建筑電氣和智能化控制系統的開發應用

王斌

（甘肅中錦建筑工程有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著現代通信與計算機網絡技術、智能控制技術的發展，電氣自動化程度不斷提高。信息技術深入到社會各領域，對人類社會進步發展產生巨大的影響。各類建筑受到影響，使人們對工作生活建筑環境安全舒適性等方面提出更高的要求，強調低能耗綠色建筑是可持續發展的目標。我國住房現狀是人口眾多，住宅小區建設潛在需求量大。人們對住宅建筑追求不再局限于外表裝飾，一些發達城市中出現智能建筑為人們接受。住宅建筑隨著年代的發展變化，早期住宅以棲身為目的，現代住宅功能擁有滿足人類享受舒適生活的要求。21世紀住宅建設的主題是生態智能。為提高住宅建筑功能質量，建筑智能化系統迫切需要利用先進技術滿足居民生活需求。為穩固建筑行業市場競爭地位，要求推動智能家居的實現。

1 建筑電氣智能化發展

智能建筑的概念由美國人提出，美國智能建筑學會定義為通過優化建筑物結構服務等基本要素，提供投資合理、舒適便利的環境。智能建筑共同特性是結構設計可適應便利的變化。歐洲智能建筑集團定義為創造可使用戶發揮最高效率的環境，最有效地管理資源。智能建筑應提供高效率的環境[1]。日本對智能建筑定義為確保建筑物內人員滿意舒適，提供周到的管理服務，針對復雜多樣的辦公及經營策略做出靈活的響應。《智能建筑設計標準》定義為兼備建筑設備、集結構系統級管理優化組合，為人們提供高效便利的建筑環境。

智能建筑是通過對結構系統服務要素內在聯系，先進的計算機技術、通信技術建立計算機系統管理的集成系統，提供擁有高效優雅舒適安全的環境空間。智能建筑要幫助業主在費用開支、商務活動等方面利益有最大回報。建筑智能化是在建筑物內進行信息管理的能力，涵蓋信息收集與分析處理。建筑智能化系統工程技術內容包括對系統工程建設需求分析，系統設計與設備選型；系統集成做成深化系統設計，系統的實施驗收。建筑電氣智能化是信息時代的產物，具有智能化建筑屬性。建筑智能化發展可追溯至19世紀，為對采暖等設備控制，美國公司生產機械控制器。隨著科技的進步，控制器不斷更新。50年代初發達國家在建筑物中采用電子器件組成控制系統，操作按鍵通過線路連至機電設備，對機電系統實現自動控制[2]。21世紀計算機網絡技術在智能系統中得到應用。智能化系統為企業建筑實時控制網絡，中央站嵌入web服務器，使系統與Intranet融為一體化系統。

建筑電氣智能化在我國起步較晚，大多數建筑單位不了解建筑智能，導致我國智能化建筑較少。如綜合布線系統是連接3A系統控制信號基礎設施，大多數建筑樓宇保安自控等系統獨立，未實現計算機網絡管理。建筑物建成后主要結構不會發生變化，隨著技術經濟發展，建筑物智能程度不斷提高[3]。建筑智能化市場缺乏政府部門統一管理，制約我國智能技術的發展。如供配電由供電部門管理，樓宇部分由建設部門管理。各部分分塊管理缺乏統一協調部門，難以達到智能建筑水平。加強對建筑電氣智能化控制系統技術設計研究，對促進我國建筑智能化發展具有重要意義。

2 智能化建筑電氣工程系統

建筑智能化系統由建筑管理系統與信息網絡系統組成。建筑管理系統包括安全防范系統，建筑設備自動化系統與消防聯動系統。將相互關聯的部分以控制為目的集成構成建筑管理系統。通信網絡系統包括計算機網絡與通信系統。通過網絡布線將相關設備組成一體化系統，連接無線通信系統、有線廣播系統、多媒體通信等。信息網絡系統集成辦公自動化系統與物業管理系統，物業管理系統包括樓宇物業等內容，是應用通信技術等先進技術，使人們辦公業務借助辦公設備構成服務于辦公目標的人際信息系統。

建筑智能管理系統將不同功能的智能化子系統功能連接，實現綜合信息與資源共享，可實現對CNS，BMS的監控管理。建筑管理系統BMS包括安全防范系統SAS與消防聯動系統FAS，建筑設備自動化系統BAS是狹義的建筑設備自動化系統。供配電系統設計要考慮供電可靠性的要求，合理劃分用電設備的負荷等級，電力負荷等級劃分根據供電可靠性確定。按照《民用建筑電氣設計規范》對電力負荷分為三個等級。智能建筑用電設備很多，可將用電負荷分為保安型與保障型[4]。智能建筑用電設備中保障型負荷為二級負荷，保安型為一級負荷。智能化建筑具有多元化功能，內部配備電器設備用電負荷大，對供電質量要求高，具有火災隱患多，人員密度大等特點。

