智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：為提高建筑電氣設(shè)計水平，以建筑電氣設(shè)計作為研究對象，重點探究了智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計的重要意義，指出了在建筑電氣設(shè)計中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用，以改變建筑電氣設(shè)計方法，提高建筑電氣系統(tǒng)的科學性、可靠性，保障建筑電氣設(shè)備的高效、穩(wěn)定運行，凸顯智能化技術(shù)的優(yōu)勢。建筑電氣設(shè)計具有復雜性、專業(yè)性，為符合當下建設(shè)需求，相關(guān)人員需轉(zhuǎn)變設(shè)計思路，積極采用全新的設(shè)計理念及方法，將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣設(shè)計的各個方面，積極利用智能化技術(shù)優(yōu)化細節(jié)，建立不同電氣設(shè)備、系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，由智能化模塊實現(xiàn)高效率、精準化控制，保障電氣設(shè)備在建筑中的作用。

關(guān)鍵詞：建筑電氣設(shè)計；智能化技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TS958" " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）04-0123-03

1 建筑電氣設(shè)計中應(yīng)用智能化技術(shù)的意義

1.1 提升電氣系統(tǒng)的控制準確度

傳統(tǒng)的建筑電氣系統(tǒng)中，大部分控制任務(wù)都由人工手動完成，但因為人員的控制水平各有差異，部分環(huán)節(jié)常出現(xiàn)人工控制失誤，影響了電氣系統(tǒng)的可靠運行，一些時候甚至會出現(xiàn)建筑電氣事故，引起人員傷亡或者經(jīng)濟損失。

隨著智能化技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，這些技術(shù)被應(yīng)用到了各個方面，比如建筑電氣設(shè)計中。綜合實際情況，在建筑電氣設(shè)計中合理應(yīng)用智能化技術(shù)，可設(shè)計出智能化程度更高的電氣系統(tǒng)，且該系統(tǒng)可彌補傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的諸多缺陷，改變控制方式并提高控制準確度[1]。

不同于人工控制方式，智能化控制就是將工作任務(wù)編寫成程序，通過運行程序來控制設(shè)備、過程，使設(shè)備保持最佳的運行狀態(tài)，避免人工操作不當所引起的電氣事故。

1.2 提升電氣系統(tǒng)的靈活性

電氣設(shè)備在建筑工程中的重要性，在任何情況下建筑電氣設(shè)計中都需要關(guān)注靈活性。將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計能提高系統(tǒng)的靈活性，使電氣系統(tǒng)的功能、性能等滿足人們的實際需求。

以往的建筑電氣設(shè)計主要為人工方式，設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)、能力等是影響設(shè)計效果的重要因素，但這些因素的把控難度較大，一旦設(shè)計人員不熟悉建筑電氣設(shè)計規(guī)范，或者自身的設(shè)計經(jīng)驗不足，都有可能導致建筑電氣設(shè)計問題。而智能化技術(shù)下由智能軟件等分析電氣設(shè)備的信息，可設(shè)計出更為靈活的控制系統(tǒng)，保障電氣系統(tǒng)與實際需求的高度匹配性。

1.3 降低電氣系統(tǒng)的故障率

目前建筑工程中配備的電氣設(shè)備種類較多，但這些電氣設(shè)備在運行過程中可能因各種因素而發(fā)生故障，如未及時處理故障，還可能造成更大范圍內(nèi)的電氣問題。

以往的設(shè)計中因為缺乏保護設(shè)計、聯(lián)動設(shè)計等，在發(fā)生電氣故障后需安排專人進行查看，除了難度大、耗時長，還無法第一時間鎖定故障點，制定有效的解決措施。在建筑電氣設(shè)計中采用智能化技術(shù)，在電氣設(shè)備運行全過程中智能化模塊能自動采集并分析信息，能快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并在故障出現(xiàn)后第一時間調(diào)取信息，智能分析故障點、故障原因，并給出處理意見[2]。

1.4 提升電氣系統(tǒng)的聯(lián)動性

雖建筑中包含多種電氣設(shè)備，在不同設(shè)備之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在原先的建筑電氣系統(tǒng)中，門禁控制、消防報警、照明、安防等子系統(tǒng)相互獨立，各自在運行時不受其他部分的影響，人力投入大、維護成本高。

