智能建筑中电气工程自动控制系统的设计

引言

智能建筑通过融合电气、自动化、信息技术，实现建筑供配电、照明、环境调控、安防等功能的智能联动，而电气工程自动控制系统作为核心中枢，直接影响建筑运行的能效、安全性与便捷性。相较于传统建筑电气系统，智能建筑电气系统更强调 “自动化调度、实时监测、多系统协同”，对自动控制系统的兼容性、响应速度、功能适配性提出更高要求。

一、智能建筑电气工程自动控制系统设计的现存问题

1.1 系统兼容性不足，多模块协同受阻

智能建筑电气工程自动控制系统涵盖供配电控制、照明控制、电梯控制、安防电气联动等多个模块，当前部分设计中，各模块采用不同通信协议与控制平台，数据接口不统一，导致模块间无法高效协同。供配电系统与照明系统独立运行，无法根据供电负荷动态调整照明功率；安防系统的电气联动与供配电控制系统数据不同步，联动响应滞后，降低系统整体智能化水平。系统与建筑其他智能系统对接不畅，难以实现 “电气 — 环境 — 安防” 的跨系统协同，制约智能建筑综合功能发挥。

1.2 功能设计与建筑需求适配脱节

不同类型智能建筑（商业综合体、住宅、办公建筑）的电气功能需求存在差异，当前部分控制系统设计采用 “标准化模板”，未结合建筑实际场景优化功能。例如，商业综合体需频繁调整照明亮度以适配不同营业时间与活动需求，若控制系统仅设置固定照明模式，无法满足动态调控需求；住宅建筑对电气系统的节能性与便捷性要求更高，若控制系统未融入人体感应、自然光联动等功能，易造成能源浪费；办公建筑需保障供配电的稳定性以支持设备运行，若控制系统负荷调控功能不足，面对办公设备集中启动时易出现供电波动。

1.3 可靠性保障薄弱，应急响应能力不足

智能建筑电气工程自动控制系统需应对负荷波动、设备故障、突发灾害等复杂情况，当前部分设计对可靠性的规划不足。系统缺乏完善的实时监测机制，无法及时发现电气设备（如变压器、线路）的异常运行状态，如温度过高、电流过载等，易引发设备损坏或安全事故；应急保障设计缺失，如供配电系统故障时，备用电源切换延迟，导致关键负荷断电；系统未设置冗余控制通道，单一控制模块故障时整体系统运行受影响，降低建筑电气系统的可靠性与安全性。

二、智能建筑电气工程自动控制系统的核心设计要点

结合智能建筑电气系统需求与自动控制技术特性，需明确系统设计原则，聚焦供配电、照明、安防联动三大核心模块，构建适配性强、功能完善的设计体系。

2.1 系统设计需遵循三大核心原则

一是兼容性原则，统一系统通信协议与数据接口，选用支持多协议转换的控制设备，确保供配电、照明、安防联动等模块数据互通，同时预留与楼宇自控系统的对接接口，实现跨系统协同；二是需求适配原则，设计前深入调研建筑类型与使用场景，明确电气功能优先级，如商业建筑优先强化照明动态调控与负荷峰值管理，住宅建筑优先优化节能控制与便捷操作，办公建筑优先保障供配电稳定性；三是可靠性原则，融入实时监测、冗余设计、应急响应功能，确保系统面对异常情况时能快速处置，保障核心电气功能不中断。

2.2 供配电自动控制模块设计需聚焦能效与稳定

模块核心功能包括负荷监测、智能调度与故障应急。通过在配电线路、变压器安装电流、电压、功率传感器，实时采集负荷数据，传输至控制中心；控制中心根据负荷变化自动调整供电策略，如低谷时段启用储能设备，高峰时段切除非必要负荷，平衡供电负荷；设置备用电源自动切换系统，当主供电线路故障时，控制中心快速检测故障信号，触发备用电源切换，保障应急照明、安防系统等关键负荷供电；同时，模块需具备过载、短路保护功能，通过自动跳闸、报警提示等方式避免设备损坏。

2.3 照明与安防联动自动控制模块设计需强化智能协同

照明控制模块需结合环境与使用需求实现自动化调控：在公共区域（走廊、大堂）安装人体感应传感器与光照传感器，无人时自动关闭或调暗照明，自然光充足时降低人工照明功率；商业区域支持预设照明模式（如营业模式、清洁模式），可通过控制中心或移动端远程切换；住宅区域支持住户自定义照明场景，实现一键控制。安防联动电气控制模块需与安防系统（监控、消防、门禁）深度协同：火灾报警触发时，控制中心自动切断火灾区域非必要电源，开启应急照明与疏散指示；非法入侵触发门禁报警时，联动照明系统开启入侵区域强光照明，辅助安防监控取证；模块需确保联动响应时间同步，避免因延迟影响安防效果。

三、智能建筑电气工程自动控制系统设计的优化策略

针对设计现存问题与核心要点，需从技术整合、调试保障、运维升级三方面发力，提升系统设计质量与运行效能。

3.1 加强技术整合，提升系统兼容性与协同性

设计阶段选用一体化控制平台，支持供配电、照明、安防联动等模块的集中管控，统一数据采集与指令下发标准；采用工业以太网或物联网技术构建稳定通信网络，确保模块间数据传输实时性；对现有不同协议的设备，配置协议转换网关，实现数据互通；同时，联合电气设备供应商、自动化系统集成商开展协同设计，确保控制逻辑与设备性能适配，避免因技术衔接问题导致协同受阻。

3.2 优化调试流程，保障系统功能精准落地

系统安装完成后，分阶段开展调试：先进行模块单机调试，逐一测试供配电控制、照明控制等模块的自动化功能，如负荷调控响应速度、照明模式切换准确性；再进行多模块联动调试，验证模块间协同效果，如供配电负荷波动时照明系统的动态调整、安防报警时电气设备的联动动作；最后开展全系统带载调试，模拟建筑实际运行场景（如高峰负荷、设备故障），测试系统应急响应与稳定性，根据调试结果优化控制参数（如传感器灵敏度、联动响应时间），确保系统功能与设计目标一致。

3.3 建立运维升级机制，延长系统生命周期

在系统设计中预留远程运维接口，支持控制中心实时监测设备运行状态，自动生成设备维护提醒；定期对系统软件进行升级，优化控制算法，适配智能建筑功能扩展需求；建立系统运行档案，记录负荷变化规律、故障处理情况，为后续优化设计提供数据支撑；同时，对运维人员开展专项培训，提升其对系统控制逻辑、故障排查的操作能力，确保系统长期稳定运行。

结语

智能建筑中电气工程自动控制系统的设计需紧密围绕 “兼容、适配、可靠” 核心需求，通过解决系统协同、功能对接、可靠性保障等问题，构建支撑智能建筑高效运行的电气控制体系。当前设计中存在的兼容性不足、需求脱节等问题，可通过技术整合、调试优化、运维升级逐步解决。

参考文献

[1]王秦凯.智能建筑中电气工程自动控制系统的设计[J].灯与照明,2025,49(04):152-154+160.

[2]张拓.智能建筑中的电气工程设计策略分析[J].电子技术,2023,52(10):252-253.