電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

趙凱

摘要：隨著人們對(duì)新的領(lǐng)域和更高的生活品質(zhì)的追求，科技和自動(dòng)化的技術(shù)已經(jīng)在人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)今的建筑行業(yè)中，智能化建筑的重要性日益凸顯。在智能建造的各個(gè)環(huán)節(jié)中，電力工程與自動(dòng)化技術(shù)都是必不可少的。為適應(yīng)市場(chǎng)的需要，智能化樓宇的電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展需要同步進(jìn)行。通過(guò)對(duì)目前電力技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳盡的分析，并對(duì)其在智能化建筑方面的積極意義進(jìn)行了探討，以期為有關(guān)人士提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：智能建筑；電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；有效應(yīng)用

一、前言

現(xiàn)代建筑技術(shù)、信息技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)和其他許多技術(shù)都能夠在智能建筑中得到運(yùn)用。有別于傳統(tǒng)的住宅，它在充分考慮使用者的需求后，采用各種科技手段，能為使用者帶來(lái)更好的居住體驗(yàn)，節(jié)省使用者的時(shí)間和精力，同時(shí)也能最大程度地利用已有的資源。在智能大廈的建造中，以電力系統(tǒng)為主體，其功能并不十分突出。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)有關(guān)電力專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的操作自動(dòng)化，以確保建筑智能化的高效運(yùn)行，并使其得到最大限度的利用。

二、智能建筑概述

從概念上講，利用現(xiàn)代資訊科技建設(shè)的樓宇資訊作業(yè)系統(tǒng)，可以統(tǒng)稱(chēng)為“智慧大樓”。利用現(xiàn)代信息技術(shù)等新技術(shù)，可以更有效地實(shí)現(xiàn)建設(shè)設(shè)備的管理體系和服務(wù)，滿足人們的日常生活需求。在這種情況下，智慧建筑將極大地提高人民的生活品質(zhì)，使他們能夠享受到更加多元化的服務(wù)。信息技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于智能樓宇，其迅速發(fā)展反映出信息化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展[1]。電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能化樓宇中的應(yīng)用，包括諧波、干擾、電源、屏蔽、防靜電等多種控制與監(jiān)控手段的實(shí)施。智能化樓宇的自動(dòng)化程度和生命感知程度，離不開(kāi)先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)。也就是說(shuō)，如果沒(méi)有電氣自動(dòng)化技術(shù)，那么智慧的大樓是不可能運(yùn)轉(zhuǎn)的。本文對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能化建設(shè)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了較深入的探討，從理論上和實(shí)踐上對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了研究。我們堅(jiān)信，通過(guò)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的研究與實(shí)踐，必將使智能化建設(shè)事業(yè)獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

三、電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)介紹

智能建筑的智能化發(fā)展程度是其自動(dòng)化程度的體現(xiàn)。所以，要把電力自動(dòng)化技術(shù)引入智能大廈的設(shè)計(jì)中，把它運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，從而降低實(shí)際的調(diào)試工作的復(fù)雜程度。在實(shí)現(xiàn)智能化控制的同時(shí)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。比如，電力自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)χ悄艽髲B的突發(fā)事件、技術(shù)故障進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控與分析，并能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題并做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)，從而極大地減少了事故的發(fā)生；當(dāng)管道爆裂時(shí)，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)艿辣熏F(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警，并對(duì)故障的成因、影響進(jìn)行分析，并將故障信息傳遞給相關(guān)人員，使故障得到及時(shí)的解決，從而降低了后期的維護(hù)成本[2]。通過(guò)這種方式，將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與建筑的智能化有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將有助于改善使用者對(duì)樓宇的總體控制力，進(jìn)而改善工程的品質(zhì)。

