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關鍵詞:樓宇;智能化;中國;發展
中圖分類號:TP212.6文獻標識碼: A 文章編號:
我國對只能建筑的探索與實踐始于上世紀九十年代初,在這時期里我國的智能建筑主要是一些涉外的酒店和特殊需要的工業建筑,才用的技術和設備主要是從國外引進的。雖然普及程度不高,但是人們的熱情卻不低,得到設計單位、產品供應商以及業內專家的積極響應,可以說他們是智能建筑的第一推動力。
1樓宇智能化的概念
自1984年智能建筑理念提出至今,因其發展歷史較短,目前尚無統一的概念。世界上的對樓宇智能化的提法很多,歐洲、美國、日本、新加坡及國際智能工程學會的提法各有不同,其中,日本的國情與我國較為相近,其提法可以參考,日本電機工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為:綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術,使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調工作,實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安全保衛自動化系統(SAS)和消防自動化系統(FAS),將這5種功能結合起來的建筑,外加結構化綜合布線系統(SCS),結構化綜合網絡系統(SNS),智能樓宇綜合信息管理自動化系統(MAS)組成,就是智能化樓宇[1]。
2 我國智能化建筑初具規模
在我國房地產業不斷發展的背景下,樓宇智能化市場隨之迅速成長。樓宇智能化的概念已經越來越深入人心。
經過多年來的探索、推進,我國樓宇智能化理論、建設法規、設計施工、物業管理等方面,也隨之得到較大發展[2]。
3未來樓宇智能化市場前景廣闊
樓宇智能化近幾年在我國發展迅速,目前各地房地產開發商所開發的樓宇智能化項目普遍受到購房者的青睞,北京、上海、廣州、深圳等一線城市的高端住宅項目對國內房地產市場示范作用明顯。樓宇智能化在低碳、節能方面優勢突出,同時為人們生活帶來更多舒適體驗。我國每年新增的建筑面積約20億平方米,加之政府對樓宇智能化建設規范化、科學化的引導,業內普遍看好樓宇智能化的發展。
4我國智能發展中存在的問題
4.1缺乏準確的建筑需求定位
缺乏準確的建筑需求定位是智能建筑建設存在的首要問題。目前只能建筑的功能需求由業主提出,設計通常有設計院負責,而智能化的深化設計與具體實施由系統集成商來完成。由于三者間缺乏有效的溝通和協調,普遍存在對只能建筑的要求不明確、規劃不妥當、嚴重不協調甚至脫節現象,以至工程建成后,系統運行不能達到預期目標。
4.2 在工程規劃、設計、施工、管理、質量監督、竣工驗收等環節,缺乏相應的配套標準規范和技術法規
目前,智能建筑中很多系統仍沒有設計規范、施工規范和工程驗收標準。現行的有些規范也不能適應智能建筑的技術要求,使很多只能建筑的工程項目設計和施工在五規范、無標準的情況下不規范的進行著,從而造成了設計方案不合理、施工質量不合格、工程驗收不達標、只能建筑不只能的嚴重后果。
4.3重建設輕管理
當前“重建輕管”的現象相當普遍。由于物業管理是薄利甚至微利企業,多數業主還不易接受智能化建筑的物業管理是知識管理的體現這一觀念,以至物業公司的運行成本合理支出受到影響,不得不減少專業工程技術人員的配置和降低管理人員的知識層次來彌補開支上的不足,最終使只能化系統不能運行。
4.4生態節能和保護環境方面重視不夠
只能建筑具有涉及多個行業的特點。它除了涉及自動化、計算機網絡、通信,供暖空調以及土建筑行業以外,近年國際動向已向環境保護和節能技術方面發展,國際上已有“智能建筑與綠色建筑結合起來”的提法。因此,只能建筑的內涵仍囿于MB系統、OA系統和CN系統已不能涵蓋它的全部內容了。將來很可能隨著科技的發展,它的發展還會擴大。
5樓宇智能的未來發展趨勢
5.1在管理監控上的應用
管理監控系統是智能化小區的重要組成部分,它主要負責管理與日常生活緊密相關的問題,未來的智能建筑在管理監控上將更加的智能化和人性化,主要體現在:①智能多表遠程抄收計量的普及;②智能設備監控系統;③智能停車管理系統;④緊急廣播與背景音樂。
