智能建筑与电气自动化的设计研究

陈 辉

（宝鸡市规划设计研究院，陕西宝鸡 721000）

在智能建筑设计过程中应用电气自动化技术，可以优化和完善建筑结构的使用功能，促使建筑行业智能化发展。智能建筑与电气自动化设计也是建筑现代化发展的重要体现。但是智能建筑对电气自动化设计的要求较高，需要对其深入研究，才能更好地促进智能建筑与电气自动化设计的发展。

1 智能建筑与电气自动化概述

智能建筑与电气自动化主要包括中控设备、中央监控设备、现场控制设备以及两级网络设备等，以上设备全部通过中央监控设备实现运行电气自动化，自行完成监测，控制设备的开启、运行以及关闭等。还可以将设备的运行状态反馈给工作人员，帮助工作人员了解和掌握电气自动化系统的运行情况，如果某一设备出现故障，能够自行启动应急处理方案，避免事故进一步扩大[1]。

2 我国智能建筑的发展现状

目前，智能建筑在我国已成为建筑行业领域发展的总体趋势，各类楼、馆、场等智能建筑占据全国建筑投资总额的5%～8%，甚至超过10%。以居住小区的智能化建设60 元/m2计算，全国每年智能建筑竣工面积总额高达几十亿元，智能建筑作为新的“经济增长点”，使得建筑行业领域蓬勃发展。据不完全数据统计，我国从事智能建筑的企业超过3 000家，有652家设计院和系统集成商具备智能建筑专项设计资质。

随着科学技术不断发展，4C技术（Computer计算机技术、Contro控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）已经成为智能建筑的主要标志，将4C技术应用到智能建筑建设过程中，在建筑物体内部建立一个计算机综合网络，可以使建筑物体更加智能化。

3 智能建筑与电气自动化的设计应注意的问题

3.1 线路敷设问题

根据国家相关规定，智能建筑的应急照明、消防设施、通信系统以及其他线路的敷设应在非燃烧体内暗敷，厚度控制在3 cm及以上，如遇特殊情况需要明敷时，应做好防水和防火措施。如果将建筑内部所有接地系统分开设计会十分困难，如防雷接地系统、重复接地系统等。在具体的设计过程中，应综合考虑使用专门的接地干线。

3.2 配电系统问题

确定智能建筑物体内部的用电负荷，是电气化自动设计的重要基础和前提条件，如独立使用的大型电源需要进行两路供电时，应合理选择混合式的供电系统，并将变压器安装在建筑物体地上层、下层和中层，设置一定数量的开关，保证居住者的安全。

智能建筑的用电需求巨大，因此应合理选择照明光源，充分考虑电气设计的通风问题。配电系统在长时间使用情况下会消耗大量电能，使用独立电源进行两级供电时，还应选择质量优良的电缆线，备用电源通过柴油机供电，合理划分备用电源的负荷情况，有利于减小电源的消耗，增大配电系统的使用功率[2]。

3.3 线路安排问题

线路安排是智能建筑电气化系统设计中较为重要的组成部分，线路安排不合理，会出现线路交叉混乱的现象，导致线路信息错误传输，影响电气的使用功能。

部分线路可能由于过度弯曲，在长时间使用的情况下出现信号中断。在具体的设计过程中，应根据建筑物体的实际情况科学合理地安排线路，保证各项电气设施设备安全和稳定运行，使建筑智能化发展。

3.4 照明负荷问题

建筑物体中节能灯的使用功率较小，且控制方法存在差异，对照明系统造成了较大负荷。建筑物体建设面积较大，功能布局更多元化，为了满足智能建筑的要求，必须合理选择照明设备，控制照明系统的使用功率。随着经济社会的不断发展，建筑物体数量与日俱增，对能源的需求越来越大，照明系统需要不断提升自身的服务水平，才能满足当前经济社会发展的实际需求。

部分建筑由于格局设计不合理，白天也需要开灯照明，造成大量资源的浪费，因此必须采取有效的措施和手段，实现节能减排。

4 智能建筑与电气自动化的设计内容

4.1 通风系统

通风系统是对智能建筑内空气新鲜度的调控和优化，通风系统具有良好的检测功能，可以实现对建筑内部CO和CO2等有害物质含量的检测。两种物质超过一定标准时，通风系统就会自动进行建筑内部外空气的流通与转换，使建筑内部始终保持空气新鲜。

