摘要：进入21世纪，智能建筑的发展现已呈现出多样化的特征，而建筑行业在不断地向集成化、综合化、规模化、智能化发展，电气自动化涉及的领域将会更多，在智能建筑中通过进行合理的电气自动化控制系统设计，可以进一步降低智能建筑使用过程中的能耗，同时在电气自动化控制发展过程中，要注重新兴技术的应用，因此，本文从分析智能建筑电气系统的设计、施工与维护，对国内智能建筑发展有着很大促进作用。
关键词：智能建筑；电气系统；自动化控制；设计；施工；维护
1、我国智能建筑的发展现状
以往的高层建筑控制设备都非常多，各系统的控制也相互独立，增加了操作和控制的难度，比如给排水系统、消防系统、变配电系统、空调系统、保安系统和停车场系统等各种系统同时共存与建筑中，依靠中央临近室很难操作和管理这些繁多的系统。上世纪八十年代，随着微型计算机技术的兴起以及信号传输技术的发展，可以实现将各设备的运行状态显示于中央监控室，能够较容易地将各系统的操作和管理置于中央控制室，大量的信息资源得以共享，在提高智能建筑管理效率的同时也减少了系统设备数量及场地使用面积。
我国经济经过三十年的飞速发展，在国家转型的关键时刻，智能建筑也迎来了更大的机遇和挑战。这将是中国智能建筑设计、施工、监察和管理技术改革和发展的重要阶段。2012年我国发布的《中华人民共和国可持续发展国家报告》中强调，要以节能减排作为可持续发展的基础，因此我国智能建筑的设计和建设要体现出实用性、环保性和可持续升级发展等特点。与其他国家的智能建筑相比，我国则更注重智能建筑的节能减排，追求的是低碳高效的智能建筑。我国建筑智能化的推进对国家的可持续发展战略具有非常积极的促进作用。
虽然我国智能建筑的发展如火如荼，但目前还处于混乱局面，主要体现在以下几个方面：①建筑各方配合不默契；②系统集成商的水平较低；③缺乏创新。
随着我国综合国力的提升，各项科学技术如现在控制技术、计算机网络技术和数据卫星通信技术等的不断提高，智能建筑将会作为现代建筑的有机组成部分在我国城市建设中发挥更重要的作用。在赋予传统建筑新内涵的同时，不断吸收和使用新技术，实现功能和技术上的新突破。
2、设计应用控制系统
智能建筑电气自动化系统包括给排水系统、通风、空调系统、供电系统、照明、动力系统等，其间各个子系统对智能建建筑中的各种设备都可有效控制和管理。
2.1给排水系统
给排水系统主要是给水、排水，都需要借助于水泵及传感器而工作。给水系统则主要是水泵直接给水，或者是高位水箱给水及气压罐给水，室内排水多是使用重力流进行直接排放。给排水系统设计可于水泵位置安装传感器，这样即可密切监控给排水运行数据，亦可严密监控水压，这样可控制水泵的运行。用传感器对最低报警水位和溢流情况，或者是起泵液位等进行全面检测。给排水系统应保障自动化设备协调统一，这样可充分提升自动化智能控制。
2.2通风及空调系统
通风系统多是用来检测空气中的一氧化碳及二氧化碳含量，若这两者的浓度大于限定额度，此系统均会自动启动风机，应先净化且排除受污染的空气，从而到室外吸入新鲜空气，这样可有效改善空气质量。空调系统大都是包括集中式、半集中式、局部空调系统，空调系统则是利用制冷实现压差旁通控制，冷却水温度控制及设备启停顺序控制，再利用热水裤子系统实现交换器二次热水出口温度控制，风机盘管监控系统可有效控制风机盘管及其风速与电动阀门。
2.3供电系统
智能建筑耗电量大且对电力质量有着极高的要求，应设置相应的备用电源，这样可防止突然停电，从而影响变配电系统的正常运行，以便避免由于设备停用而出现经济损失。智能建筑变配电控制系统可展开设备状态监视及参数检测，再是电量计量和故障警报，这样可确保自动控制系统正常运转。
2.4照明及动力系统
照明及动力系统应充分满足智能建筑对相应设备的控制需求，更应充分实现整个系统的有效节能。目前许多智能建筑都是高层建筑，这对照明用电和电梯设备系统动力需求更大。这样可基于系统用电需求，设计务必节能，这样了加强智能控制系统控制力。
3、自动化控制在智能建筑中的应用
