智能建筑中電氣技術(shù)應(yīng)用研究

何 超

（平高集團(tuán)有限公司,河南 平頂山 467001）

前言

電氣技術(shù)是人類社會(huì)發(fā)展與文化進(jìn)步的產(chǎn)物，同時(shí)也是在不斷變革的過程中發(fā)展起來的。在智能建筑出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的電氣技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。五十年前的建筑中電氣設(shè)備包括：燈頭、開關(guān)、電源線等，后來的電氣化遠(yuǎn)景時(shí)代逐漸演變成樓上、樓下、電燈、電話而已。最近幾年，隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)的普及以及物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)，建筑物中的電氣設(shè)施發(fā)生了翻天覆地的變化。為了更好地滿足消費(fèi)者的需求，建筑電氣化的功能也逐漸增多，有傳統(tǒng)的照明、應(yīng)急供電、變配電、給水系統(tǒng)以及污水排放系統(tǒng)，還出現(xiàn)了室內(nèi)空調(diào)、內(nèi)外通風(fēng)系統(tǒng)、冷熱源等電器設(shè)備，除此之外電梯、電動(dòng)扶梯、安全防范、信息通信等設(shè)備也已經(jīng)成為智能建筑中必備的配套設(shè)置。單一設(shè)備的數(shù)量疊加導(dǎo)致這些設(shè)備的總體數(shù)量相當(dāng)可觀，因?yàn)殡姎庠O(shè)備在建筑中的分布較廣，在一幢建筑中可能上千臺(tái)甚至上萬臺(tái)各類電氣設(shè)備，需要經(jīng)過層層質(zhì)量控制并且裝備安全可靠的電源，才能確保這些設(shè)備有效運(yùn)行。尤其要指出的是，作為弱電系統(tǒng)工程的延伸和發(fā)展，其在智能建筑系統(tǒng)工程中的應(yīng)用涉及的專業(yè)更寬廣，弱電系統(tǒng)也不斷地向智能建筑領(lǐng)域里滲透。優(yōu)質(zhì)的智能建筑可以提高人們的工作效率、管理水平，還可以減輕生活壓力提高人們的休息質(zhì)量。在2000年10月《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的出臺(tái)標(biāo)志著我國正式進(jìn)入智能建筑時(shí)代，智能建筑是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、弱電控制技術(shù)為一體的建筑。在21世紀(jì)的今天，人們文化層次的提高，追求高品質(zhì)生活就需求也越來越強(qiáng)烈，智能辦公或者家居生活無處不體現(xiàn)出智能建筑電氣技術(shù)的貢獻(xiàn)，作為現(xiàn)代建筑中的重要組成，智能電氣技術(shù)必將在今后的建筑工程領(lǐng)域中占據(jù)更重要的地位。

1 我國智能建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

智能建筑是指根據(jù)用戶的需要，將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理進(jìn)行優(yōu)化組合，創(chuàng)造出便利、高效、舒適的人性化空間。參照《2013-2017年中國智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》的數(shù)據(jù)，在2005年我國智能建筑市場(chǎng)首次突破兩百億人民幣，2012年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到八百億人民幣，并且這種迅猛的增長(zhǎng)勢(shì)頭還以每年20%的速度在遞增。報(bào)告還顯示，由于我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈的連帶效應(yīng)也在不斷加強(qiáng)，數(shù)據(jù)還顯示隨著智能建筑的發(fā)展，智能化電氣行業(yè)的細(xì)分市場(chǎng)也得到了空前的發(fā)展。智能建筑的出現(xiàn)是隨著人類對(duì)建筑軟實(shí)力的不斷要求中產(chǎn)生的，伴隨著內(nèi)外信息交換、舒適性、便利性、安全性和節(jié)能性等需求的出現(xiàn)，智能建筑為強(qiáng)調(diào)用戶體驗(yàn)在不斷完善自身的技術(shù)。在2012年，我國新建建筑中有20%為智能建筑，這一比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平，其中美國的新建建筑中有75%為智能建筑，在日本為60%，市場(chǎng)開拓空間巨大。近些年來，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程在不斷加快，智能建筑設(shè)計(jì)無處不在，這種發(fā)展機(jī)遇也促成了智能建筑的快速發(fā)展。按照“十二五”規(guī)劃來看，我國平均每年計(jì)劃新增建筑項(xiàng)目不低于二十億平米，其中新增建筑項(xiàng)目中智能建筑的比例不低于總項(xiàng)目數(shù)量的30%。按照這樣規(guī)劃，我國在未來三年內(nèi)，智能建筑的市場(chǎng)發(fā)展空間將會(huì)穩(wěn)定在25%的增速左右，截止2015年其市場(chǎng)規(guī)模將超千億。所以，目前我國智能建筑行業(yè)仍處于上升通道中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和用戶需求的增多，預(yù)計(jì)在未來的幾年我國智能建筑市場(chǎng)前景仍然廣闊。

