建筑電氣智能化發展探析
前言：本站為你精心整理了建筑電氣智能化發展探析范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
摘要:智能建筑的發展關鍵在電氣智能化技術。距世界上第一座智能建筑(1984年，在美國哈特福德市(Hartford)建造的都市辦公大樓(CityPlaceBuilding))的投入使用已30余年，電氣智能化技術在網絡通信、樓宇自控、消防聯動、安防等技術取得了較大發展。特別是互聯網、大數據、新能源、智能電器等新技術、新產品的相繼出現，為智能化技術注入了新的活力。
1建筑電氣智能化現有技術及發展現狀
建筑電氣智能化是以建筑為平臺，利用先進的科學理論和技術(含電工技術、電子技術、控制技術和信息技術)在建筑物有限的空間中，去創造一個人性化工作生活環境的智能電氣系統的技術。建筑電氣智能化包含一卡通(門禁、水電費、停車場等)、物聯網絡(所有設備集中在線監控)、安全防范系統(視頻監控、防范報警)、智能電網(市電作為新能源，太陽能、風能、生物質能作為補充)、智能水(污水處理及循環利用)，智能照明(根據光強、有無人員及密度自動調節亮度)，智能消防及聯動(火災自動報警、處理及反饋，水、風配合)，智能循環風(根據室內空氣質量凈化空氣并送排風)、背景音樂及廣播、有線電視、數字會議及視頻會議等十幾個子系統。建筑電氣智能化技術的應用為建筑增添了新的活力，據此建造的智能建筑已受到各個開發商高度青睞。世界各國也都在建造外形結構及功能各異的智能化建筑。著名的有美國的IBM總部大廈和DEC總部大廈。美國富豪比爾蓋茨的豪宅堪稱電氣智能化技術應用的典范。它完全依據智能化概念建造，配置一臺超高性能的大型服務器作為管理整棟豪宅的心臟，通過專設的高速網絡，可以實現對室內家具家電的遠程訪問和控制。隨著科技的發展，建筑的功能也日益豐富，建筑電氣智能化技術整合了電氣、通信、計算機、控制等技術，改善了建筑空間的聲、光、電、熱等的通信和管理，已經形成了特色鮮明的專業體系。未來的建筑電氣智能化技術將在現場總線、系統集成、弱電技術與強電技術融合、節能、環保等方面取得更大發展。
2建筑智能化未來展望
隨著世界人口的膨脹、社會的發展，建筑面積越來越大，超高層建筑越來越多，城市規模越來越大，城市垃圾問題、電力短缺等逐漸成為城市發展過程亟待解決的問題。然而，人們對生活質量的要求卻在不斷提高，便捷、智能的生活方式已成為新的生活質量指標。基于大數據的互聯網、智能電器、新能源、樓宇自控等技術，微電網、物聯網、系統集成等新興技術將被廣泛應用。這不僅可以有效地緩解以上問題，也能使人們得到更好的生活體驗。
2．1建筑微電網
微電網(microgrid)，是指由分布式電源、儲能設備、能量轉換設備、相關負荷及監控、保護設備匯集組成的微型發配電系統，即一個可以實現自我控制、保護及管理的自治系統，既可根據需要與外部電網并網運行，也可孤網絡運行。是智能電網的重要組成部分。智能微電網的關鍵技術主要包含:新能源可再生能源發電技術、儲能關鍵技術、智能微電網能量優化調度技術、智能微電網保護控制技術等。大電網由微電網和各種發電廠(煤電廠、水電廠、風電場、光伏電站、核電廠等)組成。微電網可以是以戶為單位的電站，也可以是智能大廈。燃機發電主要利用燃氣、燃料乙醇、氫氣等清潔能源。生物智能發電主要使用建筑內生產生活過程中產生的可用于清潔發電的垃圾、生物質等。儲能設備可以是建筑內的蓄電池、超級電容等，也可以是具有儲能功能的暫時擱置的電動車輛或設備。建筑內的能源管理中心可以根據微電網和大電網的運行狀況，實時調度，在滿足建筑需要的同時，將多余電能儲存起來或是供給大電網;當自身微電網不能滿足供電需求時，又可以從大電網獲得差額電能。微電網主要采用可再生資源發電技術(風力發電、太陽能發電、生物質能、潮汐能等)，與輸配電基礎設施高度集成，由能源管理系統管理的一種新型電網。微電網的電壓等級一般為380V～35KV，容量從幾Kw到幾MKw不等，是最接近于用戶的電網。微電網有兩種運行方式:一是與大電網并聯運行，二是在電網故障或需要時與主網斷開獨立運行。對于公用電力企業，智能微電網可視為電力系統可控的“細胞”，成為被控制的一個簡單可調度負荷，可以在數秒內做出響應以滿足電網系統的需要;對于用戶，智能微電網可以作為一個可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求。可以預見，微電網將是建筑電氣智能化技術發展的必然趨勢，微電網的廣泛應用不僅能夠提高建筑的智能化水平，提高能源利用效率，極大削弱電網高峰帶來的影響。
