智能化技术在建筑电气设计中的应用

智能化技术在建筑电气设计中的应用

程策

武汉市民用建筑设计研究院有限责任公司 湖北武汉 430000

摘要：智能化技术的兴起，得益于信息技术、通信技术和人工智能等领域的高速发展。它不仅让建筑电气设备能够更加智能、高效地运行，还使建筑内的各种设备能够实现联动、自主调节和远程控制，极大地提升了建筑系统的灵活性和可管理性。在智能建筑电气设计中，智能化技术充当了关键的角色，从建筑的规划、设计、建造到后期运营和维护，都有着深远的影响。本论文旨在深入探讨智能化技术在建筑电气设计中的应用，希望能够为建筑设计师、工程师和决策者提供有关智能化技术应用的参考，以促进其在建筑领域的广泛应用与推广。

关键词：智能化技术；建筑电气设计；应用

前言：近年来，随着科技水平的稳步提升，智能化技术在建筑电气领域中得到了广泛应用，推动建筑电气设计体系变革，彻底改变了电气系统的运行模式与设计方式。与此同时，我国自动化智能化技术的不断发展与优化，使其在建筑电气工程中的应用价值越来越大，有效增强了现代化建筑的智能化水平。在这一工程背景下，将智能化技术巧妙应用于建筑电气设计中，是提高建筑电气设计水平和改善电气系统工况条件的关键。

1智能化技术在建筑电气工程中的应用优势

1.1保障电气系统安全运行

现代建筑工程电气结构复杂、机电设备众多，电气系统运行质量受设计、人为操作、运营管理等多方面因素的影响，充满不确定性，短路、断路等故障问题时有出现。相比之下，智能化技术的应用，可以显著提升设计水准与改善系统运行条件，预防电气故障的出现，把质量安全隐患消灭于萌芽状态。例如，从工程设计角度来看，设计人员使用BIM、人工智能等技术手段对建筑电气设计成果进行功能验证，掌握电气系统综合使用性能，模拟电气系统运行状况，提前发现管线碰撞、接线错误等设计问题。而从运营管理角度来看，对建筑电气系统采取智能控制方式，由智能系统执行提前导入的控制方案，并使用故障自诊断、设备状态监测等功能，能够提前发现可能出现的故障问题并采取防治措施，并在发现电气故障后发送报警信号进行提醒。

1.2电气系统控制灵活

早期建筑工程电气系统采取人工控制方式，由管理人员重复开展灯具启闭、调节空调通风运行参数等操作任务，有着管理负担重、管理成本高昂、操作时效性差的缺点。同时，部分建筑电气系统虽然采取新一代的自动控制方式，但仍旧需要管理人员跟踪监督电气系统运行工况、不定期修改控制方案，操作流程较为繁琐。因此，可选择应用到智能化技术，搭建智能控制系统，凭借系统强大的数据处理、逻辑分析能力，替代人工完成多数基础性操作与少数决策性操作任务，进而提高电气系统控制灵活性。例如，智能控制系统具备环境感知能力，如果在电气系统运行期间的外部环境条件发生变化，无需管理人员手动修改控制方案，系统使自动对控制方案内容进行调整，计算各项运行参数的最佳值，如根据室内外环境照度来计算照明灯具最佳启闭数量。

2智能化技术在建筑电气设计中的应用

2.1安防系统智能设计

1）防风防雨。在建筑门窗部位安装雨滴传感器、风传感器和窗户传动部件，把终端元器件接入现场控制器或是系统后台。在安防系统运行期间，雨滴传感器持续检测室内外空气湿度，风传感器持续检测风速，并把检测信号传递给控制器进行分析。如果检测到降雨或是强风天气，则通过传动部件来减小窗户开度，必要时彻底关闭门窗。2）玻璃破碎报警。在建筑玻璃部位安装入侵探测器，具体可选用声控探测器或是震动探测器，探测器持续探测周边区域内的高频声音信号与震动信号。如果探测到高频玻璃破碎声音，或是玻璃震动幅度过大，安防系统迅速发出报警信号，根据异常信号来源来判断玻璃破碎位置，引导安防人员前往现场进行检查。3）智能门禁。在建筑出入口摆放智能闸机，闸机上搭载摄像头与IC卡识别装置，通过采集分析来访人员面部特征信息或是扫描IC卡来识别真实身份，确定来访人员为业主、管理人员或是提前登记的访客后，自动开启闸机、允许人员出入。

