建筑电气与智能化专业以绿色低碳技术、能源电力技术、信息智能技术、装备制造技术为核心，引领城市/建筑建设更新转型与新能源高效利用，融合建筑、电气、能源、自控与人工智能等多学科优势，形成以“数据驱动、系统协同、能效优化”为主线的实践创新育人体系。专业坚持“在实践中巩固理论、在实践中发现问题、在实践中成长提高”的教学理念，构建了跨领域“融合化”的实验教学平台：

（1）在装备领域，围绕供电与照明、暖通与空调、消防与安防、网络与自动化控制等典型子系统，开展多源感知采集、联动控制与运行诊断训练，强化“设备—系统—场景”的协同调试与舒适/能耗多目标优化。

（2）在能源领域，面向微电网与多能互补（光伏/风能/分布式能源与储能）、区域能源管网与综合能量管理等真实应用场景，开展跨系统数据汇聚、边云协同监测、智能算法辅助决策与调度优化实验，打通“源—网—荷—储—控”链路。

现有专业基础实验室5个和综合性专业特色实验室5个，开设实验项目40余个、共计116学时，形成“原理验证—系统联动—智能优化”的递进式实验体验；同时融入德国实验室“工程化、标准化、强调系统集成与实景验证”的特色，全面提升学生在智慧化运维、建筑能源管理与绿色能源应用中的综合实践与创新能力。

在我国“双碳”战略和德国“能源转型”背景下，面向智能电网互动、新能源高效利用、用户侧建筑节能减碳与电动汽车充电、电力市场和碳交易，建筑电气与智能化专业建设了国内首个建筑交直流混合微电网实验室，包括“源-网-荷-储-控-碳”六部分，为“双碳”背景下建筑、能源、交通绿色低碳转型升级以及碳中和人才培养提供支撑。为《建筑电气工程》《建筑碳中和前沿技术》《能源互联网与智能电网》等专业课提供实验支撑。

“源”：包括屋顶光伏、风电、电梯发电等；

“网”：包括DC750V、DC375V、DC48V直流微电网和交流配电系统；

“荷”：包括多种直流负荷如电动汽车EV充电、电梯、LED直流照明、直流家电、无线充电等；

“储”：包括超级电容储能、电化学储能电池等不同的储能方式;

“控”：面向动态电价与电力交易，结合实时气象数据和历史曲线，通过微电网管理系统，实现智能光伏支架控制、直流微电网孤网运行、交直流混合微电网优化、负荷柔性调节以及节能高效运行；

“碳”：通过物理实验系统，构建微电网系统数字底座，搭建了“建筑碳中和虚拟仿真实验平台”。

平台面向建筑系统数智化升级与绿色低碳转型，围绕建筑环境与能源系统的“数据驱动运行—智能决策控制—绿色绩效评估”主线，构建可教学、可科研、可示范的综合实验场景。平台以空调与通风等典型用能系统为载体，借助物联网实现多源运行数据的高频采集、无线传输与设备可控接入，打通设备、系统、空间与人的信息链路，形成面向真实建筑场景的全链路感知基础；基于数字孪生建立虚实同步的可视化映射与动态诊断能力，将室内环境状态与设备运行工况联动呈现，支持热舒适、空气品质等环境指标与COP、系统能耗、碳排放等能碳指标的同步测评与对标分析。面向绿色能源高效利用与按需供能目标，平台引入图像识别与机器学习方法，对人员分布、活动特征与使用需求进行辨识，形成“人—环境—设备”协同的自适应控制与节能优化策略，支撑无人值守条件下的运行策略迭代与效果验证。

依托云平台实现实验教学、科研数据、控制策略与实验过程的一体化管理与可复现实验编排，进一步强化“实景验证”优势，使师生能够在真实建筑运行闭环中开展能效测评、控制策略对比、低碳运行优化与可持续运维研究，服务绿色低碳智慧建筑的工程实践与创新人才培养。

智能光环境与照明实验室配备智能照明控制系统，支持建筑光环境的自主编程与策略设计，可实现室内照明系统与遮阳系统的联动控制，形成面向健康、智能与可持续的整体光环境解决方案。

实验室按照典型商业建筑室内环境搭建，划分为展示区、会议区、办公区三类功能区域。其中，展示区安装17盏DALI灯具，可对色彩、色温与亮度进行精细化调控，便于构建多种光环境模式以满足不同场景需求。

系统能够依据使用需求实现灯光场景的自动切换，并为欢迎、展览、演讲、会议、自然光照明等常用模式提供“一键开启”功能；同时支持移动端 App 控制，实现人员随时随地的便捷操作与个性化体验。

