建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的作用探究

文／金慧艷 北京城建房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100024

引言：

隨著社會需求的增加，智能建筑也得到了發(fā)展。智能建筑已成為中國建筑領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向和研究課題。在當(dāng)今建筑電氣技術(shù)不斷發(fā)展的時代，建筑電子設(shè)備的應(yīng)用得到了充分的發(fā)展。積極主動地引導(dǎo)電子建筑技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，為電子設(shè)備的后續(xù)應(yīng)用和管理提供必要的條件。隨著技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)也提出了更符合時代要求的新標(biāo)準(zhǔn)。為了適應(yīng)社會的需要，在建筑中應(yīng)用科學(xué)技術(shù)和電氣技術(shù)是非常必要的。同時，為了更好地形成建筑與技術(shù)的一定關(guān)系，智能建筑應(yīng)該得到進(jìn)一步的發(fā)展。因此，要加強(qiáng)建筑電氣技術(shù)的探索，合理應(yīng)用于智能建筑，不僅有利于提高建筑物的整體安全性和舒適性，而且有利于為居民提供良好的生活環(huán)境，帶動我國建筑業(yè)更快更好地發(fā)展。

1.建筑電氣技術(shù)和智能建筑的概念

1.1 建筑電氣技術(shù)概念

建筑電氣技術(shù)主要包括控制信息技術(shù)和電子技術(shù)，是多學(xué)科綜合改進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)。建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用應(yīng)重視信息采集技術(shù)和信息處理技術(shù)的應(yīng)用。主要技術(shù)有現(xiàn)場總線技術(shù)、智能元器件技術(shù)、微機(jī)接口技術(shù)、系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)等。其中，入侵檢測器是信息采集技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證智能建筑安全的核心部分。因此，建筑電氣技術(shù)比傳統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢，更適合現(xiàn)代社會的發(fā)展和時代的需要。隨著智能建筑的發(fā)展，建筑電氣技術(shù)得到了不斷的應(yīng)用，這也是智能建筑發(fā)揮其價值和作用的重要途徑之一。

1.2 智能建筑概念

智能建筑主要是集電視有線電視、數(shù)字通信等多種科技和信息技術(shù)于一體的新型建筑項目。與傳統(tǒng)建筑相比，智能建筑具有更高的質(zhì)量和更完整的功能，能更好地滿足人們對高品質(zhì)生活的需求和對個性化服務(wù)的追求。此外，智能建筑不僅增強(qiáng)了人們對生活的追求，而且增強(qiáng)了建筑自動化的科技意識，進(jìn)一步推動了智能建筑的改進(jìn)和創(chuàng)新。

2.建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的作用

2.1 在智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)中的作用

隨著信息化的發(fā)展，對通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求越來越高，通信網(wǎng)絡(luò)也隨之發(fā)展起來，目前通信網(wǎng)絡(luò)的主流包括電話通信、有線電視、傳輸通信和計算機(jī)通信。目前，以太網(wǎng)科技已經(jīng)是當(dāng)今信息化建設(shè)中的一個重要技術(shù)，在通信網(wǎng)絡(luò)中，大部分基礎(chǔ)通信都是通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。智能建筑的基礎(chǔ)就是通信網(wǎng)絡(luò)的全面應(yīng)用，而在智能建筑中，通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在這三個方面，建筑內(nèi)的訊息傳遞與整個訊息系統(tǒng)的改善，都要?dú)w功于智能建筑的發(fā)展與支持。隨著以太網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和網(wǎng)線布置的靈活性的不斷增強(qiáng)，網(wǎng)線布置的靈活性和便捷性得到了很大的改善。電力技術(shù)的全面運(yùn)用與以太網(wǎng)相融合，極大地改善了數(shù)據(jù)的傳送速率，并使建筑內(nèi)的以太網(wǎng)中的信息技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。在通訊技術(shù)上，電子技術(shù)旨在提高智慧建筑內(nèi)的人與物間的通訊，為人類的日常活動帶來便利。

