楼宇智能化技术在电气设计中的问题与建议

曾志权

珑图设计（集团）有限公司 广东 佛山 528000

引言

目前，智能建筑的建设正在逐步改变人们的生活。一个重要的部分是电气设计，电气设计是建筑智能化的重要组成部分。从目前情况来看，所有可控电气设备都已有效地应用于自动控制系统中。

1 楼宇智能化及其发展

进入21世纪以来，我国以网络信息为基础的通信技术和电子信息技术得到了长足的发展，极大地提高了现代社会对各种信息的需求。因此，在许多建筑的内部，传统的建筑技术与现代高科技和信息技术有效地结合起来，形成了更全面的建筑智能技术。所谓“智能建筑”，主要是利用计算机控制建筑内的各种设施和设备，合理管理大量的信息资源，为用户提供良好的信息服务。这种技术在不断适应现代信息技术发展的过程中，从传统建筑技术中衍生出来的[1]。

2 智能建筑设备电气自动化设计的意义及优势

从根本上来说，建筑智能技术是一种计算机技术。其细分为计算机下的智能方向分支，具有系统性和综合性的性能。现阶段，上述技术已广泛应用于建筑电气工程领域的工程建设中。在工程施工的过程中，智能技术的应用主要有以下四个优点：第一，能够有效地保证施工过程的施工质量和施工效率；第二，当施工设备出现问题时，及时进行智能化处理，防止二次故障；第三，在节约建设成本的前提下，有效地提高了设备的运行稳定性；第四，是在实际施工过程中降低了施工作业的强度，从而减轻了工人的工作压力。

智能技术在建筑电气规划中也具有明显的控制功能和使用价值。因为电气工程控制对象的多样性和复杂性，以及线性控制系统的特点，给实际的电气自动化控制设计带来了困难。另外，随着智能技术的深入应用，智能技术可以对电气工程设计进行综合评价，从而保证控制对象的精确控制。然而，随着智能家居需求的日益多样化，智能电气技术无法有效地同时控制所有控制对象。因此，在实际设计的过程中，应根据智能家居的需求和智能建筑的设计基础，对不同的控制对象进行科学分析，充分利用它们的控制功能捕捉和控制目标[2]。

3 楼宇智能化技术电气设计原则

3.1 实用性

要提高建筑智能技术在建筑电气设计中的有效性，关键是要从建筑电气设计的实际需求出发，注重实用设计方法的应用，在充分研究建筑电气系统使用要求的基础上，根据国家建筑电气设计标准，使用有针对性的电气系统设计方法。

3.2 经济性

建筑电气技术的设计也应考虑成本问题。智能技术的应用应充分考虑成本效益比，控制新的智能技术的成本，以更好地满足建筑电气工程的需要。智能技术在建筑电气设计中的应用，不但要考虑设备成本，还要考虑未来的维护成本，从而形成一套综合的造价计算机制，达到有效控制工程造价的目的。只有提高电气工程智能化成本核算水平，才能选择和应用有效的智能技术，充分发挥智能技术的价值。为了达到节能的目的，智能化技术首先应体现节能的价值，降低能耗。注重耐久性、易更换、易维护的特点，适应未来扩建的需要，以尖端技术为基础优化电力资源配置[3]。

3.3 先进性

建筑智能化技术在电气工程中的应用还应考虑到先进性，在高度集成的基础上强调智能设计的价值。首先，采用模块化设计实现了基于智能装置的电气系统综合监控，有效地集中了电气系统，分析电气系统运行情况，采取预防和控制措施。其次，保证设备和设施的性能，对电气系统进行全面分析，了解实施中存在的问题，推广优质工程技术，以达到节能降耗的目的。最后，推广先进的智能电气设施，满足未来建设项目的需求，确保电气项目发挥有效、稳定的作用。

4 楼宇自动化在电气设计存在的问题

4.1 设计合理性有待提升

在建筑智能电气设计过程中，主要问题是各种设计工作的合理性有待提高。在智能建筑技术的具体建设中，未能充分重视相应的电气设计细节，导致各类电气设计在开发过程中的适用性相对较低，无法结合实际情况对各类电气系统进行优化。例如，在各种智能建筑技术的应用过程中，其潜在布线和接地系统的施工模式在施工过程中的稳定性相对较低，而在各种智能系统的使用过程中，无法充分协调电力和热力配置，导致电力系统的安全性相对较低。在电气设计过程中，其主要内容已不能满足当前智能应用的需要。因此，在利用智能建筑技术进行各种电气设计的过程中，不可能合理选择变压器设备，同时也不可能结合当前智能建筑的需要，对其额定容量做出更科学的规定。虽然一些建筑在设计过程中可以从建筑的实际需求角度考虑，但仍然无法分析它们的具体荷载。因此，在智能建筑技术的应用过程中，每台设备的功率都会受到季节的影响，不会有很高的稳定性，会对其工作效率产生显著的负面影响[4]。

4.2 安全防护工作问题

智能技术在电气设计中的应用可以显著提高电能的利用率，为了满足特定环境下电源管理的要求，智能技术在电气设计中的应用，不仅要考虑其安全性，如一些工程的电气接地设计缺乏合理性，以及不科学、安全的接地方式，在一定程度上影响建筑系统的安全性能。此外，智能技术在电力系统中的应用还没有充分考虑到现场安全的要求，现阶段许多电气设备正在迅速老化。由于电气设计不采用模块化的方法，电路受潮严重，损坏严重，增加了更新和维护的成本，使得安全隐患更加严重。另外，在电气设计中应用的一些智能技术还没有充分考虑到雷击因素，难以保证正负电荷的平稳运行，在一定的程度上影响了供电系统的安全[5]。

