（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南信陽市，464000） 唐 飛 付 慧

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，人們對于建筑設(shè)備提出了更高的要求，除了滿足基本的功能之外，還需要滿足安全節(jié)能的目的。建筑設(shè)備中的給排、供暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、照明、安防等系統(tǒng)構(gòu)成了建筑結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容，智能化技術(shù)是將建筑內(nèi)的設(shè)備結(jié)合成為統(tǒng)一的系統(tǒng)，從而根據(jù)內(nèi)外環(huán)境以及設(shè)備運(yùn)行情況，確保設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。智能化技術(shù)能夠有效控制建筑設(shè)備的運(yùn)行，調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)，并且實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測與監(jiān)控，及時(shí)開展異常預(yù)警，實(shí)現(xiàn)智能化管理。智能化是建筑設(shè)備發(fā)展的主要趨勢，也為人們提供了安全、節(jié)能、環(huán)保的保障。本文將智能化技術(shù)引入建筑結(jié)構(gòu)中，分析其中智能化在建筑結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用，分析其應(yīng)用價(jià)值，期望能夠推動(dòng)相關(guān)建筑工程的發(fā)展，達(dá)到節(jié)能環(huán)保、安全便利的目標(biāo)和意義。

1 建筑智能化技術(shù)系統(tǒng)研究

1.1 智能化系統(tǒng)工作原理

建筑結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過對建筑設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而設(shè)置電信號，傳輸?shù)浇ㄖO(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)條件與管理運(yùn)行。從建筑結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)來看，建筑結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)主要由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成：①兩級網(wǎng)，主要是由一級網(wǎng)絡(luò)和二級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，一級網(wǎng)絡(luò)是建筑結(jié)構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)，二級網(wǎng)是工業(yè)控制總線，主要承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集和信息傳輸?shù)墓δ埽虎谒募壙刂?，第一級控制為建筑結(jié)構(gòu)的中央監(jiān)控，一級網(wǎng)和二級網(wǎng)之間的主控制器構(gòu)成第二級控制，承擔(dān)著協(xié)調(diào)第一級和第三級控制系統(tǒng)以及通信的功能，并且發(fā)出異常警報(bào)；③現(xiàn)場控制設(shè)備為第三級控制系統(tǒng)，能夠現(xiàn)場采集、處理以及控制信號，包括空調(diào)控制、照明控制等；④第四級控制是安裝在建筑設(shè)備商的傳感器和執(zhí)行器，通過I/O設(shè)備進(jìn)行連接。

1.2 智能化技術(shù)系統(tǒng)常見設(shè)備

建筑結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)常見的設(shè)備包括現(xiàn)場控制器、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備，設(shè)備的作用如下：①現(xiàn)場控制器，現(xiàn)場控制器是在安裝在各類建筑設(shè)備附近的設(shè)備，在智能化系統(tǒng)中，現(xiàn)場控制器通過與總線和建筑設(shè)備傳感器相連，接受中央監(jiān)控設(shè)備的控制，對建筑設(shè)備進(jìn)行控制管理，常用的現(xiàn)場控制器為直接數(shù)字控制器，通過內(nèi)部控制，從而確保被控參數(shù)符合要求；②傳感器，常見的建筑設(shè)備傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流量傳感器等多種類型，溫度傳感器通過內(nèi)部測溫元件，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、室外溫度的感應(yīng)，壓力傳感器主要是對建筑結(jié)構(gòu)的水壓和風(fēng)壓進(jìn)行測試，并且控制其運(yùn)行情況；濕度傳感器主要是感應(yīng)周圍環(huán)境中的濕度變化，從而控制內(nèi)部濕度控制裝置的運(yùn)行；流量傳感器是對建筑內(nèi)部的水流量進(jìn)行測量，以實(shí)現(xiàn)有效控制[1]；③執(zhí)行器，執(zhí)行器是智能控制系統(tǒng)的末端主控元件，常見的執(zhí)行器包括電動(dòng)風(fēng)門、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電磁閥。

