現代智能化建筑電氣設計及應用分析

董佳燁

摘要：隨著時代的進步，科學技術不斷的創新和實踐，智能技術的應用不僅能夠實現資源的優化配置和利用，還能夠有效提升工作質量以及用戶體驗。

關鍵詞：智能化建筑；智能化管理系統；BIM技術在智能化領域的應用

隨著人們物質生活水平的提升，人們對環境保護、節約能源、降低成本、增加效率等問題越來越關注，當然，建筑智能化設計作為比較流行的趨勢也受到了人們的廣泛關注，也正在成為社會關注的焦點和建筑電氣設計者們開發和探索的重要課題。文章結合建筑電氣設計，并將智能化設計實踐作為出發點，通過探討、分析智能化建筑對電氣設計中配電系統、用電設備、照明設施的影響，結合一些目前已有的研究、論文等提出具有可操作性的方法，希望為后續智能化建筑電氣的發展和研究提供參考和幫助。

1智能建筑的特點

1.1 系統集成度高

智能化建筑顧名思義，是相對于傳統建筑更加有智慧的建筑，這得益于智能化設備的高度發展。智能化建筑內的弱電機房可以將建筑火災自動報警系統、視頻監控系統、能耗監測系統、變配電室運行監測系統、暖通空調BA控制系統、無負壓水泵監控系統、智能公共照明系統、景觀夜景照明系統、電梯運行監控系統、安防防盜報警系統、門禁管理系統、電子巡更系統、背景音樂廣播系統集中設置，各終端設備采集信號聯網運行，實現“物聯網”。各系統通過特定協議和總線接至中控主機，中控主機實時顯示各系統運行狀態和參數，并根據環境變量自動調節對應系統以達到智能建筑使用便利、節能性高等目的。

1.2智能化建筑節能效果顯著

建筑中各設備數量眾多，根據環境變量修正各系統參數命令，達到更加節能的目的，如白天營業場所盡可能利用自然光，根據自然光強度調節人工照明光通量，地下車庫根據是否有人車通過控制燈具半亮或全亮，夜間只開啟夜間營業區域空調減少用電，電動機采用變頻器控制根據大氣冷量（或熱量）來調節室內環境燈，以此來減少不必的能耗。

1.3節省運行維護的人工費用

根據美國大樓協會統計，一座大廈的生命周期為60年，啟用后60年內的維護及營運費用約為建造成本的3倍。再依據日本的統計，大廈的管理費、水電費、煤氣費、機械設備及升降梯的維護費，占整個大廈營運費用支出的60%左右；且其費用還將以每年4%的速度增加。所以依賴智能化系統的智能化管理功能，可發揮其作用來降低機電設備的維護成本，同時由于系統的高度集成，系統的操作和管理也高度集中，人員安排更合理，使得人工成本降到最低。

1.4 安全舒適便捷的環境

智能化建筑首先確保人、財、物的高度安全以及具有對災害和突發事件的快速反應能力。還可提供室內適宜的溫度、濕度以及多媒體音像系統、裝飾照明，公共環境背景音樂等，可大大提高人們的工作、學習和生活質量。智能化建筑作為新時代的科技型產物，有著極大的發展潛力和空間，將會在未來我國的城市建設中發揮更加重要的作用，同時會將成為21世紀的主要高技術產業之一。

2智能化建筑電氣設計的要點分析

2.1智能化管理系統架構

智能化管理系統可采用云技術和全冗余架構，可采用云服務器和成熟產品的平臺進行部署。對于超大型綜合體建筑，可分區域設置冗余的采集前置服務器，將智能化建筑中子系統的數據采集并轉發到智能化數據中心，數據在傳輸過程中需具備斷線緩存和斷點續傳功能，保證數據的完整性；之后利用企業級數據庫進行可靠的數據存儲，通過應用服務器實現應用層的業務設計，并對實時與報警數據進行快速處理，最終實現在Web和移動客戶端進行展現和交互。

系統的大數據集成與應用應根據智能化建筑中不同業態的業主需求進行模板化定制開發，集成平臺界面統一，簡化操作流程；無論是從定制化組態、統一接口層，還是到軟件版權的共享問題，都需要體現長遠規劃的需求的特點。

2.2 BIM與三維技術的融合

利用VR（虛擬現實技術），集成和融合SCADA與3D/BIM系統。在設計階段應用BIM（Building Information Model）技術不僅可以在施工過程中提早發現各專業體系交叉集中點，提交減少施工碰撞，檢驗各系統綜合布線路由，還可以利用BIM模型更好的服務已投入使用的智能化建筑。包含3D數據在內的設計數據可以通過xBIM或者IFC格式無縫導入到相關軟件三維開發環境中進行二次、甚至三次開發，加快了系統開發的速度和準確性，并且全面地保留了設計階段空間維度信息和各個專業的設計信息。

2.3 GIS技術的應用

GIS技術的應用可使智能化管理系統集成3D室內地圖，通過WMS接口建立GEO-SCADA的有機集合體。 GEO-SCADA將地理背景下的數據形象的引入HMI顯示帶給操作人員。運用SmartPin技術，通過圖標KPI的方式可實現信息提取功能，可快速瀏覽智能化建筑中任意時間、專業、地點的系統狀態與報警。對于關鍵能耗數據、客流數據可在全息化的應用場景中進行展示，終端業主可總覽全局關鍵參數，從主要參數逐級導航到設備詳細參數，更好的為人服務，同時也更方便、智慧的控制智能建筑中各種設備的運行。

3智能化建筑配電設計需注意的問題

結合相關的智能化管理系統，配電系統除了要考慮可靠性和合理性外，還需要考慮智能化建筑與電氣設計之間的相關性，為智能化管理系統預留相應用電接口應充分，以保證各系統穩定運行。配合智能化管理系統設置相應的節能減排設備，如燈具的智能化控制應在防火分區配電箱設計中設置智能化模塊，非消防風機、非消防水泵、空調等電動機盡可能采用變頻器控制方式，集成了BA控制的管理系統可以更好調節輸出電能，實現節能、安全、舒適、便捷的目的。智能化建筑應用的場所大部分為人員密集場所，其配電線纜的低煙無毒、配電箱的抗震可靠性及建筑物防雷措施均需要按照相關規范嚴格執行，本文不再贅述。

4結語

綜上所述，智能化建筑設計時，除了傳統意義上的配電設計，需要采用更多的弱電智能化系統構架設計和更多的軟件應用，并采用統一接口確保各系統能協調統一的服務于整個智能化建筑物。在配電設計中則需要依據BIM技術考慮更多的管道經濟合理性，合理的選用設備，利用管理構架高效控制設備。實現以人為本的服務理念。

參考文獻：

[1]王家濤.智能化建筑電氣工程的設計與應用研究[D].武漢：湖北工業大學，2017.

[2]劉釗，唐振宇.基于智能化建筑電氣節能優化設計分析[J].中國高新技術企業，2017（01）：118-119.

[3]鄭梅陽.智能建筑電氣節能設計研究[J].中國高新技術企業，2018（15）：98-99.

（作者單位：廣東博意建筑設計院有限公司沈陽分公司）