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智能化技术在建筑消防电气工程中的应用探讨

2024-08-22 69 上传者：管理员

摘要：目前，我国的建筑业正在向智能化的趋势逐步推进，建筑中的消防电气部分是工程的核心环节，它的运行状态直接关系到整个建筑项目的安全性和功能性。将智能化技术应用在消防电气方面，不仅可以显著地增强项目的整体质量，还有助于推动建筑向更加智能的方向发展。本文对智能化技术在建筑消防电气工程中的应用原则进行了分类描述，从设置电源监控设备、供电设备选型以及消防配电线路的敷设这三个方面阐明了其应用的关键要点，并详细探讨了建筑消防电气工程中应用智能化技术的主要路径，希望能够为建筑提供更高效、智能的消防解决方案，进一步加强建筑的安全性和功能性。

关键词：
建筑
智能化技术
消防
电气工程
节能
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1、智能化技术应用在建筑消防电气工程中的原则

1.1节能性原则

建筑物的消防智能系统在搭建联动控制体系时，需遵循国家绿色及节能的相关标准，这样在建筑物投入使用时可以达到节能和减少电能消耗的目的。根据国家相关部门颁布的《“十四五”时期关于建筑节能与绿色建筑的指导纲要》，在这一时期内，我国计划通过不断优化绿色建筑的质量、增强新建项目的节能性能以及对现有建筑进行绿色节能改造等方式，来进一步增强建筑的绿色节能能力。

1.2智能化原则

要提升消防电气工程的技术水平与核心应用手段，进一步完善消防电气系统的智能控制水平，使人工对其介入的程度得到明显降低。依托智能控制体系来整合建筑物内的所有消防设备，进一步优化电气系统的智能技术方案和管理体系，加快实现电气系统的跨界融合以及人机协作，以优化人与机器间的和谐关系。

1.3便捷性原则

便捷性原则意味着在建筑消防电气工程的智能控制联动过程中，应确保操作简便、管理高效和维护简洁。当进行智能化控制联动时，需要与众多消防系统有关联的操作，因此，在设计这样的系统时，必须确保消防电气系统具备简单的操作性。这可以保证智能控制体系能够精确、迅速且方便地实施消防系统的协同作业，增强系统控制的稳定性和效率。

1.4人性化原则

在对建筑消防电气工程进行智能化设计和使用中，人性化原则强调系统设计和实施应与用户的实际需求及行为习惯紧密结合。这种消防设备的接口要易于操作，其系统警告或故障提示应清晰简洁，让包括非专业人员在内的所有用户都能快速理解和响应相关提示。为满足不同用户的特定需求，该系统应具备个性化设置功能，同时考虑到特定用户群体，并有智能指导工具可以为维护人员提供明确的操作指南，还要根据用户的持续反馈，让系统不断进行优化，确保其始终满足实际应用需求。

1.5经济性原则

(1）从建筑材料的角度考虑，要选择性价比高、持久耐用且使用成本低的材料，达到降低初始投资成本并延长建筑物使用寿命的目的，进一步减少消防电气设施长期运营的费用；（2）消防设备的经济性则要求选择高效、可靠且容易养护的设备，如此可以确保设备在关键时刻可靠工作，同时减少故障率和后续维护成本；（3）施工过程的经济性意味着采用高效的施工技术和方法，通过减少施工时长、提高工作效率和减少浪费来降低施工成本。此外，工程预算和成本控制也是经济性原则的核心组成部分，要确保工程在预定的预算内完成，避免产生不必要的成本。

2、智能化技术在建筑消防电气工程中的应用要点

2.1设置电源监控设备

设计师在制定建筑的消防电气方案时，必须遵循相关操作标准和规定。要将电源监控设备安装在电源箱里面，并指定专人进行常规的周期性检查，这样能保证电源监控设备始终保持稳定的工作，并及时避免出现火灾等安全风险。

2.2供电设备选型

在建筑物的电气设计过程中，应根据建筑所处环境确定合适的消防电气方案。首要任务是确保电源的持续稳定性，使其能够发挥出最大化的作用。设计中应将紧急电源与常规电源区分开，对电供系统进行科学合理的规划，这样操作后当发生紧急情况时，消防设备的末端配电盒能迅速响应，能保障电气设备的消防安全。