1.3 智能化技術(shù)系統(tǒng)功能

通過建筑結(jié)構(gòu)智能化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)下列功能：①自動(dòng)監(jiān)視與控制機(jī)電設(shè)備，通過傳感器感知設(shè)備的運(yùn)行窗口，并且顯示在中央監(jiān)控器上，通過中央監(jiān)控器能夠了解設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以及運(yùn)行情況；②自動(dòng)檢測設(shè)備變化趨勢，顯示建筑設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)以及變化趨勢，如果設(shè)備參數(shù)出現(xiàn)異常，則可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警；③在線監(jiān)測并且及時(shí)處理意外，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測，如果設(shè)備出現(xiàn)異常，智能化系統(tǒng)可以及時(shí)處理異常情況，選擇開動(dòng)或關(guān)閉以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[2]；④自動(dòng)調(diào)節(jié)，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，為居民提供舒適的居住體驗(yàn)；⑤統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，智能化系統(tǒng)對建筑設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制與統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到整體最佳效果；⑥安全節(jié)能，通過對建筑設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備安全管理，以實(shí)現(xiàn)安全節(jié)能的效果。

2 建筑工程概述

2.1 工程概況

建筑工程為辦公大廈，主要是由主樓和裙樓構(gòu)成的建筑結(jié)構(gòu)。辦公大廈主樓共30層，地上建筑為28層，地下建筑為2層，主要是為辦公、運(yùn)動(dòng)、餐飲、娛樂等提供場所。裙樓共4 層，主要是為會議提供場所。建筑總面積為3.5 萬㎡，其中的建設(shè)設(shè)備包括空調(diào)、通風(fēng)、給排水、照明和安防系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)為中央空調(diào)，包括空調(diào)機(jī)組、熱交換站、冷凍站等設(shè)備；通風(fēng)系統(tǒng)包括正壓送風(fēng)機(jī)以及排風(fēng)機(jī)；給排水系統(tǒng)包括給排水管道、生活泵、高位水箱等設(shè)備。（詳見表1）

表1 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)構(gòu)成

2.2 智能化技術(shù)系統(tǒng)

建筑設(shè)備智能化系統(tǒng)主要是對建筑設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)作。為了達(dá)到安全節(jié)能的目的，建筑大廈選擇基于LonWorks技術(shù)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及模塊化智能控制器構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式監(jiān)控管理。

3 建筑結(jié)構(gòu)智能化技術(shù)應(yīng)用

3.1 智能空調(diào)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)是利用紅外遙控器控制的系統(tǒng)，但是控制距離較短，不利于現(xiàn)場控制。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能化控制手段也更加豐富。辦公大廈的空調(diào)為重要空調(diào)，主要由4臺空調(diào)機(jī)組構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對建筑大廈內(nèi)的空氣和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

智能空調(diào)系統(tǒng)的控制與管理應(yīng)用如下：①溫濕度控制，通過系統(tǒng)的溫濕度傳感器，了解系統(tǒng)內(nèi)的溫濕度，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻DC后，經(jīng)過運(yùn)算，輸出相應(yīng)的電壓控制信號，從而調(diào)節(jié)溫濕度的閥門開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對溫濕度的控制；②人性化便利控制，智能化空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境變化、光照強(qiáng)度、大廈內(nèi)人群數(shù)量、溫度差距等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)是溫濕度的控制，確保設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)；③啟停時(shí)間控制，利用壓差開關(guān)對空調(diào)啟停等進(jìn)行控制，從節(jié)能的角度出發(fā)，控制風(fēng)機(jī)啟動(dòng)和停止的時(shí)間，如果壓差過低，發(fā)出故障信號，并且實(shí)現(xiàn)停機(jī)；④標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理平臺，智能控制系統(tǒng)能夠?qū)涌刂破髂K，對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，并且分析空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。相對于其他空調(diào)系統(tǒng)，智能空調(diào)系統(tǒng)能夠在線監(jiān)測空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，接入空調(diào)云服務(wù)，在對空調(diào)實(shí)時(shí)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，開展自動(dòng)控制與管理[3]。智能系統(tǒng)具有自動(dòng)化調(diào)控的優(yōu)勢，能夠達(dá)到節(jié)能效果。

3.2 智能安防系統(tǒng)

