智能建筑中電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究

王新智

關(guān)鍵詞：智能建筑；電氣工程；自動(dòng)化

1引言

在數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢下，智能建筑已經(jīng)成為常態(tài)。電氣工程相關(guān)技術(shù)是智能建筑中的核心，是一種高度集成化、智能化與高效化的綜合技術(shù)，可切實(shí)根據(jù)用戶的需求，定制建筑中的電氣功能，從而為用戶提供良好的居住體驗(yàn)。簡而言之，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)是在建筑中完善傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)建筑中電氣資源進(jìn)行完善的一種綜合性技術(shù)，其最終目的是提高電氣系統(tǒng)的利用率并滿足用戶的個(gè)性化需求，下文簡要說明此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到智能建筑中的意義與優(yōu)勢。

2智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的意義

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)（下文簡稱為自動(dòng)化技術(shù)）主要是指對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制。智能建筑中，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都有特定的要求或標(biāo)準(zhǔn)，為將不同標(biāo)準(zhǔn)與要求的電氣設(shè)備融合至同一個(gè)系統(tǒng)中，便需要利用自動(dòng)化技術(shù)。目前，我國已在建筑行業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)了較多智能大廈。由于不同建筑類型在功能方面存在差異性（例如寫字樓、商業(yè)中心等）且其結(jié)構(gòu)不同，因此對(duì)于不同性質(zhì)的樓宇而言，電氣系統(tǒng)的管理模式也會(huì)有所不同。比如，辦公樓需要采用集中式管理模式：商業(yè)中心需要采用智能化管理模式：住宅樓則需要采用個(gè)性化管理模式等。此種情況下，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)不同類型樓宇及其使用功能對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理有效安排和應(yīng)用。電氣智能控制系統(tǒng)是指對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等進(jìn)行合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)后，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的控制和應(yīng)用進(jìn)行合理科學(xué)安排，同時(shí)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來完善信息處理體系功能，并在實(shí)現(xiàn)智能功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)中所有設(shè)備的使用情況進(jìn)行有效監(jiān)督和監(jiān)控管理。為了實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)督與監(jiān)控功能，必須確保電氣系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信安全穩(wěn)定運(yùn)行，并盡可能地提高自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行速度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展方向之一便是自動(dòng)化技術(shù)與電子信息相結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用效果。其中主要包括智能建筑中所需要使用的機(jī)電設(shè)備、智能樓宇、監(jiān)控系統(tǒng)、安全與消防設(shè)施等設(shè)備的控制與管理工作。在智能建筑中應(yīng)用電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)十分重要且必要的工作，而且對(duì)于提高智能建筑管理質(zhì)量有著重要意義。

各個(gè)行業(yè)的發(fā)展均離不開自動(dòng)化技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用。因此，在智能建筑中應(yīng)用電氣工程和自動(dòng)化技術(shù)極其重要。隨著社會(huì)的發(fā)展變化，人們對(duì)于建筑工程的要求越來越高，不僅要有較高規(guī)格的建筑物，還要有完善便捷且實(shí)用高效的配套設(shè)施以方便人們生活工作學(xué)習(xí)，而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用便能切實(shí)滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。目前我國已建成多種類型的智能建筑項(xiàng)目，并配備了一系列先進(jìn)而完善的監(jiān)控、管理系統(tǒng)，從而更好地保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

3.1有利于故障檢測

在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步提升的背景下，建筑行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，建筑工程的規(guī)模迅速擴(kuò)大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁復(fù)的建筑紛紛落地建成，但越是功能豐富的建筑，其內(nèi)部電氣系統(tǒng)的功能也越豐富，所隱藏的漏洞也會(huì)更多。而電氣系統(tǒng)中的漏洞不僅會(huì)影響到建筑工程的施工質(zhì)量，還會(huì)對(duì)人們后續(xù)的居住體驗(yàn)造成影響。若將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，技術(shù)人員便可通過現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)所有電氣設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行采集與分析，并將分析結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)測中心，如此便完成了電氣系統(tǒng)的故障檢測。另外，監(jiān)測中心還可利用自動(dòng)化技術(shù)中的信息采集功能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并利用通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將指令傳達(dá)至相關(guān)電氣設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)的全天候管理。基于上述系統(tǒng)，管理人員還可利用此系統(tǒng)對(duì)建筑內(nèi)的溫度、照明、通信等綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行資源調(diào)配，以提升管理人員對(duì)于智能建筑整體的掌控程度，從而最大限度地降低管理成本。對(duì)于突發(fā)情況，自動(dòng)化技術(shù)所組成的監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時(shí)且準(zhǔn)確地進(jìn)行反應(yīng)，管理人員可以在系統(tǒng)中設(shè)定某方面的閾值，并制定緊急預(yù)案，一旦突發(fā)情況使某方面達(dá)到閾值，便可快速啟動(dòng)緊急預(yù)案，以保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。