4.2 空调系统

现阶段，随着人们物质生活水平的不断提高，对家用电器的需求越来越大，如空调。空调系统作为智能建筑电气自动化设计的核心系统之一，已经成为智能建筑中必备电气系统。体个体差异不同，对空调温度的需求也不同，使得空调系统消耗了大量的能源，为解决这一问题，需要对空调系统进行绿色节能设计。例如运用现代科学技术设计一套电气化系统，实现对建筑物体内部温度整体性的调试和管理。运用电气化调控空调，使室内温度达到最适宜人体的温度，减少居民自主调节温度的现象，实现绿色发展，为居民提供更好的居住体验。

4.3 照明控制系统

照明控制系统可以运用节能技术，但是智能建筑不同灯具的用电需求量不同，在设计照明系统的工程中，应尽量选择节能效果好的灯具，从根本上降低灯具对能源的消耗。科学合理的照明控制系统可以满足智能建筑实际的照明需求，还能够实现节能的重要目的，减少智能建筑的用电量。照明控制系统主要利用计算机技术实现对智能建筑内部照明设施设备的控制，实现对照明设施设备的故障的监测，降低用电成本，降低照明设施设备的维修频率。

4.4 给排水系统

智能建筑给排水系统主要由排水系统和给水系统组成，两个系统的正常运行需要借助传感器和水泵才能完成作业任务。水系统主要分为三种给水模式，即气压罐、高位水箱以及水泵给水方式；排水系统主要通过重力完成排水作业。在智能建筑的给排水系统设计过程中，为了保证给排水系统的正常运行，可在水泵上安装传感器，实现对水泵的控制。合理控制水泵的最低水位、溢流及气泵液位，都需要通过传感器完成作业。

4.5 供电系统

供电系统是智能建筑电气化系统设计的核心内容，供电系统主要包括电源、控制器以及供电设备等。供电系统中的电能传输情况、性能参数控制是设计工作的关键。供电系统的设计目的是保证智能建筑电压、电流以及供电频率的稳定和充足。在具体的设计工作中，还需要在其中设置监控装置，利用现代科学技术手段检测供电系统的运行状态，一旦出现故障监控装置会自动发出警告，工作人员根据故障的实际情况检查和维修。

4.6 电梯监控系统

电梯监控系统主要包括楼层显示、电梯运行情况、电梯上下行状态以及故障诊断等监测，电气自动化能够实现对线体是否正常运行的实时监测，明确电梯的上下行状态以电气故障系统的报警，及时监测系统是否出现故障、是否存在运行异常现象。电气自动化还可以实现对电梯启停、楼层显示等状态的监测。

4.7 车库管理系统

车库管理系统是借助计算机技术以及车库管理构建的一套自动化网络管理系统，包括车辆的出入管理、停车场引导以及停车费用的收取。通过计算机系统中记录的车辆信息、车辆停放位置等的数据信息实现对车辆进行出入的智能化管理，该管理系统的运用主要以射频感应卡为重要载体，通过射频感应卡准确感应车辆的进出入时间，利用计算机对车辆智能收费。

4.8 中央控制系统设计

智能建筑中央控制系统的设计，控制室和磁场之间的距离不得小于15 m，并坚持安全第一的设计原则。在具体的设计工作中，必须精确中央控制系统的所在位置，严格按照设计要求进行。比如施工作业的安全操作距离大于1.5 m、检修距离大于1 m、合理使用抗静电设备等。

5 智能建筑的未来发展趋势

5.1 整合技术

现阶段，智能建筑已从最初简单的设备控制，逐渐向楼宇、安防、消防等多个复杂系统工程发展。用户对综合监控、集中管理的需求成为智能建筑集成的大趋势，即实现智能建筑信息化系统集成、解决分割运行难题，使建筑物体各个系统之间实现高度融合与协调运行。

5.2 节能环保

各个城市地区频发用电警报，与日俱增的能源消耗问题使人们逐渐认识智能建筑建设的必要性。《节能中长期专项规划》中明确规定，未来几年内，建筑行业领域将成为与工业、商用并列的中国重点节能行业，国内新建筑必须严格遵循50%的设计标准，对于智能建筑既是机遇也是挑战。

6 结语

综上所述，智能建筑与电气自动化的设计作为未来时期内建筑行业领域发展的主要趋势，在具体的设计过程中，需要在建立智能化发展水平的基础上实现电气自动化发展。大量实践证明，电气自动化的设计可以有效提升建筑物体的安全管理水平，需要设计人员充分考虑建筑物体的实际情况，不断优化和完善电气自动化设计理念，通过有效的措施和方法提升建筑物体自动化设计的水平，为居住者提供更安全与舒适的居住环境。