智能建筑中电气技术应用研究

何 超

（平高集团有限公司,河南 平顶山 467001）

前言

电气技术是人类社会发展与文化进步的产物，同时也是在不断变革的过程中发展起来的。在智能建筑出现之前，传统的电气技术相对简单。五十年前的建筑中电气设备包括：灯头、开关、电源线等，后来的电气化远景时代逐渐演变成楼上、楼下、电灯、电话而已。最近几年，随着我国房地产行业的飞速发展，信息技术的普及以及物联网概念的出现，建筑物中的电气设施发生了翻天覆地的变化。为了更好地满足消费者的需求，建筑电气化的功能也逐渐增多，有传统的照明、应急供电、变配电、给水系统以及污水排放系统，还出现了室内空调、内外通风系统、冷热源等电器设备，除此之外电梯、电动扶梯、安全防范、信息通信等设备也已经成为智能建筑中必备的配套设置。单一设备的数量叠加导致这些设备的总体数量相当可观，因为电气设备在建筑中的分布较广，在一幢建筑中可能上千台甚至上万台各类电气设备，需要经过层层质量控制并且装备安全可靠的电源，才能确保这些设备有效运行。尤其要指出的是，作为弱电系统工程的延伸和发展，其在智能建筑系统工程中的应用涉及的专业更宽广，弱电系统也不断地向智能建筑领域里渗透。优质的智能建筑可以提高人们的工作效率、管理水平，还可以减轻生活压力提高人们的休息质量。在2000年10月《智能建筑设计标准》的出台标志着我国正式进入智能建筑时代，智能建筑是集计算机技术、通信技术、弱电控制技术为一体的建筑。在21世纪的今天，人们文化层次的提高，追求高品质生活就需求也越来越强烈，智能办公或者家居生活无处不体现出智能建筑电气技术的贡献，作为现代建筑中的重要组成，智能电气技术必将在今后的建筑工程领域中占据更重要的地位。

1 我国智能建筑的发展现状

智能建筑是指根据用户的需要，将建筑物的结构、系统、服务和管理进行优化组合，创造出便利、高效、舒适的人性化空间。参照《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》的数据，在2005年我国智能建筑市场首次突破两百亿人民币，2012年市场规模已达到八百亿人民币，并且这种迅猛的增长势头还以每年20%的速度在递增。报告还显示，由于我国建筑业的飞速发展，产业链的连带效应也在不断加强，数据还显示随着智能建筑的发展，智能化电气行业的细分市场也得到了空前的发展。智能建筑的出现是随着人类对建筑软实力的不断要求中产生的，伴随着内外信息交换、舒适性、便利性、安全性和节能性等需求的出现，智能建筑为强调用户体验在不断完善自身的技术。在2012年，我国新建建筑中有20%为智能建筑，这一比例远低于发达国家的水平，其中美国的新建建筑中有75%为智能建筑，在日本为60%，市场开拓空间巨大。近些年来，我国城镇化进程在不断加快，智能建筑设计无处不在，这种发展机遇也促成了智能建筑的快速发展。按照“十二五”规划来看，我国平均每年计划新增建筑项目不低于二十亿平米，其中新增建筑项目中智能建筑的比例不低于总项目数量的30%。按照这样规划，我国在未来三年内，智能建筑的市场发展空间将会稳定在25%的增速左右，截止2015年其市场规模将超千亿。所以，目前我国智能建筑行业仍处于上升通道中，随着技术的不断进步和用户需求的增多，预计在未来的几年我国智能建筑市场前景仍然广阔。

2 电气技术在智能建筑中的应用范畴

2.1 在建筑综合体中的应用

随着城市的规模不断扩大，建筑综合体逐渐在一、二线城市中出现，其复合型的功能特征非常显著，现如今，在北京、上海、广州、深圳等一线城市，中央商务区的大面积出现就是最有力的证明。再如，青岛、重庆、沈阳、武汉等二线城市的快速崛起，其大量休闲商务区的出现成为人们主要的休闲、购物、娱乐场所。还有部分城市中的行政中心区、经济开发区以及工业园区高档住宅小区等建筑的不断增多也是智能建筑快速发展的表现。美国911恐怖事件之后，全世界的人们都在呼吁加强建筑物的反恐、防爆安全，未来智能化先进的电气技术必将是大型建筑及综合体不可或缺的配套技术之一。

