智能建筑理念下建筑電氣智能化設(shè)計(jì)研究

李滟雯

摘 要：該文從分析智能建筑出發(fā)，分析了建筑電氣智能化控制的主要優(yōu)勢，建筑電氣智能化設(shè)計(jì)與應(yīng)用，以及建筑電氣智能化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智能建筑;電氣智能化;建筑電氣

城市現(xiàn)代化步伐加快，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人們對(duì)建筑的功能需求越發(fā)多元化，建筑工程中的智能化技術(shù)也在不斷完善和優(yōu)化，種種因素促成了現(xiàn)代智能建筑理念的發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)的可能。而隨著精密傳感技術(shù)和GPS定位技術(shù)的發(fā)展，人工智能更是突飛猛進(jìn)，各行各業(yè)的工作開展更加便捷，特別是信息的采集和處理更加便利。智能建筑中的電氣工程需要采集聲音、語言和圖像等信息，集成處理后輸入智能化系統(tǒng)進(jìn)行分析運(yùn)算，從而形成建筑電氣工程系統(tǒng)各個(gè)模塊的可靠的智能化，包括智能化功能的實(shí)現(xiàn)和電氣工程運(yùn)行的高效、精密和準(zhǔn)確。而包括人工智能在內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展為智能建筑的發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ)。

1 智能建筑概述

1.1智能建筑簡介

智能建筑往往被認(rèn)為是集合了現(xiàn)代高科技的成果。智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)來自于建筑技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)和控制自動(dòng)化技術(shù)等。智能建筑的概念來自于20世紀(jì)后半葉的美國，當(dāng)時(shí)美國注重社會(huì)信息化和貿(mào)易全球化的發(fā)展，這在一定程度上推動(dòng)了智能建筑這一概念的擴(kuò)展和延伸。1997年，清華大學(xué)教授張瑞武提出，智能建筑指的是集合智能計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑技術(shù)，自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行，并將獲取的信息數(shù)據(jù)優(yōu)化組合后所獲得的符合信息化社會(huì)需求的高性價(jià)比的建筑物，同時(shí)這些建筑物具有舒適安全、靈活便利的特點(diǎn)。

國外對(duì)智能建筑的描述更加直白，日本認(rèn)為智能建筑指的是有效利用現(xiàn)代通信和信息設(shè)備與技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑高度自動(dòng)化綜合管理的“智能大樓”。而美國學(xué)者則定義為通過建筑的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理和服務(wù)的最優(yōu)組合為用戶提供高舒適度、高效、高性價(jià)比的建筑。

1.2建筑電氣智能化控制的主要優(yōu)勢

相較傳統(tǒng)自動(dòng)化控制功能，建筑電氣智能化控制有獨(dú)特的優(yōu)勢和特征，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面建筑自動(dòng)化，通信自動(dòng)化和布線綜合化，使用建筑電氣自動(dòng)化控制的建筑也被稱為“3A智能化建筑”。

探討智能建筑的優(yōu)勢，首先要從智能控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能入手。無論是智能建筑的控制系統(tǒng)還是車載裝置的控制系統(tǒng)，其研究對(duì)象是對(duì)象的不確定性，也就是在一個(gè)較大的范圍內(nèi)變動(dòng)對(duì)象模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而這個(gè)結(jié)構(gòu)和參數(shù)往往是未知的或所知甚少的，相比較而言傳統(tǒng)的自動(dòng)控制面向確定的模型。這為智能控制收集使用者的獲得信息并進(jìn)行分析和處理提供了便利。智能控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備及信息交換模式不同，傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)任務(wù)單一，實(shí)際運(yùn)行十分不便。傳統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)限定輸出量為定值或按照固定的軌跡跟隨期望值，缺乏靈活性，運(yùn)用在建筑電氣智能化中顯然無法滿足使用者個(gè)性化和多元化的需求。而智能控制系統(tǒng)則能夠在應(yīng)對(duì)不確定性的基礎(chǔ)上，對(duì)使用者的控制策略、行動(dòng)對(duì)象以及環(huán)境信息有所掌握并加以運(yùn)用。

