建筑電氣智能化及其節(jié)能設計

趙曉凱

（山西首鋼國際工程技術(shù)有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

建筑電氣工程對施工人員要求很高。傳統(tǒng)的建筑電氣工作周期很長，比較危險，而智能化技術(shù)可有效提升其綜合效果，消除隱患，使其更加安全可靠[1]。建筑電氣自動化是利用綜合控制系統(tǒng)將電氣設備連接起來，及時進行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，打破傳統(tǒng)的局限性，使建筑獲得監(jiān)管，使各個系統(tǒng)有效連接，其發(fā)展前景極其廣闊。

1 建筑電氣工程概況

1.1 建筑電氣工程中的智能化技術(shù)

智能化技術(shù)使用過程中，建筑電氣工程主要體現(xiàn)在建筑智能化業(yè)務方面。工作人員利用計算機網(wǎng)絡等現(xiàn)代技術(shù)，提升建筑物的科技含量，將普通的建筑轉(zhuǎn)換成為智能建筑，其工程主要包括系統(tǒng)性工程和安全工程。

1.2 建筑電氣工程智能化技術(shù)的重要意義

我國建筑電氣工程在智能化技術(shù)方面發(fā)展迅速，為了提升建筑電氣的核心競爭力，需提高企業(yè)自身能力，使用建筑電氣工程中的智能化技術(shù)。建筑電氣工程的智能化發(fā)展已成為主要趨勢，應充分運用科學技術(shù)，令用戶更加滿意，使人們的生活更加便捷舒適。

1.3 建筑電氣工程智能化技術(shù)的發(fā)展

建筑電氣工程中引入了智能化技術(shù)。電氣工程非常復雜，很多工作人員在操作時難免會產(chǎn)生操作失誤[2]。隨著智能化的不斷發(fā)展，操作技術(shù)難度將有所降低，操作精準性將有所提升，其將變得更具智能化特征。

1.4 建筑電氣工程智能化技術(shù)的不足

在一些偏遠地區(qū)，技術(shù)人員缺乏工程管理意識，對自身利益過于重視，卻忽略了整個工程的安全性和可靠性，為了讓檢查能夠過關，甚至會忽略一些行業(yè)標準規(guī)范，導致使用過程存在一定的安全隱患，影響了我國建筑電氣工程的發(fā)展。應避免建筑電氣工程自動化技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)問題。

2 建筑電氣設計中采取節(jié)能技術(shù)的意義

在建筑電氣設計之中，科學應用節(jié)能技術(shù)，可將資源使用率大幅提高，降低浪費，這對于經(jīng)濟增長有著積極意義。建筑業(yè)的不斷發(fā)展，使能源消耗狀況日趨嚴重，特別是電氣設計工作所體現(xiàn)出的直觀成果，并未讓人們對能源的消耗產(chǎn)生足夠的重視。節(jié)能設計與人們的生活息息相關，可對人們多方面的生活、工作等產(chǎn)生直接影響[3]。若設計工作開展不夠科學，會導致嚴重的資源損耗。合理開展此項設計，對于建筑業(yè)的長遠發(fā)展有利。同時，節(jié)能技術(shù)的普及可有效緩解目前能源緊張的現(xiàn)實情況，強化對環(huán)境的保護，促進建筑設計行業(yè)健康發(fā)展。對資源的合理應用，可以讓人們獲得更強烈的滿足感，真正實現(xiàn)經(jīng)濟、社會價值的提高。

3 智能建筑中電氣工程及其自動化技術(shù)的應用優(yōu)勢

電氣自動化的主要技術(shù)優(yōu)勢包括以下兩個方面。

（1）實時監(jiān)控。建筑中的線路非常復雜，電氣系統(tǒng)相互之間的關聯(lián)性也很強，有可能會帶來極大的安全隱患，因為人力監(jiān)管存在局限性，很難保障事故發(fā)現(xiàn)的時效性。電氣自動化技術(shù)能夠監(jiān)控電氣系統(tǒng)的運營情況，可以給維護人員提供比較可靠的數(shù)據(jù)，為排除故障奠定基礎，應提升其利用率，避免發(fā)生安全事故。

