智能化技術在建筑電氣工程中的應用研究

【摘要】為解決當前建筑電氣設計中的智能化問題，打造智能化建筑電氣工程，本文在介紹智能化系統組成與特點的基礎上，結合某項目實際情況，對其電氣工程設計對智能化技術的具體應用進行深入分析，以期為相關人員提供參考。

【關鍵詞】建筑電氣工程;智能化技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.10.068

引言：

為了給用戶提供舒適、便捷的建筑環境，必須高度重視并不斷發展智能化系統，依靠智能化系統提高建筑自身信息化水平。在智能化設計中，應通過智能技術及計算機設備合理應用，綜合管理建筑所有信息系統，以此在保證建筑安全性與舒適性的基礎上，減少能耗消耗與可能對環境造成的影響。

1、智能化系統概述

智能化系統通常包含以下組成部分：硬件部分：綜合布線系統、信息網絡系統、公共廣播系統、信息導引及發布系統、有線電視系統、會議系統、無線對講系統、門禁系統（一卡通系統）、安防監控系統、停車場管理系統、智能照系統、建筑設備監控系統、建筑能效監管系統;軟件部分：智能化信息系統集成平臺。

智能化系統的硬件有很強的先進性，能防止在短時間內由于技術陳舊導致系統性能降低或被過早淘汰。在保證先進性的同時，智能化系統硬件部分還應充分考慮用戶提出的各項需求，優選先進且成熟的技術，以及可擴展性與實用性較強的產品，從而最大限度發揮系統投資效益。系統所選擇的設備還應有一定開放性，并應能夠提供標準和開放的硬件接口和通訊協議。在這種情況下，用戶結合自身需求對系統進行自主拓展及升級。在選擇計算機與網絡系統產品的過程中，需要在保證先進性與適用性的基礎上，兼顧擴展性與兼容性。除此之外，系統設備還應采用標準化產品，以此防止由于不兼容導致系統無法拓展與升級。

智能化系統的軟件則要有良好可靠性與安全性，通過對多種先進技術進行結合采用，以中文圖形化人機界面為操作環境，實現對聲音與圖像的處理，系統使用環境要與不同層次管理及操作人員自身計算機技術水平良好適應，同時應滿足國家及行業標準和當前的國際標準，表現出良好擴展性及可持續性，為智能化系統后續升級提供良好條件，也為新硬件產品的應用提供可靠支持。

2、建筑電氣工程中智能化系統應用

2.1項目概況

某建筑總建筑面積約2.5萬m2，地上1.5萬m2，地上15層，建筑總高41.9m，包含多種業態，如商業、公寓和辦公等，根據相關規范的要求，并充分考慮實際需求，該建筑智能化系統配置如表1所示。

2.2智能化系統配置

2.2.1綜合布線系統

2.2.1.1各區域點位布置需求

（1）網絡點位設置需求：商鋪及公寓，1光纖點;辦公室每個工位：1外網點，1個內網點，1個語音點;會議室：4個數據點，1個電視點，1光纖點;培訓室：8個數據點，2個電視點，1光纖點;值班室、設備間：2個設備數據點，2個外網點、1個語音點。

2.2.1.2系統架構

綜合布線系統包括外網、內網和語音電話布線三部分內容。系統采用六類布線系統，由工作區子系統、水平布線子系統、垂直布線子系統、管理間子系統、設備間子系統、建筑群子系統組成。

2.2.1.3系統設計

系統設計內容包括工作區子系統設計、水平及垂直布線子系統設計、管理間子系統設計、設備間子系統設計和建筑群子系統設計，以下對各子系統的設計進行分述，為實際的實際工作提供可靠參考，保證設計可行性與合理性。

（1）工作區子系統

信息點的設計在滿足目前使用要求的前提下，具有適當的余量，以滿足將來信息系統的發展。前端信息點分為內網數據點、外網數據點、語音電話點、光纖點四類;公共區域設置內網、外網無線AP接入點，實現內、外網的無線覆蓋。系統設置：一般信息點采用6類非屏蔽模塊，特殊區域采用屏蔽模塊。

（2）水平及垂直布線子系統

語音和數據水平線纜采用低煙無鹵6類4對非屏蔽雙絞線，卡接在19"的24口配線架上;水平光纖線纜采用4芯單模光纖，光纖熔接在19"的光纖配線架上。特殊科室采用屏蔽雙絞線或光纜。內、外網垂直干線采用12芯室內萬兆單模光纖，光纖熔接在19"的光纖配線架上;語音垂直干線采用三類50對大對數線纜，卡接在110配線架上。