2.2 在智能建筑弱電系統(tǒng)中的作用

在建筑規(guī)模日益擴(kuò)大的今天，在智能建筑中使用的弱電設(shè)備越來越多，要保證整個系統(tǒng)的安全，這一切都是建立在對新型電機(jī)技術(shù)的全面應(yīng)用上。它與傳統(tǒng)的強(qiáng)電力體系迥異，它在智能施工的全過程中起到了關(guān)鍵的作用，它的性能和強(qiáng)度極大地改善了智能建筑的品質(zhì)。但是，在這種情況下，弱電的布局也會對其造成影響。隨著系統(tǒng)整體能力的提高，系統(tǒng)的冗余度會越來越高，相應(yīng)地，就必須投入相應(yīng)的人員。如果整個建筑的設(shè)施都被改造了，那么它就會與其它的系統(tǒng)產(chǎn)生沖突，如果不能及時處理這些問題，那么它的安全性就會受到很大的影響。所以，要想有效地克服這些問題，就必須主動引進(jìn)有關(guān)的電子技術(shù)，既能解決這些問題，又能使設(shè)備的結(jié)構(gòu)更合理，又能加強(qiáng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，在智能化建筑中，電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也涉及到了數(shù)字監(jiān)控、交配電等技術(shù)。

2.3 在智能建筑電子監(jiān)控中的作用

在智能建筑中，監(jiān)測設(shè)備全天24h 工作，提高了建筑的安全。而有效的監(jiān)測技術(shù)需要采用建筑物的電力技術(shù)，從某種意義上說，它可以有效地克服常規(guī)的監(jiān)測復(fù)雜、效率較低的問題。目前，智能監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是以太網(wǎng)絡(luò)為主，并利用了電子集成技術(shù)、總線技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對整個監(jiān)測體系的整合。這種方法極大的降低了人工費(fèi)用，并使整個智能建筑的安全監(jiān)測能力得到了提高。另外，在一般的智能建筑中，總線通常采用分層結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)，設(shè)計師可以依據(jù)建筑目標(biāo)和設(shè)計計劃，決定建筑布局、單元數(shù)目、層級結(jié)構(gòu)等，再建立和擴(kuò)展總線系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是智能建筑的警報處理系統(tǒng)，系統(tǒng)采用局域網(wǎng)運(yùn)行，并由主控制器控制，實(shí)現(xiàn)110 警報和小區(qū)內(nèi)的模擬屏幕交互，每一層的采集裝置由一個單元控制器相連，由一個報警器組成，它可以實(shí)現(xiàn)對建筑物的自動警報和對建筑物的實(shí)時監(jiān)測，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能建筑安全系統(tǒng)架構(gòu)

3.電氣自動化技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 實(shí)時監(jiān)控

在運(yùn)用電子控制技術(shù)的過程中，要使施工單位能夠充分利用智能化建筑的實(shí)時監(jiān)測能力，及時了解電力系統(tǒng)的工作狀況，獲取更加準(zhǔn)確、全面、真實(shí)的數(shù)據(jù)，為今后的系統(tǒng)工作奠定基礎(chǔ)。為此，施工單位應(yīng)加強(qiáng)以下方面的工作。第一，防火門監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)是一種集通訊、數(shù)字傳感、計算機(jī)、現(xiàn)場控制技術(shù)于一身的智能控制技術(shù)，能夠?qū)ο篱l門進(jìn)行24h 的實(shí)時監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)有任何不正常的狀況，就會自動發(fā)出警報。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，消防自動控制裝置會自動關(guān)掉消防閘門，減少對使用者人身和財產(chǎn)的危害。第二，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。在智能化建筑內(nèi)，常用的電力消防控制裝置包括電力消防控制器和殘留電流檢測器，在電力消防控制中，檢波器起到監(jiān)控電力線路的負(fù)載、剩余電流等方面的重要功能。為此，施工單位要按照電力設(shè)備的實(shí)際操作需要，及時將現(xiàn)場的監(jiān)控信息上傳到監(jiān)控平臺，便于有關(guān)部門統(tǒng)一對消防安全的管理。另外，當(dāng)系統(tǒng)在使用期間發(fā)現(xiàn)電力線路的工作狀態(tài)有任何不正常的時候，通過聲、光警報來判斷是否有異常，并及時向用戶發(fā)送警報，便于員工對線路的錯誤進(jìn)行檢查和檢修。第三，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)。通過對火災(zāi)報警系統(tǒng)進(jìn)行電力自動控制，可以對火災(zāi)報警裝置的供電狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。例如，通過對火災(zāi)報警系統(tǒng)進(jìn)行24h 的監(jiān)測，并將其工作參數(shù)及故障情況上傳到指揮中心，供現(xiàn)場工作人員依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況做出相應(yīng)的應(yīng)對，從而確保了火災(zāi)控制系統(tǒng)的安全和可靠。第四，變配電監(jiān)控系統(tǒng)。員工可以通過對電網(wǎng)中的各種抗干擾智能儀器及相應(yīng)的通訊裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到改善電網(wǎng)的工作效果。電力自動控制技術(shù)在電力開關(guān)、高壓電力、低壓電力等領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用。對電網(wǎng)運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和管理，其直接目標(biāo)是提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。變電站綜合運(yùn)用了自動化的思想和智能化的監(jiān)測技術(shù)，能夠?qū)ㄖ膬?nèi)部的電力進(jìn)行及時的采集和回饋，確保電力系統(tǒng)的運(yùn)營和電力的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使電力設(shè)備的安全得到有效的保障。

