机电安装工艺在现代化建筑中的应用与优化研究

引言

随着科技的不断发展和进步，现代建筑正朝着更加智能化、高效化和可持续化的方向发展。智能化机电安装是指将自动化控制技术、计算机网络技术、传感器技术、通信技术和机械设备的有机结合，实现建筑设备的自动化、智能化控制。通过智能化机电的安装，可以提高设备的运行效率，降低能源消耗，提高建筑的安全性和舒适性，从而为人们提供更加优质的居住和工作环境。而智能化机电安装作为现代建筑智能化实现的关键环节，其技术水平和服务质量对建筑的使用功能和舒适度有着决定性影响。该文首先分析了现代建筑智能化机电系统的关键技术，近年来，BIM 技术，物联网，人工智能等数字技术有所超越，促使机电工艺由零散施工朝着全生命时段的数字化运作方向发展，本文经由分析其核心功能，改良策略和技术革新，阐释机电系统怎样重新创建建筑空间价值，从而给智慧建筑的可持续发展给予理论支持和应用办法。

1 机电安装工艺在现代建筑中的核心功能与应用研究

1.1 机电安装工艺的核心功能与技术架构

现代化建筑体系当中，机电安装工艺塑造起支撑建筑生命体征的重要子系统，其基本功能包含电力输送，空气调节，给排水网络等，这些功能合成了维持建筑正常运行的“ 神经脉络” ，电力系统依靠变配电设施来做到能源分配，智能开关柜和UPS 电源确保了供电的可靠性；暖通空调经由智能温控系统达成室内环境的动态调控，而且，PM2.5 过滤技术明显改善了空气质量。技术体系表现出多层次合成的特点，硬件层围绕智能传感器，执行机构形成物理网络，软件层凭借 BIM（建筑信息模型）达成三维可视化设计，数据层借由 OPCUA 协议做到跨系统交互。这一体系可及时监测建筑能耗数据，比如某超高层建筑安装智能电表来实施能耗分类计量，其空调系统能耗就同比削减了 22% ，从维护方面看，移动端经营平台把设备报修响应时间缩减了 60% ，设备可用率优化到 95‰

1.2 现代化建筑机电安装关键技术应用研究

机电系统技术更新达成诸多冲破，在智能控制领域，物联网技术达成设备与云端的互联互通，比如某个商业综合体设置了 NB - IoT 智能阀门之后，其供水管网漏损率缩减了 40‰ 。在能耗管理上，依靠深度学习而形成的预测算法可把能耗模拟误差控制在不到 3% 的范围，上海某园区利用机器学习模型改良空调启停策略，一年下来节约了 1500 万元的运行费用。在空间改良方面，模块化装配技术把施工期限缩减了 30% ，广州白云机场运用预制舱式变电站，其现场施工时间被减短到72 小时。节能技术从大量角度开展革新，光伏建筑一体化技术使得建筑能耗缩减 18% ，北京大兴国际机场采用光伏幕墙，每年发电量可达1000 万千瓦时，智慧运维系统融合建筑信息模型（BIM）和地理信息系统（GIS），达成地下管网三维可视化运作，广州国际金融中心在应用这个系统之后，管线修缮效率加强了 45‰

2 机电安装与建筑功能协同优化策略

2.1 机电系统与建筑设计的集成化方法

传统的机电设计往往落后于建筑设计，从而引发空间上的冲撞和功能上的不足，一体化设计却要求机电工程师在方案阶段就参与进来，某个超高层项目经由前期介入对核心筒布局实施调整，使得管井利用率优化到80% ，BIM 技术搭建起三维协同设计平台，各个专业模型随时展开碰撞检测，上海中心大厦利用这种方式化解了1372 处设计矛盾，缩减变更成本达到2800 万元。建筑性能化设计促使机电方面有所革新，伦敦碎片大厦采用双层幕墙通风系统，其空调负荷缩减了 25‰ 。迪拜帆船酒店整合太阳能中水回用系统，达成 85% 的水资源循环利用率，Grasshopper 之类的参数化设计工具，可以达成机电管线和建筑构件之间的参数关联调节，明显改善设