而用智能化技術(shù)設(shè)計建筑電氣系統(tǒng)，可將電氣系統(tǒng)細分為若干個子系統(tǒng)，并尋找不同子系統(tǒng)之間的內(nèi)在管理，保持系統(tǒng)的集成性特點，使不同子系統(tǒng)之間相互聯(lián)動。在無任何異常的情況下每一子系統(tǒng)均可獨立、穩(wěn)定運行，一旦出現(xiàn)異常情況，各子系統(tǒng)能瞬間聯(lián)動，顯示故障數(shù)據(jù)并聯(lián)動處理。如樓宇電氣系統(tǒng)中采用智能化技術(shù)，一旦因電氣問題而引起火災事故，其他電氣子系統(tǒng)之間能高度聯(lián)動，下達多種控制指令，同時啟動應(yīng)急照明、廣播循環(huán)、消防報警等，提醒相關(guān)人員快速處理問題。

2 建筑電氣設(shè)計中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計

樓宇自控自動的智能化設(shè)計，就是要在樓宇系統(tǒng)中添加各種智能化設(shè)備，并建立智能化模塊，尋找各設(shè)備與智能化模塊之間的關(guān)聯(lián)，使控制系統(tǒng)能智能化執(zhí)行操作及控制。

目前很多大型建筑非常注重樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計，因為樓宇自控系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑大型機電設(shè)備的一體化、智能化控制，提高控制便捷性。

為滿足建筑需求，在大型建筑中常常配備有多種大型機電設(shè)備，在各種機電設(shè)備的附近常設(shè)有專門的控制器。該控制器自帶微處理芯片，在一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下可促進不同控制器的連接，構(gòu)成集中化系統(tǒng)，實時顯示、操作、控制及報警。

建筑物空調(diào)系統(tǒng)的制冷設(shè)備、新風設(shè)備、通風設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等均能在該集中系統(tǒng)的監(jiān)控下。與此同時，供配電系統(tǒng)的變配電設(shè)備、電梯系統(tǒng)等也能由集中化系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配，實時記錄相關(guān)參數(shù)。建筑地下室經(jīng)常存在一氧化碳濃度超標現(xiàn)象，為有效預防這一現(xiàn)象，同樣應(yīng)由樓宇自控系統(tǒng)來實現(xiàn)監(jiān)測、控制。通常在人員密集區(qū)域布置一氧化碳氣體檢測裝置，該裝置需與空調(diào)機組遵循一定關(guān)系，并由智能化模塊實時監(jiān)測濃度數(shù)值，依據(jù)該監(jiān)測值與標準值的對比，判定是否需啟動空調(diào)機組設(shè)備來通風，以降低一氧化碳氣體濃度。

2.2 安防及物業(yè)方面的設(shè)計

智能化技術(shù)可以用來設(shè)計智能安防系統(tǒng)，借助環(huán)境感知原理來識別建筑周邊是否有安全風險。安防及物業(yè)控制系統(tǒng)需將建筑內(nèi)的房間、大廳、樓梯間、公共區(qū)域等高度關(guān)聯(lián)，一旦某一區(qū)域有異常情況，及時將這些信息上傳到報警系統(tǒng)，由系統(tǒng)根據(jù)識別到的信息智能化處理，在有需要的情況下安排專人進入現(xiàn)場檢查。

有關(guān)人員在設(shè)計安防與物業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)注意以下方面：①防風防雨設(shè)計。為達到防風防雨目的，有關(guān)人員需在門窗部位安裝風雨傳感器，聯(lián)合門窗上的傳動部件、系統(tǒng)后臺，實現(xiàn)防風與防雨。②玻璃破碎報警系統(tǒng)設(shè)計。玻璃在使用的過程中可能因外力破壞等出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，給人們帶來了一定的安全威脅。為此，在建筑中安裝玻璃的位置同步安裝入侵探測器，一旦該探測器識別到某一部位有玻璃破碎現(xiàn)象，第一時間將信號反饋給后臺，后臺接收到信息后組織專人進入現(xiàn)場查看和處理[3]。智能化控制下能快速檢測問題并發(fā)送信號，使相關(guān)人員不再接近危險區(qū)域。③智能門禁系統(tǒng)設(shè)計。門禁系統(tǒng)能有效管理人員的進出，避免無關(guān)人員隨意進出。在門禁系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置智能化感應(yīng)模塊，在其中錄入有關(guān)人員的指紋或者面部等信息，在人員進出時自動識別。

