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建筑電氣設計研究1

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的城市化步伐也在加快，建筑的規(guī)模和復雜程度大幅提升，對建筑電氣設計是個巨大的挑戰(zhàn)，電氣設計直接影響到了用電的安全性和建筑物功能的實現(xiàn)。在開展電氣設計時，要滿足實際用電需求和能源的可持續(xù)利用，立足國家政策，制定出合理科學的設計方案。電氣設計往往需要設計人員有扎實的專業(yè)基礎和較強的技術能力，但是目前我國的建筑電氣設計中存在許多亟待解決的問題，人員素質(zhì)不一、設計不規(guī)范、設計缺乏效率等，這些是發(fā)展的必由之路，我們要正視問題，積極面對并解決問題，為建筑電氣設計更上一層樓做出貢獻。

1建筑電氣設計存在的問題

1.1設計不規(guī)范、深度不夠建筑電氣設計是施工的標準，設計的規(guī)范性直接關系到電氣設施的安全性和功能性的實現(xiàn)。但是當前存在電氣設計不規(guī)范的現(xiàn)象，部分設計并不符合國家標準和行業(yè)規(guī)范，導致實用性受到影響。建筑電氣設計沒有全面考慮重點問題，設計時沒有重點或重點不集中，沒有側(cè)重，導致施工難度加大，施工效率降低，給建筑電氣工程埋下了隱患。而對實際施工和建筑的功能性理解不到位，脫離了工程實際，導致設計深度不夠，為建筑工程埋下了安全隱患，導致后期修改或重建，使建筑不能如期完工，造成經(jīng)濟損失。

1.2節(jié)能設計缺乏效率在國家大力推進節(jié)能減排的綠色號召下，建筑電氣設計應該做好表率作用，從設計之初就把節(jié)能考慮在內(nèi)?，F(xiàn)在的建筑電氣設計并沒有達到應有的效果。電氣照明系統(tǒng)是電氣設計的重要一環(huán)，如果不能合理選擇照明系統(tǒng)，就會造成電力的大量浪費，所以在設計電氣照明系統(tǒng)是要注重照明選擇，在工程的建造初期就從根本上解決電力浪費的問題。目前建筑電氣設計中主要有局部、混合、一般照明這幾種方式，部分在節(jié)能設計中沒有充分考慮建筑的實際功能，這3種方式搭配不合理，造成了能源的浪費。供電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換也是降低功耗的有效方式，往往供配電系統(tǒng)設計缺乏效率，電源電壓等選擇不夠合理，造成了供配電系統(tǒng)運行過程中效率低下，功耗不能滿足節(jié)能減排的要求。電氣設計中電機的選擇也是需要著重考慮的因素，電機的功耗選擇如果不合理，就會出現(xiàn)性能浪費或者功率不足的情況，導致不能滿足節(jié)能的實際需求。

1.3未做好防雷設計隨著建筑的高度增加和結(jié)構(gòu)的復雜程度加大，防雷是現(xiàn)代建筑必要設計，這直接關系到了建筑的安全性和用電者的生命健康安全。但是目前部分電氣設計人員仍然采用傳統(tǒng)的方法，沒有針對房屋設計的進步進行科學升級，導致防護效果并不能達到預期，進而對建筑的安全性造成了影響。目前，受建設成本等因素的限制，我國的建筑防雷設計與實際情況存在較大偏差，許多建筑企業(yè)雖在防雷系統(tǒng)設計中安裝了避雷針等防雷裝置，但是并沒有進行科學的評估，導致防雷措施不夠規(guī)范化，防雷系統(tǒng)的作用很難從中發(fā)揮出來。在建筑設計中人們往往把重點放在了外部防雷上，忽略了等電位連接和共用接地裝置的建設，一旦建筑物遭受雷擊，接地系統(tǒng)中產(chǎn)生的電位差如果超過了電氣設備的承受范圍，電器設備就會直接損壞。

1.4缺乏電氣消防系統(tǒng)隨著人們對房屋功能性需求不斷提高，高層電氣設計越來越復雜化，建筑中電氣和燃氣設施的合理性受到全社會的持續(xù)關注。在現(xiàn)代建筑中，電力設施是必不可少的一項，也是容易發(fā)生安全事故的一項。在電器消防系統(tǒng)設計中，要合理針對不同的空氣濕度和溫度，應用場景等選擇火災探測器。設計消防系統(tǒng)時要充分考慮接地系統(tǒng)，尤其是針對特殊設施的接地設計。在電器消防系統(tǒng)設計中會存在不符合用電標準的問題，錯誤的接線導致電流循環(huán)，大大降低了電導率，導致安全性下降。電氣消防系統(tǒng)的供電問題也是容易忽略的一點，一些建筑內(nèi)部的消防供電系統(tǒng)不能滿足實際需求，選用的線材不具備較強的耐火性能，導致在發(fā)生火災時供電系統(tǒng)因線路燒毀不能正常運轉(zhuǎn)，不利于火災救援。

