建筑智能化電氣工程技術(shù)分析

昝開慧

摘要：現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)是伴隨現(xiàn)代建筑——智能化建筑的發(fā)展而發(fā)展的，現(xiàn)代建筑是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的綜合體現(xiàn)，已成為一個(gè)國(guó)家、地區(qū)和城市現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。目前從事建筑電氣專業(yè)的人才無論是數(shù)量上還是知識(shí)結(jié)構(gòu)上都不能滿足市場(chǎng)的需求，而建筑電氣不僅是建筑物內(nèi)必需和重要的組成部分之一，而且其作用和地位日益增強(qiáng)和提高，那么建筑電氣設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行和檢修等工作將需要大批建筑電氣專業(yè)人才，我國(guó)這方面技術(shù)人才非常短缺，現(xiàn)已引起建筑設(shè)計(jì)人員及建設(shè)者的廣泛關(guān)注和重視。

關(guān)鍵詞：智能化;建筑;建筑電氣;設(shè)備

1? 前言

文章結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)我國(guó)智能化建筑與建筑電氣的相關(guān)理論和當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，主要論述了智能化建筑的概念、發(fā)展現(xiàn)狀及其與建筑電氣的密切關(guān)系，以及建筑電氣的重要作用。

2? 智能建筑的含義

所謂智能化建筑，是指通過將建筑物的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、服務(wù)和管理根據(jù)用戶的需求進(jìn)行最優(yōu)化組合，從而為用戶提供一個(gè)高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境。智能建筑是集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物。其技術(shù)基礎(chǔ)主要由現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代電腦技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)所組成。智能建筑是信息時(shí)代的必然產(chǎn)物，建筑物智能化程度隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而逐步提高。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要標(biāo)志是4C技術(shù)（即Computer計(jì)算機(jī)技術(shù)、Control控制技術(shù)、Communication通信技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù)）。將4C技術(shù)綜合應(yīng)用于建筑物之中，在建筑物內(nèi)建立一個(gè)計(jì)算機(jī)綜合網(wǎng)絡(luò)，使建筑物智能化。4C技術(shù)僅僅是智能建筑的結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化。修訂版的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2006）對(duì)智能建筑定義為“以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”。智能化建筑系統(tǒng)的中心，是以計(jì)算機(jī)為主體的控制管理中心，它通過結(jié)構(gòu)化綜合布線與各種終端（電話、電腦、傳真和數(shù)據(jù)采集等）和傳感器終端（如煙霧、壓力、溫度、濕度傳感等）連接，“感知”建筑內(nèi)各個(gè)空間的信息，并通過計(jì)算機(jī)加工，給出相應(yīng)的對(duì)策，再通過通信終端或控制終端（如閥門、電子鎖或開關(guān)等）作出相應(yīng)的反應(yīng)，使得建筑顯示出“智能”，這樣建筑物內(nèi)所有設(shè)施都實(shí)行按需控制，提高了建筑的管理和使用效率，降低了能耗。

3? 智能建筑的特點(diǎn)與發(fā)展過程

與傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對(duì)象及環(huán)境的有關(guān)知識(shí)以及運(yùn)用這些知識(shí)的能力;智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以總體自尋優(yōu)，具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)和自協(xié)調(diào)的能力?？偠灾?，與傳統(tǒng)的控制理論相比，智能控制系統(tǒng)通過智能機(jī)自動(dòng)地完成其目標(biāo)的控制過程，可以在熟悉或不熟悉的環(huán)境中自動(dòng)地或人─機(jī)交互地完成擬人任務(wù)，對(duì)高度非線性的控制對(duì)象處理比較完美。

由于智能建筑的“智能”特性是以 IT 技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，它們的發(fā)展直接決定了智能建筑的發(fā)展，因而可將智能建筑的發(fā)展分為如下四個(gè)階段：

（1）單功能系統(tǒng)：上世紀(jì)80 年代初期，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在建筑設(shè)備自控領(lǐng)域的應(yīng)用，出現(xiàn)了以通用型控制器為基礎(chǔ)的直接數(shù)字控制系統(tǒng)。并逐漸形成了以閉路電視監(jiān)控、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、空調(diào)設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)為代表的“孤立系統(tǒng)”。在這種控制系統(tǒng)中，由于控制器只需調(diào)整相應(yīng)控制參數(shù)即可應(yīng)用于不同系統(tǒng)，因而這些設(shè)備是通用的、可互換的。

（2）多功能系統(tǒng)：上世紀(jì) 90 年代中期，隨著信息技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以微控制器（MCU，MicroController Unit）為核心的專用控制器（ASC，Application SpecificController）。這種控制器一般都是根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行定制的，也就是只能完成特定的功能。

