浅谈电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用

引言

随着科技飞速发展与人们生活品质的提升，智能建筑逐渐成为建筑行业发展的新趋势。智能建筑通过信息技术与建筑技术的融合，实现建筑的高效管理与人性化服务，而电气工程及其自动化技术作为智能建筑的核心支撑，贯穿于建筑的能源供应、设备控制、安全防护等各个环节。

一、电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用场景

1.1 供配电系统智能化

供配电系统是智能建筑的能源枢纽，其智能化水平直接影响建筑的运行稳定性与能源效率。通过自动化技术实现智能变电站的实时监控与管理，能够对电压、电流、功率等关键参数进行动态监测。通过数据分析预测负荷变化趋势，自动调整变压器分接头档位与电容器投切，实现无功功率补偿，降低线路损耗。在分布式能源接入方面，自动化技术支持太阳能、风能等可再生能源与建筑微电网的无缝对接，根据实时电价与能源供需情况，智能调度能源流向，最大化利用清洁能源。

1.2 照明系统自动化控制

智能照明是基于自动控制理念，更加有效地节约能源并达到智能化自动照明。从光照传感器、人体红外传感器出发，通过自动检测光照的强度从而自动控制照明设备的开关照明等级，在办公场地中，如果有足够的室外光线，则灯光会自动调低室内灯光等级的照明，如果有人离开，则光线将自动关闭。

1.3 电梯与空调系统智能控制

根据电梯群控系统中自动编排调度方式对自动电梯进行了科学合理的调度方式，在客流密度的评估下改变了电梯的运行轨迹以及车站停靠的时间。利用智能化自动空气调节控制技术使空调自动调节控制，在进、出风口温度、湿度、客流量的情况下自动计算出合理的输出量以及循环量。应用变频技术使得空气调节机始终保持在较佳工况下作业。采用设备的状态监控系统，采集电梯和空调的运行数据，提前发现故障，进行主动检修，减少设备的非计划停机时间。

1.4 安防与消防系统集成

最后安防消防系统智能化集成是安防的主要保证。视频安防监控智能化管理将视频分析、人脸识别及入侵检测等技术融为一体，并24 小时实施安全防范监视。当出现人影活动或人员非法入侵时，系统实时地自动报警，同时联动系统配套设备，还可以利用电梯、门禁等系统进行人引导，直至安全疏散。

二、电气工程自动化技术在智能建筑应用中的问题与挑战

2.1 系统集成与兼容性问题

智能建筑中存在供配电、照明、安防等各个自动化子系统，由于各个子系统厂家众多，通常使用的通讯协议、信息格式和接口协议千差万别，存量设备与新型智能化设备接口不兼容，传统的电气设备通讯接口落后，不能直接连入现在的智能建筑管理系统，在对其进行一次整体更换的成本高，同时存在新、旧设备共存难的问题，导致其不能良好协同，制约建筑物的智能化水平。

2.2 能源管理与节能优化不足

尽管电气工程自动化技术具有节能的潜在优势，其在智能化建筑的能源管理节能优化的应用并不能让人满意。大多智能化建筑的节能控制系统仅具备常规的数据采集与监视功能，没有挖掘能源消耗大数据的能力，不能有效发现能源高消耗环节、设计针对性节能方案。节能控制技术方案失当，譬如空调温控算法不智能，不能根据不同的人流量、外环境等因素自动调节运行值，导致能源消耗。可再生能源与建筑用电不能有效衔接，太阳光、风能等清洁能源由于其具有间歇性与不稳定性，不能达到较好的节能减排的效

果。

2.3 网络安全与数据隐私风险

在智能化建筑中由于电气自动化系统实现联网化、智能化，这使得智能化建筑中的网络安全与数据隐私泄露等问题日益突出。因为在智能化建筑中涉及大量的各类电气自动化系统传感器、控制器等均通过网络进行链接，而在实际操作过程中，这些系统存在的安全问题比较多，因此成为黑客进行攻击的最主要对象。如果在智能化建筑中的电气自动化系统遭受到了网络攻击，使得其供配电系统遭到破坏，同时安防与监控系统也随之瘫痪，这势必会导致在建筑中工作的人员的生命和财产安全面临一定的危险。

三、电气工程自动化技术在智能建筑中的应用优化策略

3.1 标准化与模块化设计

技术措施主要是推行标准化、模块化的设计技术，一方面从行业角度应当积极推动统一技术标准、通讯协议规范智能建筑中所有电气自动化子系统的数据格式、接口规范和通讯协议，同时在设备自身设计上采用模块化设计，将电气设备功能进行模块分离，例如将照明控制系统中相应的功能模块分为传感器模块、控制模块和通讯模块，将这些模块制定统一的标准，进行模块化的组合和替换；另一方面对于旧设备的改造，研制和推广相应的通讯模块接口的转换组件，以较小的投入达到连接传统设备和智能管理平台的目的，从而提高建筑电气系统的兼容性和拓展性。

3.2 深化能源管理与节能技术

加强建筑节能技术与手段管理，优化建筑能效水平。积极利用大数据与人工智能，对建筑能效数据进行数据分析，构建建筑能效预测模型，分析各个设备和各个部分的能耗，明确建筑中各类能耗的浪费点。开展建筑可再生能源与建筑用电一体化管控工作，开发建筑能源“大脑”，获取建筑可再生能源发电、天气、电网负载等数据，并根据建筑能源用电需求情况，对建筑可再生能源、风能、生物质能、太阳能等可再生能源利用及储能技术进行科学调度利用，使得各类清洁能源能够满足建筑中持续性的能源供应需求，促进建筑领域的清洁绿色转型。

3.3 强化网络安全防护体系

建立安全架构和安全管理是保护智能建筑安全的基础。电气自动化设备端的物理安全，对电气自动化设备上的数据通过安全芯片加密传输，降低数据传输时的威胁风险，及时升级设备固件，关闭设备的安全漏洞。网络的安全，应配备防火墙、入侵检测系统等安全设备，实时对进出网络的数据进行检测和过滤，防止网络非法访问和恶意攻击行为。保障用户数据的私密性，应该建立权限严格的用户数据访问制度，并针对人员进出记录、室内的活动痕迹等其他用户私密数据资料进行分级分类的保存，利用同态加密、联邦学习等，尽量在不暴露数据资源基础上，仍具备数据资源应用性的前提下，保障数据安全，避免出现相关法律纠纷。

结语

电气工程及其自动化技术为智能建筑发展注入强大动力。从配电到照明，从安防到通信，它全面优化建筑性能，提升管理效率，降低能耗与运维成本，为用户打造更舒适、便捷、安全环境。随着科技发展，二者融合将不断深化，持续推动智能建筑迈向新高度，为建筑行业可持续发展提供有力支撑。

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] 于学峰. 电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用[N]. 山西科技报,2023-09-19(B06).