（3）管理間子系統

各樓層弱電間作為管理間，各管理間內數據、語音水平線纜均卡接在19"的24口配線架上，數據垂直主干光纖熔接在19"的光纖配線架上;語音垂直主干線纜卡接在19"的110配線架上，采用19"機柜安裝配線設備。

（4）設備間子系統

信息中心機房作為本工程綜合布線總設備間，設備間內配置配線設備。由信息中心機房引出內網、外網、語音電話主干線纜沿室內弱電橋架敷設至各區域樓層弱電間，再由各層弱電間引六類線至各個信息插座處。設備間內語音垂直干線卡接在19"的110配線架上，數據垂直干線熔接在19"的光纖配線架上，配線架均安裝于19"標準機柜內。

（5）建筑群子系統

各建筑綜合布線物理鏈路通過負一層通道或地下管道用光纜進行連接。樓層主干采用萬兆光纖，六類千兆網線到桌面，重要的實驗單位，均考慮有光纖通訊接口。

2.2.2信息網絡系統

針對不同的使用功能及業務，可將該系統分成以下三部分：內網、外網與智能化控制網。其中，內網、外網均包含無線網絡。采用核心層與接入層二層網絡架構，可滿足雙核心、萬兆主干及千兆到桌面的網絡傳輸要求。通過建設無線網絡，使無線網絡實現全覆蓋，零號適應數字化園區建設給無心網絡提出的要求。公共與辦公區與均使用放裝型無線AP，由此對公共區域進行無線覆蓋。

2.2.3公共廣播系統

該系統所用揚聲器和管線既可以單獨使用也是和消防系統實現共用，在消防報警時，在消防聯動模塊支持下切換聲源，該系統傳輸方式為IP傳輸，網絡系統控制方式為中央集成控制，背景廣播系統如圖1所示。

2.2.4信息導引與發布系統

該建筑每層電梯廳都配有液晶顯示屏，同時會議室門口和餐廳均配有液晶顯示器與液晶電視，用于播放各類信息。一樓大廳的服務臺及休息區都配有LED顯示屏，用于播放宣傳片及新聞;大廳中還設有一體化觸摸屏，為來訪人員信息查詢提供便利;此外，在大廳門口配備字幕顯示屏，以顯示文字信息。

2.2.5有線電視

該系統采用運營商網絡電視信號接入方式，終端點位借助機頂盒收看電視節目，各點位的設計均納入綜合布線系統當中，有線電視系統的具體組成如圖2所示。

2.2.6會議系統

以建筑整體規劃布局為依據，在會議室與培訓室之間設置遠程會議系統、顯示系統與擴聲音響系統。

2.2.7無線對講系統

結合項目的具體情況，采用兩臺數字中繼和四個信道組，該系統應覆蓋整幢建筑，在包含內部管理、物業管理、維護、安保、消防及緊急通信等方面應用，確保人員通訊順暢。

2.2.8門禁系統（含一卡通系統）

該系統主要有以下功能：門禁、考勤、訪客管理、梯控、會議簽到、巡更與消費。所有重要通道都應設置門禁點，包括樓梯間的消防通道;考勤與會議簽到借助獨立讀卡器實現;訪客系統設置在門廳處，識別訪客身份后發放臨時卡;梯控系統設置在電梯中，乘梯人持卡到達指定樓層;消費系統設置在食堂，采用刷卡的方式管理;巡更系統的工作方式為離線巡更，在設置巡更點的基礎上采用巡更棒實現。

2.2.9安防監控系統

采用全數字視頻監控系統，集中存儲方式，視頻信號存儲45天，監控中心設置在消防控制室。在所有重要部門及場所、車道、消防通道、員工出入口、大廳接待柜臺、電梯廳與電梯轎廂中設置前端攝像機，并在門廳咨詢處、重要辦公室設置緊急報警按鈕，以便在突發事件發生時立即報警，與消防值班室實現聯動。此外，在重要的出入口處和周界還設置探測其，下班后開始布防，對整個建筑提供安全保護。

