樓宇智能化技術在建筑電氣設計中的問題與建議

柴國強

摘要：伴隨著我國當今國民經濟、科技水平的增長，各項建筑領域中紛紛將現金的科學應用技術運用到工程建筑施工過程中。其中，在建筑電氣工程領域中，樓宇智能化技術的應用變得越來越普遍，但是在此基礎上，該智能化技術在實際的工程施工中還存在諸多的應用誤區。本文就樓宇智能化技術在建筑電氣應用中存在的問題與解決對策進行了一系列的分析與研究，希望能夠為我國當前在建筑電氣領域施工技術的發展創新提供一些有效的參考意見。

關鍵詞：樓宇智能化技術;建筑電氣設計;問題;建議

引言

現代建筑是一個國家經濟、政治、歷史和科技發展的產物，具有一定的時代性和民族性。隨著社會智能化建設的推進，建筑電氣系統的研發是現代建筑發展的主要內容之一。因此，如何將智能化的網絡技術、多媒體技術、通訊技術等和現代建筑有效結合，實現樓宇監測的自動化和信息管理的高效化，為用戶創建良好的生活環境或工作環境，是目前建筑行業關注的重點內容。本文就樓宇智能化在建筑電氣應用中存在的問題和對策展開研究，希望能為現代建筑的發展盡一份綿薄之力。

1樓宇電氣自動化設計概述

對于現代建筑設備自動化設計中，建筑電氣系統功能的發揮十分關鍵，這是建筑電氣設備運行安全的基本條件，同時能夠實現系統組合的優化，使相關資源與能源消耗得到有效控制。對于建筑防雷、監控系統而言，在設計過程中必須注重協調性與統一性，促使建筑設備弱點設計在可靠性與安全性得到體現。建筑電氣自動化系統設置了中央管理統計機，該系統將操作、報警、優化、打印等各項功能有機結合到一起，這顯然是傳統儀表控制功能不具備的特點，與此同時，在分散了集散控制系統之后，人機交互也得以實現，系統管理的統一性得到提升。

其次，樓宇智能化電氣設備接地設計對于建筑接地系統而言也有著積極的影響，這與建筑供電系統的整體安全有著十分緊密的聯系。基于傳統接地設計控制理論的建筑電氣設計沿用了集散統計機系統，電子設備在運行過程中會受到干擾。而電氣自動化在樓宇智能化中的應用則解決了這一問題。

此外，建筑物電氣自動化系統設計還需要以上級批示文件為依據進行具體操作，確保設計成果與建筑到位要求以及工藝設備清單相符合。在設計建筑電氣自動化系統的過程中，還需要嚴格遵守國家相關規范標準。使建筑物整體機電設備信息得以分類與整合，基于此展開研究與處理，才能夠實現控制技術的優化，使電氣自動化系統的設計目標得以實現。與此同時還能夠提高系統管理的全面性與統一性，使其運行狀態更加穩定，實現系統成本的有效控制。

2樓宇智能化在建筑電氣應用中存在的問題

2.1性能問題

2.1.1電位連接設計

關于智能化建筑電氣設計各環節，電氣人員往往忽視電位連接設計，然而電氣電位連接設計和接地的作用是類似的，對預防電力故障、電擊事故、火災等問題有一定程度的作用。由此可見，關于電氣系統的電位連接設計是完全必要的。

2.1.2配電變壓器的選擇和設計

在整個電氣系統工作時，變壓器的效率最大，通常是其他電氣設備的90%左右，因此電氣人員在選擇配電變壓器時，要綜合考慮變壓器容量和負荷。除此之外，還要考慮變壓器在高速運轉時，周圍環境或溫度對其的影響，預防變壓器突然損壞。

2.2節能問題

就電氣行業發展現狀而言，國內建筑業致力于電力新技術和新能源的開發。至今為止，風能、太陽能等新技術已被廣泛運用于各行各業，尤其是智能建筑的節能優化方面，有一定的環境效益和經濟價值。盡管我國在新能源的開發和應用上已有所發展，然而智能建筑電氣節能技術仍然處于萌芽時期，存在較多問題，比如電氣安全施工監控的缺乏、還未實現自動化的建筑節能、協調控制不全面有效等。總而言之，樓宇智能化在電氣應用中的節能設計要遵循安全性、環保性、實用性等原則，還要符合我國建筑設計的相關政策規范。

2.3安全問題

2.3.1電氣接地問題

目前，電氣接地問題是建筑電氣系統最主要的問題之一。如果未進行專業的智能接地，整個電力系統都將存在安全隱患。比如建筑內的架空電纜建設，必須進行重復接地，才能保證安全性和穩定性。這是由于一旦建筑電氣設備漏電，都會影響整體電氣系統的安全性。

