摘要：既有建筑电气系统长期运行过程中，线路老化问题日益突出，导致安全隐患增加、运行效率降低及能耗过高。传统改造方式存在检测精度不足、施工难度大及负荷适应性差等局限性，难以满足现代建筑对电能管理的要求。智能监测与评估技术可实现电缆健康状态的实时感知，提升老化诊断的精准性。新型耐用材料与先进敷设工艺的应用增强了线路的稳定性和耐用性，有效降低维护成本。结合智能配电系统与节能优化策略，可通过动态负载管理、智能调度及分布式能源管理，提高电力利用率，降低整体能耗，为建筑电气系统的现代化改造提供高效可行的路径。

关键词：既有建筑；电气系统改造；智能监测；节能优化；智能配电

现代社会，既有建筑的电气系统正面临前所未有的挑战，尤其是线路老化问题已成为影响建筑安全性、能效水平及智能化升级的关键瓶颈[1]。随着电气设备的负荷不断增加，传统电路设计在承载能力、材料耐久性及安全防护方面的不足逐渐显现，不仅加剧了电气故障的发生率，还可能引发严重的火灾隐患[2]。当前许多既有建筑的电气改造仍停留在局部维修或简单更换线路的层面，缺乏系统性规划，导致改造效果有限，甚至在某些情况下引入了新的安全风险[3]。基于此，如何针对既有建筑的电气系统开展科学合理的改造，实现线路老化问题的精准应对与升级优化，已成为工程技术领域的重要研究课题。

1. 既有建筑电气改造中的线路老化问题与不足

1.1 既有建筑电气线路老化的主要表现及潜在安全隐患

既有建筑电气线路的老化问题具有多重表现形式，主要体现在导线绝缘性能的下降、接触点氧化导致的接触不良、电缆负荷能力不足以及布线方式落后等方面。长期运行的电线绝缘层会因热老化、机械损伤或化学侵蚀而逐渐脆化，进而增加短路或漏电风险，严重时可能引发火灾[4]。接线端子、插座及开关等接触点在长期使用过程中，受潮、氧化或松动，容易导致电弧放电，进而引起过热甚至烧毁电路。早期建筑电路设计往往未充分考虑现代化高功率设备的需求，导致线路负荷超载，易引发电缆过热甚至熔断。部分既有建筑仍采用裸露明线或未规范敷设的方式，不仅影响美观，还增加了外部损伤的风险。

1.2 传统电气改造方法在应对线路老化问题中的局限性

面对既有建筑电气线路老化的问题，传统改造方式主要以局部修复、更换线路或增加保护装置为主，然而这些方法在实际应用中存在诸多局限性。局部更换老化电缆虽然可以在短期内缓解部分安全隐患，但往往未能全面诊断系统性问题，使得整体电气网络仍然存在隐患。由于老旧建筑结构复杂，许多线路埋设于墙体或地板之中，改造过程中容易受空间限制，导致施工难度大、周期长，并可能破坏建筑原有结构[5]。传统改造往往以替换材料为主，而未能充分引入智能化监测手段，难以及时发现潜在的电气故障，导致安全性提升有限。与此同时，部分改造方案忽略了建筑整体负荷的优化，仅依赖增加回路或更换保护装置来缓解负载压力，未能从根本上提升系统的承载能力。

2. 既有建筑电气线路老化问题的应对与升级策略

2.1 基于智能监测与评估技术的线路老化精准诊断方案

引入智能监测与评估技术成为提升诊断精度、提高改造效率的关键路径。智能监测系统可通过先进的传感器网络、数据采集终端以及人工智能分析模型，对线路的健康状态进行实时监测、趋势分析和故障预警，从而实现更具前瞻性的电气安全管理。

基于物联网（IoT）架构的智能电气监测系统可实现对既有建筑电气线路的全时段远程监控。该系统通常包括高精度温度、湿度、电流、电压、局部放电等多维度传感器，能够实时感知电缆发热、过载、短路、电压波动等异常情况，并通过无线通信模块（如LoRa、NB-IoT、5G）将数据传输至云端服务器或本地控制终端。这种智能化部署不仅避免了人工定期巡检的盲区，还能够提高数据的实时性和完整性，使线路老化问题能够在早期阶段被识别和处理。智能监测终端可结合大数据分析技术，对历史运行数据进行深度挖掘，建立线路老化趋势模型，预测未来的故障可能性，并提供预防性维护建议。

