智能建筑中電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析

文／周其 湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司 湖南長沙 410000

1、智能建筑和電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的簡要概述

1.1 智能建筑的簡要概述

智能建筑不再是簡單的建筑物，智能建筑通過建筑物的構(gòu)造，利用系統(tǒng)化、服務(wù)和管理融為一體的方式服務(wù)住戶，是一種以高效及舒適為一體的建筑物，根據(jù)我國智能建筑設(shè)計(jì)的要求來看，智能建筑是以建筑物為平臺(tái)，利用信息系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)為一體的建筑物，為住戶提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境。這種建筑是在傳統(tǒng)建筑無法滿足人們更理想日常生活的情況下誕生的，因此建筑內(nèi)的系統(tǒng)逐漸完善，同時(shí)具備更安全更節(jié)能的建筑特性，形成了如今的智能建筑。

1.2 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的簡要概述

隨著科技的發(fā)展，對(duì)智能建筑中使用的技術(shù)也進(jìn)行了逐步的完善，國家對(duì)于智能建筑的要求也逐漸提高，重點(diǎn)在于如何運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)住戶進(jìn)行服務(wù)。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)是一種高效、便捷的技術(shù)，能夠滿足住戶居住品質(zhì)的需求，讓建筑內(nèi)部的電氣設(shè)施逐漸完善，能夠起到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的目的，讓資源實(shí)現(xiàn)再利用，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)讓智能建筑當(dāng)中的設(shè)備得到了有效控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。首先是對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)控，隨著科技的創(chuàng)新，人們對(duì)安全有了更高的要求，尤其是對(duì)住宅和和辦公的電氣控制有了更高的安全標(biāo)準(zhǔn)，隨著電氣系統(tǒng)的更新?lián)Q代，安裝位置的隱蔽性，手動(dòng)操作和巡檢難以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)問題并做出應(yīng)急預(yù)案。而應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，既滿足了對(duì)建筑內(nèi)設(shè)備的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，又能根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和系統(tǒng)巡查報(bào)警及時(shí)處理故障，從而為住戶提供更好的安全保障。例如，配電室運(yùn)維系統(tǒng)、馬達(dá)保護(hù)系統(tǒng)、消防泵房自巡檢系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等，這些自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，利用數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)，提高對(duì)住宅的管理效率，改善了建筑內(nèi)照明、通風(fēng)、消防等系統(tǒng)的監(jiān)管效果，同時(shí)讓建筑為住戶提供的安全性能更加可觀。

2、電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑中的特點(diǎn)

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢：（1）綜合布線，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠通過綜合布線的應(yīng)用，大量減少原來依靠繼電器、傳感器等控制電纜的數(shù)量，使橋架內(nèi)布線更加簡潔，同時(shí)具備更好的維護(hù)和檢修效果。（2）數(shù)控技術(shù)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)融為一體，配合監(jiān)控設(shè)備和軟件的使用，能實(shí)現(xiàn)在屏幕前對(duì)建筑內(nèi)各個(gè)系統(tǒng)都了如指掌，在保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，又能及時(shí)預(yù)警，更節(jié)省了大量人力資源的投入。

2.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的準(zhǔn)確控制

當(dāng)前的電氣工程自動(dòng)化可以根據(jù)操作人員下達(dá)的命令實(shí)現(xiàn)快速執(zhí)行，能夠準(zhǔn)確完成任務(wù)，提高工作速度，并且在智能建筑當(dāng)中，能夠?qū)ㄖ?nèi)部設(shè)備進(jìn)行合理分析，一個(gè)全面的控制系統(tǒng)，能讓設(shè)備和各系統(tǒng)主機(jī)無縫銜接，更好的體現(xiàn)數(shù)字化的作用。建筑內(nèi)各樓層和控制平臺(tái)相互連接，實(shí)現(xiàn)管理和運(yùn)行共存的一個(gè)模式。建立一個(gè)完善的管理系統(tǒng)，可以對(duì)每個(gè)樓層的供電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)運(yùn)用各類傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控，例如閥門、風(fēng)機(jī)、水泵的啟停及節(jié)能運(yùn)行，利用系統(tǒng)的地址編碼，可以把命令發(fā)至每一個(gè)準(zhǔn)確位置。