四、智能建筑中電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用

（一）有利于做好檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，建筑面積和面積也在迅速增長(zhǎng)。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，供電系統(tǒng)也越來(lái)越實(shí)際，存在很多潛在的問(wèn)題。由于電力系統(tǒng)存在的問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重地影響到建筑物的正常使用，所以，智能化樓宇的電氣控制系統(tǒng)在探測(cè)和排除各種漏洞時(shí)起到了很好的作用。在具體的運(yùn)行過(guò)程中，電力自動(dòng)化系統(tǒng)首先采集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析、處理，并及時(shí)向監(jiān)測(cè)中心反饋結(jié)果[3]。另外，通過(guò)該系統(tǒng)，該監(jiān)控中心可以監(jiān)控各小區(qū)的狀況，并將相關(guān)的信息反饋到各子系統(tǒng)，保證了各樓層24小時(shí)的監(jiān)控。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣資源的統(tǒng)一配置，對(duì)溫度、照明、通風(fēng)、排水、通信等控制進(jìn)行集中控制，從而提高建筑的綜合控制水平，減少管理費(fèi)用。該自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)ν话l(fā)事件進(jìn)行精確的探測(cè)和反應(yīng)。在發(fā)生某種突發(fā)事件時(shí)，事先制定的應(yīng)急預(yù)案可以保證人身和財(cái)產(chǎn)的最大安全。

（二）輸出力強(qiáng)，加強(qiáng)設(shè)備控制

利用現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際情況，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以在電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中起到指揮、控制的作用，并對(duì)其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹甘竞托畔?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的有效管理。同時(shí)，在智能大廈的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要不斷地學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行更新與完善。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，要仔細(xì)地考慮各個(gè)功能和細(xì)節(jié)，以保證各個(gè)環(huán)節(jié)的連通性。為了保證整個(gè)分配控制系統(tǒng)的運(yùn)行，不能忽略局部控制臺(tái)和遠(yuǎn)程監(jiān)視裝置。為了保證電網(wǎng)的安全，可以采取雙向控制的方法[4]。另外，利用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電器開(kāi)關(guān)的連接與監(jiān)控，需要對(duì)各部件進(jìn)行編碼，以提高各環(huán)節(jié)的負(fù)荷精度。以上技術(shù)的應(yīng)用，使智能化大樓的自動(dòng)化水平得到了進(jìn)一步的提升，并保證總體的性能。

五、在智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的重要性

近幾年來(lái)，電氣工程和自動(dòng)化技術(shù)在智能化樓宇中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，有著巨大的優(yōu)勢(shì)。隨著智能化大樓的電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，大量的電線也隨之出現(xiàn)，如果在安裝過(guò)程中使用不當(dāng)，會(huì)對(duì)工程的整體質(zhì)量造成很大的影響[5]。所以，要科學(xué)、合理地運(yùn)用電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)電力設(shè)備的安裝和使用過(guò)程中的安全問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)控。另外，電力工程和自動(dòng)化技術(shù)能夠及時(shí)地為操作者提供電力設(shè)備的工作情況。通過(guò)對(duì)設(shè)備的控制，電力工程和自動(dòng)化技術(shù)能夠及時(shí)掌握控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，減少了資金、物力、人力的耗費(fèi)，提高了資源的利用率，使得智能化建筑系統(tǒng)能夠更好地完成任務(wù)。因此，智能樓宇的設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵的技術(shù)是電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，如果能夠及時(shí)地與控制室取得聯(lián)系，則可以提高設(shè)備的傳輸速率，提高數(shù)據(jù)的傳輸精度。所以，在具體的設(shè)計(jì)中要注意施工計(jì)劃，并要嚴(yán)格按照有關(guān)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行。

