浅析电气自动化控制在智能建筑中的体现

李淑明

（平阴县住房和城乡建设局）

1 引言

近年来社会发展日新月异，伴随经济的蒸蒸日上，人们对生活质量的要求也不断提升，要求在建筑环境良好的同时，须配备相对健全的服务设施以及通讯系统等[1]。并且针对建筑功能的多元化和个性化要求也越来越多[2]。在上述因素的推动下，虽然建筑业发展迅速，但传统的电气系统无法满足人们的各种需求，应用传统的电气控制技术会严重影响现代智能建筑功能的发展[3]。为解决这一问题，本文以某市中心建筑为例，研究电气自动化控制的应用，该建筑中采用了更符合时代发展的电气自动化控制技术，其能够有效提升智能建筑的服务效率及安全性，具有较好的应用效果。

2 智能建筑中应用电气自动化控制的优势

2.1 强化智能建筑的设备控制

电气自动化控制技术能够有效保证智能建筑设备的运行安全性并实现设备控制。由于智能建筑的前端应用复杂程度较高，若不对其进行控制将会造成系统响应延迟，能耗增加等情况。通过应用电气自动化控制技术，可以确保管理人员充分了解设备信息，从而在整体上实现系统和设备的兼容适配，充分发挥智能建筑的功能。电气自动化控制技术还可以完成智能建筑设备之间的联动，通过软、硬件的协作整合底层应用，完成智能化控制。

2.2 实现全方位数字化监控

通过电气自动化控制技术能够实现对智能建筑的全方位数字化监控，其主要包括以下两点。

1）对建筑自身的实时监测

较之其他行业，建筑业所覆盖的范围极其庞大，其涵盖了管理、建设以及运维等主体，具有较为复杂的整体结构及功能，在建筑发生事故时将会造成较大的财产损失，严重时甚至会对人身安全造成威胁。智能建筑中存在较多的电气自动化子系统，因为所涉及技术较为庞杂，所以事故发生时的检查、抢救难度也较大。通过应用电气自动化控制技术可有效实现对所有子系统的实时监控，并在整合所得信息的同时精准下发指令至指定区域，完成持续不间断检测。

2）对住户主体方面的监控

因为智能建筑内住户主体方面的功能和应用不断增加，其对应电气布线复杂程度也不断加深，发生安全事故及故障的可能性大大提升，通过应用电气自动化控制技术可以及时检出问题线路，尽可能地减少故障对住户造成的影响。

3 电气自动化控制在智能建筑中的体现

文章以某市中心大厦为研究对象，研究电气自动化控制在智能建筑中的体现。该建筑是一座巨型高层地标式摩天大楼，其主要用途为办公、酒店、商业、观光等。其建筑高度情况为：主楼为地上127层，建筑高度632m，地下室有5 层；裙楼：裙楼共7层，其中地上5层，地下2层，建筑高度为38m。总建筑面积约为57.8 万㎡，其中地上总面积约41 万㎡，地下总面积约16.8 万㎡，占地面积30368㎡。每秒18m的超高速电梯，其中3台观光层直达电梯的最大上行速度达18m/s，最大下行速度为10m/s，观光客仅需55s就可以从地下2层到达118层观光厅。在该建筑的各个室内角落，分布着形态各异的绿色植物，室内绿化花园的面积约为7500㎡。

3.1 电气自动化控制在智能建筑楼宇系统中的体现

3.1.1 智能家居控制系统

智能家居控制系统旨在通过设备中的传感器与执行器实现家居环境的全面控制，包括但不限于温度、照明、采光等，住户可以利用无线网络实现家用电器、暖通系统等设备的远程控制，同时还可以利用无线网络，在信息集成系统中实现家庭信息与社区医疗、物业、消防等系统信息的整合，帮助住户方便快捷地获取所需服务信息。住户还可以按照自身需求制定个性化的智能家居系统功能，提升生活水平。

3.1.2 楼宇控制自动化

智能建筑中的一大研究重点为楼宇控制自动化，其主要是通过应用电气自动化控制技术实现。楼宇控制系统的主要组成包括电力系统、给排水系统以及冷热源等等，具体如图1所示。

在楼宇控制系统中，首先利用智能系统实时采集监控目标数据，并将采集结果传输至系统中心控制平台，系统根据所编制的控制程序对监测结果展开辨别，然后按照实际需求选择管理决策（系统自主执行指令、管理人员人为操作）。通过电气自动化控制的应用，楼宇控制系统一般情况下都是按照自主判断结果选择自主执行指令的决策，人为决策只发生在有重大问题出现的情况下。例如对空调通风系统的控制，系统通过分析所采集的建筑温、湿度数据，自行判断出当前家居环境的温、湿度是否应该调整并自动下发指令，利用控制器自主调整空调机组的运行状态，完成家居环境的温、湿度的调控（见图2）。