（2）設備控制。利用自動化技術(shù)可以使工作效率有所提升，防止人為誤差或疏忽。智能建筑可提升建筑的自動化程度，加強系統(tǒng)和控制機房之間的連接，使數(shù)據(jù)資源能夠有效利用，利用本地控制及遠程控制共同作用，提高工作效率。因為電氣管線錯綜復雜，需優(yōu)化設計，提升使用效果。

4 建筑電氣和智能化技術(shù)在工程中的應用

4.1 電氣控制系統(tǒng)

在建筑電氣施工中引入智能化技術(shù)進行全面、有效的控制，可以解決建筑工程在后續(xù)施工控制方面存在的問題。智能化電氣技術(shù)應用在建筑工程中，合理優(yōu)化控制系統(tǒng)，成為電力系統(tǒng)可靠、安全運行的保障手段。在電氣系統(tǒng)設計環(huán)節(jié)，使用智能化電氣技術(shù)進行精細化控制，掌握施工各時段的進行情況，調(diào)整技術(shù)的應用方式，提高電力控制系統(tǒng)的運行水平。建筑工程中所用的各類設備，在其終端部位均安置監(jiān)控單元，可以實時監(jiān)控線路故障和設備故障。設備監(jiān)控裝置接收的信息，會通過系統(tǒng)傳回后臺，由后臺監(jiān)管施工情況，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場施工存在的隱患或問題。后臺工作人員發(fā)現(xiàn)施工問題后，會快速和現(xiàn)場工作人員聯(lián)系，及時消除故障隱患或解決問題，確保電力設備或電氣系統(tǒng)可穩(wěn)定地運行。

計算機系統(tǒng)可以傳輸施工數(shù)據(jù)，計算工程數(shù)據(jù)，還可以儲備工程信息。通過計算機系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)故障發(fā)生的原因，同時提出有效的解決建議，解決建議是在大量分析數(shù)據(jù)上提出的，可以提高解決方式在故障處理方面的有效性。在建筑工程電力控制方面，應用智能化技術(shù)優(yōu)化電力控制系統(tǒng)，借助技術(shù)手段提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在智能化控制技術(shù)的應用下，合理應用電力能源，將電力系統(tǒng)運行階段的能源消耗量控制在合理區(qū)間中[4]。

4.2 過程監(jiān)督

在建筑施工期間加強對智能化技術(shù)的應用程度，在各類電氣設備中安裝傳感和監(jiān)控設備，由此可以全過程掌握工作的進行情況，實現(xiàn)全面監(jiān)督與控制。傳感設備和監(jiān)控設備會實時傳回現(xiàn)場監(jiān)測的信息，后臺工作人員利用系統(tǒng)分析各項數(shù)據(jù)，借助算法計算數(shù)據(jù)，可以及時發(fā)現(xiàn)施工階段出現(xiàn)的問題并快速給出控制方式。

在工程施工階段應該圍繞預防為主的原則進行控制，需要關注工作的進行情況，利用網(wǎng)絡化連接，監(jiān)控工程施工各環(huán)節(jié)的工作情況。在監(jiān)控設備、監(jiān)控系統(tǒng)等輔助下，監(jiān)管人員可以遠程控制施工現(xiàn)場，掌握工程施工各環(huán)節(jié)的工作進行情況，分析工程施工數(shù)據(jù)，快速發(fā)現(xiàn)施工存在的問題并進行控制。智能監(jiān)控系統(tǒng)會在項目運行期間，記錄建筑階段出現(xiàn)的各類數(shù)據(jù)，為技術(shù)改進和施工質(zhì)量分析提供依據(jù)。在建筑工程施工期間，利用大量可靠的數(shù)據(jù)，確保建筑施工更加高效地進行。在智能化技術(shù)應用期間，應該圍繞建筑施工需求，調(diào)整智能化技術(shù)的應用程度，可以掌握施工階段出現(xiàn)的各類問題，及時發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，借助數(shù)據(jù)分析結(jié)果，確定引發(fā)問題的原因并進行控制，及時處理施工問題。利用數(shù)據(jù)分析施工進行過程數(shù)據(jù)，會在數(shù)據(jù)分析過程中調(diào)動以往的工程數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工程施工隱患并進行一定的干預，規(guī)避施工問題。使用智能化技術(shù)動態(tài)追蹤施工過程，利用智能化技術(shù)監(jiān)控施工進行情況，為施工現(xiàn)場監(jiān)理工作提供助力。在工程施工中應用智能化技術(shù)，可以提高技術(shù)應用效果，成為工程質(zhì)量控制的保障手段。應用智能化技術(shù)分析工程施工情況，選擇科學的手段控制各環(huán)節(jié)支出，可以將施工成本限制在預算范圍中[5]。

