智能建筑中电气工程及其自动化技术的应用分析

文／周其 湖南省工业设备安装有限公司 湖南长沙 410000

1、智能建筑和电气工程自动化技术的简要概述

1.1 智能建筑的简要概述

智能建筑不再是简单的建筑物，智能建筑通过建筑物的构造，利用系统化、服务和管理融为一体的方式服务住户，是一种以高效及舒适为一体的建筑物，根据我国智能建筑设计的要求来看，智能建筑是以建筑物为平台，利用信息系统、管理系统、安全系统为一体的建筑物，为住户提供一个优质的居住环境。这种建筑是在传统建筑无法满足人们更理想日常生活的情况下诞生的，因此建筑内的系统逐渐完善，同时具备更安全更节能的建筑特性，形成了如今的智能建筑。

1.2 电气工程自动化技术的简要概述

随着科技的发展，对智能建筑中使用的技术也进行了逐步的完善，国家对于智能建筑的要求也逐渐提高，重点在于如何运用自动化技术对住户进行服务。电气工程自动化技术是一种高效、便捷的技术，能够满足住户居住品质的需求，让建筑内部的电气设施逐渐完善，能够起到保护环境和节约资源的目的，让资源实现再利用，电气工程自动化技术让智能建筑当中的设备得到了有效控制，实现了自动化的优点。首先是对电气设备的监控，随着科技的创新，人们对安全有了更高的要求，尤其是对住宅和和办公的电气控制有了更高的安全标准，随着电气系统的更新换代，安装位置的隐蔽性，手动操作和巡检难以及时有效的发现问题并做出应急预案。而应用电气工程自动化技术，既满足了对建筑内设备的实时动态监控，又能根据实时监控数据和系统巡查报警及时处理故障，从而为住户提供更好的安全保障。例如，配电室运维系统、马达保护系统、消防泵房自巡检系统、火灾报警系统等，这些自动化技术的运用，利用数字化信息监控平台，提高对住宅的管理效率，改善了建筑内照明、通风、消防等系统的监管效果，同时让建筑为住户提供的安全性能更加可观。

2、电气工程自动化技术在智能建筑中的特点

电气工程自动化技术有着明显的优势：（1）综合布线，自动化技术的应用能够通过综合布线的应用，大量减少原来依靠继电器、传感器等控制电缆的数量，使桥架内布线更加简洁，同时具备更好的维护和检修效果。（2）数控技术、通信、网络等技术融为一体，配合监控设备和软件的使用，能实现在屏幕前对建筑内各个系统都了如指掌，在保障设备安全稳定运行的同时，又能及时预警，更节省了大量人力资源的投入。

2.1 实现对设备的准确控制

当前的电气工程自动化可以根据操作人员下达的命令实现快速执行，能够准确完成任务，提高工作速度，并且在智能建筑当中，能够对建筑内部设备进行合理分析，一个全面的控制系统，能让设备和各系统主机无缝衔接，更好的体现数字化的作用。建筑内各楼层和控制平台相互连接，实现管理和运行共存的一个模式。建立一个完善的管理系统，可以对每个楼层的供电设备进行数据采集，同时运用各类传感器进行远距离操控，例如阀门、风机、水泵的启停及节能运行，利用系统的地址编码，可以把命令发至每一个准确位置。

2.2 实现实时监控，发现设备存在的问题

随着建筑业的快速发展，许多大型建筑逐渐出现在人们面前，这些建筑内部结构复杂，各种电器元件种类众多，故障现象频发，而电的故障排查难度大，给楼层管理带来了问题，随着智能建筑电气工程自动化技术的使用，解决了这些难题，智能建筑当中利用采集、处理、反馈为一体的处理模式，对楼层当中的设备进行数控管理，能够及时收集信息，信息再反馈到控制中心，最后通过控制中心下达指令到每个设备当中，实现对建筑的实时监控。随着电气工程自动化技术的应用，让每个楼层的供电、暖通、照明系统得到一体化管理，让设备形成了一个整体，使楼层管理变得更加便利，如遇到突发情况时，电气自动化技术能够自动进行识别判定，可以自动启动楼层的紧急系统，使人们能够快速疏散，提高了建筑的整体安全性能。

2.3 建筑智能化的带来的设计优势

自动化控制和传统控制有一个明显的区别，就是自动化控制让安全系数得到了提升，传统的控制方式，若操作人员出现失误，就会出现无法控制的情况发生，这不仅对操控人员的技术要求更高，同时无法更安全的保证操作人员的生命安全。智能化控制系统利用数据的采集、远距离的操控、自识别的预警，能有效解决这些问题，从而提高安全系数。传统控制系统，在设计的过程中，需要设计人员反复研究、核算，方案的可行度无法在设计过程中得到有效的保证，设计的缺失遗漏，出现问题无法有效解决。电气工程自动化技术能有效解决这些问题，自动化设备的投入、实时数据采集，能让设计人员对于各系统控制在设计阶段就能精确的评估，提高了工程设计的准确度，丰富了设计的样式，更有效地保障系统在使用过程中的运行。