2 電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用范疇

2.1 在建筑綜合體中的應(yīng)用

隨著城市的規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑綜合體逐漸在一、二線城市中出現(xiàn)，其復(fù)合型的功能特征非常顯著，現(xiàn)如今，在北京、上海、廣州、深圳等一線城市，中央商務(wù)區(qū)的大面積出現(xiàn)就是最有力的證明。再如，青島、重慶、沈陽、武漢等二線城市的快速崛起，其大量休閑商務(wù)區(qū)的出現(xiàn)成為人們主要的休閑、購物、娛樂場(chǎng)所。還有部分城市中的行政中心區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)以及工業(yè)園區(qū)高檔住宅小區(qū)等建筑的不斷增多也是智能建筑快速發(fā)展的表現(xiàn)。美國911恐怖事件之后，全世界的人們都在呼吁加強(qiáng)建筑物的反恐、防爆安全，未來智能化先進(jìn)的電氣技術(shù)必將是大型建筑及綜合體不可或缺的配套技術(shù)之一。

2.2 在智能建筑節(jié)能方面的應(yīng)用

目前，建筑電氣技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用處于前沿性研究，并且這種研究還在不斷地發(fā)展與壯大，它是傳統(tǒng)工業(yè)與現(xiàn)代信息技術(shù)融合的產(chǎn)物。我國緊跟時(shí)代潮流，節(jié)能型建筑電氣技術(shù)的重大課題被不斷攻關(guān)，目前電氣技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用在建筑行業(yè)中已經(jīng)逐漸顯示出它的價(jià)值。所謂節(jié)能型建筑電氣技術(shù)是指以現(xiàn)代的普通住宅和辦公建筑為平臺(tái)，充分考慮自然環(huán)保與建筑的雙重價(jià)值，在注重社會(huì)價(jià)值的前提下再去考慮建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因?yàn)橹悄芙ㄖ镏械慕ㄖ煤洼o助公用完美結(jié)合，進(jìn)而為人類提供了更加舒適與安全的空間環(huán)境，因此，智能建筑電氣技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用是未來電氣技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要分支。

2.3 在協(xié)調(diào)多種弱電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的應(yīng)用

在智能建筑興起之前，電氣技術(shù)就在建筑中的扮演著非常重要的角色，因?yàn)榻ㄖ碾姎庠O(shè)備需要有效運(yùn)轉(zhuǎn)就必須擁有安全可靠的電氣技術(shù)。相對(duì)而言傳統(tǒng)的建筑電氣技術(shù)應(yīng)用比較獨(dú)立，缺少系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)配合。當(dāng)智能建筑不斷出現(xiàn)時(shí)，大量的弱點(diǎn)設(shè)備需要一起工作，為了有效地解決大量弱點(diǎn)設(shè)備同時(shí)使用的情況，智能建筑的電氣技術(shù)也要同步發(fā)展。因此現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能建筑的比例越來越高，建筑中的弱電設(shè)備的結(jié)構(gòu)與功能也趨向復(fù)雜化，再之智能建筑中傳統(tǒng)的建筑電氣技術(shù)存在效率偏低、安全性差等缺點(diǎn)，為了更好地為智能建筑服務(wù)，協(xié)調(diào)多種弱點(diǎn)設(shè)備共同運(yùn)轉(zhuǎn)智能電氣技術(shù)的發(fā)展還要更進(jìn)一步。