2.2 在智能建筑节能方面的应用

目前，建筑电气技术的节能应用处于前沿性研究，并且这种研究还在不断地发展与壮大，它是传统工业与现代信息技术融合的产物。我国紧跟时代潮流，节能型建筑电气技术的重大课题被不断攻关，目前电气技术的节能应用在建筑行业中已经逐渐显示出它的价值。所谓节能型建筑电气技术是指以现代的普通住宅和办公建筑为平台，充分考虑自然环保与建筑的双重价值，在注重社会价值的前提下再去考虑建筑的经济价值。因为智能建筑物中的建筑公用和辅助公用完美结合，进而为人类提供了更加舒适与安全的空间环境，因此，智能建筑电气技术的节能应用是未来电气技术发展的一个重要分支。

2.3 在协调多种弱电设备运转中的应用

在智能建筑兴起之前，电气技术就在建筑中的扮演着非常重要的角色，因为建筑的电气设备需要有效运转就必须拥有安全可靠的电气技术。相对而言传统的建筑电气技术应用比较独立，缺少系统间的协调配合。当智能建筑不断出现时，大量的弱点设备需要一起工作，为了有效地解决大量弱点设备同时使用的情况，智能建筑的电气技术也要同步发展。因此现如今，随着科学技术的进步，智能建筑的比例越来越高，建筑中的弱电设备的结构与功能也趋向复杂化，再之智能建筑中传统的建筑电气技术存在效率偏低、安全性差等缺点，为了更好地为智能建筑服务，协调多种弱点设备共同运转智能电气技术的发展还要更进一步。

3 电气技术在智能建筑中的使用现状

随着人类社会的不断进步，人们对工作环境和生活环境的提出了更高的要求。在这样背景下，智能建筑电气设计应运而生。电气技术在传统建筑中的作用远低于在智能建筑中起到的作用，电气技术在智能建筑中的所起到作用可以从以下几个方面看出。

3.1 实现智能建筑多种功能的作用

智能建筑最大的魅力在于功能多样化，功能的多样化是搭建在在信息技术的基础上，但是建筑的具体功能还需要电气技术的合理运用才能实现。智能建筑的功能化是需要充分发挥其应有的价值，功能的实现建立在智能建筑中大量的电子设正常运转的基础上，先进的电气技术有最力的保证，因此建筑电气技术无论在传统建筑还是智能建筑中都是功能化实现的首要前提。

3.2 保证智能建筑设备正常运转的作用

智能建筑中由于功能较多，建筑往往需要采用大量的弱电系统设备，设备的设计与施工都需要专业的技术人员，专业的建筑电气技术需要在工作中不断完善，因此能否较好的完成设计与施工过程是保证智能建筑设备功能化的前提。由于弱电设备间存在着一定程度的相互干扰，因此在施工过程中必须格外注意安装的顺序，每套设备单独安装，需要大量的人力、物力以及时间。先进的建筑电气技术是需要通过统筹规划来对建筑中的电子设备进行有计划、有组织的安装，这样不仅可以保证智能建筑内的电子设备正常运转，还可以减少后期出现故障的概率，同时也大大地降低了维护的成本。

3.3 完善智能建筑电子监控的作用

在智能建筑中，电子监控设备已经成为必不可少的电子设备之一，在电子监控技术方面，智能建筑中的电气设计已经不再依赖传统老式的计算机监视器集中控制的办法，而是转向物联网模式的网络信息技术。目前最新的技术已经在现场总线系统模拟方面以及以太控制网络开发方面取得一定突破，另外在网络的集成控制以及计算机操作技术监控领域中也做出了突出，这些成果都极大地推动了智能建筑中监控技术的发展与革新。

3.4 提高智能建筑安全防范的作用

在智能建筑出现的早期，建筑中的安防技术与传统建筑之间并无明显区别。建筑内的安全防范系统主要包括：中央及区域间的电视监控、通道控制以及边界防越等子系统构成，这些子系统都是各自独立进行工作的，子系统之间的信息交流非常有限，这就决定了安防技术很难对智能建筑进行全面有效的监控。相反，随着智能建筑电气技术的进步，现在的智能建筑中已经可以实现系统间的安全联动，这也使得安全防范系统的严密度和可靠度大大提升。

3.5 实现智能建筑多样化网络通信的作用

智能建筑中最为引以自豪的特色就是为用户在办公和生活中提供了更加便利的通信环节，是否拥有发达而完善的通信网络决定了智能建筑的优劣程度。目前主流的通信网络包括：计算机网络、有线电视传输网络以及电话通信网络，未来还会添加物联信息网络，所以智能建筑中的网络通信和信息传输都离不开先进的电气技术。以太网络传输技术是目前智能建筑中普遍采用的技术，这种布线技术可以使信息传输速率大幅提升，而且布线方式更灵活、更高效，后期维护也非常方便，以太网络传输技术的问世也极大地促进了智能建筑的网络信息发展，同时也为用户提供了更多的信息通信便利。

