智能建筑理念下建筑電氣智能化設(shè)計研究

李滟雯

摘 要：該文從分析智能建筑出發(fā)，分析了建筑電氣智能化控制的主要優(yōu)勢，建筑電氣智能化設(shè)計與應(yīng)用，以及建筑電氣智能化設(shè)計的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智能建筑;電氣智能化;建筑電氣

城市現(xiàn)代化步伐加快，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人們對建筑的功能需求越發(fā)多元化，建筑工程中的智能化技術(shù)也在不斷完善和優(yōu)化，種種因素促成了現(xiàn)代智能建筑理念的發(fā)展以及實現(xiàn)的可能。而隨著精密傳感技術(shù)和GPS定位技術(shù)的發(fā)展，人工智能更是突飛猛進，各行各業(yè)的工作開展更加便捷，特別是信息的采集和處理更加便利。智能建筑中的電氣工程需要采集聲音、語言和圖像等信息，集成處理后輸入智能化系統(tǒng)進行分析運算，從而形成建筑電氣工程系統(tǒng)各個模塊的可靠的智能化，包括智能化功能的實現(xiàn)和電氣工程運行的高效、精密和準(zhǔn)確。而包括人工智能在內(nèi)的各項技術(shù)的發(fā)展為智能建筑的發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ)。

1 智能建筑概述

1.1智能建筑簡介

智能建筑往往被認為是集合了現(xiàn)代高科技的成果。智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)來自于建筑技術(shù)、計算機技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)和控制自動化技術(shù)等。智能建筑的概念來自于20世紀(jì)后半葉的美國，當(dāng)時美國注重社會信息化和貿(mào)易全球化的發(fā)展，這在一定程度上推動了智能建筑這一概念的擴展和延伸。1997年，清華大學(xué)教授張瑞武提出，智能建筑指的是集合智能計算機技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑技術(shù)，自動監(jiān)控設(shè)備運行，并將獲取的信息數(shù)據(jù)優(yōu)化組合后所獲得的符合信息化社會需求的高性價比的建筑物，同時這些建筑物具有舒適安全、靈活便利的特點。

國外對智能建筑的描述更加直白，日本認為智能建筑指的是有效利用現(xiàn)代通信和信息設(shè)備與技術(shù)實現(xiàn)建筑高度自動化綜合管理的“智能大樓”。而美國學(xué)者則定義為通過建筑的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理和服務(wù)的最優(yōu)組合為用戶提供高舒適度、高效、高性價比的建筑。

1.2建筑電氣智能化控制的主要優(yōu)勢

相較傳統(tǒng)自動化控制功能，建筑電氣智能化控制有獨特的優(yōu)勢和特征，主要體現(xiàn)在3個方面建筑自動化，通信自動化和布線綜合化，使用建筑電氣自動化控制的建筑也被稱為“3A智能化建筑”。

探討智能建筑的優(yōu)勢，首先要從智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能入手。無論是智能建筑的控制系統(tǒng)還是車載裝置的控制系統(tǒng)，其研究對象是對象的不確定性，也就是在一個較大的范圍內(nèi)變動對象模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而這個結(jié)構(gòu)和參數(shù)往往是未知的或所知甚少的，相比較而言傳統(tǒng)的自動控制面向確定的模型。這為智能控制收集使用者的獲得信息并進行分析和處理提供了便利。智能控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備及信息交換模式不同，傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)任務(wù)單一，實際運行十分不便。傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)限定輸出量為定值或按照固定的軌跡跟隨期望值，缺乏靈活性，運用在建筑電氣智能化中顯然無法滿足使用者個性化和多元化的需求。而智能控制系統(tǒng)則能夠在應(yīng)對不確定性的基礎(chǔ)上，對使用者的控制策略、行動對象以及環(huán)境信息有所掌握并加以運用。