4.3 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)應用在建筑工程領域，借助計算機整理工程數(shù)據(jù)，為設計人員和管理人員工作提供便利的條件。建筑電氣工程施工階段，BIM技術(shù)的應用可以提高工程施工效率，成為管理人員保障工程高效推進的手段。BIM技術(shù)以信息技術(shù)作為基礎，提高智能化技術(shù)在工程施工領域的應用程度。BIM技術(shù)除了信息技術(shù)還包含很多智能化技術(shù)，在多種技術(shù)的融合下，提高其在工程中的應用水平。將BIM技術(shù)應用到建筑電氣工程中，可以解決傳統(tǒng)施工存在的不足，提高施工技術(shù)的科技化、智能化程度，為建筑電氣設計提供技術(shù)支撐。在工程施工期間使用BIM技術(shù)，更全面、細致地分析工程情況，結(jié)合施工需求和環(huán)境，編制科學、系統(tǒng)的施工計劃，成為工程施工有序、安全進行的一種保障手段。在電氣工程中使用BIM技術(shù)，在新理念和新技術(shù)的影響下，可以進一步推動電氣工程，借助工程帶來較高的經(jīng)濟效益，對建筑企業(yè)實現(xiàn)戰(zhàn)略發(fā)展目標有良好的促進作用。

4.4 電氣設備優(yōu)化設計

隨著環(huán)保戰(zhàn)略、綠色可發(fā)展理念的提出，可以看出國家對環(huán)保工作的重視程度，建筑業(yè)應該在發(fā)展期間不斷完善工作模式，需要增加對設備運營設備的關注度，在設備控制階段融入智能監(jiān)控技術(shù)，在智能數(shù)據(jù)分析和控制下，可以提高電氣設備運行的可靠性。另外，在電氣設備運行階段，經(jīng)過合理的方式進行控制，可以防止設備產(chǎn)生污染空氣的物質(zhì)，將智能型建筑優(yōu)勢良好地展現(xiàn)出來。傳統(tǒng)建筑的電氣設備種類眾多，在設備控制和使用階段，工作人員主要利用以往的工作經(jīng)驗控制設備的操控方式。由人力進行控制，受到工作人員經(jīng)驗等參數(shù)的限制，難以掌握全面的數(shù)據(jù)，對設備控制造成一定的影響。

使用智能化技術(shù)研究設備的運行情況，收集設備的運行數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)的輔助下，可以掌握設備的運行情況，按照建筑在電氣設備方面的應用需要進行優(yōu)化設計，提高設備的應用價值。將智能系統(tǒng)應用到建筑電氣工程中，可以監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀況，綜合整理各類數(shù)據(jù)并進行全過程控制，改善各類設備的管理措施，為智能系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供基礎保障。在監(jiān)控領域，使用智能系統(tǒng)收集電氣設備的運行情況，利用云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，從大量數(shù)據(jù)中挑選有價值的內(nèi)容，提高設備運行系統(tǒng)的有效性。在建筑工程領域發(fā)展期間，電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設計方式已經(jīng)出現(xiàn)較大的變化，智能化技術(shù)的介入，提高電氣系統(tǒng)的控制能力，電氣化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性也相繼提升，讓建筑用戶享受到技術(shù)帶來的益處。

