智能建筑中電氣工程及其自動化技術(shù)應(yīng)用研究

王新智

關(guān)鍵詞：智能建筑；電氣工程；自動化

1引言

在數(shù)字化、標準化以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢下，智能建筑已經(jīng)成為常態(tài)。電氣工程相關(guān)技術(shù)是智能建筑中的核心，是一種高度集成化、智能化與高效化的綜合技術(shù)，可切實根據(jù)用戶的需求，定制建筑中的電氣功能，從而為用戶提供良好的居住體驗。簡而言之，電氣工程及其自動化技術(shù)是在建筑中完善傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對建筑中電氣資源進行完善的一種綜合性技術(shù)，其最終目的是提高電氣系統(tǒng)的利用率并滿足用戶的個性化需求，下文簡要說明此項技術(shù)應(yīng)用到智能建筑中的意義與優(yōu)勢。

2智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動化技術(shù)的意義

電氣工程及其自動化技術(shù)（下文簡稱為自動化技術(shù)）主要是指對電氣設(shè)備的自動化控制。智能建筑中，電氣設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)都有特定的要求或標準，為將不同標準與要求的電氣設(shè)備融合至同一個系統(tǒng)中，便需要利用自動化技術(shù)。目前，我國已在建筑行業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)建設(shè)了較多智能大廈。由于不同建筑類型在功能方面存在差異性（例如寫字樓、商業(yè)中心等）且其結(jié)構(gòu)不同，因此對于不同性質(zhì)的樓宇而言，電氣系統(tǒng)的管理模式也會有所不同。比如，辦公樓需要采用集中式管理模式：商業(yè)中心需要采用智能化管理模式：住宅樓則需要采用個性化管理模式等。此種情況下，設(shè)計人員需要根據(jù)不同類型樓宇及其使用功能對自動化技術(shù)進行合理有效安排和應(yīng)用。電氣智能控制系統(tǒng)是指對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等進行合理規(guī)劃和設(shè)計后，對自動化系統(tǒng)中各個設(shè)備的控制和應(yīng)用進行合理科學安排，同時充分利用網(wǎng)絡(luò)資源來完善信息處理體系功能，并在實現(xiàn)智能功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)中所有設(shè)備的使用情況進行有效監(jiān)督和監(jiān)控管理。為了實現(xiàn)上述監(jiān)督與監(jiān)控功能，必須確保電氣系統(tǒng)中的計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全穩(wěn)定運行，并盡可能地提高自動化系統(tǒng)的運行速度，以實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計。

現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展方向之一便是自動化技術(shù)與電子信息相結(jié)合從而實現(xiàn)智能化應(yīng)用效果。其中主要包括智能建筑中所需要使用的機電設(shè)備、智能樓宇、監(jiān)控系統(tǒng)、安全與消防設(shè)施等設(shè)備的控制與管理工作。在智能建筑中應(yīng)用電氣工程與自動化技術(shù)是一項十分重要且必要的工作，而且對于提高智能建筑管理質(zhì)量有著重要意義。

各個行業(yè)的發(fā)展均離不開自動化技術(shù)與自動化設(shè)備的應(yīng)用。因此，在智能建筑中應(yīng)用電氣工程和自動化技術(shù)極其重要。隨著社會的發(fā)展變化，人們對于建筑工程的要求越來越高，不僅要有較高規(guī)格的建筑物，還要有完善便捷且實用高效的配套設(shè)施以方便人們生活工作學習，而自動化技術(shù)的應(yīng)用便能切實滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。目前我國已建成多種類型的智能建筑項目，并配備了一系列先進而完善的監(jiān)控、管理系統(tǒng)，從而更好地保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動化技術(shù)的優(yōu)勢

3.1有利于故障檢測

在經(jīng)濟穩(wěn)步提升的背景下，建筑行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，建筑工程的規(guī)模迅速擴大。結(jié)構(gòu)復雜，功能繁復的建筑紛紛落地建成，但越是功能豐富的建筑，其內(nèi)部電氣系統(tǒng)的功能也越豐富，所隱藏的漏洞也會更多。而電氣系統(tǒng)中的漏洞不僅會影響到建筑工程的施工質(zhì)量，還會對人們后續(xù)的居住體驗造成影響。若將自動化技術(shù)應(yīng)用其中，技術(shù)人員便可通過現(xiàn)代信息技術(shù)對所有電氣設(shè)備的運行信息進行采集與分析，并將分析結(jié)果實時傳輸至監(jiān)測中心，如此便完成了電氣系統(tǒng)的故障檢測。另外，監(jiān)測中心還可利用自動化技術(shù)中的信息采集功能實現(xiàn)對電氣設(shè)備的實時監(jiān)控，并利用通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將指令傳達至相關(guān)電氣設(shè)備，以此實現(xiàn)對建筑電氣系統(tǒng)的全天候管理?；谏鲜鱿到y(tǒng)，管理人員還可利用此系統(tǒng)對建筑內(nèi)的溫度、照明、通信等綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行資源調(diào)配，以提升管理人員對于智能建筑整體的掌控程度，從而最大限度地降低管理成本。對于突發(fā)情況，自動化技術(shù)所組成的監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時且準確地進行反應(yīng)，管理人員可以在系統(tǒng)中設(shè)定某方面的閾值，并制定緊急預案，一旦突發(fā)情況使某方面達到閾值，便可快速啟動緊急預案，以保障人們的生命財產(chǎn)安全[1]。

