杜艷萍

(太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

電氣系統(tǒng)是建筑中的重要系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)既關(guān)系著建筑使用功能問題和安全問題，又關(guān)系著建筑能耗問題。因此，在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)積極應(yīng)用智能化技術(shù)，以優(yōu)化其整體設(shè)計(jì)及各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保障良好的電氣功能，實(shí)現(xiàn)電氣安全和節(jié)能運(yùn)行。

1 智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

1.1 提高建筑電氣系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性

實(shí)踐表明，智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有助于提高建筑電氣系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性。過去沒有應(yīng)用智能化技術(shù)時(shí)，建筑電氣系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性是較低的，其根本原因是數(shù)據(jù)采集的效率較低。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，則能夠大大提高數(shù)據(jù)采集效率，并基于不斷采集的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對建筑電氣系統(tǒng)的精準(zhǔn)自動(dòng)控制，從而減少人工工作量，降低人工工作難度。

1.2 提高建筑電氣系統(tǒng)控制的靈活性

建筑電氣系統(tǒng)對控制靈活性的要求極高，過去一般只能夠依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)加上繁瑣復(fù)雜的相關(guān)行業(yè)控制模型對建筑電氣系統(tǒng)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，其對模型和數(shù)據(jù)過于依賴，而模型數(shù)據(jù)又存在很多誤差和不確定性，因此實(shí)際系統(tǒng)控制的靈活性較低。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，則能夠有效擺脫對模型和數(shù)據(jù)的依賴，改為基于智能化技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)施系統(tǒng)控制，以此從根本上規(guī)避系統(tǒng)控制靈活性低的問題。

1.3 提高建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性

現(xiàn)代建筑中各類電氣設(shè)備越來越多，其功能也越來越復(fù)雜，雖然大大方便了人們的生活與工作，但與此同時(shí)也帶來了更高的電氣安全風(fēng)險(xiǎn)。電氣事故一旦發(fā)生，不但會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更可能會(huì)威脅到人們的生命安全。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，則能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作，使各類電氣設(shè)備的運(yùn)行變得更加穩(wěn)定可靠。

1.4 提高建筑電氣各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)性

建筑電氣系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)既相互獨(dú)立又整體統(tǒng)一，在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要各子系統(tǒng)之間進(jìn)行良好配合，才能夠共同完成有序運(yùn)作。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，則能夠使各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)更加緊密的連接與互動(dòng)，在運(yùn)行中變得更加順暢、高效。

1.5 提高建筑電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的一致性

數(shù)據(jù)處理是電氣工程自動(dòng)化中的關(guān)鍵一環(huán)，以往傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)中，建筑電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理難度往往較大、效率較低，并且數(shù)據(jù)處理難以達(dá)到良好的一致性。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一、一致的處理，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的智能化程度。

1.6 提高建筑電氣系統(tǒng)監(jiān)控的全面性

隨著現(xiàn)代建筑中所應(yīng)用的電氣設(shè)備數(shù)量越來越多，使得建筑電氣系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)不斷增高，在此背景下，給建筑電氣系統(tǒng)監(jiān)控提出了更高的要求。同時(shí)，由于建筑中不同電氣設(shè)備所可能引起的安全事故及其危害程度各不相同，這也在一定程度上提升了建筑電氣系統(tǒng)的監(jiān)控難度。通過將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，則能夠強(qiáng)化對建筑電氣系統(tǒng)細(xì)節(jié)處的監(jiān)控及減少監(jiān)控死角，以更加及時(shí)、有效的發(fā)現(xiàn)建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行漏洞和安全隱患。

2 智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用

建筑電氣系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜、繁瑣且專業(yè)的系統(tǒng)，其對系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求極高，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要對各種因素進(jìn)行全面考慮。基于此，為實(shí)現(xiàn)有效的建筑電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化，進(jìn)一步提高建筑電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，更好地保障建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全，應(yīng)在實(shí)際設(shè)計(jì)中充分應(yīng)用智能化技術(shù)。例如，當(dāng)前在建筑電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化中，往往都會(huì)應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算模型遺傳算法，其原理是基于對生物進(jìn)化過程中的遺傳學(xué)機(jī)理進(jìn)行模擬，對達(dá)爾文自然選擇理論進(jìn)行借鑒，通過隨機(jī)性搜索來實(shí)現(xiàn)計(jì)算功能。再如，在建筑電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化中還往往會(huì)應(yīng)用專家系統(tǒng)，目的是保障建筑電氣工程施工的精準(zhǔn)度。