2.3.2線路老化問題

目前智能建筑內采用的電線電纜的外層包裹材質大多是橡膠和塑料，長期裸露在外會產生腐蝕現象，甚至外層橡膠或塑料脫落，線路絕緣性喪失。尤其是天氣潮濕的情況下，極易發生火災等災難。除此之外，一些未經質量認證的電線，往往也存在一定的安全問題。

2.4建筑防雷問題

至今為止，許多建筑電氣人員依舊采取傳統方法設計建筑防雷系統，然而這種方式是缺乏理論依據的。對于現代智能化建筑的防雷設計，要盡量選取金屬質地的防雷設備，并做好防雷接地工作，從而實現建筑內的電位平衡，提高智能化樓宇的安全性能。

2.5人員管理問題

目前，國內建筑電氣人員在電氣安裝施工方面的經驗相對缺乏，整體施工效率偏低，質量得不到保證。雖然電氣人員有較高的技術技能，然而其缺乏一定的建筑經驗，會導致施工計劃和施工圖紙的不匹配。

3電氣自動化系統的關鍵部分

3.1TN-S系統

如果建筑物變配電獨立性不強，那么TN-S系統接地具有較強的適用性，該系統的中性線N與PE保護接地線除了共同接地之外，沒有連接其他電氣部分。TN-S接地系統的基準點位基本符合安全要求，相較于TN-C-S，TN-S選擇的技術措施大致相同，智能建筑物接地系統都選擇TN-S。智能建筑大多采用單相用電設備，其承受著較大的負荷，通常情況下，如果三相負荷穩定性有所欠缺，那么就會使隨機電流流入中性線N。當智能樓宇照明主要采取熒光燈，使中性線電流增加，那么就會提高火災率。基于TN-S系統下PE線與N如果與外殼相連，那么就會極大的增加火災事故率，并且造成較大范圍的影響。如果N線、PE線以及直流接地線連接在一起，那么電子設備運行就會受到干擾。由此可見，電子設備直流接地、安全保護接地以及防雷保護接地等對于智能樓宇而言至關重要。此外，在樓宇智能化中，需要確保靜電對程控交換機房、計算機房以及消防火災監控室等的影響得到有效控制，并且還要預防電磁波對精密電子儀器的干擾，因此就需要將屏蔽接地與防靜電接地引入到樓宇智能化設計之中。

3.2TN-C-S系統

TM-C-S系統由兩部分組成，即TN-C系統與TN-S系統，其分界面為N先和PE先的連接點。通常情況下，建筑供電區域變電場所是該系統的主要應用范圍，TN-C與TN-S系統分別在進戶前后使用。

4樓宇智能化在建筑電氣工程的應用

4.1樓宇智能化故障監測分析技術在建筑電氣工程中的應用

在傳統的建筑電氣工程施工故障監測工作中，基本依靠人力進行作業，加大了財力、物力投資的同時，還會為今后的工程施工無形中埋下安全隱患。將智能化的技術應用到該項工作后，一旦出現電氣施工系統故障，智能化的技術程序就會立刻發出警告，并對故障部位進行重點監控。另外，在將施工數據進行智能化故障監測分析過程中，只需要將故障數據提供給智能程序，就能進行模糊邏輯、神經網絡技術自動進行故障分析工作。例如：當支撐電氣工程施工的變壓器發生設備故障的時候，智能化系統就會根據當初輸入的數據參數進行自動分析變壓器油體中的多項氣體組成成分，在此基礎上將設備故障的監測范圍縮小，提升工作效率。

4.2樓宇智能化技術在電氣自動控制工程中的應用

在未利用智能化技術之前，建筑電氣工程通常將自動控制與保護系統進行事故預防，而現在智能化技術的出現，其會自動定位故障部位并依據工程線路和整體的配置情況進行全局監控工作。另外，還可以將工程中監控到的詳細數據信息通過遠程傳輸的方式傳送到相關施工計算機系統中，由計算機進行工程全面的數據分析總結工作，將工程中存在的具體問題進行具體解決。

4.3樓宇智能化技術在優化設計建筑電氣工程施工方案中的應用

在進行優化設計建筑電氣工程施工方案的工作過程中，智能化技術主要起到兩點作用，一種是智能化技術遺傳算法，另一種是智能化技術專家系統算法。其中遺傳算法的應用技術面比較廣，該算法的運行原理主要將生物進化論中的選擇性理論與遺傳學的存在機理進行有效模擬，并在此基礎上根據其中的進化規律進行隨機選擇。這種算法是一種計算模型的先進處理技術，在建筑電氣工程中施工方案優化設計中具有十分重要的地位。另外，也可以將專家系統法與遺傳算法進行結合使用，從而達到建筑電氣工程設計方案的優化目的。