3.2有利于設(shè)備控制

在智能建筑的生活場景中，相關(guān)管理人員可通過電氣自動化控制系統(tǒng)向相關(guān)電氣設(shè)備下達指令以及信號，以發(fā)揮自動化技術(shù)的遠程控制作用，進而使工作人員可遠程對智能建筑中的電氣設(shè)備進行維護。為實現(xiàn)遠程操作，需要智能建筑工程在建設(shè)中盡可能地完善電氣自動化系統(tǒng)的功能．吸收行業(yè)中的前沿技術(shù)，并對建筑中的所有功能與細節(jié)進行規(guī)劃，以保證電氣自動化系統(tǒng)的整體性。同時，技術(shù)人員還可通過傳感器與電氣設(shè)備開關(guān)的靈活應(yīng)用，提高遠程操控的精確性，并對系統(tǒng)中的其他設(shè)備進行編碼，以進一步提高電氣系統(tǒng)的自動化程度[2]。

4智能建筑中應(yīng)用電氣工程及其自動化技術(shù)的策略

4.1設(shè)計階段的應(yīng)用

電氣設(shè)計階段的工作主要包括以下幾個方面。（1）電氣設(shè)計圖紙制作：在完成現(xiàn)場勘測工作后，工作人員要記錄實際的線路情況，然后再將其進行整理、分析和計算，進行綜合分析后，以研討會的形式完成電氣設(shè)計圖紙的制作。（2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。因為電氣系統(tǒng)的特殊性，線路數(shù)量較多，而且還需要通過不同方式對線路進行連接，所以工作人員在對電氣系統(tǒng)進行設(shè)計時，要做好記錄工作與統(tǒng)計工作。（3）設(shè)計計算：在完成初步方案設(shè)計后，要進一步進行電氣計算和電氣系統(tǒng)的合理性檢查。通過前期的設(shè)計計算和初步方案的確定，可以使整體系統(tǒng)具有合理性與科學性。通過對現(xiàn)場設(shè)備以及設(shè)施中的電氣控制設(shè)備進行分析和計算，以提高電氣自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟性。（4）施工方案制定：在智能建筑中要對整體的結(jié)構(gòu)施工方案進行確定。首先要根據(jù)實際情況確定整個工程中各功能模塊及相應(yīng)的布置、設(shè)備位置等，其次要合理規(guī)劃施工圖紙路線及設(shè)備位置，對現(xiàn)場設(shè)備與線路布置、電氣設(shè)備選型等進行分析，從而合理安排安裝順序，使整體建設(shè)具有合理性。最后還要做好配電系統(tǒng)及相關(guān)電力線工程設(shè)計，為后期的施工提供便利條件。以上是智能建筑中智能化部分設(shè)計階段需要重點注意的內(nèi)容。

4.2系統(tǒng)集成和設(shè)備安裝階段的應(yīng)用

系統(tǒng)集成與設(shè)備安裝階段主要是建筑中配電系統(tǒng)的施工，而智能建筑配電系統(tǒng)施工的重要環(huán)節(jié)之一就是設(shè)計方案的確定。如果設(shè)計方案合理，將會對整個電力系統(tǒng)的安全運行起到至關(guān)重要的作用。設(shè)計方案確定后要進行審核，通過審核確定智能建筑配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主要設(shè)備和元件，并編制配電系統(tǒng)總體規(guī)劃?？傮w規(guī)劃具體包括安裝配電室、開關(guān)站、變電所、斷路器、負荷開關(guān)等基本電器及安裝變壓器、電抗器等設(shè)備。對智能建筑配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)而言，在安裝設(shè)備方面需要選擇專業(yè)廠家來進行安裝。智能化建設(shè)中，由于不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上存在一定差距，因此在選擇時應(yīng)盡量選擇一些國內(nèi)有知名度和影響力的廠家來進行設(shè)備安裝，從而保證智能化配電工程能順利實施并實現(xiàn)其預期效果。對于智能建筑配電工程施工而言，管理人員需要對建筑物進行合理劃分和設(shè)計，以確保智能建筑配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠順利實施和發(fā)揮作用。由于智能化配電工程施工難度較高，所涉及的相關(guān)施工設(shè)備均是在大型安裝現(xiàn)場進行安裝的。為降低施工難度，施工人員可采取兩種方法，具體如下：自行配備施工機械和輔助設(shè)施：采用與其他廠家生產(chǎn)相兼容或相同規(guī)格型號的產(chǎn)品來進行安裝處理。利用上述方法進行施工需要注意以下兩方面：選擇符合標準要求且具有代表性、穩(wěn)定性好、安全性高的廠家；選擇符合要求且操作簡單容易上手的產(chǎn)品，以確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的正常運行及安全性能[3]。