图2 楼宇控制系统示意图（图片来源：http://dgjae.com/solutions/smart-building/1014/）

3.1.3 智能化的信息集成与联动机制

智能楼宇控制系统的主要特点是其能够完成楼宇内所有设施的联动，实现所有功能的智能协调控制。例如当消防系统发出警报时，中心控制平台接收警报信号并针对电力系统、给排水系统以及通信系统等自主下发指令，接收到指令的系统自行作出应对，电力系统切断对相关范围内的电力供应、给排水系统进行喷淋工作、通信系统发出警报等。除此之外，还需按照建筑的实际用途为其选择具有不同功能的智能楼宇控制系统，例如医院需要具有广播等功能的智能系统，住宅需要具有物业管理等功能的智能系统。不同构成的智能系统所控制的重心及内容也存在差异，但其核心理念都是为人们服务，构建适宜人们生产生活的建筑环境。

3.2 电气自动化控制在智能建筑紧急报警系统中的体现

以实用性、开放性以及经济性为准则建设紧急报警系统，该系统的报警信号输入来源主要包括紧急按钮与红外、微波探测器，在智能建筑中需要结合各建筑位置的重要水平、风险级别要求和现场条件进行紧急报警系统的安装。系统整体采用报警总线的组网形式进行连接，主要通过报警控制主机管理所有报警防区，报警防区的所有信息以电子地图的形式动态呈现在管理工作站中。除了电子地图，紧急报警系统还可通过声光报警提醒管理人员。通过应用电气自动化控制技术，紧急报警系统的报警联动输出模块能够将报警信号及时地传输至视频监控系统等，通过多系统联动构建统一、健全的安全防范网络，实现人员安全防护。

3.3 电气自动化控制在智能建筑通信系统中的体现

为实现智能建筑的智能化需求，其需要应用的核心技术为电气自动化通信技术，通过在智能建筑的电气设计中应用该技术，能够为智能建筑建设健全的通信系统，完成智能建筑的全面监控与管理，满足人们的生活生产需求。通过应用电气自动化控制技术，智能建筑能够构建多元化、健全的通信系统，满足当前智能建筑需求。通过智能建筑通信系统可以完成一体化通信，有效跨越地理空间的限制，实现信息资源的交互，提升人们的生活水平。

3.4 电气自动化控制在智能建筑照明系统中的体现

通过在智能建筑照明系统中应用电气自动化控制技术，可以显著提高系统整体的工作效率，同时减少环境消耗。智能建筑照明系统中，所应用的电气自动化控制技术包括电磁调压技术、电子传感技术、数字电子技术、红外线技术等，不但可以全天候监测动力模块实现电能优化，而且还可以控制照明系统使之满足任意照度要求。比如走廊的照明系统可以利用红外线技术确定当前走廊中是否有人，从而作出照明与否的决策，通过应用电气自动化控制技术能够有效实现节电，显著提高智能建筑照明系统的使用质量。

3.5 电气自动化控制在智能建筑防雷系统中的体现

建筑的安全性不管放在哪个时代都是当下人们最为重视的一点，跟随时代的进步城市人口剧增，土地面积锐减，导致建筑结构的高度越来越高。高层建筑的安全性中，需要注意的一点是建筑的防雷安全。传统的防雷方式是在建筑顶部安装避雷针，智能建筑防雷系统中通过应用电气自动化控制技术，能够利用终端操作选出防雷带并对应部署完善的接地系统，有效在节约能源的同时精准实现防雷，具有较好的实际应用效果。

4 结语

智能建筑作为当下建筑领域的重点发展方向，在其中运用电气自动化控制技术可显著增强智能建筑的规范性、先进性，从总体上改善施工品质。从事建筑建设与电气自动化控制方面的技术人员需要加强合作、沟通，将二者有效地结合起来，令电气自动化控制充分发挥自身作用，提升整体建筑的水平，更好地为人们提供服务，积极促进社会和谐进步。