2.4 良好的节能效果

电气工程节能是一个关键因素，随着我国科技的发展，能源紧缺这个因素逐渐突出，节能减排一直是一个重要的战略方针，电气设备节能环保是很重要的一个因素。随着电气工程自动化的运用，节能的价值逐渐被体现出来，通过自动化控制合理使用电气设备，目前自控监控的变频技术、楼宇的自动照明系统，都是自动化节能的重要体现。

从上述对自动化技术的特点研究可以发现，电气自动化技术在智能建筑中是电气控制技术、信息技术、通信技术的有效整合，形成的一个新的系统，为建筑的安全和控制提供了很大的便利，同时具有节省成本和资源的优势，值得被广泛推广。

3、智能建筑当中电气工程自动化技术的具体应用情况

3.1 在建筑设备运行系统当中的应用

与传统建筑物比较可以发现，智能建筑利用自身的技术优势，运用电气工程自动化技术对建筑中的一些线路和设备进行控制，例如，消防水泵房的自巡检与实时监控系统的结合，能够自动实现水泵的试运转、同时实时监控线路及电机的运行状态，避免火灾时因设备系统故障导致的事故扩大。同时电气工程自动化技术改变了传统系统利用就地按钮和远程按钮的模式，就地控制加集中监控的方法，不仅能更直观的了解设备运行状态，更能利用数据采集和监控系统，及时做好事故的预警。智能建筑当中铺设的电线一般使用光纤等现代化通信管材，主要是因为传统的电缆运行不稳定，无法满足智能建筑自动化的要求，因此智能建筑可以实现全天候的监控，当建筑内部发现偷电情况以后能够第一时间启动预警装置。在智能建筑中电力系统还会根据自动化技术来控制用户的用电量，对电力进行合理分配，减少电力资源的浪费，还能确保每家每户得到正常的电量供应，符合我国节能环保的战略方针。

3.2 在建筑通信系统当中的应用

传统的通信方式已经无法满足用户越来越高的信息要求，互联网交流已经是家常便饭。智能建筑利用自动化技术和信息技术构建一个自身独特的网络，让数据进行转换和传播，提高了通信的速度，只要住户在这个网络范围内，就可以和其他的电子设备进行连接，在这个基础上实现信息的传播和数据的转换。同时智能建筑内部的用户还有属于自己的通信系统，让用户可以第一时间知道自己想要的东西，同时工作人员根据这个系统可以进行电视会议等，让办公变得更加高效。智能建筑还利用音频传输技术，让住户可以有到身临其境的感受，满足当代办公的需求，让住户有了一个新的体验。如下图1所示电力调度自动化通讯系统。

图1 电力调度自动化通讯系统

3.3 在建筑防雷系统当中的应用

夏季来临时，部分地区经常面临暴雨天气的影响，这些天气给智能建筑带来许多安全隐患，大部分建筑选择在楼层顶部安装避雷针来防止危害，构建一个防雷系统，但是避雷针在使用的过程中经过风吹日晒难免会损坏，让防雷效果受到影响，随着智能建筑运用电气自动化技术以后，搭建了一个完整的预防系统，让建筑的防雷性能大幅度提升，简单来说就是工作人员对防雷系统进行合理布置，利用信息技术和计算机系统构建一个合理的避雷区域，在利用分流技术和内部防护等方式搭建一个完整的防雷系统，为智能建筑提供一个安全可靠的居住环境。

3.4 在建筑楼宇控制系统当中的应用

智能建筑中楼宇控制系统的功能给居住的用户带来了很大的便利，这个系统可以控制楼内的通风、消防等设备，同时还能控制用户的排水系统，根据住户的需求，为住户提供最便利的居住空间，例如建筑的消防系统与自动化技术融合以后，智能建筑对楼体内部情况进行监控，当建筑内部发生火灾以后可以第一时间确定位置，并拉响警报，同时调动附近的水源进行灭火，给楼内的居民带来了安全保障，并且利用自动化技术可以控制楼内的照明设备，对附近的光线和声音进行接收，调整楼内的照明系数，在夜晚时用户只需要路过楼道灯光附近就可以把照明系统点亮，方便居住的用户。