局部放电（PD）检测与红外热成像技术的结合是提高线路老化诊断精度的重要手段。局部放电是电缆绝缘劣化的早期信号之一，采用超高频（UHF）或超声波传感器可以精准捕捉局部放电的特征信号，并结合智能算法识别放电类型、位置及严重程度。红外热成像仪能够对电缆及连接点的温度分布进行可视化分析，发现因接触不良或导体氧化引发的热点问题。这两种技术的联合应用，使得线路老化的诊断不仅局限于传统的电流、电压检测维度，还可以从电气绝缘性能和热稳定性角度提供更为全面的评估。

2.2 应用新型耐用材料与先进敷设工艺的线路升级策略

应用新型耐用材料与先进敷设工艺成为优化电气线路升级的重要策略。通过高性能导线材料、智能化绝缘技术以及优化敷设方式的协同应用，可以有效提升线路的耐用性，降低维护成本，并满足现代建筑对高效、安全、节能电气系统的需求。

从导线材料的选择来看，传统建筑电气线路通常采用普通铜芯电缆，但随着技术进步和负载需求的变化，更具优越性能的新型导线材料逐渐得到推广应用。高导电率铜合金电缆相较于传统纯铜导线，在保持高导电性的同时，提高了耐腐蚀性和机械强度，适用于高温、高湿或复杂环境中的电气系统升级。碳纳米管导线（CNT Wires）因其极高的导电性、轻质特性及优异的耐热性能，逐步成为高端建筑和特种场景中的理想选择。这种新型材料不仅能够降低线路损耗，提高电能传输效率，还能减少传统铜缆因长期过载而导致的发热问题，从而提升整体安全性。与此同时，铝合金电缆因其重量轻、成本低且具备较好的导电性，逐渐成为替代部分传统铜缆的经济型选择。通过采用高性能导体材料，可有效减少线路损耗、提高抗老化能力，并增强耐用性。

绝缘材料的升级是提升电缆安全性和使用寿命的关键环节。传统PVC（聚氯乙烯）绝缘层在高温环境下容易分解，释放有害气体，且长期使用后绝缘性能衰减较快。因此，采用更为先进的交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆成为改造的重要方向。XLPE电缆不仅耐高温、耐湿气，同时具备更优异的电气性能和机械强度，可有效降低线路短路风险。氟塑料（如FEP、PTFE）绝缘层因其卓越的耐高温、耐化学腐蚀性能，适用于高端建筑、数据中心及医疗设施等对电气系统稳定性要求极高的环境。随着纳米技术的发展，纳米复合绝缘材料逐渐应用于电缆生产，这类材料在绝缘层中掺杂纳米填料，如纳米二氧化硅、纳米氧化铝等，不仅提高了电缆的耐击穿能力，还有效降低了局部放电风险，使线路老化速度大幅减缓。

除了导线与绝缘材料的升级，电缆护套与屏蔽层的优化同样是提高线路耐用性的重要措施。在电磁干扰较为严重的环境中，采用铜编织屏蔽层或铝箔屏蔽层能够有效降低电磁干扰，提高电力传输的稳定性，特别适用于智能楼宇、数据中心等对电磁兼容性要求较高的场景。新型无卤低烟（LSZH）电缆护套在火灾环境下能够减少有毒气体和烟雾的产生，提高建筑消防安全性，已成为现代建筑电气改造的重要选择。

在材料升级的同时，先进的敷设工艺也是决定线路改造效果的关键因素。传统的明敷或暗敷方式虽然能满足基本的电缆布设需求，但往往存在维护困难、散热不良或抗震能力不足的问题。在高负载建筑或高层建筑中，桥架+金属线槽敷设工艺是提升电缆耐用性的有效策略。这种方式能够提供更好的散热条件，降低电缆温度积累，从而延缓老化进程。智能线缆管理系统的引入，使得电缆敷设能够通过传感器实时监测运行状态，并结合智能算法优化线路布局，提高整体布线效率。在潮湿或化学腐蚀环境（如地下停车场、工业厂房等）中，防水密封护管敷设技术至关重要。通过采用高密度聚乙烯（HDPE）或玻璃钢电缆保护管，结合密封填充技术，可有效防止水汽侵入，避免电缆绝缘层受潮失效。采用氮气或惰性气体填充的电缆密封系统，能够进一步降低线路氧化与老化速度，延长使用寿命。在抗震性能方面，针对地震多发地区，柔性支架悬挂敷设工艺能够有效缓冲地震引发的振动和冲击。

