建筑电气智能化及其节能设计

赵晓凯

（山西首钢国际工程技术有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

建筑电气工程对施工人员要求很高。传统的建筑电气工作周期很长，比较危险，而智能化技术可有效提升其综合效果，消除隐患，使其更加安全可靠[1]。建筑电气自动化是利用综合控制系统将电气设备连接起来，及时进行监控和调节，打破传统的局限性，使建筑获得监管，使各个系统有效连接，其发展前景极其广阔。

1 建筑电气工程概况

1.1 建筑电气工程中的智能化技术

智能化技术使用过程中，建筑电气工程主要体现在建筑智能化业务方面。工作人员利用计算机网络等现代技术，提升建筑物的科技含量，将普通的建筑转换成为智能建筑，其工程主要包括系统性工程和安全工程。

1.2 建筑电气工程智能化技术的重要意义

我国建筑电气工程在智能化技术方面发展迅速，为了提升建筑电气的核心竞争力，需提高企业自身能力，使用建筑电气工程中的智能化技术。建筑电气工程的智能化发展已成为主要趋势，应充分运用科学技术，令用户更加满意，使人们的生活更加便捷舒适。

1.3 建筑电气工程智能化技术的发展

建筑电气工程中引入了智能化技术。电气工程非常复杂，很多工作人员在操作时难免会产生操作失误[2]。随着智能化的不断发展，操作技术难度将有所降低，操作精准性将有所提升，其将变得更具智能化特征。

1.4 建筑电气工程智能化技术的不足

在一些偏远地区，技术人员缺乏工程管理意识，对自身利益过于重视，却忽略了整个工程的安全性和可靠性，为了让检查能够过关，甚至会忽略一些行业标准规范，导致使用过程存在一定的安全隐患，影响了我国建筑电气工程的发展。应避免建筑电气工程自动化技术发展过程中出现问题。

2 建筑电气设计中采取节能技术的意义

在建筑电气设计之中，科学应用节能技术，可将资源使用率大幅提高，降低浪费，这对于经济增长有着积极意义。建筑业的不断发展，使能源消耗状况日趋严重，特别是电气设计工作所体现出的直观成果，并未让人们对能源的消耗产生足够的重视。节能设计与人们的生活息息相关，可对人们多方面的生活、工作等产生直接影响[3]。若设计工作开展不够科学，会导致严重的资源损耗。合理开展此项设计，对于建筑业的长远发展有利。同时，节能技术的普及可有效缓解目前能源紧张的现实情况，强化对环境的保护，促进建筑设计行业健康发展。对资源的合理应用，可以让人们获得更强烈的满足感，真正实现经济、社会价值的提高。

3 智能建筑中电气工程及其自动化技术的应用优势

电气自动化的主要技术优势包括以下两个方面。

（1）实时监控。建筑中的线路非常复杂，电气系统相互之间的关联性也很强，有可能会带来极大的安全隐患，因为人力监管存在局限性，很难保障事故发现的时效性。电气自动化技术能够监控电气系统的运营情况，可以给维护人员提供比较可靠的数据，为排除故障奠定基础，应提升其利用率，避免发生安全事故。

（2）设备控制。利用自动化技术可以使工作效率有所提升，防止人为误差或疏忽。智能建筑可提升建筑的自动化程度，加强系统和控制机房之间的连接，使数据资源能够有效利用，利用本地控制及远程控制共同作用，提高工作效率。因为电气管线错综复杂，需优化设计，提升使用效果。

4 建筑电气和智能化技术在工程中的应用

4.1 电气控制系统

在建筑电气施工中引入智能化技术进行全面、有效的控制，可以解决建筑工程在后续施工控制方面存在的问题。智能化电气技术应用在建筑工程中，合理优化控制系统，成为电力系统可靠、安全运行的保障手段。在电气系统设计环节，使用智能化电气技术进行精细化控制，掌握施工各时段的进行情况，调整技术的应用方式，提高电力控制系统的运行水平。建筑工程中所用的各类设备，在其终端部位均安置监控单元，可以实时监控线路故障和设备故障。设备监控装置接收的信息，会通过系统传回后台，由后台监管施工情况，及时发现现场施工存在的隐患或问题。后台工作人员发现施工问题后，会快速和现场工作人员联系，及时消除故障隐患或解决问题，确保电力设备或电气系统可稳定地运行。