5.2在安全防范上的應用
小區和住宅的安全是智能小區首先要解決的問題。主要通過科技手段和有效的物業管理、改變“自我保護”這一自閉模式、被動型安全防范模式、向多元化、綜合化、電控化及主動報警處理。可以預見,在未來,數字化、網絡化、智能化、集成化、規范化必將是安全防范技術的發展方向。
5.3在通信網絡上的應用
信息化的建筑將是進一步推進智能化建筑的發展,因此,才用最新的通信網絡技術進一步發展智能建筑是必然趨勢。
5.4在智能家居上的應用
智能化住宅界定為具有適應性、預測性的智能服務系統,其將來的實現目標是將家庭中各種與信息有關的通信設備、電器和家庭保安裝置等所有設備,與網絡連接,進行集中的或異地的監視、控制和家庭事務管理,并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。
6結論
總之,我們已經進入了21世紀。可以相信,今后隨著科學技術的不斷發展和人民群眾物資文化水平的日益提高,我國樓宇智能化技術將會有更大的發展空間。座位新一代的我們應該適應信息時代的要求,充分利用各種新技術,不斷發展和完善樓宇自動化技術,早就一個智能、便利的新世紀。
參考文獻:
【關鍵詞】:智能建筑 工程建設 管理
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A文章編號:1003-8809(2010)-06-0026-02
1 智能建筑的背景與發展
我國智能建筑的建設起步較晚,但發展迅速。我國已建項目中,智能建筑工程在設備上的費用一般占總投資的4%~8%。從智能建筑物分布的行業來看,目前主要用于金融業、行政機構、商業、公共建筑、高級住宅、交通樞紐等。智能建筑的含義為:建筑設備自動化系統,即BAS;通信自動化系統,即CAS;比較完善的辦公自動化系統;即OAS,這就是我們通常所說3A建筑。智能建筑在建設過程中出現不少問題,例如相當數量的工程中的智能化設備因種種原因不能正常工作,導致投資浪費。對這類新型建筑,國家還沒有相應的審批、監管、檢測等管理手段。
2 智能建筑建設管理的幾點措施
從以上分析可見,任何一個階段或環節,都可能影響智能建筑的使用效果。為使智能建筑在我國健康有序地發展,針對上述問題要研究相應的對策,制訂切實可行的管理辦法和制度,使智能建筑納入法治和規范化的軌道。為此,筆者對智能建筑工程實施如何實施規范化管理進行探討。提出幾點有效措施。
2.1 政府規范和指導智能建筑的建設管理
政府要建立健全智能建筑的管理體系,完善設計單位、施工單位、系統集成商、工程監理單位(專業咨詢機構專業)資質審批制度,建立設計方案審批制度及工程驗收制度、備案制度。制定和完善智能建筑設計、施工、驗收及使用維護的國家規范、標準,使智能建筑的設計、施工、監理和工程驗收有據可查,并制訂相應的法規和管理辦法,使之有法可依,有章可循。對智能建筑的設計納入審批范疇,符合要求的設計方可施工;對智能建筑施工隊伍實行資質準入制;對智能建筑的智能化部分驗收后采取備案制。各級主管部門應對從事智能建筑施工的單位進行資質認定,明確規定相應資質等級應達到的各項標準和可以從事的工程類別,杜絕無資質等級者從事智能建筑的施工業務。對資質的認定要從嚴把關,認真考核。并對具備資質等級的單位加強監督管理,對于不能勝任等級要求或出現質盤事故者,要取消或降低其等級。
2.2對建筑智能化同工程建設實施專業監理和系統驗收
政府必須建立具有智能建筑市場的監理制度,為投資方在智能建筑技術中所涉及的問題提供決策建議,并協助投資方進行方案實施。智能化系統的監理和系統驗收,必須十分強調其專業性。可委托有資質的專業機構對智能化系統的設計方案進行測評,審查核對系統配置圖、接線圖、點數表等技術資料,確保工程合同中的設備清單、監控點表和施工圖三者一致,確保系統在硬件設備上的完整性,保證審核符合接口界面、聯動、信息通訊、接口技術參數的要求;嚴格進場產品的質量復核;施工過程中,嚴格控制施工質量,審核技術變更;在階段工程結束后進行驗收。對有資質的驗收單位還應進行資質年審。
2.3加強對國內外智能化產品的技術測試和評審由國家主管部門對已用或待用的國家及進口產品進行全面技術功能評測和等級考核,根據系統以及產品的技術水平和功能等級,發放不同等級的市場準入證,以防止市場誤導并保護使用單位的利益。
2.4啟用智能化項目管理公司,加強技術管理
