现代智能化建筑电气设计及应用分析

董佳烨

摘要：随着时代的进步，科学技术不断的创新和实践，智能技术的应用不仅能够实现资源的优化配置和利用，还能够有效提升工作质量以及用户体验。

关键词：智能化建筑；智能化管理系统；BIM技术在智能化领域的应用

随着人们物质生活水平的提升，人们对环境保护、节约能源、降低成本、增加效率等问题越来越关注，当然，建筑智能化设计作为比较流行的趋势也受到了人们的广泛关注，也正在成为社会关注的焦点和建筑电气设计者们开发和探索的重要课题。文章结合建筑电气设计，并将智能化设计实践作为出发点，通过探讨、分析智能化建筑对电气设计中配电系统、用电设备、照明设施的影响，结合一些目前已有的研究、论文等提出具有可操作性的方法，希望为后续智能化建筑电气的发展和研究提供参考和帮助。

1智能建筑的特点

1.1 系统集成度高

智能化建筑顾名思义，是相对于传统建筑更加有智慧的建筑，这得益于智能化设备的高度发展。智能化建筑内的弱电机房可以将建筑火灾自动报警系统、视频监控系统、能耗监测系统、变配电室运行监测系统、暖通空调BA控制系统、无负压水泵监控系统、智能公共照明系统、景观夜景照明系统、电梯运行监控系统、安防防盗报警系统、门禁管理系统、电子巡更系统、背景音乐广播系统集中设置，各终端设备采集信号联网运行，实现“物联网”。各系统通过特定协议和总线接至中控主机，中控主机实时显示各系统运行状态和参数，并根据环境变量自动调节对应系统以达到智能建筑使用便利、节能性高等目的。

1.2智能化建筑节能效果显著

建筑中各设备数量众多，根据环境变量修正各系统参数命令，达到更加节能的目的，如白天营业场所尽可能利用自然光，根据自然光强度调节人工照明光通量，地下车库根据是否有人车通过控制灯具半亮或全亮，夜间只开启夜间营业区域空调减少用电，电动机采用变频器控制根据大气冷量（或热量）来调节室内环境灯，以此来减少不必的能耗。

1.3节省运行维护的人工费用

根据美国大楼协会统计，一座大厦的生命周期为60年，启用后60年内的维护及营运费用约为建造成本的3倍。再依据日本的统计，大厦的管理费、水电费、煤气费、机械设备及升降梯的维护费，占整个大厦营运费用支出的60%左右；且其费用还将以每年4%的速度增加。所以依赖智能化系统的智能化管理功能，可发挥其作用来降低机电设备的维护成本，同时由于系统的高度集成，系统的操作和管理也高度集中，人员安排更合理，使得人工成本降到最低。

1.4 安全舒适便捷的环境

智能化建筑首先确保人、财、物的高度安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。还可提供室内适宜的温度、湿度以及多媒体音像系统、装饰照明，公共环境背景音乐等，可大大提高人们的工作、学习和生活质量。智能化建筑作为新时代的科技型产物，有着极大的发展潜力和空间，将会在未来我国的城市建设中发挥更加重要的作用，同时会将成为21世纪的主要高技术产业之一。

2智能化建筑电气设计的要点分析

2.1智能化管理系统架构

智能化管理系统可采用云技术和全冗余架构，可采用云服务器和成熟产品的平台进行部署。对于超大型综合体建筑，可分区域设置冗余的采集前置服务器，将智能化建筑中子系统的数据采集并转发到智能化数据中心，数据在传输过程中需具备断线缓存和断点续传功能，保证数据的完整性；之后利用企业级数据库进行可靠的数据存储，通过应用服务器实现应用层的业务设计，并对实时与报警数据进行快速处理，最终实现在Web和移动客户端进行展现和交互。

系统的大数据集成与应用应根据智能化建筑中不同业态的业主需求进行模板化定制开发，集成平台界面统一，简化操作流程；无论是从定制化组态、统一接口层，还是到软件版权的共享问题，都需要体现长远规划的需求的特点。

2.2 BIM与三维技术的融合

利用VR（虚拟现实技术），集成和融合SCADA与3D/BIM系统。在设计阶段应用BIM（Building Information Model）技术不仅可以在施工过程中提早发现各专业体系交叉集中点，提交减少施工碰撞，检验各系统综合布线路由，还可以利用BIM模型更好的服务已投入使用的智能化建筑。包含3D数据在内的设计数据可以通过xBIM或者IFC格式无缝导入到相关软件三维开发环境中进行二次、甚至三次开发，加快了系统开发的速度和准确性，并且全面地保留了设计阶段空间维度信息和各个专业的设计信息。

2.3 GIS技术的应用

GIS技术的应用可使智能化管理系统集成3D室内地图，通过WMS接口建立GEO-SCADA的有机集合体。 GEO-SCADA将地理背景下的数据形象的引入HMI显示带给操作人员。运用SmartPin技术，通过图标KPI的方式可实现信息提取功能，可快速浏览智能化建筑中任意时间、专业、地点的系统状态与报警。对于关键能耗数据、客流数据可在全息化的应用场景中进行展示，终端业主可总览全局关键参数，从主要参数逐级导航到设备详细参数，更好的为人服务，同时也更方便、智慧的控制智能建筑中各种设备的运行。

3智能化建筑配电设计需注意的问题

结合相关的智能化管理系统，配电系统除了要考虑可靠性和合理性外，还需要考虑智能化建筑与电气设计之间的相关性，为智能化管理系统预留相应用电接口应充分，以保证各系统稳定运行。配合智能化管理系统设置相应的节能减排设备，如灯具的智能化控制应在防火分区配电箱设计中设置智能化模块，非消防风机、非消防水泵、空调等电动机尽可能采用变频器控制方式，集成了BA控制的管理系统可以更好调节输出电能，实现节能、安全、舒适、便捷的目的。智能化建筑应用的场所大部分为人员密集场所，其配电线缆的低烟无毒、配电箱的抗震可靠性及建筑物防雷措施均需要按照相关规范严格执行，本文不再赘述。

4结语

综上所述，智能化建筑设计时，除了传统意义上的配电设计，需要采用更多的弱电智能化系统构架设计和更多的软件应用，并采用统一接口确保各系统能协调统一的服务于整个智能化建筑物。在配电设計中则需要依据BIM技术考虑更多的管道经济合理性，合理的选用设备，利用管理构架高效控制设备。实现以人为本的服务理念。

参考文献：

[1]王家涛.智能化建筑电气工程的设计与应用研究[D].武汉：湖北工业大学，2017.

[2]刘钊，唐振宇.基于智能化建筑电气节能优化设计分析[J].中国高新技术企业，2017（01）：118-119.

[3]郑梅阳.智能建筑电气节能设计研究[J].中国高新技术企业，2018（15）：98-99.

（作者单位：广东博意建筑设计院有限公司沈阳分公司）