智能建筑與電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)研究

陳 輝

（寶雞市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西寶雞 721000）

在智能建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以?xún)?yōu)化和完善建筑結(jié)構(gòu)的使用功能，促使建筑行業(yè)智能化發(fā)展。智能建筑與電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)也是建筑現(xiàn)代化發(fā)展的重要體現(xiàn)。但是智能建筑對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的要求較高，需要對(duì)其深入研究，才能更好地促進(jìn)智能建筑與電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

1 智能建筑與電氣自動(dòng)化概述

智能建筑與電氣自動(dòng)化主要包括中控設(shè)備、中央監(jiān)控設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備以及兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，以上設(shè)備全部通過(guò)中央監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行電氣自動(dòng)化，自行完成監(jiān)測(cè)，控制設(shè)備的開(kāi)啟、運(yùn)行以及關(guān)閉等。還可以將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)反饋給工作人員，幫助工作人員了解和掌握電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行情況，如果某一設(shè)備出現(xiàn)故障，能夠自行啟動(dòng)應(yīng)急處理方案，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大[1]。

2 我國(guó)智能建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，智能建筑在我國(guó)已成為建筑行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的總體趨勢(shì)，各類(lèi)樓、館、場(chǎng)等智能建筑占據(jù)全國(guó)建筑投資總額的5%～8%，甚至超過(guò)10%。以居住小區(qū)的智能化建設(shè)60 元/m2計(jì)算，全國(guó)每年智能建筑竣工面積總額高達(dá)幾十億元，智能建筑作為新的“經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)”，使得建筑行業(yè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)從事智能建筑的企業(yè)超過(guò)3 000家，有652家設(shè)計(jì)院和系統(tǒng)集成商具備智能建筑專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)資質(zhì)。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，4C技術(shù)（Computer計(jì)算機(jī)技術(shù)、Contro控制技術(shù)、Communication通信技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù)）已經(jīng)成為智能建筑的主要標(biāo)志，將4C技術(shù)應(yīng)用到智能建筑建設(shè)過(guò)程中，在建筑物體內(nèi)部建立一個(gè)計(jì)算機(jī)綜合網(wǎng)絡(luò)，可以使建筑物體更加智能化。

3 智能建筑與電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 線(xiàn)路敷設(shè)問(wèn)題

根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，智能建筑的應(yīng)急照明、消防設(shè)施、通信系統(tǒng)以及其他線(xiàn)路的敷設(shè)應(yīng)在非燃燒體內(nèi)暗敷，厚度控制在3 cm及以上，如遇特殊情況需要明敷時(shí)，應(yīng)做好防水和防火措施。如果將建筑內(nèi)部所有接地系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)計(jì)會(huì)十分困難，如防雷接地系統(tǒng)、重復(fù)接地系統(tǒng)等。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮使用專(zhuān)門(mén)的接地干線(xiàn)。

3.2 配電系統(tǒng)問(wèn)題

確定智能建筑物體內(nèi)部的用電負(fù)荷，是電氣化自動(dòng)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)和前提條件，如獨(dú)立使用的大型電源需要進(jìn)行兩路供電時(shí)，應(yīng)合理選擇混合式的供電系統(tǒng)，并將變壓器安裝在建筑物體地上層、下層和中層，設(shè)置一定數(shù)量的開(kāi)關(guān)，保證居住者的安全。

智能建筑的用電需求巨大，因此應(yīng)合理選擇照明光源，充分考慮電氣設(shè)計(jì)的通風(fēng)問(wèn)題。配電系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間使用情況下會(huì)消耗大量電能，使用獨(dú)立電源進(jìn)行兩級(jí)供電時(shí)，還應(yīng)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的電纜線(xiàn)，備用電源通過(guò)柴油機(jī)供電，合理劃分備用電源的負(fù)荷情況，有利于減小電源的消耗，增大配電系統(tǒng)的使用功率[2]。

