智能建筑電氣工程探究

王 偉

(成都雙流國際機(jī)場股份有限公司， 四川 成都 610220)

1 智能建筑電氣工程概述

事實(shí)上，建筑電氣工程與建筑智能化兩者之間存在密切關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)建筑電氣工程主要涵蓋了建筑供配電、動力工程、照明、安防系統(tǒng)等。智能化建筑則由結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)及管理等元素構(gòu)成。在部分國家要求智能化建筑必須具備安全、舒適的環(huán)境，良好的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及足夠的對外通信設(shè)備及通信能力。智能建筑要實(shí)現(xiàn)這些功能，需要監(jiān)控技術(shù)、安防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)等支持[1]。電氣工程正是這些技術(shù)的重要載體。換句話說，智能建筑構(gòu)件過程中，需要電氣工程作為支持，才能實(shí)現(xiàn)其功能。從某個(gè)角度來看，智能建筑電氣工程與普通建筑電氣工程本質(zhì)上并無明顯差異，但智能建筑電氣工程需要結(jié)合智能建筑實(shí)際要求進(jìn)行一定優(yōu)化，從而保證智能建筑的功能性與穩(wěn)定性。

2 智能建筑電氣工程設(shè)計(jì)原則

智能建筑電氣工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜性的工作，在具體設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下原則[2]：（1）實(shí)用性。智能建筑電氣設(shè)備類型較多，這些電氣設(shè)備是實(shí)現(xiàn)建筑功能的基礎(chǔ)。但在具體設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該盡量應(yīng)用成熟且成效得到驗(yàn)證的技術(shù)、材料或設(shè)備。這樣不僅能夠保證設(shè)計(jì)的實(shí)用性，也有利于降低整體成本，提升建筑功能安全性，便于用戶使用。（2）安全性。智能建筑電氣工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的一切活動均要以安全性為前提。在智能建筑當(dāng)中，電氣設(shè)備類型繁多，且具備一定數(shù)量規(guī)模，幾乎穿插及覆蓋到整個(gè)建筑物當(dāng)中。如果出現(xiàn)電氣安全漏洞，后果不堪設(shè)想。因此，在設(shè)計(jì)活動中要確保設(shè)計(jì)的合理性與安全性。電氣線路盡量分布在墻體內(nèi)，并做好接口保護(hù)。所有不安全要素均要做好警示，確保電氣設(shè)備安全運(yùn)行。（3）智能性。智能性是智能建筑的根本屬性之一。在技術(shù)成熟的前提下，智能建筑應(yīng)該嘗試使用新型技術(shù)，通過新技術(shù)來完善建筑功能，為用戶提供更好的體驗(yàn)。在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等愈加成熟的情況下，智能建筑的功能也會愈來愈豐富，從而滿足趨于多元化的用戶需求。（4）成本控制益。在滿足建筑質(zhì)量、功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該選用性能達(dá)標(biāo)且具有價(jià)格優(yōu)勢的設(shè)備及材料，以此來節(jié)約整體成本。當(dāng)然在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，切不能以工程質(zhì)量損失為代價(jià)。

3 供配電系統(tǒng)分析

目前，絕大多數(shù)智能建筑都屬于高層建筑范疇，內(nèi)部用電設(shè)備數(shù)量規(guī)模較大，整體用電量相對較大。如果將變壓器直接連入，可能會增加變壓器損耗。因此，需要結(jié)合智能建筑實(shí)際功能及所處環(huán)境，合理確認(rèn)變壓器參數(shù)，包括工作模式、容量等。在具體設(shè)計(jì)過程中，先要對整體用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算、預(yù)判，并對未來電力應(yīng)用預(yù)留一定空間。若智能建筑屬于公共型建筑，可能會搭載一定數(shù)量的公用電力設(shè)備，這些設(shè)備用電容量相對較大，需采取較高的電壓進(jìn)行供電，確保相關(guān)設(shè)備能正常工作，也有利于對變壓器形成保護(hù)。為確保變壓器整體工作效率，其負(fù)荷率應(yīng)該處于50%至60%區(qū)間內(nèi)，這樣能夠讓變壓器經(jīng)濟(jì)性與高效性達(dá)成平衡[3]。一般情況下，智能建筑內(nèi)部應(yīng)設(shè)置3臺及以上變壓器，每臺變壓器均具有其特定供應(yīng)范圍，但單路出現(xiàn)故障時(shí)，也能夠?qū)收衔恢眠M(jìn)行快速定位，并可及時(shí)修復(fù)，保證智能建筑運(yùn)行的穩(wěn)定性。從變壓器類型來看，行業(yè)當(dāng)中主流變壓器包括油浸式配電變壓器、非晶合金鐵芯變壓器、環(huán)氧樹脂千式變壓器。其中非晶合金鐵芯變壓器屬于新型產(chǎn)品，在空負(fù)荷情況下，耗電量較低，較傳統(tǒng)油浸式配電變壓器可降低四分之三以上的損耗，節(jié)能效果較優(yōu)，當(dāng)然其成本相對較高。如果應(yīng)用傳統(tǒng)油浸式配電變壓器，若容量水平較高，則需要轉(zhuǎn)配額外的保護(hù)措施，自然也會增加一部分成本。折中來看，環(huán)氧樹脂千式變壓器屬于性價(jià)比較優(yōu)的產(chǎn)品，后續(xù)維護(hù)較為方便。在低壓配電接線方面，接線方式主要涵蓋兩種，包括雙母線及單母線兩類。單母接線操作相對簡便，且容易測試、維護(hù)，經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)，但穩(wěn)定性并不理想。單母分段則需要嵌入一定量的開關(guān)。即便某段線路出現(xiàn)問題，也能夠暫時(shí)將其取出，保證建筑正常供電，其穩(wěn)定性較高，但也需要增加額外成本。因此，在具體設(shè)計(jì)過程中需結(jié)合建筑物實(shí)際情況進(jìn)行篩選。智能建筑當(dāng)中還需要構(gòu)建一個(gè)完整的自動化配電系統(tǒng)。其功能包括信息收集、動態(tài)監(jiān)控，能夠?qū)ㄖ?nèi)部主要電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)記錄相關(guān)信息，這些信息數(shù)據(jù)可隨時(shí)被調(diào)用；智能無功補(bǔ)償，系統(tǒng)通過智能化控制器，可對無功電流進(jìn)行檢測，并控制電流器投切；另外，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，并主動報(bào)警，將故障點(diǎn)切除，確保供電穩(wěn)定性。

