現(xiàn)代智能化建筑電氣設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

董佳燁

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)不斷的創(chuàng)新和實(shí)踐，智能技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化配置和利用，還能夠有效提升工作質(zhì)量以及用戶體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智能化建筑；智能化管理系統(tǒng)；BIM技術(shù)在智能化領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、降低成本、增加效率等問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，當(dāng)然，建筑智能化設(shè)計(jì)作為比較流行的趨勢(shì)也受到了人們的廣泛關(guān)注，也正在成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和建筑電氣設(shè)計(jì)者們開(kāi)發(fā)和探索的重要課題。文章結(jié)合建筑電氣設(shè)計(jì)，并將智能化設(shè)計(jì)實(shí)踐作為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)探討、分析智能化建筑對(duì)電氣設(shè)計(jì)中配電系統(tǒng)、用電設(shè)備、照明設(shè)施的影響，結(jié)合一些目前已有的研究、論文等提出具有可操作性的方法，希望為后續(xù)智能化建筑電氣的發(fā)展和研究提供參考和幫助。

1智能建筑的特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)集成度高

智能化建筑顧名思義，是相對(duì)于傳統(tǒng)建筑更加有智慧的建筑，這得益于智能化設(shè)備的高度發(fā)展。智能化建筑內(nèi)的弱電機(jī)房可以將建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、變配電室運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、暖通空調(diào)BA控制系統(tǒng)、無(wú)負(fù)壓水泵監(jiān)控系統(tǒng)、智能公共照明系統(tǒng)、景觀夜景照明系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、安防防盜報(bào)警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、背景音樂(lè)廣播系統(tǒng)集中設(shè)置，各終端設(shè)備采集信號(hào)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”。各系統(tǒng)通過(guò)特定協(xié)議和總線接至中控主機(jī)，中控主機(jī)實(shí)時(shí)顯示各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，并根據(jù)環(huán)境變量自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)以達(dá)到智能建筑使用便利、節(jié)能性高等目的。

1.2智能化建筑節(jié)能效果顯著

建筑中各設(shè)備數(shù)量眾多，根據(jù)環(huán)境變量修正各系統(tǒng)參數(shù)命令，達(dá)到更加節(jié)能的目的，如白天營(yíng)業(yè)場(chǎng)所盡可能利用自然光，根據(jù)自然光強(qiáng)度調(diào)節(jié)人工照明光通量，地下車庫(kù)根據(jù)是否有人車通過(guò)控制燈具半亮或全亮，夜間只開(kāi)啟夜間營(yíng)業(yè)區(qū)域空調(diào)減少用電，電動(dòng)機(jī)采用變頻器控制根據(jù)大氣冷量（或熱量）來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境燈，以此來(lái)減少不必的能耗。

1.3節(jié)省運(yùn)行維護(hù)的人工費(fèi)用

根據(jù)美國(guó)大樓協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，一座大廈的生命周期為60年，啟用后60年內(nèi)的維護(hù)及營(yíng)運(yùn)費(fèi)用約為建造成本的3倍。再依據(jù)日本的統(tǒng)計(jì)，大廈的管理費(fèi)、水電費(fèi)、煤氣費(fèi)、機(jī)械設(shè)備及升降梯的維護(hù)費(fèi)，占整個(gè)大廈營(yíng)運(yùn)費(fèi)用支出的60%左右；且其費(fèi)用還將以每年4%的速度增加。所以依賴智能化系統(tǒng)的智能化管理功能，可發(fā)揮其作用來(lái)降低機(jī)電設(shè)備的維護(hù)成本，同時(shí)由于系統(tǒng)的高度集成，系統(tǒng)的操作和管理也高度集中，人員安排更合理，使得人工成本降到最低。

1.4 安全舒適便捷的環(huán)境

智能化建筑首先確保人、財(cái)、物的高度安全以及具有對(duì)災(zāi)害和突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。還可提供室內(nèi)適宜的溫度、濕度以及多媒體音像系統(tǒng)、裝飾照明，公共環(huán)境背景音樂(lè)等，可大大提高人們的工作、學(xué)習(xí)和生活質(zhì)量。智能化建筑作為新時(shí)代的科技型產(chǎn)物，有著極大的發(fā)展?jié)摿涂臻g，將會(huì)在未來(lái)我國(guó)的城市建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用，同時(shí)會(huì)將成為21世紀(jì)的主要高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

2智能化建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

2.1智能化管理系統(tǒng)架構(gòu)