智能安防系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸安防業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，由管理平臺對安放數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，記錄安放數(shù)據(jù)并且下發(fā)決策，以實(shí)現(xiàn)安防管理。傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)依靠人工防范，需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且具有安防漏洞。智能安防系統(tǒng)利用智能化建筑監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安防無人監(jiān)控管理。

智能安防系統(tǒng)主要是由門禁管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)管系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成，具體的運(yùn)行如下：①門禁管理系統(tǒng)，對進(jìn)入建筑區(qū)域的人員進(jìn)行管理，記錄進(jìn)出人員的信息，為后續(xù)的統(tǒng)計(jì)和查詢提供便利；可以使用IC卡、人臉識別、二維碼等方式開展門禁管理；②視頻監(jiān)管系統(tǒng)，主要是由高清攝影機(jī)、數(shù)據(jù)傳送和現(xiàn)實(shí)、控制部分以及監(jiān)管控制系統(tǒng)構(gòu)成，對大廈的公共區(qū)域進(jìn)行攝影管理，實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管；③入侵報(bào)警系統(tǒng)，主要由無線紅外探測器、報(bào)警終端主機(jī)、管理平臺等構(gòu)成，對于入侵大廈的異常情況進(jìn)行報(bào)警；④其他系統(tǒng)，除了以上系統(tǒng)之外，還包括消防安全管理系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)。智能安防系統(tǒng)能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行有效管理，并且能夠利用智能化系統(tǒng)，開展無人化監(jiān)管，以提升監(jiān)控效率，預(yù)防重大安全事故。智能安防系統(tǒng)通常設(shè)置在大廈入口、大廈公共區(qū)域等區(qū)域，通過對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行識別，以實(shí)現(xiàn)對大廈內(nèi)部安防情況進(jìn)行全面監(jiān)控管理。

3.3 智能給排水控制系統(tǒng)

建筑的給排水系統(tǒng)主要由4 臺生活水泵、4 臺排污泵、2個(gè)高位水箱和1個(gè)儲水池構(gòu)成，具體的控制如下：①生活水泵的自動(dòng)控制，將高位水箱的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，由DDC 發(fā)出信號，并且進(jìn)行自動(dòng)控制管理，如果高位水箱頁面高于停泵水位則自動(dòng)停止生活泵，如果低于啟泵水位則自動(dòng)啟動(dòng)生活泵；②液位檢測與自動(dòng)報(bào)警，對高位水箱的液位進(jìn)行檢測，如果水位低于報(bào)警水位，則啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警；③排污泵的自動(dòng)控制，對集水坑液面進(jìn)行監(jiān)控，管理系統(tǒng)對信號進(jìn)行判斷，自動(dòng)控制污水泵的啟停，實(shí)現(xiàn)對排污泵的自動(dòng)控制。

4 智能通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)是由排風(fēng)排煙機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)等構(gòu)成的，智能通風(fēng)系統(tǒng)的控制方案主要是通過監(jiān)控通風(fēng)情況，以完成正壓送風(fēng)機(jī)的啟停、排風(fēng)排煙機(jī)的啟停等自動(dòng)控制。通過在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)報(bào)警，為后續(xù)的維護(hù)管理提供參考。

5 結(jié)語

綜上所述，將智能化技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)ㄖO(shè)備進(jìn)行有效管理，從而改善建筑設(shè)備運(yùn)行情況，通過在線監(jiān)控、自動(dòng)化控制與管理，從而對建筑設(shè)備進(jìn)行有效控制，確保建筑系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，為人們帶來安全舒適的體驗(yàn)，同時(shí)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。在建筑設(shè)備運(yùn)行中，智能化通風(fēng)系統(tǒng)可以控制溫濕度、給排水控制系統(tǒng)可以控制給排水管理、安防系統(tǒng)能夠提供安防監(jiān)控、通風(fēng)系統(tǒng)可以提供通風(fēng)管理，通過綜合各種系統(tǒng)，可以對建筑設(shè)備進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，協(xié)調(diào)管理。智能化是建筑發(fā)展的主要趨勢，對于建筑發(fā)展具有重要的意義，建筑安全節(jié)能方面起著重要的作用。為了推動(dòng)建筑發(fā)展，需要進(jìn)一步開展智能化應(yīng)用研究。