3.2有利于設(shè)備控制

在智能建筑的生活場景中，相關(guān)管理人員可通過電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)向相關(guān)電氣設(shè)備下達(dá)指令以及信號(hào)，以發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的遠(yuǎn)程控制作用，進(jìn)而使工作人員可遠(yuǎn)程對(duì)智能建筑中的電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，需要智能建筑工程在建設(shè)中盡可能地完善電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的功能．吸收行業(yè)中的前沿技術(shù)，并對(duì)建筑中的所有功能與細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃，以保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的整體性。同時(shí)，技術(shù)人員還可通過傳感器與電氣設(shè)備開關(guān)的靈活應(yīng)用，提高遠(yuǎn)程操控的精確性，并對(duì)系統(tǒng)中的其他設(shè)備進(jìn)行編碼，以進(jìn)一步提高電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化程度[2]。

4智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的策略

4.1設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

電氣設(shè)計(jì)階段的工作主要包括以下幾個(gè)方面。（1）電氣設(shè)計(jì)圖紙制作：在完成現(xiàn)場勘測工作后，工作人員要記錄實(shí)際的線路情況，然后再將其進(jìn)行整理、分析和計(jì)算，進(jìn)行綜合分析后，以研討會(huì)的形式完成電氣設(shè)計(jì)圖紙的制作。（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)的特殊性，線路數(shù)量較多，而且還需要通過不同方式對(duì)線路進(jìn)行連接，所以工作人員在對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要做好記錄工作與統(tǒng)計(jì)工作。（3）設(shè)計(jì)計(jì)算：在完成初步方案設(shè)計(jì)后，要進(jìn)一步進(jìn)行電氣計(jì)算和電氣系統(tǒng)的合理性檢查。通過前期的設(shè)計(jì)計(jì)算和初步方案的確定，可以使整體系統(tǒng)具有合理性與科學(xué)性。通過對(duì)現(xiàn)場設(shè)備以及設(shè)施中的電氣控制設(shè)備進(jìn)行分析和計(jì)算，以提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。（4）施工方案制定：在智能建筑中要對(duì)整體的結(jié)構(gòu)施工方案進(jìn)行確定。首先要根據(jù)實(shí)際情況確定整個(gè)工程中各功能模塊及相應(yīng)的布置、設(shè)備位置等，其次要合理規(guī)劃施工圖紙路線及設(shè)備位置，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備與線路布置、電氣設(shè)備選型等進(jìn)行分析，從而合理安排安裝順序，使整體建設(shè)具有合理性。最后還要做好配電系統(tǒng)及相關(guān)電力線工程設(shè)計(jì)，為后期的施工提供便利條件。以上是智能建筑中智能化部分設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容。

4.2系統(tǒng)集成和設(shè)備安裝階段的應(yīng)用

系統(tǒng)集成與設(shè)備安裝階段主要是建筑中配電系統(tǒng)的施工，而智能建筑配電系統(tǒng)施工的重要環(huán)節(jié)之一就是設(shè)計(jì)方案的確定。如果設(shè)計(jì)方案合理，將會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。設(shè)計(jì)方案確定后要進(jìn)行審核，通過審核確定智能建筑配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要設(shè)備和元件，并編制配電系統(tǒng)總體規(guī)劃?？傮w規(guī)劃具體包括安裝配電室、開關(guān)站、變電所、斷路器、負(fù)荷開關(guān)等基本電器及安裝變壓器、電抗器等設(shè)備。對(duì)智能建筑配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)而言，在安裝設(shè)備方面需要選擇專業(yè)廠家來進(jìn)行安裝。智能化建設(shè)中，由于不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上存在一定差距，因此在選擇時(shí)應(yīng)盡量選擇一些國內(nèi)有知名度和影響力的廠家來進(jìn)行設(shè)備安裝，從而保證智能化配電工程能順利實(shí)施并實(shí)現(xiàn)其預(yù)期效果。對(duì)于智能建筑配電工程施工而言，管理人員需要對(duì)建筑物進(jìn)行合理劃分和設(shè)計(jì)，以確保智能建筑配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠順利實(shí)施和發(fā)揮作用。由于智能化配電工程施工難度較高，所涉及的相關(guān)施工設(shè)備均是在大型安裝現(xiàn)場進(jìn)行安裝的。為降低施工難度，施工人員可采取兩種方法，具體如下：自行配備施工機(jī)械和輔助設(shè)施：采用與其他廠家生產(chǎn)相兼容或相同規(guī)格型號(hào)的產(chǎn)品來進(jìn)行安裝處理。利用上述方法進(jìn)行施工需要注意以下兩方面：選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求且具有代表性、穩(wěn)定性好、安全性高的廠家；選擇符合要求且操作簡單容易上手的產(chǎn)品，以確保配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行及安全性能[3]。