4 电气技术在智能建筑设计中需要注意的问题

4.1 注意经济效益问题

智能建筑的电气技术首先要考虑经济效益，电气技术的设计环节不要过于繁琐，在建筑的总成本中电气施工的成本比例越来越高，科学实用的电气技术设计可以达到节约总成本的目的。在具体实际施工过程中，技术人员需要将设计方案不断修正，遇到问题第一时间拿出整改方案，直至达到施工要求，要通过合理选用新材料、新技术来确保电气施工的安全性与可靠性。同时还需要额外注意新型技术的选取来简化系统设计，降低工程造价的同时，实现降低投资成本的目的。

4.2 注意整体设计问题

关于智能建筑的电气设计，应该保持实事求是的态度，结合建筑的实际情况，不盲目的追求无法达到的目标。由于智能建筑功能性强，而且电气设施复杂，所以对智能建筑的电气管理更要严格。在智能建筑中，大量弱电设备的应用使得不同的设备间功能和性能差异很大，因此不可以盲目的追求最新和最全的施工方案。所以合理的建筑电气设计必须从建筑的整体性出发，这样才能保证设备与系统功能之间完美运行。

4.3 注意施工质量的监控问题

智能建筑的施工中，工程的每个阶段都有特定的问题，每个环节都需要认真检查，确保工程的质量无误。同样在建筑电气设备的操作中也应该严格遵循电气施工的具体规范，注意成本控制的前提下还要严格把关材料的质量，以此保证施工过程的安全可靠。

5 智能建筑电气技术的未来发展趋势

5.1 发展速度更快、研究更广泛

近年来，城市建设重大课题始终是业内的主要研究焦点，其中电气技术方面的研究占比很高。现代智能建筑电气技术的发展呈现出发展快速性、研究广泛性的特点。智能化办公与家居生活在不断向我们的生活渗透，建筑空间的功能与应用标准也逐步提升。某种意义上说，智能建筑的发展程度更多取决于信息技术的发展，而信息技术的有效设施则取决于建筑电气技术的发展程度，因此，目前我国的建筑电气技术发展态势要朝着技术水平更高、更新、更快的方向不断迈进。

5.2 设备更精湛、技术更可靠

24小时不停工作是智能建筑电气设备的工作特点之一，因此智能建筑的电气设备能可靠、稳定、精准而有效地运行离不开先进电气技术的支持。加大智能化电气设备研发已经成为势在必行的发展趋势。中国正处于城镇化向城市化、工业化快速转型的发展时期，近几年政府积极转变经济增长方式、调整经济结构，鼓励发展新型节能住宅与高科技智能建筑，并制定出更严格的节能、节水、节地、节材的新标准，重点打造绿色建筑理念，促进提高城镇建设发展的质量和效益，这本身也是中国可持续发展的基石。

5.3 绿色环保趋势

绿色环保建筑不同于传统建筑，它的设计理念超越了建筑物的本体追求，它是人类生存目标的优化，是一个庞大的系统工程，它是多目标优化的典型代表。同时，绿色环保建筑必须采用大量的智能系统来保证建设目标的有效实施。它汇集了信息、控制、管理与决策等多方面技术，智能化、信息化是不可缺少的组成部分。以智能化电气技术推进绿色建筑，不仅节约能源，还可以有效减少污染，是建筑智能化发展的趋势和目的，也是绿色建筑发展的必由之路。由于绿色建筑在我国刚刚起步，其中有大量与现代建筑电气技术相关的课题有待探索与解决。在可持续发展的国策指导下，智能建筑的电气技术在研发、运行的过程中不断推进节能与环保的新标准。

6 结束语

目前我国智能建筑的电气技术已经将信息技术、电子、电工、与远程控制技术综合到一起，这不仅从理论层面上将现有的电气工程领域更加细化，而且目前的智能电气技术已经将电子、电工等技术汇聚成一条较为成熟的产业链。在未来我国市场经济逐年开放的大背景下，中国目前经济体制改革不断深入，部分垄断行业被打破，经济的可持续发展潜力有目共睹，建筑智能化的趋势也越发显著，这就促使智能建筑产业向集约型经济发展模式靠拢。智能建筑电气技术自身的数字化、智能化、与绿色化的特点势必将把中国电气工程技术的发展推向一个新的高度。

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