浅谈电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用

引言

随着城市化进程加速与信息技术的飞速发展，智能建筑已成为现代建筑的重要发展方向。传统建筑电气系统依赖人工操作与分散管理，存在能耗高、安全性差、管理效率低等问题，难以满足智能建筑对高效、节能、安全的需求。电气工程及其自动化技术融合自动控制、计算机、通信等多学科成果，能够实现建筑电气设备的智能化运行与精准管理。

一、电气工程及其自动化技术与智能建筑基础理论

1.1 电气工程及其自动化技术概述

电气工程及其自动化技术是以电气科学为基础，融合计算机技术、自动控制技术、电子技术等多学科知识，实现对电气系统的设计、运行、监测与控制的综合性技术。其发展历程可追溯至 19 世纪的第二次工业革命，电力的广泛应用开启了电气化时代。随着晶体管、集成电路的发明，以及计算机技术的飞速发展，电气工程自动化逐渐从简单的继电控制，发展到如今高度智能化、网络化的控制系统。该技术的核心由电力电子技术、自动控制理论、计算机技术和通信技术构成。电力电子技术实现电能的高效变换与控制。自动控制理论为系统稳定运行提供调节方法。计算机技术承担数据处理与逻辑运算任务。

1.2 智能建筑的概念与特点

智能建筑是通过将建筑的结构、系统、服务和管理进行优化组合，利用现代信息技术、自动化技术，为人们提供高效、舒适、安全的建筑环境。它打破传统建筑模式，实现建筑设备与系统的互联互通和智能管理。智能建筑具有显著特点：高效性，通过自动化控制系统，实现对建筑内供配电、照明、暖通等设备的精准控制，提升管理效率；节能性，借助传感器和智能算法，依据环境变化自动调节设备运行状态，降低能源消耗；安全性，集成安防与消防自动化系统，可实时监测安全隐患，快速响应突发事件；舒适性，根据用户需求自动调节室内温湿度、光照等环境参数，营造宜人的空间环境。

二、电气工程及其自动化技术在智能建筑中的具体应用场景

2.1 供配电系统自动化控制

智能建筑供配电系统自动化控制是智能建筑电力供应稳定性的根本保证，安装智能表计、电流/电压互感器、断路器、计量用电流传感器、计量用电压传感器等，实时地自动采集电气数据，并输送至中央站，自动化控制系统的操作依据事先设计的各种算法，对供配电系统进行自动化调度运行。故障分析判断功能可以自动检测出短路、漏电等故障位置，自动解除故障点并对故障进行报警，在极大程度上缩短了停电时间，维护了整个建筑电力系统的稳定性。

2.2 照明系统智能控制

采用智能照明，提高建筑的节能和用户体验度。基于感测器，智能控制系统在办公楼走廊采用红外线或微波感测器，利用感测器感知人所在的位置，当人走进走廊时，相应的照明灯亮起，并进行照明自动调节。当人走出后，照明灯延时关闭。实现预先制定的场景功能，用户可以根据自己的需求，选择相应的一键场景，实现对空间的照明变化，如会议室模式、酒店客房的休息模式。

2.3 暖通空调系统自动化

自动化控制是对暖通空调系统的优化，实现了对室内环境的精确控制及节能高效运行。室内安装温湿度传感器，自动化控制由监控的阈值，控制空调机组制冷/制热的功率、风机的转速、新风系统进风量大小。同时利用天气的预报信息预先控制预热天气下开起空调预冷等。

2.4 安防与消防系统自动化

智能建筑的安全“堡垒”是安防及消防系统的自动化。智能建筑综合的安防系统，包括视频监控系统、入侵报警系统、电子门禁系统等子系统，实现上述系统的自动化联动。例如，红外入侵探测器探测到有入侵者闯入时，系统联动报警装置，将该地点的画面显示到安保值班室，并将此区域对应的门禁进行锁定。智能建筑综合的消防系统通过设置的烟感报警传感器、温感报警探测传感器，及时探测火灾风险，若系统检测到火灾后，马上进行火灾报警，自动关闭非消防电源，开启消防应急照明装置和疏散指示，联动消防喷淋水泵、消防排烟风机进行灭火与排烟工作。

三、电气工程及其自动化技术应用于智能建筑的优势与效益

3.1 提升建筑智能化水平

电气工程及其自动化技术充分应用了各种先进的科学技术，从根本上改变了智能建筑的管理方式，大大提高了智能建筑的自动化水平，在供配电系统上，实现了电力资源的自动化控制、高效管理和自动使用，对电力分配实施实时检测和数据监控，电力分配更加合理；在照明系统上，通过传感器及自动化技术实现了照明由“人控”到“智控”转换，并依照各种环境及人员的变化进行照明系统的自行调节，增强了智能建筑的自动化水平；在暖通空调、安防消防等系统的自动化运行上，使得建筑具有“眼观六路”的感知能力及“聪慧的头脑”，全面实现了对智能建筑设备进行自动化管理，即智能的智能建筑。

3.2 实现节能降耗

节能降耗是电气工程及其自动化技术应用于智能建筑的重要效益之一。在照明系统中，自动化控制根据环境光线和人员活动情况自动调节亮度和开关，避免了灯具的无效照明。暖通空调系统通过实时监测室内温湿度、二氧化碳浓度等参数，自动调节设备运行状态，避免了能源的过度消耗。供配电系统的自动化控制可优化电力分配，降低线路损耗，提高能源利用效率。

3.3 增强建筑安全性与舒适性

该技术的应用为建筑安全性与舒适性提供了坚实保障。在安防系统中，自动化技术实现了多子系统的联动，能够迅速响应入侵等安全事件，及时采取报警、锁定门禁等措施，有效保障人员和财产安全 。消防系统通过自动化监测和联动控制，在火灾发生的第一时间启动报警、切断电源、开启灭火和排烟设备，为人员疏散和火灾扑救争取宝贵时间。在舒适性方面，暖通空调系统自动化精准调节室内温湿度、空气质量，为用户营造舒适宜人的环境。

3.4 提高管理效率与便捷性

电气工程及其自动化技术让智能建筑的管理模式发生了根本性变革，极大地提高了管理效率与便捷性。物业管理人员通过中央监控系统，可实时掌握建筑内供配电、照明、暖通空调等设备的运行状态，无需像传统管理那样逐一巡检。一旦设备出现故障或异常，系统自动报警并定位故障点，管理人员能够迅速做出响应，减少故障处理时间。远程控制功能使管理人员无论身处何地，都能通过手机或电脑终端对建筑设备进行控制和管理，如远程调节空调温度、开关照明等。

结语

电气工程及其自动化技术深度赋能智能建筑，在优化供配电、照明等系统运行，提升建筑智能化、节能性、安全性上成效显著。其不仅革新了建筑管理模式，还推动建筑行业向高效、绿色方向迈进。随着与物联网、人工智能等技术的融合加深，该技术将持续创新，为智能建筑高质量发展注入更强动力，引领行业迈向新高度。

参考文献

[1] 夏文澜. 电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用探析[J]. 智慧中国,2024,(10):69-70.

[2] 赵凯. 电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用[J]. 信息系统工程,2023,(03):71-73.