2.2.10停車場管理系統

在停車場的出入口分別設置一套免取卡停車場管理系統，并配備顯示屏用于顯示停車場內剩余車位，方便車主隨時了解車位信息。為防止砸車與無卡跟隨，加裝壓力電波、車輛檢測裝置。系統采用光纖聯網，對車輛進出記錄進行自動儲存，對至少半年的歷史信息進行查詢;支持計算機管理與脫機運行;臨時車輛進入無需取卡，出口收費;對已停車輛采用視頻識別及實施錄像，可查詢7天之內停車信息，為停車場內事故分析和防盜提供有力保障。可提供反向尋車功能。

2.2.11智能照明系統

該系統為兩層網絡架構，即管理層與控制層，其中，管理層包括工作站與網絡通訊接口，控制層包括照明開關控制模塊與現場控制面板。管理工作站和網絡通訊接口采用智能化控制網實現通訊，而網絡通訊接口采用總線與現場設備相連。系統控制各樓層公共區域的照明，包括公共走廊、入口大廳與電梯廳，此外在會議室和餐廳中還設置了現場控制面板，以此由用戶結合自身需求進行場景控制。

2.2.12建筑設備監控系統

該系統依靠DDC技術對建筑中所有機電設備實施監視與節能控制，確保設備始終處在最佳運行狀態，并減少能源消耗;通過采用科學合理的控制邏輯，使管理達到真正有效。系統采用兩層網絡結構，即管理層與控制層，兩層采用智能化控制網實現通訊，控制層和DDC控制器通過現場總線進行點對點通訊。系統支持遠程監控與管理，管理人員采用終端軟件對目標設備運行狀態與故障報警進行實時查看，以提高管理工作的靈活性與便捷性。DDC控制器的設置位置為機房。該系統的可監控內容有：新風機組、送排風機（其中雙速排煙風機只控低速;消防專用的正壓送風機、排煙風機不納入自控范圍）、給排水系統、變配電系統、電梯、鍋爐、冷熱源等。

2.2.13建筑能耗監管系統

在建筑能效監管平臺支持下對建筑能耗進行統計分析，同時根據能耗情況制定節能管理方案，同時采用網絡將數據上傳到上級平臺。該平臺建成后將作為整個建筑的能耗監測總管理平臺，各建筑可通過局域網將相關能耗數據上傳至該能源管理平臺，實現集中管理、分析、處理。將該系統引入到電氣設計工作中能對建筑不同設備實際用電情況予以動態掌控，對能耗相對較大的設備采取合理有效的措施進行降耗，實現預期的降耗目標，同時還能為用戶更好的使用的各類電氣設備提供方便。

2.2.14智能化信息集成系統

該系統由IBMS智能建筑集成管理信息系統與BIM系統集成運維平臺兩部分組成，其中，建筑集成管理系統實際上就是智能樓宇管理系統，采用相同軟件界面對分散且相互獨立的智能化子系統進行集中監管。管理人員采用計算機對子系統中不同設備所處運行狀態與參數進行查看，同時通過命令發送實現設備控制。該監控功能的實現能加大的方便用戶管理，避免設備產生重大故障。該系統能對建筑中包含的所有智能化子系統進行集中監管，以此實現數據共享，對整個建筑群體進行一體化管控。而BIM系統集成運維平臺則是將BIM技術與IBMS集成信息系統結合到一起形成的全壽命周期運維管理平臺。

2.2.15機房工程

機房系統由以下幾部分組成：機房電氣系統，機房監控系統，機房KVM系統，機房防雷接地系統，機房綜合布線系統，機房的照明、裝修與消防都應滿足設計要求。智能設備機房配置一套30kVA后備時間為60min的UPS電源，信息機房配置一套80kVA后備時間為120min的UPS電源。

結語：

綜上所述，智能化是現階段建筑電氣工程的主要發展方向，以上結合某案例實際情況，對其各類智能系統配置進行分析，包括綜合布線系統、信息網絡系統、公共廣播系統、信息導引與發布系統、有線電視、會議系統、無線對講系統、門禁系統、安防監控系統、停車場管理系統、智能照明系統、建筑設備監控系統、建筑能耗監管系統、智能化信息集成系統、機房工程。通過本文的相關研究分析，旨在為其它建筑電氣工程對智能化技術的實際應用提供參考。

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作者簡介：

黃心航（1989.05-），男，漢族，湖南湘潭人，碩士研究生，工程師，研究方向：建筑電氣設計。