2.2 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，許多大型建筑逐漸出現(xiàn)在人們面前，這些建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種電器元件種類眾多，故障現(xiàn)象頻發(fā)，而電的故障排查難度大，給樓層管理帶來了問題，隨著智能建筑電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的使用，解決了這些難題，智能建筑當(dāng)中利用采集、處理、反饋為一體的處理模式，對(duì)樓層當(dāng)中的設(shè)備進(jìn)行數(shù)控管理，能夠及時(shí)收集信息，信息再反饋到控制中心，最后通過控制中心下達(dá)指令到每個(gè)設(shè)備當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的實(shí)時(shí)監(jiān)控。隨著電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，讓每個(gè)樓層的供電、暖通、照明系統(tǒng)得到一體化管理，讓設(shè)備形成了一個(gè)整體，使樓層管理變得更加便利，如遇到突發(fā)情況時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別判定，可以自動(dòng)啟動(dòng)樓層的緊急系統(tǒng)，使人們能夠快速疏散，提高了建筑的整體安全性能。

2.3 建筑智能化的帶來的設(shè)計(jì)優(yōu)勢

自動(dòng)化控制和傳統(tǒng)控制有一個(gè)明顯的區(qū)別，就是自動(dòng)化控制讓安全系數(shù)得到了提升，傳統(tǒng)的控制方式，若操作人員出現(xiàn)失誤，就會(huì)出現(xiàn)無法控制的情況發(fā)生，這不僅對(duì)操控人員的技術(shù)要求更高，同時(shí)無法更安全的保證操作人員的生命安全。智能化控制系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)的采集、遠(yuǎn)距離的操控、自識(shí)別的預(yù)警，能有效解決這些問題，從而提高安全系數(shù)。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過程中，需要設(shè)計(jì)人員反復(fù)研究、核算，方案的可行度無法在設(shè)計(jì)過程中得到有效的保證，設(shè)計(jì)的缺失遺漏，出現(xiàn)問題無法有效解決。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)能有效解決這些問題，自動(dòng)化設(shè)備的投入、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，能讓設(shè)計(jì)人員對(duì)于各系統(tǒng)控制在設(shè)計(jì)階段就能精確的評(píng)估，提高了工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，豐富了設(shè)計(jì)的樣式，更有效地保障系統(tǒng)在使用過程中的運(yùn)行。

2.4 良好的節(jié)能效果

電氣工程節(jié)能是一個(gè)關(guān)鍵因素，隨著我國科技的發(fā)展，能源緊缺這個(gè)因素逐漸突出，節(jié)能減排一直是一個(gè)重要的戰(zhàn)略方針，電氣設(shè)備節(jié)能環(huán)保是很重要的一個(gè)因素。隨著電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)用，節(jié)能的價(jià)值逐漸被體現(xiàn)出來，通過自動(dòng)化控制合理使用電氣設(shè)備，目前自控監(jiān)控的變頻技術(shù)、樓宇的自動(dòng)照明系統(tǒng)，都是自動(dòng)化節(jié)能的重要體現(xiàn)。

從上述對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)研究可以發(fā)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑中是電氣控制技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)的有效整合，形成的一個(gè)新的系統(tǒng)，為建筑的安全和控制提供了很大的便利，同時(shí)具有節(jié)省成本和資源的優(yōu)勢，值得被廣泛推廣。

3、智能建筑當(dāng)中電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用情況

3.1 在建筑設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)建筑物比較可以發(fā)現(xiàn)，智能建筑利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)建筑中的一些線路和設(shè)備進(jìn)行控制，例如，消防水泵房的自巡檢與實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的試運(yùn)轉(zhuǎn)、同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控線路及電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，避免火災(zāi)時(shí)因設(shè)備系統(tǒng)故障導(dǎo)致的事故擴(kuò)大。同時(shí)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)改變了傳統(tǒng)系統(tǒng)利用就地按鈕和遠(yuǎn)程按鈕的模式，就地控制加集中監(jiān)控的方法，不僅能更直觀的了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，更能利用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)做好事故的預(yù)警。智能建筑當(dāng)中鋪設(shè)的電線一般使用光纖等現(xiàn)代化通信管材，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電纜運(yùn)行不穩(wěn)定，無法滿足智能建筑自動(dòng)化的要求，因此智能建筑可以實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)控，當(dāng)建筑內(nèi)部發(fā)現(xiàn)偷電情況以后能夠第一時(shí)間啟動(dòng)預(yù)警裝置。在智能建筑中電力系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)自動(dòng)化技術(shù)來控制用戶的用電量，對(duì)電力進(jìn)行合理分配，減少電力資源的浪費(fèi)，還能確保每家每戶得到正常的電量供應(yīng)，符合我國節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略方針。