3 電氣技術(shù)在智能建筑中的使用現(xiàn)狀

隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)工作環(huán)境和生活環(huán)境的提出了更高的要求。在這樣背景下，智能建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。電氣技術(shù)在傳統(tǒng)建筑中的作用遠(yuǎn)低于在智能建筑中起到的作用，電氣技術(shù)在智能建筑中的所起到作用可以從以下幾個(gè)方面看出。

3.1 實(shí)現(xiàn)智能建筑多種功能的作用

智能建筑最大的魅力在于功能多樣化，功能的多樣化是搭建在在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，但是建筑的具體功能還需要電氣技術(shù)的合理運(yùn)用才能實(shí)現(xiàn)。智能建筑的功能化是需要充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，功能的實(shí)現(xiàn)建立在智能建筑中大量的電子設(shè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的電氣技術(shù)有最力的保證，因此建筑電氣技術(shù)無論在傳統(tǒng)建筑還是智能建筑中都是功能化實(shí)現(xiàn)的首要前提。

3.2 保證智能建筑設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作用

智能建筑中由于功能較多，建筑往往需要采用大量的弱電系統(tǒng)設(shè)備，設(shè)備的設(shè)計(jì)與施工都需要專業(yè)的技術(shù)人員，專業(yè)的建筑電氣技術(shù)需要在工作中不斷完善，因此能否較好的完成設(shè)計(jì)與施工過程是保證智能建筑設(shè)備功能化的前提。由于弱電設(shè)備間存在著一定程度的相互干擾，因此在施工過程中必須格外注意安裝的順序，每套設(shè)備單獨(dú)安裝，需要大量的人力、物力以及時(shí)間。先進(jìn)的建筑電氣技術(shù)是需要通過統(tǒng)籌規(guī)劃來對(duì)建筑中的電子設(shè)備進(jìn)行有計(jì)劃、有組織的安裝，這樣不僅可以保證智能建筑內(nèi)的電子設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以減少后期出現(xiàn)故障的概率，同時(shí)也大大地降低了維護(hù)的成本。

3.3 完善智能建筑電子監(jiān)控的作用

在智能建筑中，電子監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)成為必不可少的電子設(shè)備之一，在電子監(jiān)控技術(shù)方面，智能建筑中的電氣設(shè)計(jì)已經(jīng)不再依賴傳統(tǒng)老式的計(jì)算機(jī)監(jiān)視器集中控制的辦法，而是轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)模式的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)。目前最新的技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)模擬方面以及以太控制網(wǎng)絡(luò)開發(fā)方面取得一定突破，另外在網(wǎng)絡(luò)的集成控制以及計(jì)算機(jī)操作技術(shù)監(jiān)控領(lǐng)域中也做出了突出，這些成果都極大地推動(dòng)了智能建筑中監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與革新。

3.4 提高智能建筑安全防范的作用

在智能建筑出現(xiàn)的早期，建筑中的安防技術(shù)與傳統(tǒng)建筑之間并無明顯區(qū)別。建筑內(nèi)的安全防范系統(tǒng)主要包括：中央及區(qū)域間的電視監(jiān)控、通道控制以及邊界防越等子系統(tǒng)構(gòu)成，這些子系統(tǒng)都是各自獨(dú)立進(jìn)行工作的，子系統(tǒng)之間的信息交流非常有限，這就決定了安防技術(shù)很難對(duì)智能建筑進(jìn)行全面有效的監(jiān)控。相反，隨著智能建筑電氣技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的智能建筑中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的安全聯(lián)動(dòng)，這也使得安全防范系統(tǒng)的嚴(yán)密度和可靠度大大提升。