1.5未做好用電設計用電設計要與給排水、建筑專業(yè)等充分溝通，對于高度在24m以下的建筑，不能盲目規(guī)劃為三級負荷，要根據(jù)建筑防火設計規(guī)范，對每層面積超過3000m2、樓高低于24m的建筑按照二級負荷供電進行電氣設計。電力負荷分為照明負荷和動力負荷，例如空調(diào)，電熱設備照明負荷人；動力符合指電梯、水泵風機、洗衣機等，如果二者的比例不能合理安排，就會出現(xiàn)電力負荷分配不均衡，如果在設計之初沒有對建筑自身的性質(zhì)和用途進行考察，用電設計就會出現(xiàn)不能滿足該建筑的實際需求。其次如果采用柴油發(fā)電機組為備用電源時，不能只是將建筑內(nèi)所有設備用電量進行簡單求和累加，否則會造成備用電源不能滿足緊急情況下的用電需求，或所選用的機組過大，不僅增加了占用面積，還會增加建設成本和后期維護的難度。

1.6建筑電氣工程設計人員素質(zhì)有待提高目前，我國從事建筑電氣設計安裝的人員素質(zhì)不一。由于國家近些年缺乏優(yōu)秀的人才隊伍，專業(yè)的電氣人才培養(yǎng)受到限制，使得電氣人才出現(xiàn)缺口，導致設計人員的技術水平較低，不具備充足的專業(yè)知識和規(guī)范的操作手法，不能滿足當今時代建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對新技術和新標準的學習不到位，施工方法較為傳統(tǒng)，為電氣工程設計帶來了阻礙。正是由于設計人員的設計能力不夠?qū)I(yè)，導致電氣設計問題層出，要想從根本上解決電氣設計問題，首先要解決的問題就是設計人員自身的能力是否能夠滿足行業(yè)需求。

2解決建筑電氣設計問題的有效措施

2.1深入貫徹落實設計原則與規(guī)范，強化設計深度在電氣設計起步階段，就要對建筑進行全面的勘測，對建筑的結(jié)構(gòu)設計、功能性有充分的了解，根據(jù)行業(yè)內(nèi)設計標準，選擇合適的配置和負載功耗，制定出合理有深度的方案，保證建筑用電的合理性與安全性，對供配電系統(tǒng)、電源等關鍵部分進行科學設計，從根本上保障電氣設計水平。對于計劃的落實工作，要有專人負責審核工作，對于施工中出現(xiàn)的不合理之處，及時采取措施進行優(yōu)化與調(diào)整，保障電氣設計的質(zhì)量。許多建筑電氣設計觀念陳舊，沒有緊跟時代的發(fā)展，不僅阻礙了新技術的應用，也不利于工程的轉(zhuǎn)型和升級。節(jié)能減排是我國新時代發(fā)展的基本觀念，建筑設計也要緊跟時代的步伐，調(diào)整設計思路，設計符合時代發(fā)展的新型方案。

2.2采用科學的節(jié)能方法電氣設計中要針對能耗問題進行專門的優(yōu)化，要按照相關標準進行電氣設計，對電路進行優(yōu)化和改造。合理的電氣設計可以最大限度上減少電氣系統(tǒng)運行過程中的電路損耗。電力設施中的變頻技術存在內(nèi)部斷電的問題，要根據(jù)項目的實際需求選擇合適的變壓器型號，盡可能使用高效的變壓器，從根本上避免因變壓器的功率和數(shù)量不足導致的斷電和電力資源浪費。在開展建筑布線工作前，對施工現(xiàn)場進行合理規(guī)劃，選擇合適的線材和供電距離，可以使用電阻率較小的銅制導線，并且配電位置應該設計在負荷中心附近，盡可能減少因規(guī)劃不合理造成的線路分布雜亂，供電距離過遠造成的電壓損失等情況。變頻技術是電氣設計中常用的節(jié)能手段，充分使用變頻技術，實現(xiàn)設備的軟啟動，啟動時電流很小，耗電大大降低，不僅延長了設備的使用壽命，還減少了因設備頻繁啟停造成的用電浪費。在照明設計中，照明系統(tǒng)不僅要保證室內(nèi)光線滿足人們的視覺需求，同時也要滿足光線的整體效果，達到節(jié)能的目的?？梢赃x擇高效光能源和高效的電氣附件來達到節(jié)能的需求，在建筑電氣設計時，選擇緊湊型的熒光燈或者高效熒光燈，這樣可以在滿足光線整體效果的前提下達到節(jié)能。其次通過選擇高效的電氣附件，如用電子鎮(zhèn)流器代替電感鎮(zhèn)流器，不僅啟動電壓更低，對線路的壓力更小，還降低了噪音，重量和能耗，電子鎮(zhèn)流器的使用，大大減低了照明設備的功耗。

2.3基于實際情況做好防雷設計隨著建筑物高度的不斷增長，防雷設計越來越重要，直接關系到了建筑的安全性，在建筑電氣設計中，防雷裝置要作設計重點內(nèi)容，根據(jù)建筑的防雷需要，不同建筑應用不同類別的防雷設施，根據(jù)防雷要求進行合理規(guī)劃。在防雷裝置選擇上，大部分選用金屬導體進行防雷，以達到平衡電位的效果。防雷種類有3種：防高電位的入侵、防感應雷和防直擊雷。放直擊雷，是依靠金屬部件與避雷針緊緊相連，把引閃器安裝到易遭受雷擊的地方，使用引下線連接接地裝置。在實際施工中，要重視聯(lián)結(jié)等電位，就是將建筑物中的金屬物連接到儀器，保證金屬物構(gòu)成等電位體，而降低建筑物中金屬部件之間的電位差。防雷裝置的接地要進行防腐保護工作，焊接材料要選用直角扁鋼，并在表面刷漆，以達到防腐的效果。可以利用建筑結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷裝置的引下線，其中引下線的間隔應小于18m，并且易受雷擊的柱子的鋼筋應被利用作專用引下線。雷電中的電磁輻射會對遠距離外的設備造成損害，可以將建筑內(nèi)部的鋼筋，金屬構(gòu)件等連接起來，然后并入到底線，形成一個屏蔽網(wǎng)，以保護建筑內(nèi)部的電子電器設備。