六、智能建筑中電氣自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

與常規(guī)建筑物的自動(dòng)化電氣系統(tǒng)不同，智能化大樓可以對(duì)建筑物內(nèi)部的各類(lèi)物件和管線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這樣，一旦發(fā)現(xiàn)了故障，就能及時(shí)剎車(chē)，從而避免了事故的發(fā)生。一般而言，智能樓宇必須具備綜合的監(jiān)控系統(tǒng)，將遠(yuǎn)程傳感器、電子傳感及其他自動(dòng)化控制裝置整合在一起，以提升智能化程度。尤其是，該自動(dòng)化電力系統(tǒng)僅需遙控切換閥，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)各類(lèi)設(shè)備的遙控。另外，在智能樓宇中，纖維材料是最理想的配線方式。與常規(guī)光纜相比，光纖具有更好的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)改善智能樓宇的性能也有一定的幫助。另外，該系統(tǒng)還可以24小時(shí)對(duì)電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[6]。當(dāng)水表失竊時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)出警報(bào)。此外，該系統(tǒng)還能對(duì)用戶在不同時(shí)段的用電量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的智能配置，從而極大地提高了用電的利用率，從而為用戶提供合理的用電計(jì)劃。

（二）電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

利用電氣自動(dòng)化技術(shù)的特性，在智能樓宇中進(jìn)行通信也會(huì)更加高效。因特網(wǎng)的普及降低了人們過(guò)去常常用來(lái)交流的電話技術(shù)。因特網(wǎng)可以讓使用者以更豐富、更多樣的方式進(jìn)行溝通，比如更方便、更有效地共享影像及聲音資訊，減少溝通的障礙。然后，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)與電腦技術(shù)，在智能化樓宇內(nèi)構(gòu)建私人局域網(wǎng)，既能滿足使用者的通信需要，又能提高資訊的傳遞效率。在大樓的某些地方，這樣可以使使用者迅速地與對(duì)方的資訊裝置取得聯(lián)系，并因此增加了交互的效能。在此基礎(chǔ)上，為用戶的智能樓宇構(gòu)建了一種特殊的電子檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，從而大大提升了用戶的檢索效率[7]。另外，本系統(tǒng)還能滿足不同部門(mén)的工作人員對(duì)實(shí)時(shí)會(huì)議和協(xié)同工作的需要。這樣的網(wǎng)上視頻會(huì)議，不但是順應(yīng)時(shí)代潮流，更是為在家辦公的人提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，讓參加者可以享受到高品質(zhì)的聲音傳送技術(shù)。

（三）電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑防雷系統(tǒng)中的應(yīng)用

在智能樓宇中引入電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效地改善樓宇通信設(shè)備的運(yùn)行狀況。一年中，有些地方時(shí)常會(huì)出現(xiàn)閃電，若不能及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，將會(huì)極大地影響人們的日常生活。在智能化樓宇中設(shè)置避雷針，固然可以起到一定的防雷作用，但是，在安裝過(guò)程中，采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，也可以起到很好的保護(hù)作用。比如，在實(shí)際的施工中，由電力自動(dòng)化技術(shù)人員與有關(guān)的信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，在發(fā)生雷擊時(shí)，由有關(guān)的系統(tǒng)來(lái)確定相應(yīng)的避雷時(shí)間，并根據(jù)雷電的規(guī)律，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以便在今后的運(yùn)行中對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，從而確保智能大廈的安全。

除室內(nèi)因素之外，還存在著諸如閃電、閃電等不良天氣等環(huán)境因素。避雷針是一種常用的防雷裝置，它是一種常用的防雷裝置。與此形成鮮明對(duì)比的是，若采用電力自動(dòng)化技術(shù)，現(xiàn)代防雷系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用，可以將防雷系統(tǒng)的意外風(fēng)險(xiǎn)降到最小。在具體的工程建設(shè)中，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)建筑物的防雷、接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)劃，并運(yùn)用電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，以確定最佳的避雷針位置。通過(guò)引入導(dǎo)流技術(shù)、內(nèi)部保護(hù)技術(shù)等技術(shù)，對(duì)智能樓宇的防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化與完善。

