智能化技术在电气工程自动化发展中的运用.pdf
卢冬梅
摘 要：电工技术在建筑行业中有着广泛的应用，近年来，随着建筑施工水平的不断提高，电工电路技术也从传统安装维修升级到智能电气技术。本文结合电工技术在建筑中应用历史和现状对于未来电气工程智能化、信息化和节能化的发展趋势进行了探讨。
关键词：电工技术；电气工程；建筑；电工电路
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.121
传统建筑电工主要进行初级的电压变压、布线和建筑工程的电路维修等，但随着电子、电气自动化和能耗设备不断增多，电工电路技术不断发展，先后应用了漏电保护技术以防止触电事故和电器设备的安全，采用了智能技术控制剩余电流来实现超大电流的切断。传统电工技术主要是布置照明等强电系统，而现在以弱电为逐渐增多的综合性应用系统成为了主流发展趋势，电工技术越来越多地结合控制技术、信息技术、智能技术，实现建筑节能、智能和人性化的目的。
1 传统电工技术在建筑中的应用历史
1.1 建筑电工介绍
传统建筑电工要掌握识图、布线、照明设备安装、继电保护、电气设备的安装等。在基础施工阶段，建筑电工应该做好接地和防雷保护装置和引线工作，在主体施工阶段，应该做好配管、配线、预留和预埋工作，在装修施工阶段，应该做好电器设备的接线安装和调试工作。建筑电工在施工准备阶段必须要熟悉图纸和技术规范，列出交叉施工，配合施工进度合理安排施工时间，准备好施工材料。电缆预埋应该在土建做墙体防水之前处理，预埋件应该在土建施工到位时及时埋入，电气施工要和土建流水作业程序紧密衔接，逐层逐段做好铺设。在混凝土浇筑过程中，电工应该留人驻守，以保护管路和开关盒。
1.2 传统电工技术的发展和不足
传统电工技术主要集中在强电领域，以供电、照明和防雷为主，最早的建筑电工布线是布明线，后来逐渐发展到电话、电视、消防和建筑自控等弱电工程，但是以高低压为区分标准并不严谨，因为有些强电设备的二次回路可能电压很低，而防雷、保安、人防等功能虽然是弱电设计，但是还需要照明和动力。而且现代建筑耗电量越来越大，电气设备使用越来越多，所以传统强电和弱电的划分已经不符合时代发展。
传统电工技术单一局限的发展思维已经给城市发展带来了不便，以供电网络为例，老旧楼区线路老化，管路饱和，老用户增容或报装新用户都很困难，而线路改造工作又难以实施，这不但造成了供电紧张，还导致了安全隐患。由于电气设备没有今天这么多，传统电工技术不注重节能，耗电、低效的技术和设备被广泛使用，而节能高效的技术产品因为相对价格较高，所以使用较少。
2 现代建筑电气技术的发展和应用
2.1 现代建筑电气技术的发展和特征
现代建筑风格迥异，人群集中，楼层增长速度较快，消防、环保、节能和安全需求较高，尤其是对高层智能建筑来说，传统电工技术已经不能满足楼宇设计的要求。现代电气技术已经和计算机技术、控制技术、可视化技术、智能技术等结合在一起，展现出智能化、信息化、节能化、环保化的整体特征。包括门禁系统、电梯系统、中央空调系统在内的大量智能自动化系统引入其中。
以照明系统为例，1996年9月，《中国绿色照明工程实施方案》出台，要求综合考虑用电节能的各种因素，实施绿色节能。《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）强制规定高效、节能、舒适、有益和环境，白炽灯等耗电灯具逐渐被淘汰。在此条件之下，建筑电工不仅需要掌握传统电工技术，还需要正确选用节能型照明设备，合理配光，采用天然光控制技术、选择较小电阻率导线、减少线路损耗、减少供电半径、降低电压损耗等方法降低能耗。
电气技术的智能化是一个越来越重要的特征，比如家用发电机在断电后自动启用，家电的智能控制，保安系统智能识别，此外感应灯、电梯、中央空调等设备也大量使用智能化技术。在高层建筑中能耗如下：空调（43.9%）、照明（25%）、给排水（17%）、电梯（9%），所以需要利用智能技术控制能耗，比如通过将电动机维持在平衡的输入和输出状态来降低给水和排水系统能耗。
2.2 现代建筑电气设计的注意事项
在电气设计中，要保障设备负荷平衡，确保负荷电流最小值超过标准负荷电流的 80%，三项负荷应该保持在 3.67 的范圍内。
在防火设计上，要确保线路正确规划，设备正确放置，避免电气设备火灾。传统电工技术布线因为老化、机械损伤、雷击和操作失误等造成短路，而引起火灾。火灾报警与消防联动系统一定要具备独立性，以楼层为分区划分探测区域，并且在楼梯、出入口、停车场、油机室、消防控制中心等处布置应急照明系统，以蓄电池供电。
智能化建筑的防雷设计能够改变传统电工技术只在楼顶设避雷针的弊端。大厦整体安装接闪器、接地网和引下线进行外部防雷，给配电变压器安装避雷器，建立SPD三层保护保护电子信息系统不被干扰，采用均压、等电位的连接与接地、屏蔽等方式进行内部保护。
要强化防短路设计，供电系统的设计首先要根据用户端和公共用电负载计算电力负荷并分级，然后要计算短路电流，确认变压器类型，并且计算无功补偿容量。配电系统的设计要注意备用发电系统的自动化控制，变电所要对公共用电和用户用电进行分别控制。
3 结论
现代大型建筑节能、环保和智能化的需求日益提高，传统强电思维的电工技术已经不能满足现代建筑群的发展需要，电工技术已经结合其他技术发展为综合性电气技术，实现降低建筑能耗，提高舒适度，保证安全性的目的。
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