智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可變，具有自體優(yōu)化的能力，同時能夠快速自學(xué)習(xí)以實現(xiàn)自適應(yīng)和自組織的功能。智能控制系統(tǒng)能實現(xiàn)混可控制過程和多模態(tài)控制方式，具有自我修復(fù)補償?shù)哪芰团袛鄾Q策能力。相比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)能夠智能化地完成目標(biāo)控制任務(wù)，這使未來的智能建筑有了實現(xiàn)更多功能的可能。

2 建筑電氣智能化設(shè)計與應(yīng)用

2.1建筑電氣智能化設(shè)計的原則

基于智能建筑理念的建筑電氣智能化設(shè)計，應(yīng)當(dāng)滿足節(jié)能、安全和電控化的要求。智能建筑的一個首要特點就是節(jié)能，因此建筑電氣智能化設(shè)計必須滿足降低能耗，減少資源使用的要求。建筑的安全性關(guān)乎使用者的人身生命安全，無論是居住、辦公或其他用途，建筑電氣自動化設(shè)備設(shè)施的安全性都必須重視。建筑電氣設(shè)計的電控化有利于簡化工作流程，降低工作量，是減少人力成本的重要措施。

2.2建筑電氣智能化設(shè)計的技術(shù)應(yīng)用

2.2.1智能安裝技術(shù)

現(xiàn)代建筑中的門窗與以往大不相同，僅僅是入戶門這一項，舊的非智能化建筑中的入戶門一把鑰匙可以打開，逐漸發(fā)展到指紋鎖，聲音鎖，而新的智能鎖融合了紅外感光技術(shù)、人臉識別技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)等，這些技術(shù)的整合有效提升了智能建筑中的安全性，也契合了使用者的多元化需求。智能安裝技術(shù)還可以接入建筑物的室內(nèi)電氣設(shè)施設(shè)備監(jiān)測，通過監(jiān)控人們行走和說話的聲音振幅以及光照強度，實現(xiàn)對公區(qū)照明的智能化管理，避免在無人時段消耗電能，在必要時也能夠及時開啟照明系統(tǒng)供人們使用，兼顧節(jié)能和便利性的需求。

2.2.2智能家居技術(shù)

計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，使物聯(lián)網(wǎng)成為人們熟知的概念。智能家居在此基礎(chǔ)上發(fā)展，人們即使不在家中，遠離電氣設(shè)備設(shè)施，也可以通過手機App等通信設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)對家居用品的遠程自動化控制，例如遠程操控的監(jiān)控攝像頭有利于家庭安全性的提升，而電飯煲、熱水器等設(shè)備設(shè)施的可以在人們返程途中提前開啟，進門就可以使用，種種功能提高了人們生活的便利性。

3 建筑電氣工程智能化的發(fā)展趨勢

建筑行業(yè)的發(fā)展和計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的共同進步，必將帶來建筑電氣智能化設(shè)計的不斷優(yōu)化，更高效、舒適、安全、節(jié)能的智能建筑將會出現(xiàn)，人們越來越個性化的需求也會得到滿足。未來的建筑電氣智能化技術(shù)發(fā)展將不斷優(yōu)化建筑測量技術(shù)，并提升建筑的精準(zhǔn)性。同時無論是建筑施工過程中還是建筑投入使用后，智能化電氣設(shè)施對故障的監(jiān)測能力也將隨著可監(jiān)測指標(biāo)的不斷豐富而得到提升。另外，智能建筑中的可視化操作設(shè)備將更加豐富和完善。

結(jié)語

智能建筑是未來建筑的發(fā)展趨勢，隨著建筑電氣智能化的發(fā)展，其相應(yīng)的設(shè)計也將更加貼近使用者的需求，隨著智能安裝技術(shù)、智能家居技術(shù)以及人工智能的發(fā)展，智能建筑將越來越展現(xiàn)出智慧的一面，使人們的生活更加便利。

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（同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司成都分公司，四川 成都 610000）