智能化技術(shù)在建筑電氣工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)化策略

金海濤

【關(guān)鍵詞】建筑工程；電氣工程；智能化技術(shù)；現(xiàn)狀與策略

引言

電氣系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑的一個(gè)重要組成部分，其施工的質(zhì)量和安全程度將直接關(guān)系到工程的最終應(yīng)用效果，也關(guān)系到用戶的使用體驗(yàn)和滿意度。通過實(shí)際應(yīng)用證明，采用智能化自動(dòng)控制技術(shù)，能夠有效地改善建筑的電氣功能，從而能夠有效地滿足人們的日常生活需求，并顯著提升了建筑工程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。為了進(jìn)一步提升建筑電氣工程的智能化程度，保障工程的質(zhì)量和效率，近年來，我國的一些專家開始致力于電氣系統(tǒng)的智能化技術(shù)研究，希望通過對(duì)智能技術(shù)的研究，更好地滿足現(xiàn)代建筑電氣工程的需要，使其在各方面都能發(fā)揮其應(yīng)有的功能，進(jìn)而推動(dòng)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

一、建筑電氣工程概述

建筑電氣工程是指將現(xiàn)代科技、電子技術(shù)應(yīng)用于建筑內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的全面供電。其主要功能是傳遞、分配、應(yīng)用和傳遞電氣信息，使建筑工作人員在施工過程中更加舒適、方便、安全。電氣系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)是交流電（工頻強(qiáng)電），而信息的傳遞主要是基于高頻、弱電和恒定電流。隨著我國經(jīng)濟(jì)信息化的不斷發(fā)展，數(shù)字城市建設(shè)和綠色智能建設(shè)日益迫切，電氣智能化技術(shù)給人類的工作、居住環(huán)境帶來了空前的高效率和高效益[1]。

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀

在建筑電氣工程中，通過安裝接地系統(tǒng)、變壓器系統(tǒng)、照明與避雷系統(tǒng)，既能保障建筑的安全，又能滿足住戶的用電要求。當(dāng)前，國內(nèi)外有關(guān)電氣技術(shù)的研究日益深入，已逐漸形成一套完整的電氣系統(tǒng)。但是，由于其能耗高、治理效果差，造成了一定的能耗浪費(fèi)，無法適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展，采用智能化技術(shù)，電氣系統(tǒng)的工作效率得到了進(jìn)一步改善。首先，依靠自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力以及電氣系統(tǒng)管理的便利性，電氣工程與自動(dòng)化智能技術(shù)的融合已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，大量的智能化處理技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，例如：計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用、電氣工程的自動(dòng)化運(yùn)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)，采用智能化技術(shù)，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，既可以檢測出潛在的故障，防止電氣系統(tǒng)的失效，又可以有效地改善整個(gè)設(shè)備的自動(dòng)化程度，包括通風(fēng)、照明等，都能根據(jù)使用者的生活需要自動(dòng)操作，該裝置不僅能滿足家庭需求，還可減少裝置能源消耗，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。其次，自動(dòng)化智能技術(shù)可以使電氣工程在施工中的運(yùn)用更加完美。在智能技術(shù)的幫助下，終端可以收集大量的電力信息，并利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的方式對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對(duì)電力設(shè)備的性能進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，增強(qiáng)了對(duì)電氣設(shè)備的控制。比如，利用電腦的資料分析功能，整合各類處理信息，對(duì)建筑電氣系統(tǒng)的工作環(huán)境進(jìn)行分析，采用科學(xué)有效的計(jì)算方法，以改善電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率。最后，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的控制不能對(duì)建筑電氣系統(tǒng)的操作狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障的概率很高，而利用智能化技術(shù)，可以對(duì)建筑物的電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)測，從而排除非可見因素對(duì)電氣自動(dòng)化的影響。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候的監(jiān)控，保證了系統(tǒng)的安全，同時(shí)也讓員工能夠及時(shí)地掌握建筑的電氣設(shè)備狀況，從而提升電氣系統(tǒng)的管理水平。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢

智能化技術(shù)在電氣工程中不需要建立控制模型，就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，能夠有效地改善電氣系統(tǒng)的控制性能，使其具有更好的功能。然而，由于電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的性能受到很大影響，同時(shí)，在建立電氣系統(tǒng)的過程中，工作人員經(jīng)常會(huì)碰到各種各樣的問題，從而進(jìn)一步增加了電氣系統(tǒng)的操作阻力。由于采用了智能化技術(shù)，不需要再建立控制模式，相關(guān)工作人員就可以從多個(gè)角度進(jìn)行電子工程的控制，大大提高了自動(dòng)化項(xiàng)目的精度[2]。工作人員運(yùn)用智能化技術(shù)對(duì)電氣系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，確保了數(shù)據(jù)的一致性和精確度，并提高了處理流程的規(guī)范化。電氣工程及其自動(dòng)化工程的施工必須在預(yù)定的工期內(nèi)完成，在此過程中利用智能化技術(shù)，可以有效地加快信息的處理，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)測，并采取適當(dāng)?shù)姆椒?，將故障的發(fā)生概率降至最低。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行中的可能性故障進(jìn)行早期預(yù)警，從而確保電氣系統(tǒng)的安全。只有多方協(xié)作，智能技術(shù)才能真正發(fā)揮其功能，達(dá)到遠(yuǎn)程控制電氣系統(tǒng)的目的。

二、智能化技術(shù)在建筑電氣工程中的具體應(yīng)用

（一）智能化技術(shù)在工程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

施工項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)比較困難，由于設(shè)計(jì)人員的能力和其他方面的問題，會(huì)導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)不合格，或存在各種安全隱患。通過智能化技術(shù)的運(yùn)用，可以有效地指導(dǎo)和支持項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。一方面，可以利用智能化技術(shù)來收集各種數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的集成和分析的質(zhì)量，為設(shè)計(jì)方案的制定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而有效地提高總體的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另一方面，利用智能化技術(shù)對(duì)已完工的方案進(jìn)行仿真，從而找出設(shè)計(jì)中的沖突和設(shè)計(jì)缺陷。通過建立實(shí)用的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，確保設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的缺陷和隱患可以及時(shí)解決。在具體應(yīng)用智能化技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)電氣工程的各種配置狀況，運(yùn)用信息技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)配置，并對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而為以后的工程安全運(yùn)行提供有力的保證。同時(shí)，采用技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，完善細(xì)節(jié)，有效地克服了設(shè)計(jì)者和其他因素的干擾，確保了總體設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量。

（二）辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

在辦公系統(tǒng)中，采用辦公自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力、財(cái)力和物力，并建立起一套智能化的處理系統(tǒng)。OA系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：一是交互。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法是單向的，以輸入為主，或以直接輸出為主，辦公自動(dòng)化可以讓雙線性得到交互，充分實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。二是合作。各部門間的合作與合作關(guān)系十分關(guān)鍵，要想保證工作的質(zhì)量與效率，就必須做到有效結(jié)合。OA系統(tǒng)能使工作人員之間的工作聯(lián)系更加緊密。三是學(xué)科多元化。在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域，除電子技術(shù)外，還涉及信息技術(shù)等諸多領(lǐng)域，可以為用戶提供諸如文件處理等辦公服務(wù)。身份認(rèn)證系統(tǒng)中的密鑰是一種可以識(shí)別身份的裝置，信息系統(tǒng)必須運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，對(duì)識(shí)別和指示及時(shí)地進(jìn)行識(shí)別。通過對(duì)物業(yè)管理系統(tǒng)的分析，可以對(duì)建筑物的實(shí)際使用狀況及時(shí)地進(jìn)行維修[3]。

（三）故障診斷方面的應(yīng)用

為了確保電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為用戶提供更高的供電質(zhì)量，必須科學(xué)地進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)和檢修。電氣系統(tǒng)的故障診斷是電氣工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此，提高診斷的效率和處理的質(zhì)量，是確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。由于電氣工程中的設(shè)備種類比較多，電氣系統(tǒng)的軟件和電子設(shè)備的數(shù)量也比較大，因此，必須要合理地利用智能系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，以有效減輕工作人員的工作壓力，保障弱電和強(qiáng)電的融合，提高電力系統(tǒng)的智能，實(shí)現(xiàn)多樣化、新型的智能技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的設(shè)備檢查方式很容易導(dǎo)致人工故障，而智能檢測能科學(xué)地運(yùn)用模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，快速地對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)檢查，準(zhǔn)確地判斷和分析故障的大小，并通過智能方式進(jìn)行修復(fù)，從而大大提升了維修的效率和準(zhǔn)確度。同時(shí)，智能控制裝置具有較好的自主性，它可以發(fā)出警報(bào)，提醒有關(guān)部門及時(shí)維修，減少各種故障的影響。另外，可以建立一個(gè)智能化的在線監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)設(shè)備內(nèi)部的各部分進(jìn)行監(jiān)控，并將其與有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行有效的維修。正確運(yùn)用智能化技術(shù)進(jìn)行故障診斷，可以有效地節(jié)省和整合設(shè)備資源，確保設(shè)備的使用性能最優(yōu)。