3.2 在建筑通信系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的通信方式已經(jīng)無法滿足用戶越來越高的信息要求，互聯(lián)網(wǎng)交流已經(jīng)是家常便飯。智能建筑利用自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)構(gòu)建一個(gè)自身獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)，讓數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳播，提高了通信的速度，只要住戶在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，就可以和其他的電子設(shè)備進(jìn)行連接，在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息的傳播和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。同時(shí)智能建筑內(nèi)部的用戶還有屬于自己的通信系統(tǒng)，讓用戶可以第一時(shí)間知道自己想要的東西，同時(shí)工作人員根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)行電視會(huì)議等，讓辦公變得更加高效。智能建筑還利用音頻傳輸技術(shù)，讓住戶可以有到身臨其境的感受，滿足當(dāng)代辦公的需求，讓住戶有了一個(gè)新的體驗(yàn)。如下圖1所示電力調(diào)度自動(dòng)化通訊系統(tǒng)。

圖1 電力調(diào)度自動(dòng)化通訊系統(tǒng)

3.3 在建筑防雷系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

夏季來臨時(shí)，部分地區(qū)經(jīng)常面臨暴雨天氣的影響，這些天氣給智能建筑帶來許多安全隱患，大部分建筑選擇在樓層頂部安裝避雷針來防止危害，構(gòu)建一個(gè)防雷系統(tǒng)，但是避雷針在使用的過程中經(jīng)過風(fēng)吹日曬難免會(huì)損壞，讓防雷效果受到影響，隨著智能建筑運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)以后，搭建了一個(gè)完整的預(yù)防系統(tǒng)，讓建筑的防雷性能大幅度提升，簡單來說就是工作人員對(duì)防雷系統(tǒng)進(jìn)行合理布置，利用信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)合理的避雷區(qū)域，在利用分流技術(shù)和內(nèi)部防護(hù)等方式搭建一個(gè)完整的防雷系統(tǒng)，為智能建筑提供一個(gè)安全可靠的居住環(huán)境。

3.4 在建筑樓宇控制系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

智能建筑中樓宇控制系統(tǒng)的功能給居住的用戶帶來了很大的便利，這個(gè)系統(tǒng)可以控制樓內(nèi)的通風(fēng)、消防等設(shè)備，同時(shí)還能控制用戶的排水系統(tǒng)，根據(jù)住戶的需求，為住戶提供最便利的居住空間，例如建筑的消防系統(tǒng)與自動(dòng)化技術(shù)融合以后，智能建筑對(duì)樓體內(nèi)部情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)以后可以第一時(shí)間確定位置，并拉響警報(bào)，同時(shí)調(diào)動(dòng)附近的水源進(jìn)行滅火，給樓內(nèi)的居民帶來了安全保障，并且利用自動(dòng)化技術(shù)可以控制樓內(nèi)的照明設(shè)備，對(duì)附近的光線和聲音進(jìn)行接收，調(diào)整樓內(nèi)的照明系數(shù)，在夜晚時(shí)用戶只需要路過樓道燈光附近就可以把照明系統(tǒng)點(diǎn)亮，方便居住的用戶。

3.5 在建筑辦公自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

為了確保智能建筑具備高效的自動(dòng)化水平，提高建筑的辦公水平就是一個(gè)關(guān)鍵因素，隨著科技的發(fā)展，節(jié)省部分企業(yè)的成本，搭建了一個(gè)自動(dòng)業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，幫助部分企業(yè)員工實(shí)現(xiàn)居家辦公。自動(dòng)化辦公系統(tǒng)具備高度的交互性，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理只可以單方面進(jìn)行工作，只能進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)傳送和接收，自動(dòng)化辦公可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，利用人機(jī)通話的方式，提高數(shù)據(jù)的處理。同時(shí)這個(gè)系統(tǒng)具備很高的協(xié)同性，企業(yè)日常辦公中舉辦的活動(dòng)決定著企業(yè)的效率，隨著智能化辦公系統(tǒng)的使用，縮短了工作完成的時(shí)間，提高了工作效率。

3.6 在建筑供電系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用提高了供電系統(tǒng)的配電效率，提高了電力資源利用率，在智能建筑供電中，設(shè)計(jì)人員需要利用建筑的需求設(shè)置一個(gè)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)，通過計(jì)量、調(diào)度管理供電系統(tǒng)，讓建筑的電力供應(yīng)保障合理性，提高用電量的控制水平，節(jié)省資源浪費(fèi)。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)可以運(yùn)用在變電站中，監(jiān)控變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，保障變電站安全的基礎(chǔ)上提高運(yùn)行速度，在如今的智能建筑中變電站的設(shè)計(jì)利用全微機(jī)化的設(shè)備替代了以往的常規(guī)設(shè)備，利用光線等通信方式代替了電纜，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了一體化控制，提高了管理的力度。