2.2 自動(dòng)控制應(yīng)用

在建筑電氣設(shè)計(jì)中，為進(jìn)一步提高建筑電氣系統(tǒng)的安全性與可靠性，往往需通過應(yīng)用智能化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制。電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制的主要意義在于當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)迅速進(jìn)行自我控制和保護(hù)，從而將故障損失降到最低。一般情況下，可以利用GPS定位系統(tǒng)來強(qiáng)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能，以實(shí)現(xiàn)對建筑中各類電氣設(shè)備的準(zhǔn)確定位。其次，還可以利用先進(jìn)的傳感技術(shù)對建筑中各類電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)信息上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中?？偟膩碚f，智能化技術(shù)在建筑電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制方面應(yīng)用的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)對建筑電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的有效采集、分析及處理，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制(見圖1)。

圖1 某電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)方案

2.3 聯(lián)動(dòng)控制應(yīng)用

在建筑各類系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)可謂是能耗最大的系統(tǒng)之一，各種建筑電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中均需消耗大量能源，在此背景下，如何降低建筑電氣系統(tǒng)能耗成為了建筑電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要研究課題。智能化技術(shù)的關(guān)鍵就在于“智能”二字，在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用智能化技術(shù)后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑電氣系統(tǒng)的智能化控制，同時(shí)還能夠幫助建筑電氣系統(tǒng)智能化節(jié)約能耗。簡單來說，其原理就是通過智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，使用戶可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)控制電氣設(shè)備，以減少及避免不必要的能源浪費(fèi)。

2.4 照明系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

照明系統(tǒng)是建筑電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在照明系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)用智能化技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，從而使建筑中各類照明設(shè)備保持穩(wěn)定、持續(xù)以及最佳狀態(tài)的運(yùn)行。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)思路，根據(jù)不同的照明需求合理規(guī)劃照明配電布局，并依照具體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對照明設(shè)備進(jìn)行合理安裝。具體來說，首先，在基本的照明功能方面，通過智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，可以在降低照明設(shè)備人工控制壓力的同時(shí)，大大提升其照明效果；其次，在斷電故障下的照明系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)方面，通過智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，可以顯著提升其應(yīng)急響應(yīng)速度和效率，尤其是當(dāng)設(shè)置了電源自動(dòng)切換裝置后，能夠在雙電源接入條件下實(shí)現(xiàn)無縫續(xù)接供電；再者，通過智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，還可以更好地控制獨(dú)立發(fā)電單元的自啟動(dòng)，從而高效應(yīng)對大面積停電故障。

2.5 暖通系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

暖通系統(tǒng)是建筑中的重要系統(tǒng)，其主要功能是為建筑室內(nèi)提供采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)，因此暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅關(guān)系著人們的生活質(zhì)量，同時(shí)還影響著建筑能耗。在暖通系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)用智能化技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，使系統(tǒng)隨時(shí)都能受智能平臺(tái)的控制而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，或是受用戶指令的控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而既確保暖通系統(tǒng)充分發(fā)揮出自身功能，又降低了其運(yùn)行能耗。通常來說，建筑暖通系統(tǒng)中主要包含以下幾個(gè)模塊：送風(fēng)模塊、回風(fēng)模塊以及新風(fēng)模塊?；诖?，若想有效實(shí)現(xiàn)對暖通系統(tǒng)的整體運(yùn)行調(diào)控，就必須依靠智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，以此進(jìn)行整套的智能調(diào)控。一般來說，主要的智能調(diào)控裝置有：穩(wěn)壓制風(fēng)機(jī)、閥門控制單元、溫度傳感器以及濕度傳感器等。暖通系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制在實(shí)際運(yùn)行中通過對相關(guān)暖通空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)制定科學(xué)的控制邏輯，以此進(jìn)行調(diào)控，在此過程中，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)了狀態(tài)異常，系統(tǒng)即會(huì)及時(shí)、自動(dòng)地發(fā)出報(bào)警信息，并自動(dòng)按照預(yù)先設(shè)定的控制功能來實(shí)施干預(yù)，從而將設(shè)備故障損失降到最低。