3.3 線(xiàn)路安排問(wèn)題

線(xiàn)路安排是智能建筑電氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中較為重要的組成部分，線(xiàn)路安排不合理，會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)路交叉混亂的現(xiàn)象，導(dǎo)致線(xiàn)路信息錯(cuò)誤傳輸，影響電氣的使用功能。

部分線(xiàn)路可能由于過(guò)度彎曲，在長(zhǎng)時(shí)間使用的情況下出現(xiàn)信號(hào)中斷。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)建筑物體的實(shí)際情況科學(xué)合理地安排線(xiàn)路，保證各項(xiàng)電氣設(shè)施設(shè)備安全和穩(wěn)定運(yùn)行，使建筑智能化發(fā)展。

3.4 照明負(fù)荷問(wèn)題

建筑物體中節(jié)能燈的使用功率較小，且控制方法存在差異，對(duì)照明系統(tǒng)造成了較大負(fù)荷。建筑物體建設(shè)面積較大，功能布局更多元化，為了滿(mǎn)足智能建筑的要求，必須合理選擇照明設(shè)備，控制照明系統(tǒng)的使用功率。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑物體數(shù)量與日俱增，對(duì)能源的需求越來(lái)越大，照明系統(tǒng)需要不斷提升自身的服務(wù)水平，才能滿(mǎn)足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求。

部分建筑由于格局設(shè)計(jì)不合理，白天也需要開(kāi)燈照明，造成大量資源的浪費(fèi)，因此必須采取有效的措施和手段，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

4 智能建筑與電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)內(nèi)容

4.1 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)是對(duì)智能建筑內(nèi)空氣新鮮度的調(diào)控和優(yōu)化，通風(fēng)系統(tǒng)具有良好的檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)部CO和CO2等有害物質(zhì)含量的檢測(cè)。兩種物質(zhì)超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行建筑內(nèi)部外空氣的流通與轉(zhuǎn)換，使建筑內(nèi)部始終保持空氣新鮮。

4.2 空調(diào)系統(tǒng)

現(xiàn)階段，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，對(duì)家用電器的需求越來(lái)越大，如空調(diào)?？照{(diào)系統(tǒng)作為智能建筑電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的核心系統(tǒng)之一，已經(jīng)成為智能建筑中必備電氣系統(tǒng)。體個(gè)體差異不同，對(duì)空調(diào)溫度的需求也不同，使得空調(diào)系統(tǒng)消耗了大量的能源，為解決這一問(wèn)題，需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行綠色節(jié)能設(shè)計(jì)。例如運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)一套電氣化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物體內(nèi)部溫度整體性的調(diào)試和管理。運(yùn)用電氣化調(diào)控空調(diào)，使室內(nèi)溫度達(dá)到最適宜人體的溫度，減少居民自主調(diào)節(jié)溫度的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，為居民提供更好的居住體驗(yàn)。

4.3 照明控制系統(tǒng)

照明控制系統(tǒng)可以運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，但是智能建筑不同燈具的用電需求量不同，在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)的工程中，應(yīng)盡量選擇節(jié)能效果好的燈具，從根本上降低燈具對(duì)能源的消耗?？茖W(xué)合理的照明控制系統(tǒng)可以滿(mǎn)足智能建筑實(shí)際的照明需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的重要目的，減少智能建筑的用電量。照明控制系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑內(nèi)部照明設(shè)施設(shè)備的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)施設(shè)備的故障的監(jiān)測(cè)，降低用電成本，降低照明設(shè)施設(shè)備的維修頻率。

4.4 給排水系統(tǒng)

智能建筑給排水系統(tǒng)主要由排水系統(tǒng)和給水系統(tǒng)組成，兩個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要借助傳感器和水泵才能完成作業(yè)任務(wù)。水系統(tǒng)主要分為三種給水模式，即氣壓罐、高位水箱以及水泵給水方式；排水系統(tǒng)主要通過(guò)重力完成排水作業(yè)。在智能建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證給排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可在水泵上安裝傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的控制。合理控制水泵的最低水位、溢流及氣泵液位，都需要通過(guò)傳感器完成作業(yè)。