5 建筑電氣設計節(jié)能措施

5.1 照明設計節(jié)能

建筑照明設計要滿足建筑對照明的最基本需求。建筑照明數(shù)量和質(zhì)量指標應符合現(xiàn)行國家標準《建筑照明設計標準》（GB 50034）的規(guī)定。所有功能房間或場所的照明均選用高效節(jié)能光源及高效燈具，指示標志燈、常亮型燈具應采用LED光源。樓梯間、走廊的照明采用聲光控制熄開關控制。選用節(jié)能型燈具和節(jié)能電子整流器。金屬鹵化物燈配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，并且燈具應設置就地補償裝置，補償后功率因數(shù)不小于0.9。照明燈具、鎮(zhèn)流器應通過國家強制性產(chǎn)品認證。

以筆者參與并負責設計的某幼兒園為例，照明光源大部分選用LED光源，部分選用細管徑直管形T5三基色熒光燈，配用電子鎮(zhèn)流器。睡眠區(qū)、活動區(qū)采用漫光型燈具，光源采用防頻閃性能好的節(jié)能光源，光源的光通量為2500lm以上。鎮(zhèn)流器選用L級低諧波高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器（一拖一式），要求燈具功率因數(shù)達到0.9以上。一層大廳、各房間燈具采用就地分組控制，其他層公共區(qū)域、走廊、樓梯間采用聲光控延時自動開關控制。幼兒園嬰兒用房紫外線殺菌燈的控制裝置應單獨設置，并應采取防誤開措施。

按照國家規(guī)范，合理布置照明燈具數(shù)量及位置，主要房間的計算功率密度值、計算照度值、眩光值、顯色指數(shù)等照明數(shù)值均滿足國家規(guī)范目標值的要求。在做到最基本節(jié)能設計的前提下，滿足了幼兒園對照明系統(tǒng)的基本需要。

5.2 綠色產(chǎn)品節(jié)能

在當前社會環(huán)境中，隨著科技獲得快速發(fā)展，各種清潔型電氣設備逐漸步入人們的視野。結(jié)合建筑的地理位置、自然條件等相關因素，運用低碳能源替代高碳能源是未來電氣設計發(fā)展的重要趨勢。在利用風力、水力等自然力發(fā)電的同時，人們也在逐漸將可循環(huán)能源向城市內(nèi)發(fā)展。光伏發(fā)電具有安全可靠、無污染、不受地域及環(huán)境限制、能源質(zhì)量高等特點。利用建筑外立面、屋面等無法有效利用區(qū)域，敷設光伏板，實現(xiàn)建筑自我發(fā)電，節(jié)約電網(wǎng)消耗。甚至在光照強度較高地區(qū)，用電低谷時段，光伏發(fā)電建筑還可以向公共電網(wǎng)反向送電。

但由于光伏板反光有光污染、電能轉(zhuǎn)化率低、發(fā)電效率受光照影響大等缺點，因此光伏發(fā)電還有很大的上升空間。

5.3 管理方式節(jié)能

在運維管理工作中，可以結(jié)合建筑設備管理系統(tǒng)，配合BIM，通過三維模型對于建筑的全部用電設備開展集中的監(jiān)視與管理工作。智能化建筑系統(tǒng)具有簡單性，可將在操作中的專業(yè)要求降低，結(jié)合自動運行模式，還能夠降低人力方面的需求。

6 結(jié)語

人們?nèi)找嬷匾暯ㄖ≌|(zhì)量，對于建筑物的要求也更高。要在建筑工程中利用科學技術(shù)，使電氣建筑工程更具智能化特性。要樹立起正確認知，對其高度重視。施工時，要考慮到各種不同因素的影響，加強智能化技術(shù)的實踐應用，提升建筑物科技水平，以此為人們提供更好的服務。