2.4改進電氣消防系統(tǒng)建筑物是否安全，電氣消防系統(tǒng)是保障生命安全以及財產(chǎn)安全的關鍵防線。電氣消防系統(tǒng)也是設計難度最高的，包括自動報警系統(tǒng)、消防銷系統(tǒng)、消防聯(lián)動系統(tǒng)等多個系統(tǒng)子系統(tǒng)。在設計時不僅要確保平時的正常工作，還要確保在發(fā)生火災等突發(fā)狀況時的正常供電。電氣消防系統(tǒng)包括火災自動報警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)等多個部分?；馂陌l(fā)生時，火災自動報警系統(tǒng)要聯(lián)動其他消防系統(tǒng)，確保在第一時間發(fā)現(xiàn)火情，做出應對措施，向火源進行噴水，自動開啟排煙風扇，最大程度上降低火災造成的人員傷亡。設計防火系統(tǒng)時不僅要考慮到空間、溫度和濕度等環(huán)境因素，還要把可能的人為因素考慮在內(nèi)，完善消防泵啟停系統(tǒng)。消防系統(tǒng)的總線和多線類型要根據(jù)建筑的特點進行合理設計，避免出現(xiàn)消防系統(tǒng)與其他設施不兼容的問題。

2.5基于用電場所做好負荷設計要細致、合理分析用電場所的電力負荷情況，設計出滿足建筑實際用電情況的負荷，避免符合不足導致供電不穩(wěn)或負荷過大造成能源浪費。在開展電氣負荷設計時，要按照設計文件中所介紹的建筑高度、面積和用途等，在這些基礎上對建筑的防火類別、性質(zhì)與電力負荷等級進行劃分，要根據(jù)相關規(guī)定，采用二級負荷供電的方式。電氣設計人員不僅要保證自身設計合理科學，還要與給排水、消防和施工等專業(yè)人員進行溝通，在確保滿足各個部門用電安全的基礎上確定負荷等級。對于高層一、二類建筑，在劃分時要注意不同建筑之間的差異，不能以偏概全，設計單一的電氣規(guī)劃，導致電氣設計不能滿足當前建筑的特殊用途，要充分考慮到建筑的性質(zhì)、用途和使用環(huán)境等問題，進而確定電力負荷的劃分等級，提高設計的合理性，保證建筑電氣設施運行的穩(wěn)定、安全和可靠性。在完成電氣設計后，在實際的施工過程中，電氣調(diào)試工作同樣不能馬虎，電纜的施工要采用正確的接線方式，避免出現(xiàn)線纜短路等問題，必要時需要用校正儀進行檢測。轉(zhuǎn)子設備要檢查好轉(zhuǎn)向和靈活性，并注意接地線的連接，不可再未完成檢查的情況下進行通電，避免出現(xiàn)事故。送電前還要適當調(diào)整過載電流，并記錄電流數(shù)據(jù)，方便后期維修保養(yǎng)工作，對檢測中發(fā)生的問題不能隱瞞，應積極面對并以最快的速度提出解決方案。

2.6提高電氣設計人員的技術水平建筑行業(yè)發(fā)展瞬息萬變，設計人員能否跟上行業(yè)發(fā)展的步伐是建筑施工單位的核心競爭力，電氣設計的完整性和科學性歸根到底是設計人員設計能力的體現(xiàn)。建筑企業(yè)要重視對員工的培訓工作，定期組織外出學習和技術講座，不僅讓他們了解先進的技術，緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，增強實踐動手能力，還要增強他們的創(chuàng)新能力和責任感，提升電氣設計人員的綜合素養(yǎng)和專業(yè)能力，以滿足當今電氣設計的需要，彌補行業(yè)人才短缺的情況。

3結(jié)語

電氣設計是整個建筑工程的重要組成部分，直接影響到建筑的安全，同時也在能源的可循環(huán)利用方面有不可替代的作用。因此在建筑電氣設計中要嚴格遵守行業(yè)規(guī)范，切合實際進行相關設計工作，關注用戶在使用時的需求，緊跟時代的發(fā)展，不斷改革創(chuàng)新，設計出滿足新時代建筑的電氣設計，為建筑行業(yè)增磚添瓦。