2.2消防系统智能设计

1）元器件选型。对于火灾探测器，正常情况下选用感温探头与感烟探头，感温探头负责监测室内环境温度，感烟探头负责检测室内空气成分中的烟雾浓度，测量值超过额定值后判定出现火灾事故、发送报警信号，特殊情况下应选用复合型火灾探测器。对于接触器，应选用电磁式交流接触器，其由电磁模块、触点模块、灭弧模块等部分组成，在电磁线圈通电情况下克服弹簧作用力来保持主触点闭合状态，进而执行分断交、直流电路等控制操作。

2）装置布置。对于火灾探测器，应优先在建筑室内顶棚、吊顶与墙面等空旷部位进行安装，要求一个房间内最少安装1台探测器，根据探测器的有效保护面积来确定相邻探测器间距值，探测器周边区域禁止分布障碍物，并在低压配电柜等特殊区域内加装火灾探测器。对于报警按钮，在消防监控室内安装自动报警按钮，在大厅、过厅等公共活动场所的醒目位置设置手动报警按钮，并要求各处防火分区内最少设置1处手动报警按钮，报警按钮到所在防火分区任意点位的距离控制在30m以内。而对于火灾事故广播设备，必须在大厅、走道、电梯前室等区域内安装广播扬声器，把各楼层内任意位置与邻近广播扬声器的步行距离控制在25m以内，走道内最后一个扬声器与末端部位的间距值控制在12.5m以内。

3）系统布线。设计人员必须把火灾自动报警系统的电气线路与其他低压系统电气线路分开布设，选用机械强度较高、抗干扰性能较强的线缆，如选用双绞线作为报警传输线。同时，为确保电气线路在复杂环境条件下保持稳定运行工况，不会出现绝缘失效、漏电、破损等质量问题，还应对电气线路采取套管保护、阻燃处理等保护措施，并将电气线路暗埋敷设。

4）联动设计。在智能消防系统中设置总控制器，总控制器可以向火灾报警、消防设备、应急照明、火灾广播等多套子系统同时下达控制指令，保持子系统处于联动协作状态

2.3照明系统智能设计

1）系统单元。该单元由工作电源、智能控制器和通讯接口组成，负责持续为智能照明系统供电、完成运算分析操作、远程接收现场信号和传达控制指令。设计人员根据工程情况，首先，选择系统电源种类、计算电源安全工作的电压范围，并且在电源上加装过流保护、限流保护等保护装置。其次，选用PLC装置或是经纬控制器作为控制装置，PLC装置通过扫描分析现场信号来选择性执行特殊功能指令，经纬控制器是根据建筑物所在地区日出日落时间来启闭建筑大厅等公共区域的照明灯具。最后，设置遵循标准通信协议的通讯接口，可选择设置5100PC接口。

2）输入单元。该单元由开关面板和传感器两部分组成，负责持续监控建筑室内外区域的照明条件、判断是否具备照明需求和执行控制指令。其中，开关面板装置应具备灯具开启闭合、定时启闭、渐亮、渐灭等使用功能，或选用场景开关装置，提前设定多种照明场景，通过场景开关来切换照明系统的场景模式。传感器种类包括光照度传感器、红外线传感器，在室内天花等空旷部位安装传感器，相邻传感器的间距值不得超过其有效探测范围，光照度传感器负责监测现场环境光照度是否达标、红外线传感器负责监测楼梯间等区域内是否有人体移动。

3）输出单元。该单元由继电器、调光器组成，负责完成信号控制、回路输出与负载调节等操作任务。在调光普通灯源时，照明系统中配备四路继电器和四路调光器。而在调光日光灯源时，则搭配安装单路输出继电器和调光式电子镇流器。

结束语：

总之，智能化技术的应用推广，不但在建筑工程中搭建起具备高度智能化水准的电气控制系统，同时也完善了现代建筑电气设计模式。为此，设计人员必须提高对智能化技术的重视程度，明确智能化技术价值，扭转固有观念意识，全面掌握智能化技术在重点区域规划、智能照明、智能消防等设计方面的应用方法，并把智能化技术有效融入到建筑电气设计体系中，以此充分利用智能化技术提高人们的生活质量。

参考文献：

[1]严洪昭.建筑电气智能化技术设计与应用[J].居舍,2019(13):79.

[2]杨猛.智能化技术在建筑电气设计中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(6):140-141.

[3]黄政.建筑电气智能化技术设计的分析[J].建材与装饰,2018(1):118-119.