配電工程項目建設(shè)中所使用的各類電纜包括電力電纜、控制電纜和屏蔽電纜三種材質(zhì)類型，電力電纜在整個線路工程中占有重要組成部分。由于其敷設(shè)方式不同于其他類型電纜，在線路運行中受到各種環(huán)境因素影響，其敷設(shè)具有一定難度。在智能化配電工程施工中對所使用線纜有以下要求。（1）耐壓性能高。（2）抗拉強度高。（3）絕緣性能強，對電氣絕緣的要求不能低于相應(yīng)類別產(chǎn)品和等級標準規(guī)定的安全要求。（4）能夠承受外界各種機械振動及沖擊等不利影響以及環(huán)境溫度變化等不利影響。不同型號產(chǎn)品在使用過程中還要具有良好性能（如抗老化、耐腐蝕、高低溫穩(wěn)定性、不產(chǎn)生電火花及熱穩(wěn)定性能等），其產(chǎn)品質(zhì)量必須符合相關(guān)國家標準和行業(yè)標準規(guī)定安全要求。

為提高建設(shè)效率和經(jīng)濟效益，電氣自動化系統(tǒng)通常采用雙側(cè)進線方式實現(xiàn)自動控制，即一條回路連接一臺或多臺配電設(shè)備時可自動切換到另一條回路，但每兩條回路必須要有一個匯流箱并連接到同一個斷路器或隔離開關(guān)裝置中，以免發(fā)生串接和故障等問題。另外，由于配電工程施工極易受環(huán)境因素影響，因此在施工時要充分考慮現(xiàn)場環(huán)境條件、現(xiàn)場安全要求與施工人員素質(zhì)及經(jīng)驗水平，采取適當措施以控制事故發(fā)生率，從而加大現(xiàn)場安全管理和控制力度，并建立完善管理制度和操作規(guī)程等以提高維護工作質(zhì)量與效率。設(shè)備安裝方面，主要包括以下幾個部分。一是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)備安裝，其主要由開關(guān)柜、配電箱、低壓母線、電抗器、電流互感器、電壓互感器等相關(guān)設(shè)備組成。二是智能監(jiān)控裝置安裝。三是通訊功能相關(guān)設(shè)備應(yīng)用于現(xiàn)場管理控制。四是數(shù)據(jù)采集與處理軟件開發(fā)及實施。五是運行維護管理軟件開發(fā)[4]。

4.3驗收與運行維護階段的應(yīng)用

工程驗收階段主要是對系統(tǒng)的設(shè)備和材料進行檢驗，對其是否符合設(shè)計要求進行評價，同時對整個工程進行驗收，這一階段的重點就是要根據(jù)設(shè)計方案，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的合理性進行檢查，檢查其是否能夠滿足正常的運行需要。智能建筑電氣系統(tǒng)要在使用過程中保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定安全，以及保證電氣設(shè)備控制和調(diào)節(jié)具有良好的可靠性和較高的安全性。在驗收過程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程開展工作，施工單位應(yīng)在驗收前嚴格按照規(guī)定準備好使用資料，如運行記錄、圖紙資料、施工方案等。電氣設(shè)備運行日寸應(yīng)該定期測量其絕緣電阻和直流電阻等參數(shù)，并對其工作狀態(tài)進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)及時采取措施并立即匯報，不得擅自使用故障設(shè)備或者是在故障情況下運行（如過負荷等）。電氣設(shè)備安裝完畢后要進行調(diào)試并檢測其電氣絕緣性能以及直流電阻等參數(shù)，并在日常工作中做好對其維護保養(yǎng)的工作，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報并處理，以確保整個系統(tǒng)運行可靠、穩(wěn)定。

在后續(xù)日常維護中，技術(shù)人員需要及時處理系統(tǒng)運行過程中所出現(xiàn)問題，并將問題及時記錄下來以便下次檢查。由于智能建筑中電氣工程具有較高的技術(shù)含量和自動化程度，因此整個項目需具有一個高素質(zhì)、高水平且技術(shù)先進的管理團隊，以負責整個工程的運行和維護工作，從而最大限度地保證電氣自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[5]。

5結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能建筑將會成為建筑行業(yè)的主流，而智能建筑的核心就是電氣工程及其自動化技術(shù)。本文從電氣工程及其自動化技術(shù)的意義與優(yōu)勢人手，從設(shè)計、安裝、驗收三個角度分析了其具體應(yīng)用方法，相關(guān)人員可從上述內(nèi)容人手，提高建筑的自動化效果，進而為人們提供良好的居住體驗。