计更新的效率。

2.2 机电系统性能优化的动态调控技术

系统的动态调控重点在于能效改进和服务质量保证，空调系统采用模糊PID 控制技术之后，温度波动被控制在± 0.5^∘C 以内。数据中心的液冷系统利用机器学习达成流量自适应调节，从而使 PUE 值改进到 1.3 以下，凭借物联网的智能微电网整合分布式能源，上海某个园区做到了 35% 的太阳能渗透率，年收益增多了320 万元。智能控制技术有着全方位融合的特性，边缘计算网关可达成本地即时控制，比如某个地铁站依靠边缘计算让通风系统的响应速度加强了 60% ；数字孪生系统会塑造即时镜像模型，新加坡滨海湾金融中心经由预测性守护缩减了 75% 的停机时耗，多目标加强算法可调和能效与舒适感。

3 机电安装工艺的技术难点与创新方向

3.1 超高层与异形建筑机电安装的特殊挑战及应对策略

超高层建筑碰上垂直输送，结构变形与防火分区这三个难点，在垂直输送上，高速电梯技术取得了进步，单向运行速度达到 12m/s ，某塔楼用多轿厢电梯系统，把等候时间缩减了 40% ，结构补偿技术像液压阻尼器，可以吸纳建筑物的位移，迪拜哈利法塔靠多重调谐质量阻尼器（MTMD）来保障机电系统的稳定。异形建筑引发管线排布困难的状况，参数化设计令施工难度缩减 30% ，北京大兴国际机场C 型柱内部管线经过BIM 改良做到三维蛇形敷设，上海天文馆异形幕墙安装靠机器人辅助定位，精度达到 ± 1mm ，特别的空间需求促使技术更新，迪拜帆船酒店的幕墙清洗机器人可达成完全自动清洁，节约 60% 的人力成本。

3.2 智能化与数字化技术的深度创新路径探索

人工智能（AI）技术正在重塑运维管理模式，上海某数据中心经由机器学习来预测设备故障，其准确率达到 92% ，自然语言处理（NLP）改善了运维交互体验，广州白云机场的语音控制系统使工单处理效率优化了50% ，边缘计算助力本地即时决策，比如某个地铁站采用边缘AI 把云传送延误降至20 毫秒。数字孪生技术可创建虚拟运行空间，新加坡滨海湾项目经由虚实映射预先找出12 处设计瑕疵，5G 技术支持远程运维及设备监测，北京世园会园区做到 80% 的设备由云端管理，而区块链技术能保证数据的可信度，迪拜智慧城市项目利用智能合约达成能源交易自动化。新型监测技术打破传统限制，激光雷达扫描技术可形成建筑三维点云模型，测量精度达到。光纤传感网络能及时监测应力改变，港珠澳大桥监测系统做到毫米级位移检测，此类技术促使机电安装朝着智能化，精准化方向发展。

结语

机电装置工艺已由传统施工部分转变为建筑智慧化转型的关键推动力量，一体化设计法超越了专业界限，动态调控技术达成了能效提升，数字技术重塑了运维体系。超高层与异形建筑带来的独特难题引发了技术变革，智能建造促使机电工艺踏入第三次工业革命的核心领域，在未来发展进程中，建筑信息物理系统（Cyber - Physical System）的深入交融，可再生能源的微网整合，人工智能的自主判断，会不断拓宽机电工艺的技术范围，给建筑可持续发展赋予关键动力，本研究提出的改进策略已在若干示范项目中证实有效，后续研究应重点关注技术标准化及其大规模应用推广。

参考文献

[1]张学仕.现代建筑智能化机电的安装研究[J].中国建筑装饰装修，2023，（18）：120-122.