智能建筑中电气工程及其自动化技术应用研究

王新智

关键词：智能建筑；电气工程；自动化

1引言

在数字化、标准化以及网络化的发展趋势下，智能建筑已经成为常态。电气工程相关技术是智能建筑中的核心，是一种高度集成化、智能化与高效化的综合技术，可切实根据用户的需求，定制建筑中的电气功能，从而为用户提供良好的居住体验。简而言之，电气工程及其自动化技术是在建筑中完善传统电气系统的基础上，利用现代信息技术对建筑中电气资源进行完善的一种综合性技术，其最终目的是提高电气系统的利用率并满足用户的个性化需求，下文简要说明此项技术应用到智能建筑中的意义与优势。

2智能建筑中应用电气工程及其自动化技术的意义

电气工程及其自动化技术（下文简称为自动化技术）主要是指对电气设备的自动化控制。智能建筑中，电气设备的设计和生产都有特定的要求或标准，为将不同标准与要求的电气设备融合至同一个系统中，便需要利用自动化技术。目前，我国已在建筑行业中应用自动化技术建设了较多智能大厦。由于不同建筑类型在功能方面存在差异性（例如写字楼、商业中心等）且其结构不同，因此对于不同性质的楼宇而言，电气系统的管理模式也会有所不同。比如，办公楼需要采用集中式管理模式：商业中心需要采用智能化管理模式：住宅楼则需要采用个性化管理模式等。此种情况下，设计人员需要根据不同类型楼宇及其使用功能对自动化技术进行合理有效安排和应用。电气智能控制系统是指对计算机网络技术、控制技术等进行合理规划和设计后，对自动化系统中各个设备的控制和应用进行合理科学安排，同时充分利用网络资源来完善信息处理体系功能，并在实现智能功能的基础上实现对电气系统中所有设备的使用情况进行有效监督和监控管理。为了实现上述监督与监控功能，必须确保电气系统中的计算机网络通信安全稳定运行，并尽可能地提高自动化系统的运行速度，以实现对控制系统的优化创新设计。

现代电气工程的发展方向之一便是自动化技术与电子信息相结合从而实现智能化应用效果。其中主要包括智能建筑中所需要使用的机电设备、智能楼宇、监控系统、安全与消防设施等设备的控制与管理工作。在智能建筑中应用电气工程与自动化技术是一项十分重要且必要的工作，而且对于提高智能建筑管理质量有着重要意义。

各个行业的发展均离不开自动化技术与自动化设备的应用。因此，在智能建筑中应用电气工程和自动化技术极其重要。随着社会的发展变化，人们对于建筑工程的要求越来越高，不仅要有较高规格的建筑物，还要有完善便捷且实用高效的配套设施以方便人们生活工作学习，而自动化技术的应用便能切实满足人们日益增长的需求。目前我国已建成多种类型的智能建筑项目，并配备了一系列先进而完善的监控、管理系统，从而更好地保证了设备的稳定运行。

3智能建筑中应用电气工程及其自动化技术的优势

3.1有利于故障检测

在经济稳步提升的背景下，建筑行业获得了长足的发展，建筑工程的规模迅速扩大。结构复杂，功能繁复的建筑纷纷落地建成，但越是功能丰富的建筑，其内部电气系统的功能也越丰富，所隐藏的漏洞也会更多。而电气系统中的漏洞不仅会影响到建筑工程的施工质量，还会对人们后续的居住体验造成影响。若将自動化技术应用其中，技术人员便可通过现代信息技术对所有电气设备的运行信息进行采集与分析，并将分析结果实时传输至监测中心，如此便完成了电气系统的故障检测。另外，监测中心还可利用自动化技术中的信息采集功能实现对电气设备的实时监控，并利用通信系统与网络系统将指令传达至相关电气设备，以此实现对建筑电气系统的全天候管理。基于上述系统，管理人员还可利用此系统对建筑内的温度、照明、通信等综合调节系统进行资源调配，以提升管理人员对于智能建筑整体的掌控程度，从而最大限度地降低管理成本。对于突发情况，自动化技术所组成的监测系统能够及时且准确地进行反应，管理人员可以在系统中设定某方面的阈值，并制定紧急预案，一旦突发情况使某方面达到阈值，便可快速启动紧急预案，以保障人们的生命财产安全[1]。

3.2有利于设备控制

在智能建筑的生活场景中，相关管理人员可通过电气自动化控制系统向相关电气设备下达指令以及信号，以发挥自动化技术的远程控制作用，进而使工作人员可远程对智能建筑中的电气设备进行维护。为实现远程操作，需要智能建筑工程在建设中尽可能地完善电气自动化系统的功能．吸收行业中的前沿技术，并对建筑中的所有功能与细节进行规划，以保证电气自动化系统的整体性。同时，技术人员还可通过传感器与电气设备开关的灵活应用，提高远程操控的精确性，并对系统中的其他设备进行编码，以进一步提高电气系统的自动化程度[2]。

4智能建筑中应用电气工程及其自动化技术的策略

4.1设计阶段的应用

电气设计阶段的工作主要包括以下几个方面。（1）电气设计图纸制作：在完成现场勘测工作后，工作人员要记录实际的线路情况，然后再将其进行整理、分析和计算，进行综合分析后，以研讨会的形式完成电气设计图纸的制作。（2）数据统计与分析。因为电气系统的特殊性，线路数量较多，而且还需要通过不同方式对线路进行连接，所以工作人员在对电气系统进行设计时，要做好记录工作与统计工作。（3）设计计算：在完成初步方案设计后，要进一步进行电气计算和电气系统的合理性检查。通过前期的设计计算和初步方案的确定，可以使整体系统具有合理性与科学性。通过对现场设备以及设施中的电气控制设备进行分析和计算，以提高电气自动化系统的经济性。（4）施工方案制定：在智能建筑中要对整体的结构施工方案进行确定。首先要根据实际情况确定整个工程中各功能模块及相应的布置、设备位置等，其次要合理规划施工图纸路线及设备位置，对现场设备与线路布置、电气设备选型等进行分析，从而合理安排安装顺序，使整体建设具有合理性。最后还要做好配电系统及相关电力线工程设计，为后期的施工提供便利条件。以上是智能建筑中智能化部分设计阶段需要重点注意的内容。