2.3 照明系統(tǒng)的合理設(shè)計

在建筑電氣系統(tǒng)中照明子系統(tǒng)為其中的關(guān)鍵部分。在建筑的各個區(qū)域都有相應(yīng)的照明需求，在照明系統(tǒng)中采用智能化技術(shù)，可提高系統(tǒng)的綜合能力，在滿足基本照明需求的前提下降低能耗。有關(guān)人員在設(shè)計照明系統(tǒng)時，應(yīng)嚴格執(zhí)行行業(yè)內(nèi)的照明標準，并考慮建筑內(nèi)的照明需求、節(jié)能需求，合理應(yīng)用高效光源、節(jié)能燈具，以降低電能消耗。

在現(xiàn)階段的條件下為提高節(jié)能水平，還需在照明系統(tǒng)中引入自然光源，利用自然光照來照明，縮短室內(nèi)照明時間。在照明系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)可精準控制光照亮度及時間等，在各個位置安裝感應(yīng)器，創(chuàng)造感應(yīng)照明條件。比如，在走廊、門廳應(yīng)安裝人工感應(yīng)器，以控制光源；衛(wèi)生間可安裝聲音感應(yīng)器，實現(xiàn)聲控照明。

2.4 能耗計量系統(tǒng)的設(shè)計

為降低建筑電氣能耗，在建筑中可設(shè)計能耗計量系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)中采用智能化技術(shù)。能耗計量系統(tǒng)可自動計算建筑各個區(qū)域的水、電、燃氣等消耗，實時分析能耗數(shù)據(jù)，幫助物業(yè)管理部門或者用戶合理安排其能源消耗，提高能源利用率，降低水、電和燃氣費用。前端計量表具可自動采集各個區(qū)域的能耗數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)焦芾砥鳎鞴芾砥髟俳?jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行挠嬎銠C，由終端實現(xiàn)智能化、一體化控制。

2.5 火災自動報警系統(tǒng)

建筑中經(jīng)常因電氣問題或者其他問題而引發(fā)火災事故。由于當前許多都為高層建筑，一旦在內(nèi)部出現(xiàn)火災，火勢將在短時間內(nèi)擴散，滅火與救援的難度系數(shù)較高，造成的人員傷亡、經(jīng)濟損失等相對較大。

為降低建筑火災威脅，在建筑電氣設(shè)計中同樣需設(shè)計火災自動報警系統(tǒng)。在設(shè)計火災自動報警系統(tǒng)時，相關(guān)人員需全面分析建筑的結(jié)構(gòu)形式、規(guī)模等，再依據(jù)行業(yè)規(guī)定優(yōu)化火災報警系統(tǒng)的功能。一般來說，火災報警系統(tǒng)可細分為區(qū)域報警系統(tǒng)、集中報警系統(tǒng)、控制中心報警系統(tǒng)3種，在設(shè)計時應(yīng)遵循實際情況來選擇。

隨著信息技術(shù)發(fā)展，火災報警設(shè)備、相關(guān)元件越發(fā)多樣和先進，在設(shè)計報警系統(tǒng)時的可選擇性增多。如火災報警系統(tǒng)中的設(shè)備過于復雜，后續(xù)維護及管理難度較大，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。要提高火災報警系統(tǒng)的整體功能，不應(yīng)設(shè)計得過于簡單，影響系統(tǒng)的聯(lián)動功能。為此，在利用智能化技術(shù)設(shè)計火災報警系統(tǒng)時，有關(guān)人員需全面堅持可靠性、經(jīng)濟性、安全性要求，不僅要在系統(tǒng)中采用先進的設(shè)備與技術(shù)，還需要分析后續(xù)的維護便捷性等。

2.6 聯(lián)動控制

傳統(tǒng)的建筑電氣設(shè)計中未過多關(guān)注節(jié)能方面，雖設(shè)計的電氣系統(tǒng)能滿足人們基本的使用需求，但在系統(tǒng)運行期間的能耗較大。在追求低碳化的趨勢下，建筑電氣設(shè)計中需將節(jié)能設(shè)計作為重點，特別是在電氣系統(tǒng)中，應(yīng)通過智能化技術(shù)來達到聯(lián)動控制、降低能耗的目的。