2.3消防配电线路的敷设

以往传统的配电线路敷设方式存在局限性，而利用智能技术可以实现更高的安全性和运行效率。在材料选择上，推荐使用高耐压、高导电性的铜芯导线或电缆，满足450～750V的标准，并确保符合相关技术规范。智能化的发展趋势对敷设技术中的明敷和暗敷都提出了新的要求，使用明敷技术时，要保护好金属套管或选择封闭金属线槽，并在其上涂覆防火材料以增强线路的耐热性。在进行暗敷操作时，考虑到配电线路后期不容易检查和维护，建议采用智能传感器监控线路健康状态，及时检测潜在问题。由于建筑物内部的空间布局和每一区域的电气需求都较为复杂，可以使用模块化的配电系统，简化线路布置提高敷设效率。

3、智能化技术在建筑消防电气工程中的应用方式

3.1照明系统中的应用

将智能技术用于照明系统中，不仅可以降低建筑物对于电能的消耗量，还有助于节省建筑物的维护费用。（1）智能照明控制系统能够让照明体系进行自主化管理，各种灯具会根据不同场景或时段进行自动亮度调整。例如，通过传感器检测自然光强度，当光线充足时，系统可自动降低室内灯光亮度，实现能源节约，同时在紧急状况下能确保照明系统为疏散提供必要照明。（2）现代LED照明技术与智能调光系统的结合，克服了传统照明中的频闪问题。智能调光系统可以根据实际需求精确控制LED的工作状态，保证亮度稳定，为建筑内部营造一个安全、舒适的光环境。特别是在紧急情况下，系统能实现快速调节，为人员撤离提供适宜的光照条件，同时避免因光线过强或过弱带来的风险。（3）智能照明系统内置的自主监测功能，可以实时监控电路、灯具等设备的工作状态。一旦发现状态异常，系统会立即发出警报，并自动切断有问题的部分，大大提高了消防安全系数。这种自我监测、自我保护的特性，确保了照明系统在火灾等紧急事件中不会成为火源或放大灾害的风险。另外，智能照明系统还具有远程控制和联网功能，将该系统与消防中心的通讯系统进行连接，可以实时上传照明系统的工作数据，供消防人员参考。在火灾发生时，消防人员可远程控制照明系统，为现场提供最佳的光照条件，助力火场的快速控制和人员疏散。

3.2建筑消防电气设备中的应用

智能化的消防电气控制系统，不仅具备基本的火警报警功能，还结合了物联网（IoT）技术，实现了设备间的智能互联。这意味着当火灾预警系统检测到异常，不仅可以实现自动报警，还能联动其他设备如消防泵、喷淋系统等进行自动启动，实现快速的火灾应急响应，并结合无线通信技术，消防电气系统可以与移动端设备互联，为现场人员提供火源位置、疏散路线等实时信息。自动喷水灭火系统结合流量传感器和压力传感器，实时监测喷头的工作状态和管道中的流速、压力变化，确保在火情发生时，喷水量能够匹配火源规模，实现精确灭火。此外，消防泵房内的电气设备，如变频器、控制器等，已被智能化控制模式所取代，实现了对出水泵的自动调速和远程控制，最大程度减少水源的浪费，同时优化灭火效果。智能消防设备的操作方式也是近年来的研究重点，通过触摸屏、语音控制和移动应用程序接口，操作人员能够实时获取建筑内的火灾状况，并结合集成摄像头、热成像和人流统计系统，不仅能够迅速定位火源，还可以有效指导人群疏散，避免出现建筑物内人员伤亡的情况。

3.3建筑物联网电源智能监控系统的应用

在建筑物中利用先进的物联网电源监控技术，大幅度加强了对整体消防设施的管理和控制能力。物联网涉及的三个主要部分是感知层、传输层和应用层。根据应用需求，设计师在整合这些技术时，可将检测设备配置于配电盘、变压器、电缆和开关等电源或相关设备上，然后通过这些设备实时采集电流、电压、功率、温度等关键参数并传输到中央数据处理中心，实时分析这些回传的数据并及时发现其中可能存在的异常情况。例如，当某一电缆的温度超过预设阈值时，系统能够迅速发出警报，通知相关人员进行检查和维护，预防火灾和其他安全事故的发生。随着技术的进步和传感器成本的降低，可以在更多的电源节点上安装传感器，实现对整个建筑电源的全面监控，随着大数据分析技术的进一步发展，监控系统可以实现更复杂的数据分析，为建筑管理者和运营人员提供更精准的专业参数和优化建议。