由于業主缺乏相應的專業人才,對智能建筑技術、設備和系統等方面缺乏深入了解,所以非常有必要通過對智能建筑咨詢管理公司來進行工程項目管理。其主要任務是根據投資者的意向,對智能建筑的總體方案的投資可行性、風險性進行咨詢,對智能建筑工程實施過程中如何保證質量、進度、投資目標的實現,提供工程咨詢和工程管理服務。業主啟用智能化項目管理公司,便可以從工程項目的功能定位開始,到各子系統的技術定位,設備的性能選擇、設備及工程費用的控制,使項目的總體功能、總方案設計、各子系統的設計更加合理優化、節約投資;從設計開始,工程的每一子系統的配制都考慮到全系統的集成和信息互通,實行統一管理分步實施,使各子系統形成統一的整體,實現信息資源共享,避免了各子系統自成體系,出現系統打架或重復設置;從施工開始就采用系統工程的方法進行工程管理,充分考慮各系統間的交叉作業,協調配合,使工程施工安排科學合理,避免不必要的施工沖突,節約人力、物力,同時也保證了工程進度。
2.5加強協調,統一管理
智能建筑是個跨行業多層管理的項目,從立項、設計、施工、裝飾、物業管理,跨過的行業較多,各行業法規、標準相對獨立的,行業的相互溝通及管理的相互滲透及協調都對建筑智能化的發展有一定影響。筆者認為,成立全國統一的行業協會是相當必要的,這個協會應由與建筑管理緊密聯系的建設部發起,將一部分權力按國際貫例移交給協會,各省市的協會業務應由上級協會指導及領導。協會應該由法規制定單位、設計單位、系統開發單位、房地產及物業管理,媒體等多個行業的單位組成,行業協會是一個面向建筑智能化全行業的服務機構。智能建筑應由國務院建設行政主管部門統一管理,各省、自治區、直轄市建設行政主管部門和國務院有關專業部門負責本地區本部門建筑智能化和系統工程設計與施工具體工作,杜絕目前智能組成建筑行業沒有一個明確的主管部門管理的現象。
2.6提高智能建筑相關企業的素質
目前我們應該充分認識到智能化建筑的建設具有廣闊的市場前景,從連片的智能小區發展到智能城市可能是很快的景象。我們必須緊密跟蹤該領域的每一項技術突破,同時要不斷地創新,因此對工程技術人員的培養刻不容緩。有關主管部門可以組織專家講授、集體指導,注重理論與實際相結合,力爭在短時期內培養一批技術過硬的工程人員,組建出一支具有較高專業水準的智能建筑工程師隊伍,從整體上提高國內智能建筑的水平。同時,積極開發中國自己的智能化建筑系統集成產品,逐步改善國內智能建筑產品過分依賴進口國外昂貴產品的現狀,扶持相關企業盡快組織開發出中國技術的新產品來與之抗衡,使之轉化為生產力,使我國的智能化建設躍上一個新的臺階。
3 結束語
以目前的發展趨勢看,建筑智能化系統的工程費用占建筑總投資的比例越來越高,一般約占5%~15%左右,而且有逐年增加的趨勢。由于建筑智能化系統的建設是相互依存的,前一項基礎工作沒做好,必然會影響后繼網絡系統無法正常開通,從而最終會影響建設方的維護和管理,長期以來,智能建筑的系統質量一直不佳,其中的另一重要因素就是對智能建筑的某些子系統的檢測與驗收尚未建立在科學的基礎上。
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關鍵詞:建筑技術 綠色 智能化
Abstract: With the development of science and technology, building technical level of China's increasingly fast, the attendant is the construction industry become the world's leading sustainable development building. So green intelligent building has become the theme of building the world and the leading of the future building. This paper describes the status of green building and development strategy and the development of the intelligent building situation.