（四）系統(tǒng)控制方面的應(yīng)用

建筑電氣工程的設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，必須嚴(yán)格根據(jù)建筑的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和安裝。要正確地配置智能監(jiān)測模塊和綜合布線系統(tǒng)模塊，進(jìn)行協(xié)同匹配的應(yīng)用框架，以保證智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的發(fā)揮，并確保建筑的使用功能得到持續(xù)強(qiáng)化。在實(shí)施智能控制時(shí)，必須全面地分析電氣系統(tǒng)的控制布局，了解基本的布置要求和設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，合理地使用傳感器，有效地解決設(shè)備間的相互干擾問題，提高數(shù)據(jù)的傳輸和采集效率。另外，還需要合理地利用模擬軟件，完成電路的模擬和處理，建立一個(gè)更好的人機(jī)交互模型，將抽象的數(shù)據(jù)以更直觀的形式呈現(xiàn)，從而保證了系統(tǒng)運(yùn)行的合理性和規(guī)范性[4]。

（五）故障監(jiān)控診斷系統(tǒng)

建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備極易受外界或室內(nèi)環(huán)境的影響而發(fā)生一系列故障，由于建筑物內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，各電氣系統(tǒng)間的聯(lián)系十分緊密，若不能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，增加維修費(fèi)用，而且還存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際操作中，自動(dòng)控制和監(jiān)測系統(tǒng)是相互連接的，一旦發(fā)生短路、斷路、設(shè)備故障等故障，監(jiān)控診斷系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并能及時(shí)獲得故障信息，檢修人員就能通過故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行檢測，并根據(jù)故障發(fā)生的原因和部位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在，采取更為高效的方法進(jìn)行處理，從而使電氣設(shè)備在最短的時(shí)間內(nèi)得到快速的恢復(fù)。比如，當(dāng)變壓器發(fā)生故障后，檢修人員可以利用故障診斷裝置對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)其所釋放的氣體來判定其發(fā)生的原因和部位，對(duì)其進(jìn)行快速的定位，從而采取更為高效的方法進(jìn)行故障的處置，最終達(dá)到快速修復(fù)的目的。

（六）其他部分具體應(yīng)用

1.供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)是電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在實(shí)施智能化技術(shù)時(shí)，必須利用技術(shù)監(jiān)控的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。采用相關(guān)技術(shù)建立電氣供應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣供應(yīng)的全面監(jiān)測，并將其與電氣系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行對(duì)比，從而在電氣供應(yīng)超過負(fù)荷時(shí)，及時(shí)進(jìn)行反饋，達(dá)到對(duì)電氣系統(tǒng)的保護(hù)。

2.照明設(shè)備

照明控制主要有波動(dòng)開關(guān)控制、斷路器控制、定時(shí)控制、光電感應(yīng)控制等。在公用區(qū)域設(shè)置更多的開關(guān)，以控制一臺(tái)或多臺(tái)燈具。波動(dòng)開關(guān)的控制方法所涉及的線路比較復(fù)雜，布線會(huì)增加線路的損失，給工程實(shí)施帶來一定的困難。斷路器控制的方法可以采用斷開的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的控制，雖然其操作相對(duì)簡單，但是不能精確地控制照明的亮度。定時(shí)開關(guān)控制方式多用于室外，可以在一定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的控制，雖然可以節(jié)約能源，但是不夠靈活。光電感應(yīng)控制系統(tǒng)采用了光電感應(yīng)控制模式，通過對(duì)工作臺(tái)表面的照明進(jìn)行測量，可以最大限度地利用自然光，達(dá)到節(jié)能的目的。智能控制除了采用上述自動(dòng)控制模式之外，還采用了定時(shí)、聲控、光控、紅外探測等多種技術(shù)，可以有效地滿足用戶對(duì)照明控制的要求，并將其與智能化建筑進(jìn)行一體化，從而促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。

3.電氣消防系統(tǒng)