此外，专业与德企合作搭建面向办公建筑与工厂建筑的智能照明模拟实验台，为绿色照明与建筑健康环境设计方向的人才培养与实践教学提供支撑。

实验平台搭建了一套利用低品位可再生能源的实际空调运行系统，面向绿色低碳与数智化运行优化开展教学与科研训练。系统由冷却塔辅助土壤源热泵水环路、空气源热泵辅助冷热源、一次回风变风量（VAV）空调风系统以及PLC控制与能源监测系统组成，可实现冷热源—末端—控制的全链路联动运行与数据采集分析。其中，土壤源热泵利用地下土壤相对稳定的温度场作为冷热源/冷汇，通过地埋管换热器与土壤进行能量交换，具有运行效率高、季节适应性强、可与多能源系统协同优化等特点。平台引入冷却塔辅助水环路，可在特定工况下实现热量调配与系统“削峰填谷”，为提升土壤侧长期热平衡与综合能效提供实验基础。

依托PLC控制与能源监测系统，平台支持对温度、流量、功率、能耗等关键数据的在线采集与数字化记录，可开展面向数据驱动的运行诊断与控制优化实验。该平台为可再生能源在建筑中的高效利用与智能化运行提供可验证、可量化、可迭代的实践环境，支撑面向“双碳”目标的绿色能源与数智化建筑人才培养。

智能建筑系统实验室配备完善的弱电与楼宇智能化实验环境，涵盖视频监控、门禁控制、防盗报警、火灾报警、灯光控制、楼宇自动化以及建筑集成管理系统（IBMS）等多个子系统，可满足教学、实践与综合联动验证需求。

视频监控系统支持人脸识别、考勤签到、人数统计、防疫穿戴检测、车牌识别等智能分析功能，并可通过NVR、网络键盘、App、IE等多种人机界面进行管理与操作。

门禁控制、火灾报警、灯光控制、楼宇自动化以及建筑集成管理系统面向绿色、节能与安全管理提供一体化支撑。其中，楼宇自动化系统实现对建筑机电设备的控制与状态监测，并采集能耗数据，构建智能化 5A系统。

建筑集成管理系统（IBMS）进一步将楼宇自控、消防报警、门禁、防盗报警与视频监控等系统统一集成到同一平台，形成全类型的建筑大数据融合管理能力，并为人工智能技术在建筑场景中的应用与对接提供实验基础。

本实验室实验平台可覆盖自动控制原理课程的全部实验项目，并支持建筑电气设备课程的部分实验。平台由学院教师自主设计研发，可根据不同学期的教学安排灵活切换实验内容，实现一套设备服务多门课程，在节省实验室空间的同时显著提升设备利用率与共享效率。

在自动控制原理教学中，平台可开展包括典型环节模拟、二阶系统频率响应分析、系统校正（补偿）设计、非线性控制系统分析等核心实验；同时可与 PLC 设备联接，进一步扩展为数字—模拟混合系统相关实验。平台还可配合计算机使用MATLAB等工具软件完成系统仿真与对比验证，形成“建模—仿真—实验—分析”的完整教学闭环。

实验台配备德国PHOENIX CONTACT公司PLC控制器共6套，其中ILC 350ETH 4套、ILC 150ETH 2套，并提供配套的编程软件平台，满足教学与工程化实践的需要。课程实验围绕PLC多种编程语言与典型控制任务设置，主要包括：三相交流电动机正反转控制、循环彩灯控制、传感器数据转换模块、整数累加、三层电梯运行控制以及 HMI 人机界面设计等。通过连续的编程训练，学生能够熟练掌握 梯形图（LD）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）等语言的程序开发方法，并提升多语言综合应用与系统联调能力。

此外，实验室设备面向学生开放，可用于日常编程练习以及创新项目中的控制程序编写与调试。依托实验台的项目体系，学生可进一步夯实智能控制、数据采集与远程监控等关键技术基础，促进智能控制与绿色能源技术的融合应用，培养具备建筑领域绿色低碳与数字化转型系统设计能力的高素质工程人才。

智能感知技术实验系统

本实验系统由学生在创新项目中自主完成方案设计与平台搭建，形成一套面向教学与科研训练的多功能综合实验平台。系统集成变频水泵、压力传感器、电动调节阀、电磁流量计、排水泵等关键设备，并通过三通调节阀实现工况快速切换，能够满足多类实验项目的搭建、验证与拓展需求。依托该平台，学生可开展压力传感器特性曲线测定、流量传感器特性曲线测定、电动调节阀静/动态特性测试、压力闭环控制系统设计与调试等实验，系统提升从设备认知、信号采集到控制实现的综合实践能力。

离心式水泵是建筑采暖、空调与给排水系统中最典型的流体输送设备，其流量—扬程特性与效率特性不仅是工程选型与运行评价的核心依据，也是《流体力学（泵与风机）》及建筑设备类课程的重点内容。面向建筑自动化与节能控制的实际需求，平台进一步开发了水泵流量特性与效率测试实验：通过变频调速获取不同转速下的运行曲线，分析工况点变化规律，并探索使水泵尽可能运行在高效区间的控制方法。该实验为学生理解水泵运行机理、掌握变频调速与闭环控制技术、强化建筑节能与能效优化意识提供了有力支撑。  