4 安防系統(tǒng)分析

在智能化建筑當(dāng)中，安防系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用。以入侵報(bào)警系統(tǒng)為例，借助傳感器技術(shù)及電子信息技術(shù)系統(tǒng)可有效識別非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域的行為，并能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。入侵報(bào)警系統(tǒng)前端設(shè)置了各類入侵探測器，信息傳輸方式包括有線傳輸及無線傳輸，有線傳輸又涵蓋了電話線傳輸以及專線傳輸方式等。系統(tǒng)終端控制、顯示、通訊可通過報(bào)警控制器實(shí)現(xiàn)。又如，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)是智能建筑當(dāng)中最為常見的安防設(shè)施之一。視頻安防系統(tǒng)前端設(shè)備包括各種類型攝像機(jī)及相關(guān)附屬設(shè)備，傳輸主要以光纖傳輸為主，也可進(jìn)行無線傳輸。系統(tǒng)的終端設(shè)備是顯示、記錄、控制、通信設(shè)備（包括多媒體技術(shù)設(shè)備），一般采用獨(dú)立的視頻中心控制臺或監(jiān)控－報(bào)警中心控制臺[4]。再如，出路口控制系統(tǒng)可借助智能識別技術(shù)對出入口目標(biāo)進(jìn)行識別，并執(zhí)行出入口機(jī)構(gòu)啟閉動作。出入口控制系統(tǒng)會設(shè)置防止同類設(shè)備非法復(fù)制有效證件卡的密碼系統(tǒng)，密碼系統(tǒng)可進(jìn)行授權(quán)更改。

5 電氣保護(hù)系統(tǒng)分析

智能建筑外部電氣保護(hù)主要以防雷為主。通過接閃器（避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等）可引導(dǎo)雷電流，再經(jīng)過引下線導(dǎo)致良好的接地裝置上，起到防雷效果。除此之外，還要設(shè)置合理的接地極方式。由于智能建筑當(dāng)中電子信息系統(tǒng)眾多，且線路較為復(fù)雜。所以需要構(gòu)建一個(gè)公共接地體，實(shí)現(xiàn)與建筑法拉第籠完整連接，達(dá)到互通及消除電位差的目的。內(nèi)部電氣保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)建過程中，可將屋面、內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)、鐵欄桿等物件連接，形成一個(gè)金屬網(wǎng)，起到屏蔽作用[5]。部分精密儀器設(shè)備由于抗干擾能力相對較差，且對電磁脈沖干擾較為敏感，需要對其進(jìn)行完全屏蔽。可利用整體性的金屬屏屏蔽層將這些精密儀器包裹起來，保證屏蔽層有效接地，以此來保護(hù)內(nèi)部器件。布線方面，若電磁干擾較小，可采取非屏蔽配線及纜線進(jìn)行布線；若電磁干擾較大，則可利用金屬管線屏蔽，可有效避免線路間強(qiáng)弱電信號之間的相互干擾。

6 結(jié)語

從宏觀環(huán)境來看，城市建筑物都在朝著智能化方向發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)智能建筑功能，并讓其維持健康的運(yùn)行狀態(tài)，就需要合理構(gòu)建電氣工程，以保證建筑物穩(wěn)定性及安全性，為用戶提供良好的使用體驗(yàn)及居住體驗(yàn)。

[1]羅慶華.智能建筑中電氣工程及其自動化技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(08):231.

[2]余長江.淺談建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的作用[J].四川水泥,2016(11):226.

[3]馬冰.智能建筑電氣工程施工要點(diǎn)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2017,44(09):62-63.

[4]李高國.建筑電氣工程的智能化技術(shù)應(yīng)用分析[J].四川建材,2015,41(03):144-145.

[5]劉昱軒.建筑電氣技術(shù)在智能建筑建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展[J].黑龍江科技信息,2015(36):260.