根據(jù)智能信息系統(tǒng)應(yīng)用安全原理建設(shè)消防系統(tǒng)和消防監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)施智能化消防系統(tǒng)以及火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)處理，通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制器、聯(lián)動(dòng)控制啟動(dòng)消防廣播、防火卷簾等措施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑物火災(zāi)情況的嚴(yán)格管控，確保建筑中的溫度以及煙量超過預(yù)警線時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警。比如，聯(lián)動(dòng)強(qiáng)制電梯下降到一樓或轉(zhuǎn)換層，并開啟轎廂的車門（停用電梯、消防電梯待命）。聯(lián)動(dòng)開啟所有由門禁系統(tǒng)控制的門、電動(dòng)?xùn)艡凇⑼＼噲鋈肟诤统隹跈n桿等。在滅火系統(tǒng)啟動(dòng)之前，將本大樓的普通照明、插座等非滅火電源連接起來；利用消防聯(lián)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)消防水泵系統(tǒng)、防排煙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等系統(tǒng)的智能自動(dòng)打開，從而達(dá)到滅火的目的，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

三、在建筑電氣工程中應(yīng)用智能化技術(shù)的策略

（一）完善智能化技術(shù)的應(yīng)用制度

制度對(duì)技術(shù)人員具有很強(qiáng)的約束力，在建筑電氣工程中，企業(yè)要使智能化技術(shù)更好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用，就必須完善智能化技術(shù)的應(yīng)用制度。一是要明確所有工作崗位的職責(zé)。對(duì)涉及的所有工作人員的責(zé)任進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)范，將各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題羅列清楚，并制定詳細(xì)的獎(jiǎng)懲制度，出了問題可以按照該制度的處罰標(biāo)準(zhǔn)來問責(zé)，避免出現(xiàn)相互推卸責(zé)任的現(xiàn)象。二是加強(qiáng)對(duì)員工的制度培訓(xùn)。企業(yè)要對(duì)員工進(jìn)行系統(tǒng)的制度培訓(xùn)，保證員工對(duì)應(yīng)用制度的內(nèi)容有足夠的認(rèn)識(shí)，明白自身的職責(zé)和相應(yīng)的責(zé)任，并且清楚獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的等級(jí)和依據(jù)，從而降低人為因素引起的質(zhì)量問題和成本問題，進(jìn)而提高智能化技術(shù)的使用效率[5]。

（二）培養(yǎng)智能化技術(shù)的人才

智能化技術(shù)在建筑電氣工程中的運(yùn)用，其效率和水平與操作者的專業(yè)化程度有著密切的關(guān)系，如果操控和管理人員的專業(yè)性不強(qiáng)，其在操作中容易出現(xiàn)問題，或者會(huì)因?yàn)椴僮鞑皇炀毝鴮?dǎo)致工作效率降低。因此，為了能夠確保建筑電氣工程智能化需求得到滿足，就需要建筑電氣工程智能化工作崗位上擁有足夠數(shù)量的高水平人才。為此，必須做好兩方面的準(zhǔn)備：①積極招募建筑電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，特別是剛剛大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生，盡可能地給他們創(chuàng)造更多的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓他們在工作中獲得更多的經(jīng)驗(yàn)。②通過對(duì)現(xiàn)有的電氣工程師進(jìn)行培訓(xùn)，提高他們的智能技術(shù)應(yīng)用能力，彌補(bǔ)他們在技術(shù)上的不足，從而使他們在建筑電氣工程應(yīng)用中擁有更多的經(jīng)驗(yàn)和更高的專業(yè)能力，為電氣行業(yè)智能化技術(shù)的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的人力保障[6]。

結(jié)束語

總之，建筑品質(zhì)越來越受到人們的關(guān)注，社會(huì)對(duì)建筑的要求也越來越高。將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣工程，能夠有效地改善建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，使其更為安全、高效，并最大限度發(fā)揮其作用。該控制采用PLC技術(shù)，使控制更加智能化，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的高效率故障檢測，從而保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和高效性，并可以對(duì)燈光、智能等進(jìn)行最優(yōu)控制。當(dāng)前，我國建筑智能化技術(shù)還面臨著技術(shù)體系空白、人才短缺等問題，其應(yīng)用范圍還需要不斷拓展。為此，在施工過程中要充分綜合多種因素的作用，強(qiáng)化智能技術(shù)在實(shí)際中的運(yùn)用，提高建筑電氣工程的技術(shù)含量，從而為用戶提供更好的服務(wù)。