聯(lián)動控制的關(guān)鍵就是要保持不同部分之間的聯(lián)動，使用戶能根據(jù)自身的能源種類及數(shù)量需求，自動調(diào)節(jié)電氣設(shè)備的運行狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)，確保電氣設(shè)備高效運行，降低不必要能耗[4]。智能化模塊通過采集各種數(shù)據(jù)，可實時監(jiān)控電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，將各種設(shè)備數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控平臺，由集中化平臺實現(xiàn)聯(lián)動控制。

2.6.1 暖通聯(lián)動

目前，許多建筑中都設(shè)有暖通系統(tǒng)，此系統(tǒng)兼具溫度調(diào)節(jié)、通風等功能。為保障暖通系統(tǒng)的高效運行，設(shè)計人員需注意電氣設(shè)計，并引入智能化技術(shù)創(chuàng)造聯(lián)動控制功能。系統(tǒng)接收到智能平臺或用戶發(fā)出的控制指令后，即可自動控制暖通系統(tǒng)的運行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)，以保障該系統(tǒng)的運行效率，并減少能源消耗。

為提高聯(lián)動控制的整體水平，設(shè)計人員需從根本上重視智能化技術(shù)，并配置穩(wěn)壓制風機、閥門控制單元、溫度與濕度傳感器等智能化設(shè)備，再通過理順不同設(shè)備之間的邏輯關(guān)系，即可實時監(jiān)控建筑內(nèi)外部的溫度、濕度等環(huán)境情況，以最大程度上發(fā)揮暖通設(shè)備的作用。一旦暖通系統(tǒng)在運行期間發(fā)生了故障或者其他問題，系統(tǒng)將自動發(fā)送警報，提醒相關(guān)人員快速采取干預措施，以避免故障造成其他影響。

2.6.2 設(shè)備執(zhí)行聯(lián)動

在建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢下，各建筑中配備的電氣設(shè)備日漸增多。每一設(shè)備并非獨立工作的狀態(tài)，而是與其他設(shè)備之間存在直接聯(lián)系。正是因為建筑電氣系統(tǒng)中每種設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性，在設(shè)計電氣系統(tǒng)時，相關(guān)人員需滲透智能化思想，推行模塊化控制，聯(lián)動控制各種電氣設(shè)備。設(shè)計過程中有關(guān)人員也需要結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)的構(gòu)成特點、設(shè)備類型，優(yōu)化導軌式單元?？傊?，模塊化設(shè)計下可節(jié)約空間資源，保障智能控制效果。

2.7 安全檢測與故障診斷

由于電氣系統(tǒng)的特殊性，在任何情況下設(shè)計人員都需要注重安全性。但是，受到各種因素的影響，并不能保障建筑電氣系統(tǒng)的絕對安全，如存在設(shè)計缺陷或者操作問題，必將引發(fā)電氣安全事故。為此，電氣設(shè)計中需考慮安全檢測和故障診斷的要求，以確保系統(tǒng)能自動識別安全風險，保持故障診斷的智能化。

為達到這些要求，設(shè)計人員需在電氣系統(tǒng)中采用智能化技術(shù)，以確保系統(tǒng)中的智能化模塊能通過整合、分析信息來識別安全風險，在安全問題、故障出現(xiàn)之前發(fā)出報警信息，提醒有關(guān)人員利用專業(yè)知識來解決問題[5]。

設(shè)計過程中，有關(guān)人員需優(yōu)化智能化模塊，在其中設(shè)計專家系統(tǒng)、建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由智能化技術(shù)全面處理不同來源及類型的數(shù)據(jù)，將復雜問題簡單化，準確識別出電氣設(shè)備、系統(tǒng)所存在的安全隱患、故障。在識別到異常信息后，由智能化模塊將信息上傳到報警模塊、監(jiān)控終端，由這些部分發(fā)出聲光信息，提醒有關(guān)人員進入現(xiàn)場排查隱患，并檢查和維修電氣設(shè)備。

3 結(jié)束語

電氣設(shè)計為建筑工程中的重點部分，在具體的設(shè)計中應(yīng)執(zhí)行一系列技術(shù)標準。當下技術(shù)與行業(yè)發(fā)展的過程中，相關(guān)人員需在建筑電氣設(shè)計中合理應(yīng)用智能化技術(shù)，逐步構(gòu)建科學且合理的智能化設(shè)計技術(shù)體系。

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收稿日期：2023-12-01

作者簡介：劉長泉（1978—），男，山東濟寧人，本科，工程師，研究方向：建筑電氣的設(shè)計與發(fā)展。