作者:李祖嵩 單位:福建省環(huán)境保護設計院有限公司

建筑電氣設計研究2

近年來，隨著新一輪工業(yè)化改革浪潮推動，各行業(yè)的電氣工程數(shù)量相對增多，通過對電氣自動化技術的配套應用，逐漸推動了電氣自動化工程在各類機電工程中的快速應用。然而，在實踐過程中，電氣自動化工程普遍存在能源消耗大、應用功能不全、信息化程度較低的問題，由此降低了電氣自動化工程的應用效果。進入“十四五”建設時期后強調(diào)了高質(zhì)量發(fā)展主題，在電氣自動化工程中擴大了對數(shù)字化技術的運用，同時增強了環(huán)境工程管理工作。因此，在這種情況下，各類電氣自動化工程實踐中需要配套實施節(jié)能設計，加快電氣自動化工程的綠色化轉(zhuǎn)型升級，推動其向著高質(zhì)量目標實踐。下面先對電氣自動化工程的內(nèi)容與特點做出說明。

一、電氣自動化工程概述

（一）內(nèi)容電氣自動化工程包括電氣項目與自動化項目，前一個項目以電氣設備的安裝施工為主，通常與給排水、消防、空調(diào)暖通、土建、電力工程等密切關聯(lián)。后一個項目側(cè)重于調(diào)試、運行監(jiān)測，以及電氣控制系統(tǒng)的管理。前期應用時處于半自動控制水平，近年來隨著對物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術、云計算技術等新興智能化技術的綜合應用，已經(jīng)進入了全自動控制階段。由于不同的電氣自動化工程中的應用需求存在差異，實際操作中要求對電氣自動控制系統(tǒng)進行研發(fā)設計，專業(yè)性要求高、操作具有一定的復雜性。通常而言，此類工程內(nèi)容構(gòu)成中涉及電氣設備、電力電纜、供配電系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、系統(tǒng)程序存儲器、電源、編程器，以及各類電路等。由于電氣自動化工程在各行業(yè)獲得了廣泛應用，因而作為一種工程類型，在實踐時需要依據(jù)招投標→研發(fā)設計→采購→施工→試運行→收尾→維保等多個流程進行規(guī)范化操作。

（二）特點

目前，電氣自動化工程的特點十分鮮明，主要集中在技術融合度高、應用范圍廣、智能化應用三大方面。以技術融合度高為例，此類工程實施過程中，一般會用到機電一體化裝置、計算機控制技術、網(wǎng)絡信息控制技術、電力電子技術等，而且始終處于融合應用狀態(tài)。以應用范圍廣為例，在日常生活中的家居智能化管理、工業(yè)生活中的智能化生產(chǎn)中，均離不開此類工程。實踐中已經(jīng)推廣應用到了農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務業(yè)三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)下的各行業(yè)諸領域。以智能化應用為例，在傳統(tǒng)的單片機基礎理論與工業(yè)PLC控制理論基礎上，增加了數(shù)據(jù)庫建設與信息化管理，而且應用大數(shù)據(jù)技術后建立了數(shù)據(jù)中心，可實現(xiàn)高度集成的一體化監(jiān)測管理。隨著對云計算技術的融合應用，部分工業(yè)企業(yè)中創(chuàng)建了虛擬數(shù)據(jù)中心，并且利用第三方云安全防護服務，推動了電氣自動化工程的云端化、智能化應用。

二、節(jié)能設計技術在電氣自動化工程中的應用原則

節(jié)能設計以綠色化理念為核心，配套設置有設計制度規(guī)范條例，評估考核指標，以及各類節(jié)能技術等，適用于高質(zhì)量發(fā)展階段電氣自動化工程的綠色化轉(zhuǎn)型升級。從實踐經(jīng)驗看，應用時通常預設了安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性等主要原則，分述如下：

（一）安全性原則在電氣自動化工程中應用節(jié)能設計技術，以原有系統(tǒng)為條件，首先要求保障其設計方案的安全性。具體而言，此類工程的生產(chǎn)建設中需要通過人的參與完成，工程投入運行后是為人而服務，在這種主體與客體的相互關聯(lián)狀態(tài)下，無論電氣工程發(fā)生故障，還是運維管理時因故障導致安全事故并引發(fā)人員傷亡，均會產(chǎn)生一系列后果，不利于社會和諧發(fā)展。因而，在生產(chǎn)建設與運維管理中，要求遵循安全性原則開展節(jié)能設計活動。

（二）環(huán)保性原則電氣自動化工程能耗大、功能不全、信息化水平低，是當前此類工程面臨的現(xiàn)實問題，要解決此類問題，并不能一蹴而就，也難于通過專項治理達到系統(tǒng)控制目標。我國提出生態(tài)文明思想、高質(zhì)量發(fā)展主題、“雙碳”目標后，為其在深度層面提供了理論依據(jù)，在廣度層面增強了推廣應用范圍，在精度層面制定了明確的國家立法與節(jié)能標準。在這種情況下，需要電氣自動化工程節(jié)能設計人員，緊扣環(huán)保大方向預設環(huán)保性原則，結(jié)合環(huán)境管理、材料質(zhì)量、工藝技術等，落實該原則并實現(xiàn)降能耗、減碳排放量，以及防治污染的多重目標。