3.5 實(shí)現(xiàn)智能建筑多樣化網(wǎng)絡(luò)通信的作用

智能建筑中最為引以自豪的特色就是為用戶在辦公和生活中提供了更加便利的通信環(huán)節(jié)，是否擁有發(fā)達(dá)而完善的通信網(wǎng)絡(luò)決定了智能建筑的優(yōu)劣程度。目前主流的通信網(wǎng)絡(luò)包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)以及電話通信網(wǎng)絡(luò)，未來還會(huì)添加物聯(lián)信息網(wǎng)絡(luò)，所以智能建筑中的網(wǎng)絡(luò)通信和信息傳輸都離不開先進(jìn)的電氣技術(shù)。以太網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是目前智能建筑中普遍采用的技術(shù)，這種布線技術(shù)可以使信息傳輸速率大幅提升，而且布線方式更靈活、更高效，后期維護(hù)也非常方便，以太網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的問世也極大地促進(jìn)了智能建筑的網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展，同時(shí)也為用戶提供了更多的信息通信便利。

4 電氣技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)中需要注意的問題

4.1 注意經(jīng)濟(jì)效益問題

智能建筑的電氣技術(shù)首先要考慮經(jīng)濟(jì)效益，電氣技術(shù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不要過于繁瑣，在建筑的總成本中電氣施工的成本比例越來越高，科學(xué)實(shí)用的電氣技術(shù)設(shè)計(jì)可以達(dá)到節(jié)約總成本的目的。在具體實(shí)際施工過程中，技術(shù)人員需要將設(shè)計(jì)方案不斷修正，遇到問題第一時(shí)間拿出整改方案，直至達(dá)到施工要求，要通過合理選用新材料、新技術(shù)來確保電氣施工的安全性與可靠性。同時(shí)還需要額外注意新型技術(shù)的選取來簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)降低投資成本的目的。

4.2 注意整體設(shè)計(jì)問題

關(guān)于智能建筑的電氣設(shè)計(jì)，應(yīng)該保持實(shí)事求是的態(tài)度，結(jié)合建筑的實(shí)際情況，不盲目的追求無法達(dá)到的目標(biāo)。由于智能建筑功能性強(qiáng)，而且電氣設(shè)施復(fù)雜，所以對(duì)智能建筑的電氣管理更要嚴(yán)格。在智能建筑中，大量弱電設(shè)備的應(yīng)用使得不同的設(shè)備間功能和性能差異很大，因此不可以盲目的追求最新和最全的施工方案。所以合理的建筑電氣設(shè)計(jì)必須從建筑的整體性出發(fā)，這樣才能保證設(shè)備與系統(tǒng)功能之間完美運(yùn)行。

4.3 注意施工質(zhì)量的監(jiān)控問題

智能建筑的施工中，工程的每個(gè)階段都有特定的問題，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要認(rèn)真檢查，確保工程的質(zhì)量無誤。同樣在建筑電氣設(shè)備的操作中也應(yīng)該嚴(yán)格遵循電氣施工的具體規(guī)范，注意成本控制的前提下還要嚴(yán)格把關(guān)材料的質(zhì)量，以此保證施工過程的安全可靠。

5 智能建筑電氣技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1 發(fā)展速度更快、研究更廣泛

近年來，城市建設(shè)重大課題始終是業(yè)內(nèi)的主要研究焦點(diǎn)，其中電氣技術(shù)方面的研究占比很高。現(xiàn)代智能建筑電氣技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出發(fā)展快速性、研究廣泛性的特點(diǎn)。智能化辦公與家居生活在不斷向我們的生活滲透，建筑空間的功能與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也逐步提升。某種意義上說，智能建筑的發(fā)展程度更多取決于信息技術(shù)的發(fā)展，而信息技術(shù)的有效設(shè)施則取決于建筑電氣技術(shù)的發(fā)展程度，因此，目前我國的建筑電氣技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)要朝著技術(shù)水平更高、更新、更快的方向不斷邁進(jìn)。

