应急照明系统，以保证电力系统在发生故障时，仍可以保证应急照明设备的稳定运行。

该照明系统设计符合国家疏散指示和应急照明系统设计标准，并且照明系统主要由集中电源、控制器、分配电装置和智能灯具组成。智能照明系统如图1所示。

图1 智能照明系统图

（1）该系统可以实现对分配电装置、集中电源、控制器和应急照明设备运行状态的实时监测。

（2）建筑发生火灾时，智能中控系统会通过监控设备定位火灾位置，并发出警报，然后智能照明系统会自动执行以下指令：应急照明设备启动，并进入应急状态；启动频闪灯具；点亮自控灯具；启动导向灯具，以保证居民顺利撤离到安全区域，进而达到快速逃离、躲避烟雾的目的。

（3）消防应急灯设备，主要包括应急照明设备和指示灯装置，该灯光设备主要采用独立回路，由四根总线接入终端配电系统中，其中电源线缆主要采用2 mm×2.5 mm 线缆；信号线主要采用2mm×1.5 mm；应急标志采用嵌地式安装方法，线缆为橡胶电缆，并利用SC20管进行保护。

（4）终端分配电系统主要采用四总线线缆接入主装置中，其中四线缆采用2×4 mm 电源线；2×1.5 mm 信号线，并利用SC20管进行保护。

（5）集中电源和配电装置通常安装于强电间或竖井中，落地安装时，需要与地面保持50 mm；采用悬挂安装时需要与地面保持1.3～1.5 m 的距离；在靠近门轴位置安装时，应当与侧面墙保持0.5 m 的距离。

3.8 电气火灾监控系统设计

（1）电气控制。①喷淋泵、消火栓泵、消防排风机可以采用自动控制、就地控制和手动控制三种方式，其余水泵设备、排风机均采用就地控制方式。②生活给排水系统必须采用变频装置。③排水泵需要配备电控箱，同时采用水位开关进行控制，排水泵的启停可以采取手动控制方式。④住宅小区公共区域人工照明设备，出应急灯和电梯厅灯光设备外，必须采用节能开关进行控制。

（2）根据住宅小区防火规范，智能照明系统必须设置火灾、漏电报警系统，电气火灾系统如图2所示。

图2 电气火灾系统图

该系统主要具备探测照明设备漏电信号、启动报警设备、定位故障位置等功能，可以帮助管理人员快速掌握故障问题。同时该系统还可以储存故障记录，以为管理人员的决策和分析提供参考。为保证该系统供电稳定性，该系统至用于火灾、漏电等故障报警，不具有切断电路的功能。

4 结束语

综上所述，社会的进步，也推动着智能化技术的发展，其凭借强大的功能，在各个行业及领域中有着广泛的应用，尤其是在建筑电气工程中，其不仅能够实现对电气设备运行状态的监管，而且也能够提高系统运行稳定性和安全性。文章主要对建筑电气工程照明系统中智能化技术的应用展开分析，通过对照明灯具选择、安装、线路设计、控制方式等进行分析，同时提出了智能化应急照明系统系统。该系统不仅能够有效解决电能损耗，而且也能够提高照明运行稳定性。