2.3 结合智能配电与节能优化技术的电气系统现代化改造路径

既有建筑电气系统改造过程中，结合智能配电技术与节能优化策略能够有效提升能源利用效率、优化电力调度，并增强电网运行的安全性与稳定性。传统电气系统往往存在能耗高、配电不均、负载不平衡等问题，而现代化改造需要充分引入智能控制、数据驱动优化以及高效能设备，以实现建筑电气系统的智能化、精细化和低碳化运维。

智能配电技术的应用是提升既有建筑电气系统运行效率的核心手段之一。智能配电系统依托分布式传感器网络、智能断路器、数字化变电站及自动化控制系统，可以实时监测建筑内部电力消耗状态，实现动态负载管理与自适应调控。例如，利用智能断路器与动态负载调整算法，能够根据用电负荷实时调节供电策略，避免因瞬时负载过大导致线路老化加速或局部过载问题。与此同时，智能配电终端结合边缘计算（Edge Computing），可在本地快速处理电能数据，实现配电设备的自我优化与自愈能力，降低系统响应延迟，提高电网运行的稳定性。采用模块化智能配电柜，可在原有建筑结构不大幅变更的前提下，提高配电系统的扩展性，适应未来建筑负荷需求的动态变化。

基于能耗分析的节能优化策略是实现电气系统绿色化改造的关键路径。借助智能能耗管理系统（Energy Management System， EMS），可以对不同楼层、不同功能区域的用电情况进行精准分析，并结合大数据算法优化用能策略。例如，基于负荷预测的自适应配电优化算法可以利用人工智能技术预测不同时间段的能耗需求，动态调整供电策略，降低电力损耗。此外，功率因数优化（Power Factor Correction， PFC）技术的引入，能够有效减少无功功率损耗，提高电网运行效率。在改造过程中，可通过智能电容补偿设备及动态无功调节装置，实现电压稳定控制，提升电气系统的整体能效。

智能微电网（Smart Microgrid）与分布式能源管理系统（DERMS， Distributed Energy Resource Management System）的结合，为既有建筑电气系统提供了更加灵活的电力调度模式。智能微电网能够整合本地可再生能源（如光伏、风能）、储能系统以及传统市电，实现多能互补的智能化供电方案。

智能照明与电气设备优化控制也是节能改造的重要环节。传统照明与用电设备往往采用固定功率运行模式，而基于传感器融合的智能照明系统能够依据环境光照强度、人员活动状态及实际需求调整照明亮度，从而减少不必要的能源浪费。例如，结合DALI（Digital Addressable Lighting Interface）协议的智能调光系统，能够实现多区域、多设备的集中管理与远程控制，提高整体能效。同时，在高负荷用电设备（如电梯、空调系统、服务器机房等）中，智能负载管理系统可以结合变频控制技术、负载均衡算法及云端远程监测，动态优化电力分配，减少设备运行中的非必要能耗。

基于区块链与云计算的智能电力交易与分布式能源管理技术，正在成为未来建筑电气系统现代化改造的新趋势。通过区块链技术的不可篡改性，可以建立透明的电力交易系统，支持用户间的点对点电力交易（P2P Energy Trading），进一步促进分布式能源的灵活调度。同时，借助云计算平台，可以整合多个建筑的用电数据，形成基于数据驱动的能效优化决策体系，为城市级智能电网建设提供技术支撑。

3. 结语

既有建筑电气系统的改造是提升建筑安全性、能效水平及智能化管理能力的重要环节。针对线路老化问题，需结合智能监测技术实现精准诊断，运用新型耐用材料与先进敷设工艺提升线路耐久性，并通过智能配电与节能优化技术实现高效能源管理。随着人工智能、物联网及大数据分析等前沿技术的融合，电气改造将向自动化、智能化方向发展，为建筑电力系统的长期稳定运行和绿色低碳发展提供技术支撑。

参考文献

[1]林嘉俊.既有建筑电气节能改造方案[J].绿色建造与智能建筑，2024，（12）：19-21.

[2]金越.既有建筑改造项目中电气专业设计工作建议[J].建筑电气，2024，43（11）：44-47.

[3]徐茜，雷新海.城市更新中的老旧小区适老化改造途径研究[J].中国住宅设施，2024，（09）：22-24.

[4]张争.既有建筑改造中电气装置利旧问题探讨[J].智能建筑电气技术，2024，18（04）：92-95.

[5]刘冰.探讨既有建筑改造项目中的电气设计要点[J].房地产世界，2024，（09）：71-73.