智能化管理系統(tǒng)可采用云技術(shù)和全冗余架構(gòu)，可采用云服務(wù)器和成熟產(chǎn)品的平臺(tái)進(jìn)行部署。對(duì)于超大型綜合體建筑，可分區(qū)域設(shè)置冗余的采集前置服務(wù)器，將智能化建筑中子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集并轉(zhuǎn)發(fā)到智能化數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中需具備斷線緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能，保證數(shù)據(jù)的完整性；之后利用企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)時(shí)與報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，最終實(shí)現(xiàn)在Web和移動(dòng)客戶端進(jìn)行展現(xiàn)和交互。

系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用應(yīng)根據(jù)智能化建筑中不同業(yè)態(tài)的業(yè)主需求進(jìn)行模板化定制開(kāi)發(fā)，集成平臺(tái)界面統(tǒng)一，簡(jiǎn)化操作流程；無(wú)論是從定制化組態(tài)、統(tǒng)一接口層，還是到軟件版權(quán)的共享問(wèn)題，都需要體現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的需求的特點(diǎn)。

2.2 BIM與三維技術(shù)的融合

利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)），集成和融合SCADA與3D/BIM系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM（Building Information Model）技術(shù)不僅可以在施工過(guò)程中提早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)體系交叉集中點(diǎn)，提交減少施工碰撞，檢驗(yàn)各系統(tǒng)綜合布線路由，還可以利用BIM模型更好的服務(wù)已投入使用的智能化建筑。包含3D數(shù)據(jù)在內(nèi)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過(guò)xBIM或者IFC格式無(wú)縫導(dǎo)入到相關(guān)軟件三維開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行二次、甚至三次開(kāi)發(fā)，加快了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的速度和準(zhǔn)確性，并且全面地保留了設(shè)計(jì)階段空間維度信息和各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)信息。

2.3 GIS技術(shù)的應(yīng)用

GIS技術(shù)的應(yīng)用可使智能化管理系統(tǒng)集成3D室內(nèi)地圖，通過(guò)WMS接口建立GEO-SCADA的有機(jī)集合體。 GEO-SCADA將地理背景下的數(shù)據(jù)形象的引入HMI顯示帶給操作人員。運(yùn)用SmartPin技術(shù)，通過(guò)圖標(biāo)KPI的方式可實(shí)現(xiàn)信息提取功能，可快速瀏覽智能化建筑中任意時(shí)間、專業(yè)、地點(diǎn)的系統(tǒng)狀態(tài)與報(bào)警。對(duì)于關(guān)鍵能耗數(shù)據(jù)、客流數(shù)據(jù)可在全息化的應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行展示，終端業(yè)主可總覽全局關(guān)鍵參數(shù)，從主要參數(shù)逐級(jí)導(dǎo)航到設(shè)備詳細(xì)參數(shù)，更好的為人服務(wù)，同時(shí)也更方便、智慧的控制智能建筑中各種設(shè)備的運(yùn)行。

3智能化建筑配電設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題

結(jié)合相關(guān)的智能化管理系統(tǒng)，配電系統(tǒng)除了要考慮可靠性和合理性外，還需要考慮智能化建筑與電氣設(shè)計(jì)之間的相關(guān)性，為智能化管理系統(tǒng)預(yù)留相應(yīng)用電接口應(yīng)充分，以保證各系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。配合智能化管理系統(tǒng)設(shè)置相應(yīng)的節(jié)能減排設(shè)備，如燈具的智能化控制應(yīng)在防火分區(qū)配電箱設(shè)計(jì)中設(shè)置智能化模塊，非消防風(fēng)機(jī)、非消防水泵、空調(diào)等電動(dòng)機(jī)盡可能采用變頻器控制方式，集成了BA控制的管理系統(tǒng)可以更好調(diào)節(jié)輸出電能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、安全、舒適、便捷的目的。智能化建筑應(yīng)用的場(chǎng)所大部分為人員密集場(chǎng)所，其配電線纜的低煙無(wú)毒、配電箱的抗震可靠性及建筑物防雷措施均需要按照相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，本文不再贅述。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能化建筑設(shè)計(jì)時(shí)，除了傳統(tǒng)意義上的配電設(shè)計(jì)，需要采用更多的弱電智能化系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)和更多的軟件應(yīng)用，并采用統(tǒng)一接口確保各系統(tǒng)能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的服務(wù)于整個(gè)智能化建筑物。在配電設(shè)計(jì)中則需要依據(jù)BIM技術(shù)考慮更多的管道經(jīng)濟(jì)合理性，合理的選用設(shè)備，利用管理構(gòu)架高效控制設(shè)備。實(shí)現(xiàn)以人為本的服務(wù)理念。

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（作者單位：廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司沈陽(yáng)分公司）