计算机系统可以传输施工数据，计算工程数据，还可以储备工程信息。通过计算机系统分析电力系统故障发生的原因，同时提出有效的解决建议，解决建议是在大量分析数据上提出的，可以提高解决方式在故障处理方面的有效性。在建筑工程电力控制方面，应用智能化技术优化电力控制系统，借助技术手段提高系统运行的稳定性。在智能化控制技术的应用下，合理应用电力能源，将电力系统运行阶段的能源消耗量控制在合理区间中[4]。

4.2 过程监督

在建筑施工期间加强对智能化技术的应用程度，在各类电气设备中安装传感和监控设备，由此可以全过程掌握工作的进行情况，实现全面监督与控制。传感设备和监控设备会实时传回现场监测的信息，后台工作人员利用系统分析各项数据，借助算法计算数据，可以及时发现施工阶段出现的问题并快速给出控制方式。

在工程施工阶段应该围绕预防为主的原则进行控制，需要关注工作的进行情况，利用网络化连接，监控工程施工各环节的工作情况。在监控设备、监控系统等辅助下，监管人员可以远程控制施工现场，掌握工程施工各环节的工作进行情况，分析工程施工数据，快速发现施工存在的问题并进行控制。智能监控系统会在项目运行期间，记录建筑阶段出现的各类数据，为技术改进和施工质量分析提供依据。在建筑工程施工期间，利用大量可靠的数据，确保建筑施工更加高效地进行。在智能化技术应用期间，应该围绕建筑施工需求，调整智能化技术的应用程度，可以掌握施工阶段出现的各类问题，及时发现施工环节出现的问题，借助数据分析结果，确定引发问题的原因并进行控制，及时处理施工问题。利用数据分析施工进行过程数据，会在数据分析过程中调动以往的工程数据，发现工程施工隐患并进行一定的干预，规避施工问题。使用智能化技术动态追踪施工过程，利用智能化技术监控施工进行情况，为施工现场监理工作提供助力。在工程施工中应用智能化技术，可以提高技术应用效果，成为工程质量控制的保障手段。应用智能化技术分析工程施工情况，选择科学的手段控制各环节支出，可以将施工成本限制在预算范围中[5]。

4.3 BIM技术

BIM技术应用在建筑工程领域，借助计算机整理工程数据，为设计人员和管理人员工作提供便利的条件。建筑电气工程施工阶段，BIM技术的应用可以提高工程施工效率，成为管理人员保障工程高效推进的手段。BIM技术以信息技术作为基础，提高智能化技术在工程施工领域的应用程度。BIM技术除了信息技术还包含很多智能化技术，在多种技术的融合下，提高其在工程中的应用水平。将BIM技术应用到建筑电气工程中，可以解决传统施工存在的不足，提高施工技术的科技化、智能化程度，为建筑电气设计提供技术支撑。在工程施工期间使用BIM技术，更全面、细致地分析工程情况，结合施工需求和环境，编制科学、系统的施工计划，成为工程施工有序、安全进行的一种保障手段。在电气工程中使用BIM技术，在新理念和新技术的影响下，可以进一步推动电气工程，借助工程带来较高的经济效益，对建筑企业实现战略发展目标有良好的促进作用。

4.4 电气设备优化设计

随着环保战略、绿色可发展理念的提出，可以看出国家对环保工作的重视程度，建筑业应该在发展期间不断完善工作模式，需要增加对设备运营设备的关注度，在设备控制阶段融入智能监控技术，在智能数据分析和控制下，可以提高电气设备运行的可靠性。另外，在电气设备运行阶段，经过合理的方式进行控制，可以防止设备产生污染空气的物质，将智能型建筑优势良好地展现出来。传统建筑的电气设备种类众多，在设备控制和使用阶段，工作人员主要利用以往的工作经验控制设备的操控方式。由人力进行控制，受到工作人员经验等参数的限制，难以掌握全面的数据，对设备控制造成一定的影响。