3.7 在建筑門禁系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

建筑的門禁一直是一個(gè)關(guān)鍵問題，它是保護(hù)用戶居住的第一道防線，無論是樓道的大門還是小區(qū)的大門都需要一個(gè)安全措施進(jìn)行防護(hù)，這也是自動(dòng)化技術(shù)所考慮的問題，從當(dāng)前智能建筑可以看出，讀卡系統(tǒng)是一個(gè)常用的系統(tǒng)，利用監(jiān)控探頭和刷卡用戶的信息進(jìn)行識(shí)別，利用信息和數(shù)據(jù)庫錄入的內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)，符合的人員可以通過門禁，隨著門禁的使用降低了很多安全事故，減少了一些人員隨意進(jìn)出小區(qū)的情況，同時(shí)對(duì)建筑內(nèi)部一些傳單和粘貼廣告的現(xiàn)象也有了較好的改善，增強(qiáng)了建筑的美觀。并且門禁系統(tǒng)不需要值班人員全天進(jìn)行監(jiān)控，減少了人員的使用，門禁系統(tǒng)自己具備出入記錄的功能，方便了數(shù)據(jù)的收集工作，節(jié)省了工作效率。

4、智能建筑自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求

4.1 向著節(jié)能方向設(shè)計(jì)

智能建筑節(jié)能一直是一個(gè)發(fā)展的方向，是我國建筑改革中的重要部分，是必然的主觀和客觀意識(shí)，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保是我國的一個(gè)發(fā)展理念，智能建筑需要做到符合可持續(xù)發(fā)展理念，做到遵循節(jié)約資源、人性化、無害化等基本原則，以這些原則為主實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，從可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，提高建筑的資源利用率，無論是建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是工程設(shè)計(jì)，都需要把建筑的能源利用率達(dá)到最高，智能建筑具備高度智能化和舒適度的建筑，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的節(jié)省，減少建筑的能源損耗。根據(jù)我國的國情出發(fā)，能源消耗和成本使用的減少符合建筑發(fā)展理念，智能建筑的設(shè)計(jì)包含了節(jié)能環(huán)保、減少資源浪費(fèi)、利用可再生能源、室內(nèi)環(huán)境符合居住、場地影響很小、藝術(shù)和空間相互結(jié)合、智能化等特點(diǎn)，隨著科技的發(fā)展，智能建筑的能耗已經(jīng)大幅度降低。創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境一直是建筑行業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向，同時(shí)節(jié)能也是一個(gè)目標(biāo)，因此當(dāng)前的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)秉承冬暖夏涼、通風(fēng)較好、光線照射充足的傳統(tǒng)，利用天然的采光和人工照明技術(shù)相互結(jié)合，家中的設(shè)備利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)集中管控，滿足不同人們的需求，減少了資源的浪費(fèi)。如下圖2所示智能建筑當(dāng)中一種節(jié)能設(shè)計(jì)。

圖2 智能建筑當(dāng)中一種節(jié)能設(shè)計(jì)

4.2 向著安全方向設(shè)計(jì)

智能建筑的安全措施非常完善，利用監(jiān)控系統(tǒng)和安保人員的相互結(jié)合形成了一個(gè)完整的防護(hù)體系。安全防護(hù)方面利用門禁、電鎖等設(shè)備讓建筑的防護(hù)等級(jí)得到了提高。并且建筑的安全防范還考慮到了建筑安全逃生的問題，建筑的設(shè)計(jì)從安全和科學(xué)共同出發(fā)，建筑內(nèi)部的設(shè)計(jì)更加完善，安全通道設(shè)計(jì)與自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合，通過防火警報(bào)系統(tǒng)觸發(fā)防火卷簾門，能夠保護(hù)樓內(nèi)居民安全。

4.3 向著完善的防御措施方向設(shè)計(jì)

智能建筑一般在一、二類建筑中居多，防雷的等級(jí)也是比較高的，建筑當(dāng)中與避雷針相互結(jié)合，利用建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋作為引線，以建筑的基礎(chǔ)地梁鋼筋作為接地裝置，為建筑接地保護(hù)裝置提供一個(gè)連接方式，從而實(shí)現(xiàn)可靠的法拉第環(huán)。建筑內(nèi)的智能系統(tǒng)利用設(shè)備的外殼和技術(shù)架設(shè)置保護(hù)裝置，達(dá)到防御雷擊的目的。

結(jié)語：

論文從電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑的應(yīng)用進(jìn)行分析，研究了當(dāng)前智能建筑如何方便人們居住的。智能建筑的設(shè)計(jì)充分考慮到人們居住的需求，以安全防護(hù)為主、生活居住為輔的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)建筑的設(shè)計(jì)符合節(jié)能環(huán)保理念，建筑內(nèi)的各種設(shè)施與自動(dòng)化相互結(jié)合，提高建筑的整體自動(dòng)化水平，確保為人們提供一個(gè)舒適的居住環(huán)境。