本实验系统采用组合式空调机组，由多种空气处理功能段模块化组装而成，用户可根据实际需求灵活配置不同功能段。整体机组按照空气流程划分为三大部分：

送风段：配置初效过滤器、冬季预热盘管、显热回收交换器、中效过滤器、热水盘管、冷水盘管、加湿器、再热盘管及送风机，用于对送风进行过滤、换热、加湿和输送等综合处理。

模拟负荷段：由电加热器、冷水盘管及加湿器组成，可分别模拟热负荷、冷负荷及湿负荷，并将送风段与回风段相连，形成完整的空气循环回路。

回风段：由回风机、回风管道及显热回收交换器构成，实现空气回流与能量回收。

系统配备温湿度传感器与PLC控制单元，对机组各部分空气状态参数进行实时监测与采集。监测数据经PLC处理后，可在组态软件的人机交互界面直观显示，并支持多种数据分析与运行控制。

依托该实验平台，学生不仅能够开展过渡季空气侧经济器运行特性、湿空气性质分析及典型空气处理过程等实验，还可利用其完善的控制系统，自行编写PLC程序，探索并验证不同控制策略的效果。该系统在支持教学实验的同时，也为学生培养自动化控制与节能运行的综合能力提供了重要实践条件。  

空调系统能耗一般占建筑总能耗的40%左右，其中制冷机组是主要耗能环节，其性能优劣直接决定空调系统的能效水平。为满足制冷技术课程的实验教学需求，本专业自主设计并搭建了一套具备精确控制能力的制冷机组性能实验平台。该平台通过设备采购与施工搭建，配置了水管温度传感器、流量传感器、电动调节阀等关键部件，并设计完善的自动控制系统，完成调试与运行，实现了中央空调水系统的实验化呈现。该实验不仅有助于学生将抽象的理论知识转化为直观的工程认知，同时也使其深入理解PLC技术在建筑设备自动化系统中的应用，增强学习兴趣与实践能力。

实验系统由冷冻水环路与冷却水环路构成：冷冻水环路吸收负荷侧热量，冷却水环路向源侧散热。系统内设置的两个水箱分别承担吸热与放热功能，并通过电动阀门实现环路混合与能量平衡控制。

该实验系统可广泛应用于制冷技术、建筑设备自动化、建筑节能等相关课程教学中，帮助学生系统掌握制冷机组性能测试方法和能效评价指标。同时，该平台兼具科研与实践功能，可为建筑能源系统的优化运行、节能控制策略研究及智能化应用提供实验支撑，充分体现了教学与科研相结合的特色。

置换通风与辐射吊顶系统

本实验系统由本专业教师结合《通风与空气调节技术》课程教学需求自主设计与开发，旨在为学生提供可观测、可调试、可验证的空调系统运行认知与控制技术实践平台。系统采用“辐射吊顶+置换通风”联合运行模式，在满足人体热舒适的同时，体现先进空调系统节能、高效、舒适的设计理念。

系统中的置换通风部分为全新风地板送风系统，主要承担室内全部潜热负荷及部分显热负荷；冷辐射吊顶部分包含毛细管辐射吊顶与金属板辐射吊顶两种形式，用于承担其余显热负荷，实现“显潜热分离”与末端高效供冷。为保障实验过程稳定可靠，系统的运行监测与防结露控制程序均由专业教师自主编写、调试并完善。依托该平台可开展多项教学实验，包括空调房间垂直温度分层特性实验、辐射吊顶与置换通风系统负荷分配实验、辐射吊顶防结露控制实验等。

该实验系统不仅支撑《通风与空气调节技术》等核心课程的实践教学，帮助学生系统掌握先进空调系统的运行机理与控制方法，同时也为建筑环境热舒适评价、节能运行策略研究及新型空调系统开发提供实验条件，兼具教学与科研双重功能，能够有效提升学生工程实践能力与创新意识。    

变风量空调模拟系统

变风量（VAV）空调系统是全空气空调系统的重要形式，广泛应用于办公楼及各类商用建筑。本专业教师面向“数智化运维与能效优化”需求，自主设计并编程开发了一套水模拟变风量空调实验系统，用于在实验室条件下对VAV系统运行机理与控制策略进行研究与验证。

该系统以水流替代空气流，构建可测、可控、可复现实验环境：以板式散热器模拟房间负荷，以水泵模拟风机，以电动调节阀模拟VAV末端，从而直观呈现末端调节、系统响应与能耗变化规律。平台集成完善的监测与控制单元，关键传感器数据在控制界面实时可视化，并进行连续记录与存储，支撑后续的数据分析、模型辨识与能效评估，为开展数据驱动的优化控制提供基础。

依托该平台，学生可掌握VAV系统的原理与运行特性，训练多源数据采集—状态诊断—控制整定—性能评价的完整流程；同时可扩展开展定静压控制与变静压控制两类实验，对比不同策略下的系统稳定性、舒适性与节能效果，形成面向建筑低碳运行的控制优化思路。该平台既服务于课程教学实践，也为空调系统节能运行与绿色能源协同利用相关科研探索提供支撑。