智能建筑理念下建筑电气智能化设计探析

智能建筑理念下建筑电气智能化设计探析

万成杰

无锡市锡山人民医院 江苏省无锡市 214100

摘要：医院智能建筑电气设计涵盖供配电系统、照明系统、防雷系统与接地系统等方面的设计内容。电气设备在医院建筑中有着庞大的使用数量与极为广泛的分布范围，既要为建筑功能的正常运行提供可靠安全的电源，同时还需要实现对大量参数的实时控制与监视，从而确保供配电系统、保安监视系统、自动消防系统等能够顺利运行。本文首先探讨了建筑电气智能化设计在医院智能建筑中的重要价值，而后分析了供配电系统、照明与节能系统、智能控制系统、防雷接地系统、通信网络系统设计中的重点事项，以此为医院建筑电气系统智能化设计提供参考。

关键词：智能建筑理念；建筑电气智能化；设计要点

引言

随着区块链、大数据、人工智能以及5G等技术在多种行业领域的应用范围持续扩大，智能建筑行业的市场需求也在不断增长。智能建筑行业已经步入发展期，呈现出数字化、IT化、IP化与网络化的发展趋势，逐步扩展至住宅、办公楼、轨道交通、航空机场、会展等领域中。医院建筑与一般的商业性建筑存在显著差异，其以服务患者为核心，所用的楼宇管理、设施、设备均应关注患者需求，保障建筑环境的舒适、快捷与安全。电气工程是医院智能建筑的重要设计内容，随着医院智能建筑的功能逐步优化，电气设计内容也越来越复杂。现基于智能建筑理念探讨医院建筑电气智能化设计要点。

1智能建筑理念下电气智能化的重要性

医院建筑电气智能化的重要性主要体现在以下几方面：

其一，有助于促进能源利用效率提升。借助智能化能源管理系统、空调系统与照明系统可实现对智能建筑内部能耗的精准管控，确保能源在建筑中得到高效利用，减少能源浪费。以智能照明系统为例，其能够结合医院建筑中的人员活动以及自然光照等情况，对灯光启闭以及亮度调节实现自动化控制，节能效果显著[1]。

其二，有助于保障建筑的安全性。通过智能化消防系统以及安防系统可实现对医院建筑安全情况的实时报警与监测，保障建筑使用者的生命安全。智能安防系统能够利用入侵检测、视频监控等技术手段，针对多种安全事件进行报警提示，并采取相应的应对措施。

其三，有助于提高建筑环境的舒适性。智能通风、照明等系统能够以智能化的方式调节室内空气流动、温度以及光照情况，为医患人员提供最为适宜的治疗与工作环境。

2智能建筑理念下建筑电气智能化设计要点

2.1供配电系统设计

设计供电系统时，首先，需围绕医院智能建筑具体的功能需求，计算负荷，选取合适的供电设备。其次，针对供电系统布局展开合理规划，选取最优接线方式，为系统的可靠稳定运行提供保障。最后，治理非线性负荷形成的谐波，促进电能质量有效提升。通过无功补偿来形成更高的功率因数。

设计配电系统时，首先，需结合负荷分布以及建筑所属类型，选取树干式或者放射式等配电方式。其次，结合短路电流计算结果，为建筑选择合适的保护设备，为各电气系统的安全使用提供支撑。最后，按照电压降、负荷电流以及热稳定性等设计要求，选择规格合适的电缆，制定敷设方案。

针对医院智能建筑所用的配电系统，可选取具有中置滑架式、全封闭型、可抽出式结构的10kV配电柜，其设有能够防止误操作的可靠“五防”装置，采用真空式断路器。进线柜与出线柜通过微机线路保护装置实现速断、过电流保护、超温跳闸保护、高温告警与接地保护。电压互感器柜可借助微机PT监测装置对PT电压进行实时监测。

2.2照明系统与节能设计

照明系统形成的能耗在医院建筑总能耗中的占比在10%至15%之间，对其进行设计时应重点关注节能设计需求，充分考虑建筑所属类别、自然采光以及使用功能，保障显色指数、色温与照度符合现行设计标准。为保障视觉的健康性与舒适度，应避免出现频闪与过度照明的问题。