智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可變，具有自體優(yōu)化的能力，同時(shí)能夠快速自學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)和自組織的功能。智能控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)混可控制過程和多模態(tài)控制方式，具有自我修復(fù)補(bǔ)償?shù)哪芰团袛鄾Q策能力。相比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)能夠智能化地完成目標(biāo)控制任務(wù)，這使未來的智能建筑有了實(shí)現(xiàn)更多功能的可能。

2 建筑電氣智能化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2.1建筑電氣智能化設(shè)計(jì)的原則

基于智能建筑理念的建筑電氣智能化設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)滿足節(jié)能、安全和電控化的要求。智能建筑的一個(gè)首要特點(diǎn)就是節(jié)能，因此建筑電氣智能化設(shè)計(jì)必須滿足降低能耗，減少資源使用的要求。建筑的安全性關(guān)乎使用者的人身生命安全，無論是居住、辦公或其他用途，建筑電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)施的安全性都必須重視。建筑電氣設(shè)計(jì)的電控化有利于簡化工作流程，降低工作量，是減少人力成本的重要措施。

2.2建筑電氣智能化設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用

2.2.1智能安裝技術(shù)

現(xiàn)代建筑中的門窗與以往大不相同，僅僅是入戶門這一項(xiàng)，舊的非智能化建筑中的入戶門一把鑰匙可以打開，逐漸發(fā)展到指紋鎖，聲音鎖，而新的智能鎖融合了紅外感光技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)等，這些技術(shù)的整合有效提升了智能建筑中的安全性，也契合了使用者的多元化需求。智能安裝技術(shù)還可以接入建筑物的室內(nèi)電氣設(shè)施設(shè)備監(jiān)測，通過監(jiān)控人們行走和說話的聲音振幅以及光照強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)公區(qū)照明的智能化管理，避免在無人時(shí)段消耗電能，在必要時(shí)也能夠及時(shí)開啟照明系統(tǒng)供人們使用，兼顧節(jié)能和便利性的需求。

2.2.2智能家居技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，使物聯(lián)網(wǎng)成為人們熟知的概念。智能家居在此基礎(chǔ)上發(fā)展，人們即使不在家中，遠(yuǎn)離電氣設(shè)備設(shè)施，也可以通過手機(jī)App等通信設(shè)備設(shè)施實(shí)現(xiàn)對(duì)家居用品的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，例如遠(yuǎn)程操控的監(jiān)控?cái)z像頭有利于家庭安全性的提升，而電飯煲、熱水器等設(shè)備設(shè)施的可以在人們返程途中提前開啟，進(jìn)門就可以使用，種種功能提高了人們生活的便利性。

3 建筑電氣工程智能化的發(fā)展趨勢

建筑行業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的共同進(jìn)步，必將帶來建筑電氣智能化設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化，更高效、舒適、安全、節(jié)能的智能建筑將會(huì)出現(xiàn)，人們越來越個(gè)性化的需求也會(huì)得到滿足。未來的建筑電氣智能化技術(shù)發(fā)展將不斷優(yōu)化建筑測量技術(shù)，并提升建筑的精準(zhǔn)性。同時(shí)無論是建筑施工過程中還是建筑投入使用后，智能化電氣設(shè)施對(duì)故障的監(jiān)測能力也將隨著可監(jiān)測指標(biāo)的不斷豐富而得到提升。另外，智能建筑中的可視化操作設(shè)備將更加豐富和完善。

結(jié)語

智能建筑是未來建筑的發(fā)展趨勢，隨著建筑電氣智能化的發(fā)展，其相應(yīng)的設(shè)計(jì)也將更加貼近使用者的需求，隨著智能安裝技術(shù)、智能家居技術(shù)以及人工智能的發(fā)展，智能建筑將越來越展現(xiàn)出智慧的一面，使人們的生活更加便利。

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（同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司成都分公司，四川 成都 610000）