目前主流建筑控制系統集成控制方式分為現場總控制系統，集散式控制系統等。國際上影響較大的系統產品公司有美國的Johnson Control，德國的SIMENS等。西門子公司的600APOGEE樓宇自動化系統是廣泛采用的建筑智能化產品，系統是結構化模塊式體系。現場直接數字控制器DDC實現對分散設備分布式控制。S600系統與現場DOC組成集散型控制系統。用于實現暖通空調、照明等系統監控。系統網絡分為樓宇級與管理級網絡結構。Insight系統管理平臺功能包括系統網絡結構、點編輯器、日常安排表、系統報警管理等。MBC是Apogee系統現場管理的組成部分，工作于樓宇級網絡，可獨立工作或完成復雜監控功能。MBC對FLN裝置進行集中監控。

3 建筑電氣智能化控制系統設計應用

建筑電氣智能化系統具有很多優點，電氣智能化系統得到應用，改變傳統住宅建筑設計存在的系統分離問題，將子系統歸納到計算機網絡，利用控制平臺實現對小區電氣系統智能化控制。智能化系統控制能力增強，能解決傳統電氣系統存在的測量誤差問題，強化數據的判斷準確性，快速解決系統故障問題[5]。電氣智能化系統實現能促使工作人員結合電氣設備運行情況進行問題分析，提升系統運行的穩定性。

住宅小區建筑電氣智能化系統設計需要設計人員從多層面分析，保證電氣智能化系統設計合理性。某住宅小區二期工程規劃面積6.23萬m2，容積率為2.5，住宅整體包括2層地下室，28層住宅樓三棟，建筑抗震烈度為6度。建筑電氣智能化控制系統設計包括照明系統、消防系統與弱電系統等。隨著科技的發展，現代住宅小區照明系統智能化設計得以實現。在設計照明系統時為方便開展故障應急處理，應采用10kv電源供電。為滿足小區正常運行，設計特殊位置應急照明系統應確保照度不低于5LX。小區內部疏散指示燈設計，應合理把握指示燈的位置。距離通道頂部0.1m，要求設計人員遵循相應的規范標準，確保系統具備火災報警功能，應考慮使用ZR-BVR-2×4.0mm電源線。

智能建筑中弱電包括國家規定要求安全電壓等級，分為直流36V與24V以下低電壓電能，載有各類信息的信息源，住宅小區弱電系統智能化設計中為實現訪客可視化系統設計目標，為達到預期通信效果，應在距離住宅0.5m設置配線箱。從電化通信系統運行穩定性考慮，應設置相應的RJ45/RJ11型插座面板，需在系統內設置可識別指紋模組，達到準確的指紋識別效果。由于小區建筑高度較大，需設置相應的防雷系統。應從小區實際出發，選擇電源防雷器，提升防雷系統的穩定性。在小區分配電箱內設置電源避雷器，防雷系統設計中做好傳輸系統防雷保護。設計人員可利用ZGB003J防雷器，防雷器工作頻率控制在40-800MHz內。起到良好的防雷效果。

消防系統設計及合理性關系到小區安全，智能化消防控制系統應具備相應預警功能，小區建筑智能化系統設計中，可在地下停車庫設置高靈敏度的感溫器，確保相關管理人員通過系統圖像顯示信息觀察，及時發現火災隱患，有效開展火情處理，保障小區居民生命財產安全。在智能化消防控制系統設計中，應及時把握消防事故處理情況。智能化消防控制系統具備監測火災功能，在公共場所等位置安置感溫器，避免火災事故方和僧危害群眾生命財產安全。智能化消防控制系統設計實現空調送風，達到疏散通道控制目的。

4 結語

隨著信息技術革命法制，住宅樓電氣設計應跟上時代步伐，在保障經濟實用基礎上引入高科技技術。當前時代下，傳統住宅小區建筑電氣設計無法滿足居民生活需求。建筑電氣與智能化控制系統設計是復雜的系統工程，建筑設計師在電氣設計中要強化智能化技術的應用，構建完善的智能化控制系統，達到電氣智能化控制目標。為滿足居民生活需求，要求基于保障居民生活品質推動小區建筑電氣智能化發展。本文對建筑住在小區進行供配電及消防聯動系統等方面方案設計，使得小區安全可靠運行，促進建筑電氣智能化發展。