3.4防静电接地与屏蔽接地的应用

防静电接地主要针对建筑消防电气系统中的设备和元器件可能产生的静电放电问题，在复杂的电气环境下，静电的积累会导致设备间的意外放电，进而引发火灾或损坏设备。为了消除静电，需要确保所有的电气设备都有良好的接地。采用专业的防静电接地技术，例如，使用具有低阻抗的接地材料和合适的接地方案，可以确保静电能够有效地从设备中流向地面降低放电的风险。此外，还需配合使用防静电地毯、防静电地板等物理措施，确保整个环境的静电控制。屏蔽接地则是为了防止电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）对消防电气系统的影响，随着智能化技术的广泛应用，建筑内部的电磁环境变得越来越复杂。屏蔽接地技术可以有效地阻挡外部的电磁干扰进入系统内部，同时，也可以避免系统自身产生的电磁干扰传播到其他设备。具体实施时，通常使用屏蔽电缆和专用的接地技术。这些电缆的设计能够确保在有干扰的环境中，信号依然可以稳定传输，同时避免干扰的扩散。配合屏蔽接地的实施，通常还需考虑建筑结构和材料的选择，如使用金属网或特殊涂层的墙体、天花板等，形成一个全方位的电磁屏蔽效果。

3.5建筑供配电智能化管理的应用

采用电能质量在线监测装置，对建筑内的电压、电流、频率、功率因数等参数进行实时监测，确保电能质量始终符合标准要求。异常情况可通过报警系统及时反馈，避免因电能质量问题导致的设备损坏或失效。

智能断路器和保护继电器则在系统中起到核心作用。这些设备可以根据设定的参数及时切断故障电路，大大提高了建筑供配电系统的安全性。此外，配合智能控制策略，如需求响应、负荷平衡等，可以有效地调节建筑内部的电力负荷，平滑用电峰谷，实现电力资源的最大化利用。为了实现供配电系统的远程管理和控制，采用了先进的通信技术，如无线通信、光纤通信等，将分布在建筑各处的传感器、控制器和执行器集成到一个统一的管理平台中。通过图形化的界面，工程师可以轻松地获取建筑的实时用电数据、历史数据和故障报警信息，进行远程控制和故障诊断。

3.6自动报警和应急广播中的应用

自动火警系统主要有三种类型：区域报警系统、集中报警系统以及控制中心报警系统。如果仅要进行报警而无需与自动消防装置联动，那么应选择区域式报警系统。而那些既要报警，又要与自动消防设备联动，并只配置一个拥有集中控制特性的火警控制设备和消防联动控制设备的场所，则应选用集中式报警系统。当对两个或两个以上的消防控制室进行同时保护时，应选择控制中心式报警系统。火警早期警示中，最基础的组成部分是火灾报警系统和紧急广播系统，火情发生时紧急广播具有很强的指挥效果。在传统的区域式报警设计中，常常会配备有声光报警器；但在集中式报警设计中，仍然需要加入紧急广播装置，这样可以在火情时，更有效地指导人群安全撤离。在进行这两个方面的位置规划时，设计师需根据建筑的面积设计来挑选人流密集的地方，并努力设计多路线的配线，这样可以最大程度地确保不同线路工程不受干扰。基于这个考量，根据实际情况对区域性的广播进行适当调整，确保在紧急情况下为各个区域内的人提供有效和精准的疏散指引。

4、结语

现阶段，社会各界都高度关注建筑业的发展方向和轨迹，同时也提高了建筑消防电气工程的标准。为了确保消防电气工程能够充分发挥其功能，一定要让各种电气设备始终处于良好和稳定的工作状态，并科学地运用智能技术，以此整体提升消防电气工程的应用效果。

参考文献:

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文章来源:尤坤鹏.智能化技术在建筑消防电气工程中的应用探讨[J].中国设备工程,2024,(16):26-28.