3.2 自動化調(diào)控

智能建筑中的電力自動化技術(shù)的運(yùn)用也表現(xiàn)在：它能夠充分利用自動化技術(shù)的調(diào)控功能，為智能建筑的運(yùn)行提供便利，保證智能建筑的正常運(yùn)行。目前，隨著電力設(shè)施的數(shù)量和種類的不斷增多，電力系統(tǒng)的復(fù)雜性越來越高，給電力系統(tǒng)的控制與維修帶來了困難。如果在智能化建筑的操作中，存在一些偏離，不但會對原有電力設(shè)備的正常使用造成一定的負(fù)面作用，而且會導(dǎo)致更大的安全隱患。因此，建設(shè)單位要盡快建立健全的智能化建筑監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用電力自動化技術(shù)，對建筑內(nèi)的各子系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，以制訂出一套科學(xué)、合理的運(yùn)營方案，充分保障了智能化建筑的各種性能。另外，在智能化建筑中采用自動調(diào)節(jié)方式時，需要通過對所收集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，從而判定其是否科學(xué)合理，從而為今后的智能化建筑的電力自動化系統(tǒng)提供更好的保障。例如，在智能化建筑內(nèi)，電力設(shè)施在使用中出現(xiàn)了問題，需要由設(shè)備維護(hù)經(jīng)理全面準(zhǔn)確地了解其原因，采取最優(yōu)的控制措施，來解決這些問題，防止因故障問題的蔓延，對其性能的發(fā)揮產(chǎn)生負(fù)面的作用。此外，在實(shí)施自動控制的過程中，也要對智能化控制技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用，著重對智能化建筑內(nèi)的電器設(shè)備的工作狀況進(jìn)行分析，目的是為了有針對性地調(diào)節(jié)電力設(shè)備的工作狀況，確保智能化建筑的安全和可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.建筑電氣技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用實(shí)踐

4.1 車庫自動識別系統(tǒng)與自動統(tǒng)計系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計中，大多采取停車場或地下停車場的方式，以滿足居民的停車需求，然而，這樣做不可避免的會導(dǎo)致對土地的不充分使用，從而對整個城市的資源使用帶來不利的效果。特別是現(xiàn)在的城市，大型的停車場根本就不可能解決這么多的停車問題。智能控制系統(tǒng)可以自動的識別和存儲頻繁出入的汽車，并且可以實(shí)時反映出停車場的具體停車位數(shù)目。把建筑電氣技術(shù)引入到智慧建筑的進(jìn)程中，不但可以為停車場等方面的人員進(jìn)行更為細(xì)致的分析，而且可以為用戶指明是否有多余的停車位，以便根據(jù)指令進(jìn)行查找，從而大大提升了整個停車場的使用效能，同時也可以防止在停車時盲目的找停車位。所以，在停車場中設(shè)置了一個自動的停車場標(biāo)識和一個自動的統(tǒng)計表，可以大大縮短停車的時間和增加整個停車場的使用效率。同時也可以極大地提升停車場的使用效率，同時也可以很好的滿足人們的停車需求。目前，在停車場的辨識和數(shù)據(jù)處理方面，采用建筑電氣技術(shù)，是當(dāng)前解決居民交通問題的一種必然手段。