配電工程項(xiàng)目建設(shè)中所使用的各類電纜包括電力電纜、控制電纜和屏蔽電纜三種材質(zhì)類型，電力電纜在整個(gè)線路工程中占有重要組成部分。由于其敷設(shè)方式不同于其他類型電纜，在線路運(yùn)行中受到各種環(huán)境因素影響，其敷設(shè)具有一定難度。在智能化配電工程施工中對(duì)所使用線纜有以下要求。（1）耐壓性能高。（2）抗拉強(qiáng)度高。（3）絕緣性能強(qiáng)，對(duì)電氣絕緣的要求不能低于相應(yīng)類別產(chǎn)品和等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全要求。（4）能夠承受外界各種機(jī)械振動(dòng)及沖擊等不利影響以及環(huán)境溫度變化等不利影響。不同型號(hào)產(chǎn)品在使用過程中還要具有良好性能（如抗老化、耐腐蝕、高低溫穩(wěn)定性、不產(chǎn)生電火花及熱穩(wěn)定性能等），其產(chǎn)品質(zhì)量必須符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全要求。

為提高建設(shè)效率和經(jīng)濟(jì)效益，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通常采用雙側(cè)進(jìn)線方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，即一條回路連接一臺(tái)或多臺(tái)配電設(shè)備時(shí)可自動(dòng)切換到另一條回路，但每兩條回路必須要有一個(gè)匯流箱并連接到同一個(gè)斷路器或隔離開關(guān)裝置中，以免發(fā)生串接和故障等問題。另外，由于配電工程施工極易受環(huán)境因素影響，因此在施工時(shí)要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境條件、現(xiàn)場安全要求與施工人員素質(zhì)及經(jīng)驗(yàn)水平，采取適當(dāng)措施以控制事故發(fā)生率，從而加大現(xiàn)場安全管理和控制力度，并建立完善管理制度和操作規(guī)程等以提高維護(hù)工作質(zhì)量與效率。設(shè)備安裝方面，主要包括以下幾個(gè)部分。一是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備安裝，其主要由開關(guān)柜、配電箱、低壓母線、電抗器、電流互感器、電壓互感器等相關(guān)設(shè)備組成。二是智能監(jiān)控裝置安裝。三是通訊功能相關(guān)設(shè)備應(yīng)用于現(xiàn)場管理控制。四是數(shù)據(jù)采集與處理軟件開發(fā)及實(shí)施。五是運(yùn)行維護(hù)管理軟件開發(fā)[4]。

4.3驗(yàn)收與運(yùn)行維護(hù)階段的應(yīng)用

工程驗(yàn)收階段主要是對(duì)系統(tǒng)的設(shè)備和材料進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)其是否符合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行驗(yàn)收，這一階段的重點(diǎn)就是要根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的合理性進(jìn)行檢查，檢查其是否能夠滿足正常的運(yùn)行需要。智能建筑電氣系統(tǒng)要在使用過程中保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全，以及保證電氣設(shè)備控制和調(diào)節(jié)具有良好的可靠性和較高的安全性。在驗(yàn)收過程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程開展工作，施工單位應(yīng)在驗(yàn)收前嚴(yán)格按照規(guī)定準(zhǔn)備好使用資料，如運(yùn)行記錄、圖紙資料、施工方案等。電氣設(shè)備運(yùn)行日寸應(yīng)該定期測量其絕緣電阻和直流電阻等參數(shù)，并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。如果發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)采取措施并立即匯報(bào)，不得擅自使用故障設(shè)備或者是在故障情況下運(yùn)行（如過負(fù)荷等）。電氣設(shè)備安裝完畢后要進(jìn)行調(diào)試并檢測其電氣絕緣性能以及直流電阻等參數(shù)，并在日常工作中做好對(duì)其維護(hù)保養(yǎng)的工作，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)并處理，以確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。

在后續(xù)日常維護(hù)中，技術(shù)人員需要及時(shí)處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)問題，并將問題及時(shí)記錄下來以便下次檢查。由于智能建筑中電氣工程具有較高的技術(shù)含量和自動(dòng)化程度，因此整個(gè)項(xiàng)目需具有一個(gè)高素質(zhì)、高水平且技術(shù)先進(jìn)的管理團(tuán)隊(duì)，以負(fù)責(zé)整個(gè)工程的運(yùn)行和維護(hù)工作，從而最大限度地保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[5]。

5結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能建筑將會(huì)成為建筑行業(yè)的主流，而智能建筑的核心就是電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)。本文從電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的意義與優(yōu)勢人手，從設(shè)計(jì)、安裝、驗(yàn)收三個(gè)角度分析了其具體應(yīng)用方法，相關(guān)人員可從上述內(nèi)容人手，提高建筑的自動(dòng)化效果，進(jìn)而為人們提供良好的居住體驗(yàn)。