5.2 設(shè)備更精湛、技術(shù)更可靠

24小時(shí)不停工作是智能建筑電氣設(shè)備的工作特點(diǎn)之一，因此智能建筑的電氣設(shè)備能可靠、穩(wěn)定、精準(zhǔn)而有效地運(yùn)行離不開先進(jìn)電氣技術(shù)的支持。加大智能化電氣設(shè)備研發(fā)已經(jīng)成為勢(shì)在必行的發(fā)展趨勢(shì)。中國正處于城鎮(zhèn)化向城市化、工業(yè)化快速轉(zhuǎn)型的發(fā)展時(shí)期，近幾年政府積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)發(fā)展新型節(jié)能住宅與高科技智能建筑，并制定出更嚴(yán)格的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材的新標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)打造綠色建筑理念，促進(jìn)提高城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展的質(zhì)量和效益，這本身也是中國可持續(xù)發(fā)展的基石。

5.3 綠色環(huán)保趨勢(shì)

綠色環(huán)保建筑不同于傳統(tǒng)建筑，它的設(shè)計(jì)理念超越了建筑物的本體追求，它是人類生存目標(biāo)的優(yōu)化，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它是多目標(biāo)優(yōu)化的典型代表。同時(shí)，綠色環(huán)保建筑必須采用大量的智能系統(tǒng)來保證建設(shè)目標(biāo)的有效實(shí)施。它匯集了信息、控制、管理與決策等多方面技術(shù)，智能化、信息化是不可缺少的組成部分。以智能化電氣技術(shù)推進(jìn)綠色建筑，不僅節(jié)約能源，還可以有效減少污染，是建筑智能化發(fā)展的趨勢(shì)和目的，也是綠色建筑發(fā)展的必由之路。由于綠色建筑在我國剛剛起步，其中有大量與現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)相關(guān)的課題有待探索與解決。在可持續(xù)發(fā)展的國策指導(dǎo)下，智能建筑的電氣技術(shù)在研發(fā)、運(yùn)行的過程中不斷推進(jìn)節(jié)能與環(huán)保的新標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)束語

目前我國智能建筑的電氣技術(shù)已經(jīng)將信息技術(shù)、電子、電工、與遠(yuǎn)程控制技術(shù)綜合到一起，這不僅從理論層面上將現(xiàn)有的電氣工程領(lǐng)域更加細(xì)化，而且目前的智能電氣技術(shù)已經(jīng)將電子、電工等技術(shù)匯聚成一條較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。在未來我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)逐年開放的大背景下，中國目前經(jīng)濟(jì)體制改革不斷深入，部分壟斷行業(yè)被打破，經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿τ心抗捕茫ㄖ悄芑内厔?shì)也越發(fā)顯著，這就促使智能建筑產(chǎn)業(yè)向集約型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式靠攏。智能建筑電氣技術(shù)自身的數(shù)字化、智能化、與綠色化的特點(diǎn)勢(shì)必將把中國電氣工程技術(shù)的發(fā)展推向一個(gè)新的高度。

[1] 周景全.智能建筑的電氣設(shè)備安裝技術(shù)探討[J] .黑龍江科技信息，2008.

[2] 田洪洲.論電氣技術(shù)與智能建筑[J] .現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009.

[3] 朱義威.智能建筑電氣設(shè)備安裝技術(shù)[J] .科技資訊，2008.

[4] 劉德君，段慧達(dá)，白晶.電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)改革探討[J] .電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009.

[5] 竇志，趙敏.建筑師與智能建筑[M] .北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[6] 劉穎.論電氣技術(shù)在智能建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J] .科技傳播，2010.