（四）電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑樓宇控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能大廈的應(yīng)用也對(duì)其有著很大的依賴(lài)性，其應(yīng)用價(jià)值的實(shí)現(xiàn)有賴(lài)于其平穩(wěn)、高效的運(yùn)作。同時(shí)，還要重視電力系統(tǒng)與自動(dòng)化技術(shù)在各方面的集成，尤其是照明、通風(fēng)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用。要確保智能建筑的良好運(yùn)行，并有效地控制各種照明設(shè)備的開(kāi)、關(guān)、光的亮度，就需要充分了解電力技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)在建筑中的作用，并綜合考慮對(duì)建筑內(nèi)部環(huán)境的各種影響，并對(duì)不同環(huán)境下的照明需求進(jìn)行認(rèn)真的分析和對(duì)比，以達(dá)到“適度”的目的。在建筑采光設(shè)計(jì)中，要從住戶的實(shí)際需要出發(fā)，盡可能地降低室內(nèi)的采光損耗。

另外，利用電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，可以使智能樓宇的消防管理系統(tǒng)得到有效的提高，但是智能樓宇在日常使用過(guò)程中，受外界環(huán)境和環(huán)境因素的影響十分敏感，維修費(fèi)用昂貴，因此，各有關(guān)單位為了保障居民的正常使用，必須進(jìn)行有效的維修。通過(guò)該系統(tǒng)，用戶能夠?qū)ㄖ锏漠惓顩r、滅火設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)獲得災(zāi)難信息[8]。通過(guò)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的分析，可以使消防部門(mén)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)采取有效的措施，消除火災(zāi)隱患，可以協(xié)助有關(guān)部門(mén)對(duì)樓宇內(nèi)的環(huán)境、設(shè)施的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的各種問(wèn)題，并與有關(guān)的系統(tǒng)設(shè)備相連，并將故障信息傳遞給相關(guān)的系統(tǒng)，通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行科學(xué)有效的分析和判斷，提出最有效的、科學(xué)的解決辦法，從而達(dá)到最有效的控制目的。

（五）電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于智能化樓宇，使公司的辦公系統(tǒng)能夠在同一時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，降低企業(yè)的人力物力，并建立了一個(gè)綜合的、自動(dòng)化的商業(yè)處理系統(tǒng)，使員工能夠更好地完成自己的工作，從而提高決策的效率。尤其是與傳統(tǒng)的辦公方式相比較，它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。首先，一個(gè)自動(dòng)化的商業(yè)處理系統(tǒng)與雇員之間的互動(dòng)程度更高。在以前的系統(tǒng)里，雇員們只能通過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)完成簡(jiǎn)單的單向操作，也就是單方向的輸入和輸出。但是，由于采用了辦公自動(dòng)化，員工可以通過(guò)人機(jī)交互來(lái)提高與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的交互，從而提高了數(shù)據(jù)的利用率。其次，該系統(tǒng)能有效地促進(jìn)工作人員的交流，并能有效地提高工作效率。企業(yè)的生產(chǎn)力與企業(yè)的各項(xiàng)日常工作以及員工的合作緊密相連，而采用智能化辦公系統(tǒng)可以將企業(yè)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)有機(jī)地連接在一起，使企業(yè)的工作效率最大化。

七、結(jié)語(yǔ)

綜合以上分析指出，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化建筑必將成為未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)，尤其是作為智能樓宇的支柱之一的電氣行業(yè)。為了提高智能建筑的使用效率，使之更好地滿足人們的生活需求，采用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)提高配電、通信和控制系統(tǒng)的發(fā)展，從而達(dá)到對(duì)建筑物智能化控制的目的，與此同時(shí)，智能建筑對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的要求也是十分高的，隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，應(yīng)該大力推行自動(dòng)化技術(shù)，從而解放更多的勞動(dòng)力，總之，電氣自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)建筑智能化的重要組成部分，有著廣泛的應(yīng)用前景。

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作者單位：甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院