4.3 能源消耗较高

在电气设计过程中，应用了信息化程度较高的智能建筑技术，建筑智能技术的信息化水平较高，自动化智能管理系统有时会降低节能效果。目前，我国智能建筑技术在能耗和节能设计方面存在不足，未能按照国家相关标准优化节能设计。许多智能建筑技术都存在高功耗的问题，这样，不仅增加了建筑智能技术的应用成本，也不利于提高电力安全。一定的程度上也影响了用户的使用体验感，无法提高用户的动力舒适性，不利于满足科学用电的需求。在电气设计中应用智能技术时，还应考虑能量的回收利用，强调在资源与环境协调的基础上，提高电力系统的智能化水平。

5 电气设计中楼宇智能化应用的有效策略

5.1 集中监控设计

①集中监控系统不受其他外部条件的限制，能够充分发挥作用。将该系统应用于操作维护中，可以简化操作流程，减少工作量，提高工作效率；②集中监控的设计相对简单。它不仅可以实现各种集中管理，它还可以实现系统改革的一些功能。但是，随着集中监控设计中监控对象设备的增加，主机的运行速度会降低，设备所需电缆的增加会增加投资成本[6]。

5.2 远程监控式设计

远程监控设计它不仅可以提高安装的效率和质量，而且可以降低安装成本，确保施工的效率和安全。总体而言，远程监控设计比集中监控设计提高了可靠性和安全性。因为设计容易受到外部因素的影响，设计理念主要适用于小型电气工程，而不适用于大型复杂电气工程。

5.3 现场总线式设计

该设计理念实际上是电气工程中智能控制系统设计的一个设计应用，具有很强的针对性。在实际的电气工程中，它可以与实际的工程间隔和功能设计相结合。现场总线设计的优点是使用智能控制系统来减少设备的隔离、模拟和终端机柜的使用，减少电缆的使用。因此，可以有效地降低工程设计的投资成本。

5.4 科学节能设计

根据研究，电气设计能耗是建筑设计能耗的主要部分，因此有必要对电气节能设计进行全面研究，了解可能的线损。线路是电气设计阶段必须注意的重点，应根据相关设计标准和要求，对线路进行优化和完善，尽可能缩短线路长度，科学降低电力系统运行周期造成的线损。此外，还应注意电气设施变频技术的使用，必须避免建筑物中的电能损耗问题。此外，对供配电系统进行改进和优化，避免电力系统运行中的无用线路传输，在达到实际供电标准时取得良好的节能效果[7]。

6 电气防护对策

6.1 电气接地

在电路设计过程中，有必要实施与电气接地有关的预防策略，更好地保证整个建筑的可靠性和实用性。随着智能建筑的发展，电气系统的性能得到了优化，特别是接地系统。目前，电气接地广泛采用的有TN-C-S系统、TN-C中性线保护系统和五线制TN-S系统。在整个电气接地系统中，TN-C系统和TN-S系统在工作原理上有一些相似之处，它们是对三根带电导线和中心线的有效保护，但会有一些细微的差别。TN-C系统采用三相四线制，TN-S系统采用三相五线制。TN-C-S系统是前两种形式的集成。它由两部分组成，可以合理地将总发电量分配给每个用户，使每个用户都能保持良好的用电体验。该系统可以彻底解决前两个问题，有效减少能源和资金的损失。

6.2 电气保护

在智能建筑科学发展的过程中，有必要制定有效的电路安全防护措施，尤其是电气接地，包括静电防护、安全防护、防雷、交直流保护等。采用直流电源连接时，必须选择电阻值大的材料，由此一来，就可以很好地降低接地电阻值。当采用交流接地时，应采用中性点接地；防雷时，可用避雷针保护电气设备，避免雷电干扰；在安全防护方面，不带电的金属材料可以与金属线和接地体连接，屏蔽静电现象可以在很大程度上减少电磁波的干扰[8]。

7 加强各种系统的智能化设计

首先，在照明系统方面，主要在楼层公共区域、建筑大厅区域和建筑大堂照明区域。在具体设计中，结合建筑内部的具体使用功能进行详细分区，并采用照明控制系统优化照明设备的运行，以降低其能耗，促进其自动化运行水平的提高。

其次，在供电系统方面，主要是结合负荷性质确定供电方式。但是，在主电源设计的基础上，也要做好UPS电源的设计，并根据电压等级，特别是母线回路和单线电流，对其配电系统进行优化设计。当线路正常运行时，总线电路断开，多个电路同时运行。如果操作失败，则电路系统出现故障，此时需要设置一个能够自动恢复电路操作的装置。在中压系统和电力监控系统方面，由于智能系统种类较多，需要对这些系统进行分区设置，并灵活设计电源预留方式。还需要投入立体安防，以满足视频监控、入侵报警、出入口控制、电子巡更等方面的需要，从而确保整个建筑的电气自动化系统满足实际运行的需要，有效提高其安全性能[9]。

8 结束语

总之，随着科学技术的不断进步和人们生活质量的逐步提高，城市的许多建筑物都安装了自动化设施和系统。重视建筑电气设计的实际应用，可以促进建筑自动化和智能化的实际实现，为人们提供更理想的未来智能生活。