4.5 供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是智能建筑電氣化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，供電系統(tǒng)主要包括電源、控制器以及供電設(shè)備等。供電系統(tǒng)中的電能傳輸情況、性能參數(shù)控制是設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵。供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是保證智能建筑電壓、電流以及供電頻率的穩(wěn)定和充足。在具體的設(shè)計(jì)工作中，還需要在其中設(shè)置監(jiān)控裝置，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段檢測(cè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障監(jiān)控裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，工作人員根據(jù)故障的實(shí)際情況檢查和維修。

4.6 電梯監(jiān)控系統(tǒng)

電梯監(jiān)控系統(tǒng)主要包括樓層顯示、電梯運(yùn)行情況、電梯上下行狀態(tài)以及故障診斷等監(jiān)測(cè)，電氣自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線(xiàn)體是否正常運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，明確電梯的上下行狀態(tài)以電氣故障系統(tǒng)的報(bào)警，及時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障、是否存在運(yùn)行異?，F(xiàn)象。電氣自動(dòng)化還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯啟停、樓層顯示等狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

4.7 車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)

車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)以及車(chē)庫(kù)管理構(gòu)建的一套自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，包括車(chē)輛的出入管理、停車(chē)場(chǎng)引導(dǎo)以及停車(chē)費(fèi)用的收取。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中記錄的車(chē)輛信息、車(chē)輛停放位置等的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行出入的智能化管理，該管理系統(tǒng)的運(yùn)用主要以射頻感應(yīng)卡為重要載體，通過(guò)射頻感應(yīng)卡準(zhǔn)確感應(yīng)車(chē)輛的進(jìn)出入時(shí)間，利用計(jì)算機(jī)對(duì)車(chē)輛智能收費(fèi)。

4.8 中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能建筑中央控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，控制室和磁場(chǎng)之間的距離不得小于15 m，并堅(jiān)持安全第一的設(shè)計(jì)原則。在具體的設(shè)計(jì)工作中，必須精確中央控制系統(tǒng)的所在位置，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。比如施工作業(yè)的安全操作距離大于1.5 m、檢修距離大于1 m、合理使用抗靜電設(shè)備等。

5 智能建筑的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 整合技術(shù)

現(xiàn)階段，智能建筑已從最初簡(jiǎn)單的設(shè)備控制，逐漸向樓宇、安防、消防等多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程發(fā)展。用戶(hù)對(duì)綜合監(jiān)控、集中管理的需求成為智能建筑集成的大趨勢(shì)，即實(shí)現(xiàn)智能建筑信息化系統(tǒng)集成、解決分割運(yùn)行難題，使建筑物體各個(gè)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)高度融合與協(xié)調(diào)運(yùn)行。

5.2 節(jié)能環(huán)保

各個(gè)城市地區(qū)頻發(fā)用電警報(bào)，與日俱增的能源消耗問(wèn)題使人們逐漸認(rèn)識(shí)智能建筑建設(shè)的必要性?！豆?jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》中明確規(guī)定，未來(lái)幾年內(nèi)，建筑行業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊蔀榕c工業(yè)、商用并列的中國(guó)重點(diǎn)節(jié)能行業(yè)，國(guó)內(nèi)新建筑必須嚴(yán)格遵循50%的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于智能建筑既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能建筑與電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)作為未來(lái)時(shí)期內(nèi)建筑行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢(shì)，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要在建立智能化發(fā)展水平的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化發(fā)展。大量實(shí)踐證明，電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)可以有效提升建筑物體的安全管理水平，需要設(shè)計(jì)人員充分考慮建筑物體的實(shí)際情況，不斷優(yōu)化和完善電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)理念，通過(guò)有效的措施和方法提升建筑物體自動(dòng)化設(shè)計(jì)的水平，為居住者提供更安全與舒適的居住環(huán)境。