2．2物聯網
信息產業經過多年的高速發展，經歷了計算機、互聯網與移動通信網兩次浪潮，物聯網被稱為世界信息產業第三次浪潮，代表了下一代信息發展技術。未來的物聯網利用各種感知技術、現代網絡技術和人工智能與自動化技術，將所有的“物”聯系起來，人們可以利用隨身攜帶的終端設備，通過網絡實時查看“物”的狀態，控制物的行為，甚至與物進行交流互動，從而創造一個智慧的世界。終端設備是手機、電腦、打印機等具有聯網功能的設備的總稱。智能家居包括電視、空調、洗衣機、冰箱、衣柜、門窗等智能家電和家具。對于智能建筑而言，物聯網將建筑內的各種設備(如照明燈具、風機、報警、監控、門禁、可視對講等)通過通信網絡的連接，可以在終端機上遠程訪問，甚至進行遠程操控，方便物業管理的同時，為客戶和業主提供了優質服務。物聯網在建筑電氣智能化中的應用處于探索起步階段。目前物聯網物聯網技術在智能建筑中的應用主要體現在監控管理、智能安防、節能減排和智能家居等方面，覆蓋國家或區域性大規模應用較少。我國物聯網已取得初步發展，電力、安防、物流、交通、醫療等領域的應用模式正日趨完善。輸變電監測、智能電網、遠程抄表電力領域的應用正在逐漸拓展;周界防范、視頻監控等安防領域的應用已取得良好效果;車輛管理、路網監測和調度等物流領域的應用正在發揮積極作用;運輸、物品倉儲、監測等交通領域的應用廣泛推廣;個人健康監護、遠程醫療等醫療領域的應用日趨成熟。除此之外，物聯網在食品藥品溯源、環境監測、樓宇節能、市政設施監控等方面也得到了廣泛的應用。
2．3智能化系統集成優化
目前，智能化各系統(消防、樓宇自動化、安防、背景音樂及廣播、會議系統等)往往由不同的廠家設計或制造，每個系統都有各自的前端設備和操作軟件，用戶界面和通訊接口千差萬別，大多數系統之間不能信息共享。將各個子系統集成在一個平臺上，實現各個子系統的設備統一監控和操作，方便管理的同時，提高了效率。IBMS(IntelligentBuild-ingManagementSystem)智能大廈管理系統應運而生。在IBMS中，可實現對各個子系統的實時檢測，各個子系統通過與IBMS的通信可實時將前端設備的狀態及運行參數反饋給IBMS，通過智能分析和決策，及時處理發生的故障等問題，既減少了繁瑣的人員操作，又確保建筑系統穩定運行。樓宇系統集成軟件(IBMS)的出現，極大方便了物業管理，減少了資源浪費，縮短了發現和解決問題的時間。集成度越高，計算越簡單，包含的信息量越少，系統的穩定性也隨之降低。系統集成雖然經過了多年的發展，但是仍不能完整體現各子系統的性能，加之實現系統集成的準備工作較為復雜和工程量較大，系統成本又較高，性價比不足，最終導致未能普遍應用。盡管如此，系統高集成度和小型化的趨勢是不會改變的，這些問題的解決將會使系統集成的發展再上新臺階。
3結論
隨著電子、通信、互聯網、大數據等技術的在一些關鍵領域不斷突破和飛速發展，微電網、物聯網、智能樓宇系統集成等新技術也已形成初步規模，這些新技術的應用，將在很大程度上緩解垃圾危機、能源短缺等社會問題。在這個新理論、新技術日新月異的時代，可以預見，建筑電氣智能化技術的發展前景是十分廣闊的，未來的智能建筑不僅在功能上更加豐富，而且也會為人們帶來更好的生活體驗。
參考文獻
［1］臧書劍．建筑電氣技術的發展與探索［J］．水利水電工程，2015，5(3)．
［2］智能微電網關鍵技術［EB/OL］．(2015－8－15)
作者：代光輝 李營營 單位：鄭州學府電子工程技術有限公司
相關期刊