使用智能化技术研究设备的运行情况，收集设备的运行数据，在大数据的辅助下，可以掌握设备的运行情况，按照建筑在电气设备方面的应用需要进行优化设计，提高设备的应用价值。将智能系统应用到建筑电气工程中，可以监控系统的运行状况，综合整理各类数据并进行全过程控制，改善各类设备的管理措施，为智能系统稳定运行提供基础保障。在监控领域，使用智能系统收集电气设备的运行情况，利用云计算、大数据等技术，从大量数据中挑选有价值的内容，提高设备运行系统的有效性。在建筑工程领域发展期间，电气系统结构和设计方式已经出现较大的变化，智能化技术的介入，提高电气系统的控制能力，电气化系统运行的稳定性也相继提升，让建筑用户享受到技术带来的益处。

5 建筑电气设计节能措施

5.1 照明设计节能

建筑照明设计要满足建筑对照明的最基本需求。建筑照明数量和质量指标应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》（GB 50034）的规定。所有功能房间或场所的照明均选用高效节能光源及高效灯具，指示标志灯、常亮型灯具应采用LED光源。楼梯间、走廊的照明采用声光控制熄开关控制。选用节能型灯具和节能电子整流器。金属卤化物灯配节能型电感镇流器，并且灯具应设置就地补偿装置，补偿后功率因数不小于0.9。照明灯具、镇流器应通过国家强制性产品认证。

以笔者参与并负责设计的某幼儿园为例，照明光源大部分选用LED光源，部分选用细管径直管形T5三基色荧光灯，配用电子镇流器。睡眠区、活动区采用漫光型灯具，光源采用防频闪性能好的节能光源，光源的光通量为2500lm以上。镇流器选用L级低谐波高功率因数电子镇流器（一拖一式），要求灯具功率因数达到0.9以上。一层大厅、各房间灯具采用就地分组控制，其他层公共区域、走廊、楼梯间采用声光控延时自动开关控制。幼儿园婴儿用房紫外线杀菌灯的控制装置应单独设置，并应采取防误开措施。

按照国家规范，合理布置照明灯具数量及位置，主要房间的计算功率密度值、计算照度值、眩光值、显色指数等照明数值均满足国家规范目标值的要求。在做到最基本节能设计的前提下，满足了幼儿园对照明系统的基本需要。

5.2 绿色产品节能

在当前社会环境中，随着科技获得快速发展，各种清洁型电气设备逐渐步入人们的视野。结合建筑的地理位置、自然条件等相关因素，运用低碳能源替代高碳能源是未来电气设计发展的重要趋势。在利用风力、水力等自然力发电的同时，人们也在逐渐将可循环能源向城市内发展。光伏发电具有安全可靠、无污染、不受地域及环境限制、能源质量高等特点。利用建筑外立面、屋面等无法有效利用区域，敷设光伏板，实现建筑自我发电，节约电网消耗。甚至在光照强度较高地区，用电低谷时段，光伏发电建筑还可以向公共电网反向送电。

但由于光伏板反光有光污染、电能转化率低、发电效率受光照影响大等缺点，因此光伏发电还有很大的上升空间。

5.3 管理方式节能

在运维管理工作中，可以结合建筑设备管理系统，配合BIM，通过三维模型对于建筑的全部用电设备开展集中的监视与管理工作。智能化建筑系统具有简单性，可将在操作中的专业要求降低，结合自动运行模式，还能够降低人力方面的需求。

6 结语

人们日益重视建筑住宅质量，对于建筑物的要求也更高。要在建筑工程中利用科学技术，使电气建筑工程更具智能化特性。要树立起正确认知，对其高度重视。施工时，要考虑到各种不同因素的影响，加强智能化技术的实践应用，提升建筑物科技水平，以此为人们提供更好的服务。