（三）經(jīng)濟性原則節(jié)能設計技術應用于電氣自動化工程時，如果節(jié)能設計方案的資源投入過大且存在應用效率較低，并不能在可承受范圍內(nèi)擴增可營利空間，就會出現(xiàn)得不償失的現(xiàn)象，這時此類工程的應用主體（包括企事業(yè)單位、社會化組織、個人等）往往選擇放棄其方案。因而，在實踐時，節(jié)能設計人員需要充分考慮設計時的經(jīng)濟性原則，包括方案實踐中的資源投入經(jīng)濟性，以及實踐后的應用經(jīng)濟性。從當前節(jié)能設計需求看，這種經(jīng)濟性原則涵蓋了經(jīng)濟效益、社會效益，以及生態(tài)效益，要求設計人員在該原則指導下，擴展經(jīng)濟性原則的應用范圍，并使節(jié)能設計方案促進綜合效益產(chǎn)出。

三、節(jié)能設計技術在電氣自動化工程中的具體應用

以某工業(yè)企業(yè)照明系統(tǒng)的節(jié)能設計為例，原方案如下：（1）功率密度值：8.35W/m；（2）桌面實測照度：155lx；（3）桌面照度維持值：無；（4）黑板實測照度：182lx；（5）黑板照度維持值：無；（6）100lx能耗量：5.39W/m/100lx。根據(jù)現(xiàn)行國家標準要求（如表1），不能達到節(jié)能要求，因此需要對其進行節(jié)能設計優(yōu)化，根據(jù)照度數(shù)據(jù)看，需要進行系統(tǒng)性優(yōu)化，包括配電系統(tǒng)、變壓器、應用效率、設備損耗等多項內(nèi)容。分述如表1。

（一）以配電系統(tǒng)優(yōu)化為例首先，在節(jié)能設計理念下，增強對配電系統(tǒng)的硬件與軟件優(yōu)化。以硬件優(yōu)化為例，在配電系統(tǒng)中加裝傳感器監(jiān)測、采集運行數(shù)據(jù)。同時，通過設置執(zhí)行器，使其執(zhí)行電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)布的命令。為了保障硬件的有效應用，把配電系統(tǒng)現(xiàn)用的信息管理平臺與電氣自動化控制平臺進行通信關聯(lián)，具體操作時選擇光纖與無線網(wǎng)絡連接。從而形成以感知層→終端處理單元→傳輸層→安全訪問認證→存儲與應用層→應用管理層的智能架構(gòu)，確保配電系統(tǒng)處于實時監(jiān)測與可控制狀態(tài)（如圖1）。需要說明的是，在導線選擇、通信導線選擇時，應遵循安全性原則

（二）以變壓器選取為例變壓器是該工業(yè)企業(yè)電氣自動化工程中的重要組成部分，通過它才能完成電力、電池、電流、電壓方面的轉(zhuǎn)換。從節(jié)能設計技術應用方面看，確定了硅鋼片、銅片類材料，可以較好地降低能耗?？紤]到轉(zhuǎn)換器使用時，要擴大無人操作方式的智能化水平并減少其能耗，設計人員選擇了銅材料代替了原有材料。在變壓器接線方式方面，為了規(guī)避過度使用的問題，合理延長其使用壽命，設計人員對原有線路進行了接線優(yōu)化。另外，在數(shù)量與容量控制方面，結(jié)合該工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造與照明系統(tǒng)的全面應用最大負荷，預留了20%空間并將其分配至后續(xù)應用。由于該工業(yè)企業(yè)配置了兩臺變壓器，原來以獨立應用為主，節(jié)能設計時將其進行了關聯(lián)使用，可以保障高電力運行狀態(tài)下的安全穩(wěn)定性。另外，電壓不平衡的狀態(tài)下容易導致變壓器損壞，在增加額定電流均衡性的基礎上，為其配套設計了電壓管理方案，用于預防此類危害。

（三）以電能裝置優(yōu)選為例在該工業(yè)企業(yè)的電氣自動化工程中電能裝置均以具有自動化功能的裝置為主，為了提升其自動化水平，增強智能化運行效果。對其中的無功補償裝置、電阻器等進行了優(yōu)化，并且融合應用了有源濾波器，以此降低電能裝置運行過程中本身產(chǎn)生的電磁噪聲問題，以及來自強電系統(tǒng)的電磁干擾。分述如下：

1.以無功補償裝置為例，當出現(xiàn)無功功率時，會減小電氣自動化控制系統(tǒng)中的容量空間，從而引起內(nèi)部線路質(zhì)變風險。節(jié)能設計人員根據(jù)最穩(wěn)定運行狀態(tài)目標，選擇了無功補償裝置，并在該目標下將其功率控制在0.9以上。為了使裝置電壓容量、諧波率與其裝置規(guī)格要求趨于一致，對其進行了并聯(lián)安裝。

2.以電阻器為例，在電氣自動化工程中會直接對能源損耗指數(shù)量化指標產(chǎn)生影響，為了降低其影響，設計人員根據(jù)其需求選擇了與該工業(yè)企業(yè)400kVA配電變壓器補償裝置運行記錄相適用的電阻器（如表2），減少了短路電流的發(fā)生率，而且在電阻器阻值控制控制方面，配套應用了低溫電阻材料，結(jié)合對橫截面與厚度的綜合分析，將阻值控制到適度范圍，預防因阻值過大造成的功率增加問題，從而起到了較好的能耗控制效果。

