智能建筑与电气自动化的设计和技术

【摘 要】:随着科技的发展，电气自动化的应用越来越广泛。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用，把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能增强人类认识世界和改造世界的能力。所以，电气自动化在智能建筑中的应用，这将是建筑行业的发展的新方向。

【关键词】：智能建筑；电气工程；自动化；设计；发展

中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来，智能建筑在我国已成为建筑市场的大趋势，也是建筑业中新的“经济增长点”。根据我国的定义，利用先进的技术对楼宇进行控制、通信和管理，即为智能建筑。前些年人们提到楼宇自控系统，主要所指仅仅是建筑物内暖通空调设备的自动化控制系统，近年来已含盖了建筑中的所有可控的电气设备，而且电气自动化已成为楼宇自控系统不可缺少的基本环节。在楼宇自控系统中，电气自动化系统设计占有重要的地位。

一、建筑电气自动化技术与智能建筑的概念

建筑电气自动化技术是以电气工程技术为基础，融合了电子技术、电工技术、控制技术与信息技术的一门综合性、多元化的应用技术。它具有电气工程的明显特征，同时又吸收了不同专业不同领域的知识和信息，因此难以将其简单的划分到电工、电子、信息或控制类别中去。建筑电气技术的内容贴近时代又极具实用性，在我国当代建筑领域，尤其是智能建筑领域有着广泛的应用。

所谓的智能建筑并不是指以智能化的电脑控制的特殊建筑，而是综合运用控制技术、电视技术、光纤技术、数字通信技术、传感技术以及数据库技术等多种高新技术，将建筑物的结构、设备、服务和管理进行优化组合，构建出一个舒适、高效、可以最大限度激发人的创造力、提高人的工作效率的人性化建筑。目前我们所指的智能建筑主要建立在通信自动化系统、楼宇自动化系统以及办公自动化系统的基础上，这三大系统均与建筑电气技术有着密切的关系。

二、电气自动化技术的特点和在现代建筑中的应用

电气自动化技术具有以下两个重要的特点:一是技术涵盖面比较宽。因为电气自动化技术既是一门应用性比较强又是一门比较普遍的技术,大多数工业有关企业均会或多或少涉及到。此外,由于这门技术含量比较高,在电气自动化系统的设计中,需要硬件设计又要软件设计,而且不同的应用行业与场合需要选择不同的技术方案,由此而见,这门技术需要比较宽的知识面。二是对电子技术依赖性比较强。我们知道,对于一个典型的电气自动控制系统而言,无论从采集信号的传感器到进行信号处理运算的控制器,或者到执行运算结果的执行机构等等均与电子技术的发展密切相关。所以,电气自动化技术的发展离不开电子技术的进步,两者密切相关,前者依赖于后者。

自20世纪60年代以来,传统电气系统逐渐满足不了我国建筑用户对建筑物功能的多样化与个性化的需求。生活环境的舒适度、信息沟通的便捷性、服务设施的完善性等问题越来被人们所重视,直接导致建筑设备与电气设备的复杂性不断提高。基于此,在这一背景下,以电气自动化为技术支撑的智能建筑设计与布局得到了又好又快的发展与应用。从当前我国电气自动化技术的应用效果来看,电气自动化技术优势主要体现在以下几个方面:第一,设备与系统全工作过程得到高效监控。大型建筑一般结构比较复杂,运用的电气系统组件比较繁多、结构比较复杂、功能也多样化。传统管理与运行方式存在管理盲区,进而导致事故的发生。但是“采集-处理-反馈”模块管理与运行的现代自动化技术对电气系统给予实时、数字化监控,能够有效将控制中心的指令顺利传达到系统,并将系统反馈信息成功传递到控制中心,以实现对整个电气系统“高效、实时、不间断”的控制和管理。第二,大幅度提高了联动性。建筑中配电、照明、消防、空调等系统在电气自动化技术的配合下可以连接成为一个整体,进而大大地提高这些系统的联动效果,同时解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节,以及紧急情况下(火灾、水管爆裂等)系统的自动识别与判断,及时实现预设的应急处理方案,开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等。第三,安全性比以往更强。电气系统具有危险性。设备故障、人员操作失误以及工作环境变化等多种因素均可能导致电气系统产生比较严重的安全事故。但是,利用自动化控制技术可以有利于系统对工作中出现的异常情况做出反应。第四,数据比较完备、计算也较精确。自动化系统可以综合其操作流程、故障处理等数据建立起准确而又清晰的数据库,以便为后期工作的决策提供信息支持。

三、现代智能建筑中自动化系统的组成以及功能的实现

1、自动控制系统的工作原理的三个步骤

（1）、实时的数据采集。即对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。

（2）、实时的控制决策。对采集到的被控量与给定量进行加法运算，其运算结果即作为控制器需要调整的方向和量值的输入。

（3）、实时的控制输出。根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

2、自动化系统功能的实现

系统主要由自控空调机组、自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系统与综合布线系统等组成。空气调节控制系统一般包括空气加热设备、空气减湿冷却设备、及空气加湿设备等。系统常采用DDC控制，将装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往控制器与设定点温度比较，并控制装在回水管上的电动调节阀的动作，使回风温度保持在所需要的范围内。给排水系统一般包括生活给水子系统、生活排水子系统和消防子系统。智能建筑对电力与照明系统的控制包括对配电系统运行参数的实时检侧、对建筑物内用电量的自动统计与管理、对各种电气设备的检修保养、照明系统的节能监控、应急照明的启停控制等。消防控制系统由火灾探测器、火灾报警控制器、火灾自动报警系统、消防联动控制系统、消防专用电话系统等组成。

随着电子技术、信息网络技术以及智能控制技术的飞速发展,电气自动化技术应运而生。电气自动化技术是指电子信息技术和信息技术为主要电气工程有机结合的一种应用技术。目前,电气自动化技术在我国各行业已经得到广泛的应用。本文阐述了我国电气自动化技术现状及发展展望,以期为我国电气自动化技术更好地服务于我国经济建设提供理论参考。

四、我国电气自动化技术的发展趋势

我国电气自动化技术未来发展趋势主要体现在以下几方面:一是由低频向高频方向发展。随着我国现代科学技术的跨越式发展,我国的工业化程度也不断加深,传统的单频、低频的电气自动化技术已经不能够适应工业现代化建设的需要。我国工业生产正向高频的生产阶段发展。二是电气自动化技术和计算机技术完美融合。众所周知,电气自动化的最终目标是为了提高生产力,改变人们的生活方式,尤其是当前的社会,需要尽可能节省劳动力资源,降低工人的劳动强度,这就要求工业生产过程中尽可能实现机械化。值得一提的是,PC客户机、互联网技术的迅猛发展对于促进电气自动化的进一步发展发挥了十分关键的作用[3]。三是逐步和生命器官领域有机结合。

结束语

综上所述，以往大多数人认为电气自动化仅仅属于工业领域,仅仅运用于社会生产当中,但是随着科技水平的不断提高,相信今后电气自动化也将在生命器官领域和生命器官的替代方面(比如在人类心脏器官的辅助等方面)扮演着越来越重要的角色。

参考文献：

[1]齐维贵，张立珠，燕飞，吕丽.基于Lonworks技术的空调系统设计[J].暖通空调，2002，04.

[2]曹云峰，王耀才，孟凡芹，王军威.基于现场总线控制网络和数据网络的互联[J].煤矿机械，2002，09.

[3]姚胜兴，王新辉，刘伯中.集散控制下楼宇自动化系统与设计[J].测控技术，1999，10.