3.5 在建筑办公自动化系统当中的应用

为了确保智能建筑具备高效的自动化水平，提高建筑的办公水平就是一个关键因素，随着科技的发展，节省部分企业的成本，搭建了一个自动业务处理系统，帮助部分企业员工实现居家办公。自动化办公系统具备高度的交互性，传统的数据处理只可以单方面进行工作，只能进行简单的数据传送和接收，自动化办公可以实现对数据的处理，利用人机通话的方式，提高数据的处理。同时这个系统具备很高的协同性，企业日常办公中举办的活动决定着企业的效率，随着智能化办公系统的使用，缩短了工作完成的时间，提高了工作效率。

3.6 在建筑供电系统当中的应用

随着电气自动化技术的运用提高了供电系统的配电效率，提高了电力资源利用率，在智能建筑供电中，设计人员需要利用建筑的需求设置一个自动化调度系统，通过计量、调度管理供电系统，让建筑的电力供应保障合理性，提高用电量的控制水平，节省资源浪费。同时自动化技术可以运用在变电站中，监控变电站的运转情况，保障变电站安全的基础上提高运行速度，在如今的智能建筑中变电站的设计利用全微机化的设备替代了以往的常规设备，利用光线等通信方式代替了电缆，同时利用计算机对变电站进行监控，实现了一体化控制，提高了管理的力度。

3.7 在建筑门禁系统当中的应用

建筑的门禁一直是一个关键问题，它是保护用户居住的第一道防线，无论是楼道的大门还是小区的大门都需要一个安全措施进行防护，这也是自动化技术所考虑的问题，从当前智能建筑可以看出，读卡系统是一个常用的系统，利用监控探头和刷卡用户的信息进行识别，利用信息和数据库录入的内容进行比对，符合的人员可以通过门禁，随着门禁的使用降低了很多安全事故，减少了一些人员随意进出小区的情况，同时对建筑内部一些传单和粘贴广告的现象也有了较好的改善，增强了建筑的美观。并且门禁系统不需要值班人员全天进行监控，减少了人员的使用，门禁系统自己具备出入记录的功能，方便了数据的收集工作，节省了工作效率。

4、智能建筑自动化设计要求

4.1 向着节能方向设计

智能建筑节能一直是一个发展的方向，是我国建筑改革中的重要部分，是必然的主观和客观意识，随着建筑行业的发展，节能和环保是我国的一个发展理念，智能建筑需要做到符合可持续发展理念，做到遵循节约资源、人性化、无害化等基本原则，以这些原则为主实现可持续发展的目标，从可持续发展出发，提高建筑的资源利用率，无论是建筑的节能标准还是工程设计，都需要把建筑的能源利用率达到最高，智能建筑具备高度智能化和舒适度的建筑，能够实现能源的节省，减少建筑的能源损耗。根据我国的国情出发，能源消耗和成本使用的减少符合建筑发展理念，智能建筑的设计包含了节能环保、减少资源浪费、利用可再生能源、室内环境符合居住、场地影响很小、艺术和空间相互结合、智能化等特点，随着科技的发展，智能建筑的能耗已经大幅度降低。创造舒适的居住环境一直是建筑行业的一个发展方向，同时节能也是一个目标，因此当前的建筑节能设计秉承冬暖夏凉、通风较好、光线照射充足的传统，利用天然的采光和人工照明技术相互结合，家中的设备利用计算机进行控制，实现集中管控，满足不同人们的需求，减少了资源的浪费。如下图2所示智能建筑当中一种节能设计。

图2 智能建筑当中一种节能设计

4.2 向着安全方向设计

智能建筑的安全措施非常完善，利用监控系统和安保人员的相互结合形成了一个完整的防护体系。安全防护方面利用门禁、电锁等设备让建筑的防护等级得到了提高。并且建筑的安全防范还考虑到了建筑安全逃生的问题，建筑的设计从安全和科学共同出发，建筑内部的设计更加完善，安全通道设计与自动化系统结合，通过防火警报系统触发防火卷帘门，能够保护楼内居民安全。

4.3 向着完善的防御措施方向设计

智能建筑一般在一、二类建筑中居多，防雷的等级也是比较高的，建筑当中与避雷针相互结合，利用建筑结构内的钢筋作为引线，以建筑的基础地梁钢筋作为接地装置，为建筑接地保护装置提供一个连接方式，从而实现可靠的法拉第环。建筑内的智能系统利用设备的外壳和技术架设置保护装置，达到防御雷击的目的。

结语：

论文从电气工程自动化技术在智能建筑的应用进行分析，研究了当前智能建筑如何方便人们居住的。智能建筑的设计充分考虑到人们居住的需求，以安全防护为主、生活居住为辅的理念进行设计。同时建筑的设计符合节能环保理念，建筑内的各种设施与自动化相互结合，提高建筑的整体自动化水平，确保为人们提供一个舒适的居住环境。