3.為了降低來自外部與裝置本身的電磁噪聲，節(jié)能設計人員為其增加了有源濾波器，將其配置到配電柜之后，不僅減少了電磁噪聲污染與干擾，也有效降低了因信號干擾對整個工程運行中的故障發(fā)生率。（四）以設備損耗控制為例該工業(yè)企業(yè)電氣自動化工程中應用節(jié)能設計時，引入了PLC控制理念，并且根據(jù)原有數(shù)據(jù)庫增加了對大數(shù)據(jù)技術的應用。形成了數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)清洗→數(shù)據(jù)存儲→數(shù)據(jù)提取→數(shù)據(jù)分析→生成數(shù)據(jù)報表→應用報表的數(shù)據(jù)處理流程，其中數(shù)據(jù)分析過程中，具有信息編碼、分類、存儲、更新功能，可以將分析后的數(shù)據(jù)存儲實時數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫。將傳感器安裝到照明設備后，可以對其損耗進行監(jiān)測與管理，較好的控制了損耗，延長了其使用壽命。根據(jù)系統(tǒng)節(jié)能計算結(jié)果看，與原方案比較，既減少了35%經(jīng)濟投入，其中對于LED、熒光燈、鎮(zhèn)流器、納燈的使用中，其綜合能耗降低到了原來的10%。

四、結(jié)語

總之，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中，電氣設備的使用數(shù)量較大，為了使其實現(xiàn)高效、安全應用，需要配套應用電氣自動化技術。但是，在實踐中發(fā)現(xiàn)電氣自動化工程應用時存在能源大、功能不全、信息控制水平低等實際問題。因而在新時期高質(zhì)量發(fā)展階段需要增強節(jié)能設計技術的應用。通過以上初步分析可以看出，電氣自動化工程內(nèi)容多、特點鮮明，在此類工程中應用節(jié)能設計技術時，需要遵循安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性原則。進入具體應用階段，則應根據(jù)實際的電氣自動化工程各系統(tǒng)的構(gòu)成，精準分析其中存在的問題及可優(yōu)化條件，再結(jié)合上述原則選擇合理的節(jié)能設計技術，保證其節(jié)能優(yōu)化后的應用效果。

作者:程敏 單位:合力光橋智慧科技（北京）有限公司

建筑電氣設計研究3

1引言

隨著我國城市化建設戰(zhàn)略不斷推進，高層和超高層建筑日益增多，人們相對于日常生活需求及其品質(zhì)要求越來越高。在建筑工程整個體系中，建筑電氣系統(tǒng)是核心技術之一，它主要包括建筑供配電，日常照明、動力設備、辦公和管理自動化等相關內(nèi)容。隨著建筑電氣系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也愈加復雜，各個子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系也愈加緊密，但也導致建筑電氣智能化的故障發(fā)生率相應增加。根據(jù)相關文獻表明，建筑電氣故障診斷技術已在機械、電力系統(tǒng)等領域發(fā)展較為成熟，但是在建筑電氣領域其智能化檢測系統(tǒng)的應用還處于萌芽階段，其主要是依靠人工來查找故障原因[1]。因此，在建筑電氣智能化領域中，對于如何利用現(xiàn)代信息技術來保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性提出了更高的要求。

2建筑電氣系統(tǒng)常見的故障

在現(xiàn)代建筑工程中，電氣系統(tǒng)是其重要的組成部分之一，在建筑電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，往往會對人們的生命財產(chǎn)安全造成較大的安全隱患，因而對建筑電氣智能化系統(tǒng)進行故障檢測工作非常必要。建筑電氣系統(tǒng)發(fā)生故障的原因有很多，例如：短路、斷路、接地、電子元件損壞等常見問題。在建筑電氣系統(tǒng)故障原因的種類中，電氣線路故障、防雷系統(tǒng)故障、電子元件故障、照明系統(tǒng)故障較為常見，若建筑物中其中一種或多種故障發(fā)生時，將會對建筑物內(nèi)人員的生命財產(chǎn)安全帶來威脅，因此，在對建筑中電氣系統(tǒng)進行故障檢測時，相關人員需要利用先進智能的故障檢測方法，進而保證建筑物電氣系統(tǒng)的整體安全，如電氣線路故障、防雷系統(tǒng)故障、電子元件故障和照明系統(tǒng)故障等各種檢測方法[2-3]。

2.1電氣系統(tǒng)故障的信號檢測方法在對建筑物的電氣系統(tǒng)進行故障檢測的過程中，采用信號檢測方法是通過對電氣系統(tǒng)的時域和頻域等特征進行具體故障分析的方法。建筑電氣系統(tǒng)故障采用信號檢測的方法時，不需對其建立數(shù)學模型，這樣可以降低故障檢測的復雜程度，但是，在減少工作人員的工作難度時，電氣系統(tǒng)故障信號檢測方法的檢測精準度也相應降低，因而建筑電氣系統(tǒng)故障信號檢測方法多數(shù)用于電氣系統(tǒng)的前期判斷，或是較為常見的電氣系統(tǒng)故障中，其本質(zhì)是通過信號的模態(tài)和小波變換法進行故障檢測。