4.2系统集成和设备安装阶段的应用

系统集成与设备安装阶段主要是建筑中配电系统的施工，而智能建筑配电系统施工的重要环节之一就是设计方案的确定。如果设计方案合理，将会对整个电力系统的安全运行起到至关重要的作用。设计方案确定后要进行审核，通过审核确定智能建筑配电网自动化系统的主要设备和元件，并编制配电系统总体规划。总体规划具体包括安装配电室、开关站、变电所、断路器、负荷开关等基本电器及安装变压器、电抗器等设备。对智能建筑配电网自动化系统而言，在安装设备方面需要选择专业厂家来进行安装。智能化建设中，由于不同厂家生产的产品在质量上存在一定差距，因此在选择时应尽量选择一些国内有知名度和影响力的厂家来进行设备安装，从而保证智能化配电工程能顺利实施并实现其预期效果。对于智能建筑配电工程施工而言，管理人员需要对建筑物进行合理划分和设计，以确保智能建筑配电网自动化系统能够顺利实施和发挥作用。由于智能化配电工程施工难度较高，所涉及的相关施工设备均是在大型安装现场进行安装的。为降低施工难度，施工人员可采取两种方法，具体如下：自行配备施工机械和辅助设施：采用与其他厂家生产相兼容或相同规格型号的产品来进行安装处理。利用上述方法进行施工需要注意以下两方面：选择符合标准要求且具有代表性、稳定性好、安全性高的厂家；选择符合要求且操作简单容易上手的产品，以确保配电网自动化系统的正常运行及安全性能[3]。

配电工程项目建设中所使用的各类电缆包括电力电缆、控制电缆和屏蔽电缆三种材质类型，电力电缆在整个线路工程中占有重要组成部分。由于其敷设方式不同于其他类型电缆，在线路运行中受到各种环境因素影响，其敷设具有一定难度。在智能化配电工程施工中对所使用线缆有以下要求。（1）耐压性能高。（2）抗拉强度高。（3）絕缘性能强，对电气绝缘的要求不能低于相应类别产品和等级标准规定的安全要求。（4）能够承受外界各种机械振动及冲击等不利影响以及环境温度变化等不利影响。不同型号产品在使用过程中还要具有良好性能（如抗老化、耐腐蚀、高低温稳定性、不产生电火花及热稳定性能等），其产品质量必须符合相关国家标准和行业标准规定安全要求。

为提高建设效率和经济效益，电气自动化系统通常采用双侧进线方式实现自动控制，即一条回路连接一台或多台配电设备时可自动切换到另一条回路，但每两条回路必须要有一个汇流箱并连接到同一个断路器或隔离开关装置中，以免发生串接和故障等问题。另外，由于配电工程施工极易受环境因素影响，因此在施工时要充分考虑现场环境条件、现场安全要求与施工人员素质及经验水平，采取适当措施以控制事故发生率，从而加大现场安全管理和控制力度，并建立完善管理制度和操作规程等以提高维护工作质量与效率。设备安装方面，主要包括以下几个部分。一是配电网自动化系统设备安装，其主要由开关柜、配电箱、低压母线、电抗器、电流互感器、电压互感器等相关设备组成。二是智能监控装置安装。三是通讯功能相关设备应用于现场管理控制。四是数据采集与处理软件开发及实施。五是运行维护管理软件开发[4]。

4.3验收与运行维护阶段的应用

工程验收阶段主要是对系统的设备和材料进行检验，对其是否符合设计要求进行评价，同时对整个工程进行验收，这一阶段的重点就是要根据设计方案，对系统结构、功能的合理性进行检查，检查其是否能够满足正常的运行需要。智能建筑电气系统要在使用过程中保证整个系统的稳定安全，以及保证电气设备控制和调节具有良好的可靠性和较高的安全性。在验收过程中，相关人员应严格按照操作规程开展工作，施工单位应在验收前严格按照规定准备好使用资料，如运行记录、图纸资料、施工方案等。电气设备运行日寸应该定期测量其绝缘电阻和直流电阻等参数，并对其工作状态进行检查。如果发现异常现象应及时采取措施并立即汇报，不得擅自使用故障设备或者是在故障情况下运行（如过负荷等）。电气设备安装完毕后要进行调试并检测其电气绝缘性能以及直流电阻等参数，并在日常工作中做好对其维护保养的工作，发现异常及时汇报并处理，以确保整个系统运行可靠、稳定。

在后续日常维护中，技术人员需要及时处理系统运行过程中所出现问题，并将问题及时记录下来以便下次检查。由于智能建筑中电气工程具有较高的技术含量和自动化程度，因此整个项目需具有一个高素质、高水平且技术先进的管理团队，以负责整个工程的运行和维护工作，从而最大限度地保证电气自动化系统运行的稳定性[5]。

5结束语

随着信息技术的发展，智能建筑将会成为建筑行业的主流，而智能建筑的核心就是电气工程及其自动化技术。本文从电气工程及其自动化技术的意义与优势人手，从设计、安装、验收三个角度分析了其具体应用方法，相关人员可从上述内容人手，提高建筑的自动化效果，进而为人们提供良好的居住体验。