电气自动化无论是在监控、联动性以及安全性等多个方面都有多重的优势。所以，如果能够将电气自动化的这些优势运用到智能建筑中，那么更会使得建筑领域迈出跨越性的一步。对电气自动化控制在智能建筑中的应用进行了一定的研究，就能够为电气自动化应用水平的提高而提供一些有效的理论支持。
3.1电气系统设计
3.1.1.TN-S系统
该系统属于低压配电系统，严格的将中性线和保护接地线分开，是标准的三相四线 PE 线的接地系统。其中中线和保护地线只在变压器中性点有共同接地。该系统正常运行过程中，保护地线不带电，只有中性线带电，具备可靠的基准电位，对地面没有电压。但接地线不允许短线，其接在金属外壳的设备上是安全、可靠的。采用该系统的原因主要考虑的以下几点：通常智能建筑中单相用电设备多、负荷大、而其经常又是不平衡的，而且中性线带有随机电流；由于中性线带电，如果其与保护地线连接在一起然后接到金属外壳的设备上，会有很大的危险性，并且会使电子设备相互干扰，导致无法工作。
3.1.2.TN-C-S系统
该系统由两部分组成，一部分是 TN-C 系统，第二部分是TN-S 系统，采用了两个接地系统，其分界点在中性线和保护地线的连接点上。在智能建筑中，当供电由区域外引电流的时候，常选用该系统。与一般的系统不同，该系统在进入使用前采用 TN-C 系统，进入处则需要重复接地，进入后变为采用TN-S 系统。该系统明显提高了线路对人员的安全性保证。
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3.1.3.安全保护接地
在智能建筑中，由于有很多强电设备、弱电设备和非带电导电设备及构件的存在，所以需要严格的安全保护接地措施。如果没有安全保护接地，当设备的绝缘损坏的时候，其外壳很容易带电，人不小心触碰到此类电气设备的时候，很有可能被电击伤甚至造成危害生命的事故。因此，智能建筑中必须采用安全保护接地设备。其主要是将电气设备不带电的技术部分与接地体之间进行金属连接，将保护地线与智能建筑中的用电设备进行连接，最好将其附近区域的金属构件也进行连接，但严禁与中线相连接。
3.1.4.直流与交流的工作接地
直流电工作接地主要考虑到智能建筑内有很多计算机、多媒体等大型设备，其要求电流稳定性好、准确度高，以满足大量信息的传输、能量转化等要求。通常采用较大截面的绝缘铜线做引线，将电子设备直流电接地，并与基准点相连接。变流电工作接地主要是将变压器中性点或者中性线接地。
3.2电气自动化在智能建筑中的应用
在同一智能建筑中，采用同一个联合接地系统后，可以避免不同系统间的电位差引起的相互干扰，当智能建筑物中采用等电位联结、局部等电位联结和星形等电位联结后，利用钢筋做接地装置，其接地电阻将小于014Q，远远小于计算机直流接地的电阻，也符合行业标准要求。因此，在该建筑物机房内进行局部电位联结和联合接地后，计算机运行良好。
电气自动化控制在智能建筑中的应用是一个涉及方面比较多的研究，而以上仅仅只是对电气自动化控制应用的几个重点方面的研究，并且这些研究都还比较浅显，所以，对于提高电气自动化控制在智能建筑中的应用水平还是有一定欠缺的。所以，对于电气自动化控制应用的研究还需要该领域专业人士进行进一步的研究和探索。
4、智能建筑电气系统设计及施工
智能建筑电气系统设计和施工务必遵循智能建筑电气系统设计，应基于智能建筑照明及动力和中央空调等方面需求，此类经济效益务必是建设投资经济效益，这也是智能建筑电气系统运行经济效益。智能建筑强弱电设计中应注重其供配电系统，这也是电气系统设计基础的重要基础，它关乎着智能化系统运行职责的关键内容。现代化智能建筑中的电气系统设计，务必按照建筑物预定功能对用电负荷深层分析和计算，且利用用电负荷容量和分布情况来确定供变电主机的位置，这样可尽可能缩短低压供电半径，从而降低线路耗损。并且，应不断加强智能建筑电气系统设计质量管理，智能建筑电气系统设计时，其设计单位务必不断增强自身设计质量管理。
5、智能建筑电气系统安全设计分析