2.2電氣系統(tǒng)故障的解析模型檢測方法在對建筑物的電氣系統(tǒng)進行故障檢測的過程中，采用解析模型的檢測方法是對電氣系統(tǒng)建立數(shù)學模型進行故障檢測的。建筑電氣系統(tǒng)故障檢測采用解析模型的檢測方法可以有效對電氣系統(tǒng)中的未知故障進行檢測，并且其故障敏感性較高，但是解析模型的檢測方法需要建立數(shù)學模型才能對電氣系統(tǒng)進行故障檢測，這使得解析模型的故障檢測方法局限性較高。因此，在建筑電氣系統(tǒng)故障檢測中采用解析模型的檢測方法，其本質(zhì)是利用參數(shù)估計、狀態(tài)估計、空間等價的方法進行故障的檢測。

2.3基于知識的電氣系統(tǒng)故障檢測方法在對建筑物的電氣系統(tǒng)進行故障檢測的過程中，采用基于知識的電氣系統(tǒng)故障檢測方法是目前先進的檢測方法，它是根據(jù)相關權威專家的實踐經(jīng)驗，使用知識系統(tǒng)不斷更新故障檢測庫的手段，并且此檢測方法具備不斷學習功能，因此能進一步提高電氣系統(tǒng)故障檢測準確性，推動建筑電氣智能化系統(tǒng)的不斷發(fā)展。

3建筑電氣系統(tǒng)的應用

3.1建筑電氣仿真平臺故障診斷原理建筑電氣系統(tǒng)的故障檢測本質(zhì)是根據(jù)故障集的映射，包括故障發(fā)生時征兆的提取和故障狀態(tài)的識別，由于建筑電氣故障發(fā)生的種類較多，且具有不確定性較大，因而以建筑電氣系統(tǒng)故障仿真平臺為基礎，對建筑電氣系統(tǒng)中常見的故障原因進行分析研究。例如：接地系統(tǒng)故障、絕緣系統(tǒng)故障、配電系統(tǒng)故障等，依照各種故障的檢測目的，進而選取最佳工作狀態(tài)的信號（電壓、電流或電阻）進行檢測，之后在配電線關鍵回路安裝傳感器，利用先進信息技術手段進行數(shù)據(jù)采集，對電氣系統(tǒng)的故障信號進行記錄，收集故障特征信號并進行信息處理，再將處理后的數(shù)據(jù)傳輸故障檢測算法，通過檢測手段后輸出故障類型和故障具體位置，并提示報警信息，進而提出相應問題的具體解決措施。

3.2建筑電氣工程施工管理在進行建筑電氣工程的施工過程中，必須將相關人員的生命安全放在第一位，以預防為主，并針對其制定一套有效的安全措施，同時對施工人員進行安全技術培訓，并保證各個相應的技術崗位持證上崗，且派遣專業(yè)人員進行現(xiàn)場監(jiān)督指導工作。另外，需要制定用電安全技術的特定編制，建立相應的技術檔案，在向?qū)I(yè)電工及各類用電人員進行相應培訓時，應向其介紹安全用電技術的示意圖和注意事項，并在資料上履行簽字手續(xù)，保證建筑電氣系統(tǒng)的安全性，禁止出現(xiàn)非專業(yè)人員隨意施工的現(xiàn)象，盡量避免建筑電氣安全事故的發(fā)生。

3.3電氣工程事故檢測在建筑電氣工程中，利用先進的智能化技術，可以保證設備的誤差最小，傳統(tǒng)都是采用人工方式進行電氣系統(tǒng)檢測的，不僅大量浪費了人力資源，還造成了大量的材料浪費，且檢查的精準性較低，留下了一定的安全隱患。在建筑電氣系統(tǒng)的日常故障維修中，由于相關技術人員的專業(yè)水平較低且實踐經(jīng)驗不足，導致檢測結(jié)果的準確性受到影響，嚴重時甚至危害人們的生命安全。建筑電氣系統(tǒng)增添智能化技術非常重要，可以提高故障檢測的精準性，且計算機系統(tǒng)可以用于程序處理，因此，應將建筑電氣系統(tǒng)智能化技術作為基礎，在電氣工程的實際工作狀態(tài)與設定狀態(tài)不相符時，自動啟動報警裝置，及時向相關人員傳遞警報信息，便于能及時解決相應問題。此外，建筑電氣智能化技術不僅可以用于故障檢測，還可以將其數(shù)據(jù)傳輸至計算機系統(tǒng)上進行具體分析，為電氣系統(tǒng)提供保證。

3.4施工控制智能化建筑電氣系統(tǒng)施工過程中，需要將施工進度、風險管理、施工質(zhì)量融入電氣系統(tǒng)中，主要通過以下幾點進行開展：①在進行施工前，應先對工程的實際情況進行調(diào)查研究，保證工程布控的合理性，并以此為基礎建立相應的機制；②對電氣系統(tǒng)設備進行安裝、調(diào)試，保證工作的順利進行；③對其進行技術驗收時，要嚴格依照相應安全等級進行驗收，保證電氣系統(tǒng)施工的質(zhì)量；④對配電箱、發(fā)電機、變壓器等重點設備進行相應控制，并制定具體的施工時間，之后對其進行微調(diào)修繕。此外，電氣工程的施工規(guī)模較大，施工中不可避免出現(xiàn)突變，進而需要智能技術以計算機系統(tǒng)為基礎進行分析，盡可能避免電氣系統(tǒng)故障的發(fā)生。