4.2 安防系統(tǒng)的智能技術(shù)設(shè)計

安防建筑的電力技術(shù)發(fā)展迅速，新技術(shù)和新的產(chǎn)品層出不窮。近幾年，隨著國家大力推進(jìn) AI 技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度結(jié)合，安全產(chǎn)業(yè)是最早在 AI 技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域，在產(chǎn)品、技術(shù)與應(yīng)用等多維度實(shí)現(xiàn)了更深層次的進(jìn)化與變革。AI 技術(shù)能夠有效地處理安全領(lǐng)域中的大量復(fù)雜運(yùn)算和多因素動態(tài)和可擴(kuò)展性的問題，通過算法和運(yùn)算能力的輔助，為用戶提供感知、認(rèn)知和決策的支持。在這些方案中，以電腦視覺技術(shù)為主導(dǎo)的 AI 安全感知系統(tǒng)在工程上已得到了一些實(shí)踐的運(yùn)用。安全監(jiān)控采用視頻監(jiān)控，出入口控制，實(shí)體防護(hù)，為了保障國家的安全和社會的安定，必須建立起全方位的社會治安防范系統(tǒng)。安全保障技術(shù)不僅要能適應(yīng)目前的施工需要，還能為用戶提供長時間的維護(hù)和技術(shù)支持。以計算機(jī)視覺與 AIoT 技術(shù)作為其技術(shù)的突破口，將其運(yùn)用于更加廣泛的智能都市。以智能技術(shù)為基礎(chǔ)的安全視頻監(jiān)測，包括人臉識別，防尾隨分析，占道分析，停車場進(jìn)出管理的汽車/牌照識別等。

4.3 智能建筑的溫度、照明系統(tǒng)

在智能化建筑的規(guī)劃與使用中，空調(diào)舒適性與采光是最受重視的問題之一。在建筑物的設(shè)計中，通常都要安裝空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和電氣照明系統(tǒng)，這不僅關(guān)系到使用者的整體使用感受，也關(guān)系到整個建筑物的能源消耗。采用建筑物的電力技術(shù)，既可以達(dá)到使用者的要求，又可以在多個層面上減少能源消耗，節(jié)省能源。在冬季供暖和夏季制冷方面，引入了智能技術(shù)，可以保證冬季的供水和空調(diào)的正常使用，夏季的空調(diào)和空調(diào)的使用也是一個很好的例子。在設(shè)計燈具時，應(yīng)考慮到使用者的具體要求，選用相應(yīng)的燈具。在燈具的選用與設(shè)計中，利用該控制裝置對整個燈具進(jìn)行全面的收集，實(shí)現(xiàn)對各個燈具的全面的辨識，實(shí)現(xiàn)對各個燈具的自動控制。通過感應(yīng)控制，燈光場景控制，群組控制等方式，通過合理的時間控制，使對比度、色溫等燈光的全天調(diào)整，避免長期發(fā)光，降低二氧化碳的排放量，達(dá)到最高的節(jié)能目的。自動控制不僅可以減少建筑物的能源消耗，還可以豐富用戶的體驗的作用。

4.4 火災(zāi)報警系統(tǒng)