5電氣保護

5.1交流工作接地

變壓器中性點或中性線接地即指的是工作接地，應選擇絕緣銅芯作為中性線材料。在配電中，交流工作接地可以為等電位線端子提供輔助，通常情況下，等電位端子以箱柜為活動場所，究其原因，就在于該接線端子外露是不允許的，并且不能夠連接其他接地系統。通過中性線接地，三相電壓平衡就能夠得以維持，如此一來零序電壓偏移就得以預防，并供單相電源使用。

5.2安全保護接地

安全保護接地也屬于接地系統的一種，其是通過電氣設備不帶電金屬與接地體做良好金屬連接得以形成的。換言之，就是通過PE線來連接大樓內部用電設備及其附近的金屬構件。對于現代化建筑而言，其中的設備大多對安全保護接地有明確要求，例如強電設備、弱電設備等等。基于安全保護接地，才能夠為人們的安全提供可靠保障，使非智能設備得以可靠運行。

5.3屏蔽接地與防靜電接地

屏蔽與正確接地可以使電磁干擾得到有效保護。應連接PE線與設備外殼。在導線屏蔽接線中，應將PE線連接到屏蔽管路兩端。室內屏蔽也需要與PE線進行可靠連接。在現代建筑中，由于房間相對干燥、潔凈，因此人在行走以及設備移動過程中會產生靜電，此時就需要采取相應的防靜電干擾措施。

5.4直流接地

對于智能樓宇而言，其中的通訊設備、計算機等自動化設備非常多，在設備運行過程中，信息的傳遞、轉換都需要基于微電位實現，并且互聯網也成為設備工作的關鍵。因此，為了使設備能夠更加準確的運行，就需要提高供電電源與基準點位的穩定性。

5.5防雷接地

智能樓宇的電子設備與布線系統數量龐大，其耐壓等級普遍偏低，防雷擊能力較弱，并且很容易受到外部干擾。一旦發生雷擊，那么這些設備與系統的運行就會受到嚴重的影響。因此，在智能樓宇接地系統建設中，必須基于防雷接地系統，提高防雷體系水平。基于電氣自動化的應用，樓宇智能化中的電氣設備運行安全性顯然得到顯著提升，例如浪涌保護器，其目的就是使不同防雷去交界無法穿過導線，進而有效控制入侵的雷電波產生的電位差，使設備得到保護。

6建筑電氣人員的技術對策和管理對策

6.1技術對策

第一，要定期對電氣人員進行技術測試，并且適當披露測試結果。要嚴格要求施工隊的安裝質量，從施工現場著手，有效降低建筑危險性;第二，要嚴格按照設計圖紙，若有設計變更問題，需經由設計人員、施工負責人、監工小組簽字同意，不可擅自修改圖紙;第三，電氣安裝工程在施工之前需得到相關質檢部門的許可，安裝材料要符合設計要求;第四，對于電氣安裝工程的驗收，要始終堅持嚴格性、高標準性的原則，嚴格檢查管線鋼管、電氣設備、接線盒、防雷裝置等方面，有效改善以次充好的現象;第五，確保電氣系統的完整性，比如是否符合圖紙設計要求、價格是否真實客觀、有關證件資料是否齊全等。

6.2管理對策

針對電氣人員的管理，施工單位要引進高技術人才，重視員工培訓工作，構建有效的電氣人員管理制度，某種程度上推動現代智能化建筑的發展。總而言之，我們要對樓宇智能化中電氣應用有全新系統的認識，高效的電氣人員管理制度對智能化電氣系統的廣泛應用有積極的推動作用。伴隨信息技術的發展，要不斷推動現代工程建設橫向體制的構建，促進國際學術交流，根據市場發展規則來完善電氣人員的管理體制，從而推動我國智能化建筑的未來發展。

結語

總而言之，智能建筑電氣系統是科技時代發展的產物，是現代建筑和信息技術融合的結晶。隨著城市現代化步伐的加快，許多智能建筑拔地而起，現代智能建筑的規模持續擴大，對應的電力系統也要隨之發展。在可預見的未來，傳統建筑也必將越來越智能化，這是社會進步的必然性所決定的，建筑智能化的發展前景不可估量。

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（作者單位：融創文旅集團）