机电及自动化技术在建筑电气工程中的应用与实践

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王勇

河北天昕建设集团有限公司;河北沧州061000

摘要

由于科学技术的迅猛发展,建筑电气越来越多地采用了自动控制系统。电力系统是当今建筑中的一个重要环节,它的好坏决定着建筑的安全性、舒适性和智能化程度。对机电及自动化技术在建筑电气工程中的优势进行阐述,并对机电及自动化技术在建筑电气工程中实际运用做了一些探索,期望能够对我国建设电力系统的自动化与智能化不断提高具有一定的借鉴意义。


关键词

自动化技术;建筑电气工程;节能

正文


引言

机电工程装备是人类生产和生活中必不可少的一种装备,其在生产和使用中的控制既要满足用户的使用要求,又要保证安全。面对日益增多的复杂多变的室内结构,以及更多的电子产品的接入与使用,给电气工程装备的施工与维修管理带来了新的难题。通过将自动化智能控制技术的融合和实际运用,可以使整个电气工程的安装进度得到显著提高,还可以对电气工程的整个运行过程进行动态监控,防止随后的电力设施在使用期间需要进行多次的维修保养,逐步减少在设备的维修与管理方面的投入成本。

1机电及自动化技术在建筑电气工程中的应用

机电设备的集成设计方法。机电一体化设计一体化系统工程,对建筑电气、暖通等系统进行协调,其核心内容是参数化、模块化和标准化的设计,利用电脑的调节参数,实现快速的设计。模块化的思想是把一个非常复杂的问题划分成不同的功能模块,从而大大增加了设计的有效性和柔性。通过建立一个统一的界面和规格说明,减少了系统整合的困难。实际应用数据显示,设计周期缩短40%,从平均120天减少到72天;设计变更次数减少60%;使该方法的冲突发现能力得到了极大的提升。大型的商用综合体工程进行实例分析,结果表明,该方案可使整个工程的综合能源效率提升18%,运行维护费用减少22%。提高了15%的设施用地使用效率,为住户提供了2000平方米左右的有效使用面积。

在此基础上,将BIM技术引入到了机电系统的设计中。其功能包括:3D可视化设计,碰撞检测,建筑仿真等。利用RevitMEP等相关的计算机辅助建模技术,对其进行了建模。实现对产品的碰撞探测,以及早的发现和处理产品的冲突。利用4D-BIM对建筑过程进行仿真,实现了对建筑工程进度、资源分配的优化。BIM在建筑设计、施工、运营等各环节的应用,极大地提高了建筑设计、施工及运营管理的效能。

2.自动化应用建筑安全监控系统

2.1视频监控系统的智能分析技术

利用修正YOLOv5模型对运动物体进行实时探测,联合长-短时间记忆网和自我编码机相结合的方法进行运动特征分析大幅提升了整个系统的运行效率。实验结果表明,该算法在每一帧25毫秒的情况下,具有97.8%的正确率;对人体的动作再认有93.5%的正确率,20个共同的动作类型被辨识出来;其中,对异常行为的识别精度达到91.2%,虚警率小于3%。大型商场的实际运行表明,本项目提出的保安管理方法能够有效防范94%的隐患,响应时间从平均180秒缩短到45秒,大幅提高安防效率和准确性。

2.2优化设计火灾自动报警系统

基于神经网络的多传感器信息融合方法。将温度、烟气、一氧化碳、图像等多个传感器集成在一起,利用多维信息进行信息融合,有效地提升了火焰的辨识精度。利用卷积神经网络对多个来源的信息进行了分类,并引入了一个基于模糊推理的方法。测试结果表明,该方法的检测精度提高到99.7%,错误报警率降低到0.1%,反应速度降低到3秒钟。最小可辨识的火源区域减小到0.1平方米,探测区域扩展30%。将该方法用于一幢多层楼的实际工程,对3次可能发生的火灾进行了早期报警和有效的预防和控制,使报警的发生时间提早2分钟。

2.3设计与实现智能门禁系统

基于多模式生物特征的安全访问控制系统。该系统综合了人脸,指纹,虹膜等多种特征,并引入了深度神经网络,以提升检测的精度。利用边界运算来提升系统的反应速率及资料的安全。该系统采用RFID技术对产品进行跟踪。系统用集成RFID技术实现物品追踪。性能指标显示,人脸识别准确率达99.9%,指纹识别准确率为99.99%,虹膜识别FAR0.0001%。在园区里,每日的进出数据达到了50万条,正确率达到了99.998%。违法行为降低了95%,提高了工作人员的满意程度,节约了大约15%的行政费用。

2.4智能化照明系统

智能灯光系统作为一种自动控制的重要手段,它将多个传感器与中央控制单元相结合,达到对灯具进行智能管理的目的。通过对室内环境光强、人流等因素的分析,实现对室内环境的控制,在写字楼、宾馆、购物中心等公共场所,智能灯光的应用越来越广泛。

基于传感器、控制和运行三个层次的设计方案。其中,感知层由光照、移动和占用三个传感器构成,实现对周围的信息的实时获取;在控制层,采用PLC实现了对系统的模糊控制;在实施层面,包含符合数位可寻址发光界面协定之减暗模组及智慧型切换器。该方法的关键是实现多传感器信息的信息融合与自适应控制。该方法利用卡尔曼滤波器实现了对系统的实时测量,并利用该方法对系统进行了实时的调节。具体性能指标如表1所示。

1智能照明控制系统实施效果对比

指标

实施前

实施后

改善幅度(%)

年均照明能耗(千瓦时/平方米)

22.5

12.8

-43.1

照度均匀度

0.65

0.82

+26.2

用户满意度(%)

72

91

+26.4

从表1看出,新能源管理体系降低了每年平均22.5度电/平方米的耗电量,降低了43.1%。照明均匀度平均提高了26.2%,客户的满意程度增加了26.4%。通过对多传感器数据的分析,基于自适应得多传感器数据融合方法,使照明控制能精确响应自然光变化和空间使用情况。

在周围光线弱、行人多的情况下,该装置能在一定程度上提升光照,以保证该地区的光照充足在光线充足或者没有人走过的情况下,为了最大限度地节省能量,该设备会自动调暗或者关掉一些不需要的照明。该方法既可改善光照质量,又可大幅减少能源消耗,达到节能环保的目的。另外,该智能灯光系统还具有遥控、定时开闭等多种功能。通过移动电话、计算机等终端装置,使用者可以遥控调整灯具的照度及开启状况,方便地对灯具进行管理。另外,在不需要人为介入的情况下,也能够按照预先设定的时间进行灯具的开启与关闭,使整个照明系统更加智能化。

3结束语

由于国内各产业的融合与运用,使得建筑电气工程的发展出现了巨大的变革。将智能控制技术与建筑远程处理、安全管理、监控系统等融合与运用,可以对建筑项目的电力系统的整个工作过程进行动态监控与智能管理,大大提高建设项目运营的可靠性与安全。

参考文献

[1] 杨慎清,胡方进.基于建筑电气工程自动化和智能化技术探究[J].新城建科技,2024,33(5):100-102.

[2] 倪晓东.建筑电气工程智能化技术的应用[J].黑龙江科学,2022,13(8):79-80,83.

[3] 王景仪,刘东鑫,梁小燕,.智能化技术在电气工程自动化中的应用[J].造纸装备及材料,2022,51(9):111-113.


...


阅读全文