首先，应选取具有高效节能性能的灯具，如LED灯泡灯、直观灯、陶瓷射灯、轨道灯等，确保灯具既具备防眩光与美观功能，同时还能够形成适宜的色温与稳定的显示性，促进光源形成更高的发光效率。其次，构建智能化照明控制系统，按照场景与照明需求控制照明灯具，最大程度缩减能耗。楼梯间可通过具有人体红外感应功能的节能型自熄开关进行控制。管井与设备房采用就地控制方式。地下车库、公共区域等处的普通照明通过智能控制系统加以控制[2]。利用分布式控制系统可实现对建筑照明系统的集中控制。将手动型可编程场景控制面板设置到配电箱附近，并为各个子网设置时钟控制器，以此实现定时控制。最后，结合医院建筑整体布局，有效利用自然采光，缩减人工照明需求，借助采光天窗以及采光管等技术手段，改善室内采光效果。

2.3智能化控制系统

智能化控制系统由通讯网络、控制器、执行器以及传感器等构成，主要功能为对医院建筑内部环境展开智能调节与控制，涵盖智能安防、楼宇自动化控制等子系统。

以智能安防系统为例，对其进行设计时，其一，应形成合理完善的整体架构。确保其能够对医院建筑内外所有位置的全面覆盖，从而实现全方位的安全控制与监控。可采用模块化设计方式，划分成入侵报警、门禁系统、视频监控系统，既可以使各个模块进行协同工作，也便于日后进行升级与维护

[3]。其二，针对各个功能模块展开细化。比如在视频监控系统中，需要合理选取摄像头的布置位置，完整覆盖监控区域，形成合理的重叠率，避免视野交叉与视野盲区；科学确定帧率与分辨率，保障监控画面的流畅度与清晰度，在不影响其他模块主要性能的条件下，可适当使用存储与带宽资源。在门禁系统中，应选取紧急出口、主入口处布设门禁点；选取密码、人脸识别、指纹识别等技术手段验证出入人员身份。

2.4防雷、接地系统设计

医院智能建筑相比普通建筑，内部形成了较高的智能化与集成化程度，内部弱电系统雷电防护与接地保护的需求较为强烈。中心机房是建筑中设备价值较高的场所，对其进行防雷设计时，在防雷器使用方面采用独立模块，同时增设失效告警提示，若有某模块因遭受雷击而出现失效的情况，可对其进行单独更换。通过良好的接地系统与避雷针、带、线、网实现对直击雷的有效防护，避免建筑外部受到雷击影响。针对电源系统可采取三级防雷方式，机房配电箱应实施二级以上的防雷保护，为主配电箱配置二级防雷器，同时将三级防雷器安装到其输出端口的每一路中。在接地保护方面，可将接地网布置到建筑周围，通过较少的安装成本与材料，形成效果最佳的接地装置，接地体与机房所在建筑物之间的距离应控制到3至5m。垂直与水平接地体埋入地下的深度约为0.8m，间隔3至5m设置垂直接地体。

2.5通信与网络系统设计

通信与网络系统能够满足医院智能建筑中的数据传输需求，使智能设备进行有效联网运行与数据交互，对其进行设计时，需关注以下问题：首先，应保障网络的安全性与可靠性，通过光纤通信网络，使监控系统、智能设备与传感器畅通无阻地传输数据，应通过入侵检测与加密技术来把控网络访问权限，预防数据泄露与未获得授权的操作。其次，应关注网络带宽与容量问题，为智能家居系统、视频监控系统提供充足的带宽，提升数据传输效率，实现实时响应。同时应对网络拓扑结构进行合理规划，从而解决传输延迟与网络拥塞问题。最后，需确保通信网络系统的灵活性与延展性。初期设计环节中需预留一定的扩展空间，为智能建筑投入使用后改变或者新增智能设备提供支持。通过多元化、灵活化的连接器与光纤接口对各类设备的连接需求进行满足。

3结论

医院智能建筑中的电气系统设计呈现出设计难度高、涉及范围广的典型特征，其融合了电气专业、信息技术、建筑设计、通信技术等多个领域理论成果与技术成果。通过合理的电气智能化设计，可以全面提升医院智能建筑的舒适性、安全性与能源利用效率，设计者需重点关注供配电系统、照明系统、智能控制系统、防雷接地防护系统以及通信网络系统的设计需求，为医院智能建筑提供高效、节能、可靠、先进的电气系统。

参考文献

[1]张睿.建筑电气工程中的智能化技术应用[J].集成电路应用,2022,39(07):180-181.

[2]王鹏杰.智能化技术在建筑电气工程中的运用分析[J].信息记录材料,2022,23(05):129-131.

[3]张鑫.建筑电气工程的智能化技术应用分析[J].电气技术与经济,2022,(02):36-39.