3.5電氣智能化布線在建筑電氣工程的施工中，為了進一步提高安全防護等系統(tǒng)的工作效果，保證各個系統(tǒng)的有序進行，進而在電氣系統(tǒng)的施工中更加關注電氣布線施工，為電氣設備智能化提供技術支持。為了保證此效果的實現(xiàn)，電氣布線應按照定位-開槽布線-封槽的順序進行，且相關施工人員需要嚴格按照施工方案內(nèi)容進行暗盒標記，保證標記點與開關插座的差距不能超過10mm。施工結(jié)束后，相關人員需要嚴格檢查線路是否出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，若出現(xiàn)斷路現(xiàn)象及時解決，保證電氣系統(tǒng)的工作性能。

4建筑電氣故障檢測發(fā)展前景

4.1電氣系統(tǒng)故障檢測研究目前，我國建筑電氣系統(tǒng)故障檢測還處于初步發(fā)展階段，建筑電氣系統(tǒng)故障檢測研究方法尚未成熟。相對于新的故障檢測方法研究，例如：基于人工智能的方法解決電氣故障的研究仍具有很大的開發(fā)潛力，進而研究出有效的、高效的、可靠的故障檢測方法，并應用于實際案例中。例如：深度殘差收縮網(wǎng)絡的應用，它將軟閾值轉(zhuǎn)化為非線性層而引入到深度殘差網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，由于電氣故障種類較多，此方法能有效提取故障的特征值，提高電氣系統(tǒng)故障檢測的準確率。

4.2電氣系統(tǒng)新型故障檢測方法研究目前，我國屬于大數(shù)據(jù)發(fā)展階段，電氣系統(tǒng)故障采用多模態(tài)數(shù)據(jù)融合技術應用愈加廣泛，可以有效的提高電氣故障的精準度。多模態(tài)數(shù)據(jù)融合描述了跨不同模式來自多個渠道的各種數(shù)據(jù)的過程，主要是為了產(chǎn)生更多可用的信息。在建筑電氣系統(tǒng)故障時，某些狀態(tài)會發(fā)生相應改變，這是通過利用傳感器探測設備，從電氣系統(tǒng)中提取某些特征信息，并將其進行融合傳輸至系統(tǒng)中心，之后信息融合中心對各種特征信息進行分析處理，最終做出故障決策。

4.3建筑電氣系統(tǒng)故障檢測的實際應用我國電氣系統(tǒng)故障檢測的實際應用還不成熟，現(xiàn)有多數(shù)檢測方法是利用模擬數(shù)據(jù)或試驗數(shù)據(jù)進行檢測的，且人工智能算法的檢測方法的應用僅限于局部構(gòu)件，如洗衣機等小型設備，距離整體人工智能化仍具有一段距離。此外，電氣系統(tǒng)多種故障可能出現(xiàn)同時發(fā)生的現(xiàn)象，即使發(fā)生率較低，如若發(fā)生將會產(chǎn)生非常嚴重的后果，因此，相關人員應重視此類問題。目前已知的特征信息很難應用到實際工程中，且在實際應用中具有一定的局限性，如計算量較大、故障類型較多等問題，因而如何將模擬數(shù)據(jù)應用到實際工程是一個重要的研究方向。

4.4電氣系統(tǒng)檢測參數(shù)調(diào)整建筑電氣系統(tǒng)故障檢測采用解析模型的方法時，通過對已建立的模型進行參數(shù)調(diào)整并優(yōu)化，進而保證所得數(shù)據(jù)的最優(yōu)性，但目前仍缺乏可靠的方法來調(diào)整模型參數(shù)，并且模型在電氣系統(tǒng)故障檢測中是否具有接受能力尚未了解。在電氣系統(tǒng)建立精準的數(shù)學模型較為困難，且參數(shù)種類較為復雜，因而對建筑電氣系統(tǒng)故障的數(shù)學模型及參數(shù)優(yōu)化開發(fā)是一個重要發(fā)展方向。

4.5建筑電氣故障數(shù)據(jù)完善在建筑電氣系統(tǒng)故障的檢測中，對故障信息數(shù)據(jù)的收集及測試較為困難，局限性較大，并且相應特征信息不能全覆蓋，在已有的故障特征信息中，可能會出現(xiàn)重復信息，無法區(qū)分其數(shù)據(jù)的優(yōu)越性。因此，解決外界環(huán)境溫度、濕度等會完善相應數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集時也會較為煩瑣，進而完善數(shù)據(jù)系統(tǒng)以便于電氣系統(tǒng)故障的檢測也是一個重要課題。

5結(jié)語

綜上所述，建筑電氣系統(tǒng)故障的檢測方法未來將以智能技術為主，但目前仍處于起步階段。本文通過對信號檢測、解析模型和基于知識檢測方法進行研究，相應介紹其相對的優(yōu)點及其局限性，最后概述了建筑電氣系統(tǒng)故障檢測方法的未來前景，是一種較為長遠的規(guī)劃，符合當代社會的發(fā)展需求，進一步推動建筑智能化的發(fā)展，提高建筑物的科學性。

參考文獻

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[2]夏語妡.智能化建筑電氣施工技術應用研究[J].智能城市，2020，6（23）：43-44.

[3]岳磊.智能化建筑電氣節(jié)能工程設計研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（33）：75+82.

作者:崔小飛 羅磊 白青松 單位:中國建筑第二工程局有限公司