智能建筑中的电气系统设计中，电气系统应用安全性设计工作是其重要内容。为了充分满足智能建筑电气系统设计的各项需求，智能建筑电气系统设计中务必注重未接电金属位置，或者是非带电保护箱等类设备，应做好其接地连接。利用电气系统安全防护设计，尽量避免使用者触电，最终发生触电事件。智能建筑电气系统安全设计需求方面，强弱电系统设计及通信线路设计，要不断加强安全保护接地设计，这样亦可基于设备外部绝缘及接地保护等方面保障，这样可确保使用人群及其各项设备的安全性。基于电气系统设计规范，注重智能建筑电气系统特征，使用现代电气设计理论和技术方式，以此提升电子系统安全性，这样可充分满足智能建筑电气设备运行中的各项需求。
6、智能建筑的未来发展趋势
建筑智能化受诸多因素的影响，但无论如何发展和变化，在今后的发展和演变过程中，建筑智能化必将融入智慧城市中，成为“和谐中国梦”的重要组成部分。随着现代科学技术的不断更新，新理念和新技术的涌现，建筑智能化如何更好地融入智慧城市中，将是智能建筑未来发展的重大课题。
与此同时，建筑智能化应从智能建筑体系架构确定、设计理念创新、规范和标准完善、集成融合平台建设、B/S访问模式确立、嵌入式控制系统架构以及云计算机服务平台建设等方面考虑，使得智能建筑更好地融入智慧城市建设中。
根据国家提出的可持续发展理念，节能减排是智能建筑必须考虑的因素，而提高能量效率又是建筑节能的关键，所以不管是建筑节能标准的制定还是具体工程项目的设计都应将能量效率的提高放在第一位。当然，智能建筑的建设也不例外，业主建设高度智能化、高度舒适性的智能建筑，同时也能大幅降低能源的消耗，其目的就是要降低建筑的运行成本。根据我国现阶段国情特点和可持续发展原则，运行成本低且能可持续建筑设计主要可以采取以下几项措施：①合理利用现有资源，开发并利用可再生资源；②节能减排；③场地影响最小化；④智能化等。
健康、舒适、方便的人居环境是建筑节能的基础和目标，同时也是人类共同的愿望，因此，未来的智能节能型建筑应该具备以下几个特点：①通风散热顺畅；②冬暖夏凉；③光照充裕：室内以自然采光为主，人工照明辅助相结合，满足日常需要；④智能控制：通风、采暖、照明、家电和空调等都采用自动控制，既可按预定程序集中控制，也可实现局部手动调节，既满足不同场合下人们的需要，也可实现节能减排。
智能建筑发展的同时也带动了建筑相关行业，使得相关行业已成为高新技术产业重要的组成部分。智能建筑的发展同时也带动了建筑设备智能化技术的飞速发展，使得相应的控制系统与建筑设备智能化程度越来越高，为智能建筑功能的提高提供了有力支持的同时也促进了相关行业产品技术水平的不断提高和产品的更新换代，反之也推动了建筑智能化的快速发展。
7、结束语
随着社会经济水平的不断提升，现代科技也被广泛应用于建筑工程中，智能化建筑的发展给人们的生活带来了很大的便捷，智能化建筑已早已是建筑行业发展的新趋势。国内可持续发展战略快速施行，城市人口也快速增加，人们也更加注重绿色节能建筑，智能化楼宇建设可充分实现绿色楼宇智能建筑目标。因此，分析智能建筑电气系统的设计、施工与维护，对国内智能建筑发展有着很大促进作用。本文深层分析了设计应用控制系统，并探讨了智能建筑电气系统设计及施工，对智能建筑电气系统安全设计进行了分析，以期提升国内智能建筑电气系统应用水平。
参考文献：
[1] 杜广朝.高职智能建筑电气专业教学改革的探讨[J].中国科技信息.2006（13）.
[2] 程大章.低碳城市与智能建筑电气[J].现代建筑电气.2010（01）.
[3] 谢献纲.智能建筑电气自动化系统的分析及设计思路[J].时代农机.2015（10）.
[4] 程大章.从智能走向智慧[J].智能建筑与城市信息.2015（02）.
[5] 吴昂，李祝军，程大章.智慧城市的探索——城市的生态安全[J].智能建筑.2013（12）.
[6]王健南.电气自动化控制在智能建筑中的应用[J].文摘版（工程技术），2015（32）
论文作者:郭广锐
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/18
标签：智能建筑论文; 系统论文; 智能论文; 设备论文; 建筑电气论文; 电气论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年12期论文;