（3）集成系統(tǒng)：上世紀(jì)90年代末期，互聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)靡給人們帶來了思想上的變革。以往的“孤立系統(tǒng)”已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，因此，控制現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議由專有型向開放型轉(zhuǎn)變。目前在智能建筑領(lǐng)域只有BACnet和LonWorks成為公認(rèn)的兩大開放性標(biāo)準(zhǔn)。

由于所有的現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)在制訂之初都是以面向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為目標(biāo)的，而不是面向企業(yè)應(yīng)用集成，因而造成建筑設(shè)備管理系統(tǒng)不能很好地與物業(yè)信息管理系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享。

4? 建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須始終貫徹實(shí)施國(guó)家有關(guān)的法律和政策，符合現(xiàn)行的國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于某些地區(qū)、行業(yè)和部門的工程設(shè)計(jì)任務(wù)，還應(yīng)當(dāng)遵循相關(guān)的規(guī)定。而規(guī)范的前提就是樹立服務(wù)思想，盡可能地滿足建設(shè)單位需要。歸結(jié)起來，建筑電氣體系設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則。

第一，建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格以國(guó)家規(guī)范為依據(jù)。為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，強(qiáng)化對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)文件的編制管理，我國(guó)進(jìn)行了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。建筑電氣施工與設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格執(zhí)行貫徹國(guó)家相關(guān)法令政策。所編制的設(shè)計(jì)文件應(yīng)同國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和制圖標(biāo)準(zhǔn)相符合，且遵守設(shè)計(jì)工作的相關(guān)程序。

第二，兼顧近期規(guī)劃與長(zhǎng)期規(guī)劃并強(qiáng)調(diào)近期，還應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)期擴(kuò)建銜接適當(dāng)考慮，從而便于節(jié)約宏觀投資。必須以可靠的投資數(shù)額為依據(jù)來確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如燈光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。而設(shè)備檔次，如燈具裝修標(biāo)準(zhǔn)、豪華程度等則由投資數(shù)額決定，以錢的多少來確定具體施工規(guī)劃。

第三，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范要正確掌握，根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，操作方便;對(duì)于節(jié)約能源、電氣安全、環(huán)境保護(hù)等方面，應(yīng)積極采用先進(jìn)技術(shù)，切實(shí)采取有效措施。整個(gè)建筑工程設(shè)計(jì)中，建筑電氣占據(jù)著重要的位置，其設(shè)計(jì)過程應(yīng)同有關(guān)結(jié)構(gòu)、建筑、暖通、給排水等相關(guān)專業(yè)進(jìn)行密切的配合與協(xié)調(diào)。

5? 智能化建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

智能建筑是八十年代中期在美國(guó)出現(xiàn)的，1984年在美國(guó)康涅狄格州哈特福德市建成了世界第一幢智能大廈——城市廣場(chǎng)，僅僅幾十年里，美國(guó)現(xiàn)已有上萬座智能建筑。目前，日本新建的大型建筑，大概60%都是屬于智能型建筑;在我國(guó)，從上個(gè)世紀(jì)90年代起，智能建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，上海、北京、廣州、深圳已建和在建幾十座高樓大廈都采用了建筑智能化系統(tǒng)。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到并開始享受到智能建筑帶來的方便、安全、便捷和效益。中國(guó)智能建筑是逐步發(fā)展起來的，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2001年底，國(guó)內(nèi)已建成的智能建筑約有2300幢。目前在建的智能建筑大廈已轉(zhuǎn)向大型公共建筑，如會(huì)展中心、圖書館、體育場(chǎng)館、文化藝術(shù)中心、博物館等。

6? 結(jié)束語

隨著社會(huì)結(jié)構(gòu)和人們生活方式的改變，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們的工作和生活環(huán)境越來越依賴于建筑物，也對(duì)建筑物的功能提出了越來越高的要求。現(xiàn)代化建筑已經(jīng)不僅僅是一種藝術(shù)體現(xiàn)、文化表現(xiàn)，也是一個(gè)國(guó)家先進(jìn)科技的表達(dá)。通過現(xiàn)代化建筑的智能化標(biāo)準(zhǔn)可以衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)如今的高科技水平。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，21世紀(jì)以后中國(guó)的智能化建筑將達(dá)到世界的一半以上?，F(xiàn)如今，我國(guó)建筑電氣經(jīng)過電氣化階段、自動(dòng)化階段兩個(gè)階段后，已邁進(jìn)智能化階段。智能化建筑技術(shù)的發(fā)展非常迅速。

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