火災(zāi)報警系統(tǒng)是一種非常適合于智能建筑的系統(tǒng)，它可以通過自動警報的設(shè)計與使用，使其可以迅速、有效地監(jiān)控各種環(huán)境因素，如熱源和現(xiàn)場的溫度，從而使火災(zāi)發(fā)生的速度更快。同時也可以通過智能裝置來防范，從而增強(qiáng)智能大廈的安全。消防警報裝置可完成各種監(jiān)控、警報、消防等多種功能，并可對相應(yīng)的輔助設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，以達(dá)到多個層次上的用戶對消防安全的需求。必須保證它的使用和操作的穩(wěn)定，特別是當(dāng)遇到火災(zāi)時，要保證有關(guān)的消防警報裝置能夠保持在正確的狀態(tài)。

4.5 可視對講系統(tǒng)

在智能建筑中，視覺通訊是目前建筑智能化領(lǐng)域的一個重要課題，它可以使視覺與影像的交互，同時也可以為用戶和游客進(jìn)行視覺上的交流。這種方式既可以讓使用者對來訪者有一個全面的認(rèn)識，又可以節(jié)省使用者的時間，提高整個大樓的功能與安全。采用 TCP/IP 技術(shù)、計算機(jī)通信技術(shù)等一批先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)對講、信息發(fā)布、遠(yuǎn)程管理等多種功能。更為綜合的系統(tǒng)，如聯(lián)動的電梯控制，可以通過 App 進(jìn)行各種互動，使其更安全、更方便，更符合當(dāng)前使用者對各種安全和功能的要求。通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建筑智能系統(tǒng)中也是一個重要的組成部分，它具有兩個主要的作用，一個是各種通訊服務(wù)，一個是各種子系統(tǒng)。在此進(jìn)程中，通信網(wǎng)絡(luò)可以滿足多種不同的通訊要求，而整個通信網(wǎng)絡(luò)可以組成一個單一的網(wǎng)路訊息傳送。在實(shí)現(xiàn)智能化建筑的同時，還可以實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)部、外部的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合和整合。而通信網(wǎng)絡(luò)是智慧建筑的關(guān)鍵，網(wǎng)路的設(shè)定與設(shè)計必須要達(dá)到國內(nèi)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。在進(jìn)行工程建設(shè)時，必須保證工程施工的通用性，保證施工技術(shù)水平，并滿足本地區(qū)的路網(wǎng)條件等技術(shù)指標(biāo)，保證了通訊網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.建筑電氣技術(shù)朝著多樣化方向發(fā)展

隨著建筑電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑的各項性能得到了越來越多的重視。通過對電力系統(tǒng)技術(shù)的不斷完善，既可以使電力系統(tǒng)的安裝過程更加簡單，又能保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行，從而促進(jìn)電力技術(shù)在施工中的應(yīng)用。當(dāng)前，我國的電力建設(shè)正朝著多元化、自動化和集成化方向發(fā)展。節(jié)能與安全是改善建筑物的電力技術(shù)和電力設(shè)施的運(yùn)行性能的關(guān)鍵。比如，加強(qiáng)建筑的電力系統(tǒng)的耐火能力，可以有效地減少建筑物的著火危險，保障其運(yùn)行的安全性。加強(qiáng)電力技術(shù)的節(jié)能性，對于減少建筑運(yùn)行和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的節(jié)約能源和減少能源消耗有著十分關(guān)鍵的意義。我國的工業(yè)的相互滲透和相互影響，建設(shè)電力技術(shù)將有助于增強(qiáng)國內(nèi)建筑業(yè)在國際上的競爭能力，從而推動我國建筑業(yè)的迅速、平穩(wěn)地發(fā)展。

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代智能建筑應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的滲透率不斷提高。在5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的推動下，當(dāng)前建筑行業(yè)正不斷朝著智能化、實(shí)用化的方向發(fā)展。同時，該技術(shù)的合理應(yīng)用不僅可以優(yōu)化和完善智能建筑電氣設(shè)備管理系統(tǒng)，還可以確保智能建筑的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，建筑企業(yè)必須加強(qiáng)電氣自動化技術(shù)在智能建筑自動化調(diào)控和監(jiān)控管理中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高智能建筑配電系統(tǒng)、建筑自動化控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的管理水平，充分發(fā)揮智能建筑內(nèi)部電氣系統(tǒng)的功能，并為電氣自動化技術(shù)在智能建筑領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展應(yīng)用奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。