2.6 設(shè)備執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

近年來，隨著建筑科技的高速發(fā)展，建筑電氣系統(tǒng)的復(fù)雜程度也越來越高，基于此，若想實(shí)現(xiàn)對建筑電氣系統(tǒng)的有效整體控制，則往往需要應(yīng)用到模塊化控制方式。模塊化控制是在智能化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，通過對設(shè)備執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須要結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用條件，合理地設(shè)置導(dǎo)軌式模塊。一方面，基于模塊的尺寸優(yōu)勢，可以大大提升建筑電氣系統(tǒng)智能控制改造的空間利用率；另一方面，基于導(dǎo)軌的強(qiáng)度優(yōu)勢，可以有效省去箱體設(shè)計(jì)和安裝步驟，以顯著增強(qiáng)體驗(yàn)效果。

2.7 安全檢測應(yīng)用

無論在任何工作中，都應(yīng)把“安全”二字放在第一位，建筑電氣設(shè)計(jì)工作也不例外。在現(xiàn)實(shí)中，建筑電氣系統(tǒng)中往往潛在著一些安全隱患，一個(gè)不慎即可能引發(fā)各類安全事故，因此在建筑電氣設(shè)計(jì)中，必須要設(shè)法加強(qiáng)系統(tǒng)的安全檢測功能，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。而智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用之一正是安全檢測。應(yīng)用智能化技術(shù)后，可以在建筑電氣事故發(fā)生前將安全隱患精準(zhǔn)的檢測出來，并第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號，以提醒工作人員進(jìn)行處理。

2.8 故障診斷應(yīng)用

建筑電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中難免會(huì)發(fā)生一些故障，為此，一方面應(yīng)設(shè)法避免及減少故障發(fā)生，另一方面則應(yīng)在故障發(fā)生后快速對故障進(jìn)行診斷和處理。而在建筑電氣故障診斷方面，智能化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮出了重要作用?；谙嚓P(guān)智能化技術(shù)，能夠在建筑電氣系統(tǒng)故障發(fā)生后，及時(shí)將故障信息上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，從而縮短解決故障的時(shí)間。同時(shí)，依靠智能化技術(shù)不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決建筑電氣系統(tǒng)的首次故障，還可以有效預(yù)防同樣故障的二次發(fā)生，從根本上保證建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。此外，在建筑電氣工程施工過程中也經(jīng)常會(huì)遇到一些問題，從而影響到實(shí)際施工質(zhì)量與建筑電氣系統(tǒng)安全，若應(yīng)用智能化技術(shù)輔助開展施工工作，則可以實(shí)現(xiàn)對施工中問題的高效、全面診斷，從而更好地保障建筑電氣工程施工質(zhì)量與建筑電氣系統(tǒng)安全。

2.9 環(huán)保節(jié)能應(yīng)用

當(dāng)前，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速增長與建筑業(yè)高速發(fā)展的雙重背景下，我國各類建筑數(shù)量都呈逐年增多趨勢，但與此同時(shí)也帶來了更多的建筑能耗。其中，電氣系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有極大比重，所以在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)中，必須要進(jìn)行環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)。同時(shí)，黨的十八屆五中全會(huì)上提出了“綠色發(fā)展”理念，國家對環(huán)保節(jié)能也做出了硬性要求，包括建筑業(yè)在內(nèi)的所有行業(yè)在發(fā)展過程中都必須最大化的追求環(huán)保節(jié)能。而環(huán)保節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，既要依靠環(huán)保節(jié)能意識(shí)的提升，更要依靠環(huán)保節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。智能化技術(shù)無疑也是一種環(huán)保節(jié)能技術(shù)，其在建筑電氣設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)主要應(yīng)用就是促使建筑電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標(biāo)。例如，可以將智能化技術(shù)應(yīng)用到電力牽引方面，從而智能化控制電力牽引作業(yè)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的動(dòng)態(tài)均衡，減少環(huán)境污染。再如，可以將智能化技術(shù)應(yīng)用到智能照明系統(tǒng)當(dāng)中，從而根據(jù)光照設(shè)定要求自動(dòng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，以降低照明能耗，提升照明節(jié)能效果。

3 結(jié) 語

綜上所述，智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有助于提高建筑電氣系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性、系統(tǒng)控制的靈活性、系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)性、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的一致性以及系統(tǒng)監(jiān)控的全面性，因此在建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分應(yīng)用智能化技術(shù)?，F(xiàn)階段，智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用在于設(shè)計(jì)優(yōu)化、自動(dòng)控制、聯(lián)動(dòng)控制、安全檢測、故障診斷以及環(huán)保節(jié)能等方面，未來還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)研究與實(shí)踐，不斷拓展智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用面。