Key Words: building technology, green, intelligent
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:
引言: 工業革命后,人類的生產、生活方式發生了巨大變化,這引發了包括能源危機在內的各種資源短缺。因此,綠色建筑應運而生。綠色建筑的特點第一是節省,第二是環境友善。節省指的是節省資源、能源,簡單用兩個詞來形容是少消耗、少排放,既少消耗資源與能源,又少排放不利于人類生存和生態平衡的物質。綠色建筑對全社會來說是觀念問題,對建筑師來說,既是觀念問題又是技術問題。
1 建筑節能的重要性
隨著我國城市化建設進程的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%.我國現有建筑面積為400億平方米,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億平方米,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。
2推廣綠色建筑刻不容緩
建筑活動是人類對自然資源、環境影響最大的活動之一。我國正處于經濟快速發展階段,年建筑量世界排名第一,資源消耗總量逐年迅速增長。因此,必須牢固樹立和認真落實科學發展觀,堅持可持續發展理念,大力發展綠色建筑。到目前為止,國內強調Why和What層面的問題比較多,談How的問題比較少。發達國家在很多年以前主要就開始研究How的問題了,How包括地域性的問題、可操作的問題。而國內的某些研究缺乏實質性的內容,他們熱衷于歸納流派、主義、風格特點,有的研究生態建筑的造型特點的建筑師,如同研究感冒藥的形狀和色彩而忽略藥學本身的“研究者”,感冒患者會要求醫生開“綠色、橢圓的藥片嗎”?這兩個方面都是我國和國外的差距。
因此,推廣綠色建筑需要政府發揮出強大的決策作用,或是說國家層面要體現出鼓勵政策。如很多開發商為了實現綠色策略,為保護環境花了很多錢,當然也包括其在宣傳策略上的投入,但畢竟是多投入了,他們多投入的是為了整體的環境,而不僅僅是為了自己;再如對中水和太陽能的利用,有多少企業能夠得到政府的減免稅優惠政策,最終這樣的開發商還有積極性嗎?如果政府沒有這樣的政策,綠色建筑是不可能真正推廣的,靠有覺悟、有興趣的人去做是很難成功的。如在德國使用太陽能光電板,會得到政府的補貼,美國也是。這樣,投資商、開發商就愿意更多地去做這件事情了,市場前景也好了,產量擴大后價錢自然下來了,形成良性循環。
3綠色建筑的發展策略
3.1綠色建筑的能源觀:綠色建筑的能源觀是節能和環境,能源對于大量使用機械空調以及人工照明的老式建筑就意味著生命,他們對資源的高耗,是直接導致能源稀缺的重要因素,也是大氣污染的創造者。為了減少能源的消耗,綠色建筑改變設計觀念,依靠高科技節能技術,從而提高能源的使用率和開發出新的能源,從而來實現能源使用上的自給自足的效果。
3.2 綠色建筑設計觀和環境氣候之間的聯系:隨著現今社會經濟的發展以及科學技術的進步,人類實現了用機械空調改善生活以及工作環境,但是它們的污染性以及高能耗,使得我們人類付出了經濟和能源以及環境污染的巨大代價。為了克服它的弊端,綠色建筑的設計按照人體的舒適要求以及環境氣候等條件來設計的。他注重地方性氣候與建筑之間的關系。其實,我們對于環境舒適以及健康的要求,往往不需要空調也能夠得到滿足,就行我國北方的窯洞,即使室外溫度是零下20度,室內溫度卻仍然保持在15度左右的舒適氣溫。所以,從綠色建筑的設計觀來看,輔助設備系統是其次,最主要的是大自然,它是主要的供給者。因此,照明可有太陽光來提供,采暖從人體或者辦公設備中獲得。考慮地方性氣候特點的設計,它可以在任何技術層次上面使用,因為綠色建筑中,氣候包含的格格因素是當做資源來考慮的。提高氣候資源的利用率以及充分利用是考慮地方性氣候特點的設計本質。我們將他的原理和未來的科技智能技術,控制技術等各種節能技術結合在一起,一定會構成豐富的綠色建筑前景。
3.3綠色建筑在技術與環境上,體現環境保護的特點:綠色建筑要求建筑的外層材料和結構,它是要作為能源轉換的界面的,必須具備能夠調節氣候的能力,讓室內的氣候穩定。隨著信息、自動化、新能源等技術的日益發展,在綠色建筑中,這些高技術都將得到有力的運用,例如建筑表面安裝太陽能電池。可以提供照明等需要的能源等。
3.4綠色建筑也做到因地制宜,規模化與產業化。我國不同地區的氣候、地理環境、自然資源、經濟發展與社會習慣等都有著很大的差異。不同類型的建筑因使用功能不同,其消耗資源和影響環境的情況存在較大差異。從規劃設計開始應結合當地氣候環境設計出對當地環境最少、盡量應用當地材料等方法來實現因地制宜的綠色建筑設計。我國目前建設市場總量大的產品為住宅與辦公、商場、旅館等公共建筑。也是主要的消耗資源的建筑類型。首先以此類產品為主做到綠色。從綠色建筑設計的專門化與綠色建筑工業產品的產業化等環節優先發展。最終實現綠色建筑的規模化與產業化。
3.5建筑全壽命周期內的綠色與功能矛盾統籌考慮。建筑從最初的規劃設計到隨后的施工、運營及最終的拆除,形成一個全壽命周期。關注建筑的全壽命周期,意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素,而且確保施工過程中對環境的影響最低,運營階段能為人們提供健康,舒適、低耗、無害的活動空間,拆除后又對環境危害降到最低。綠色建筑要求在建筑全壽命期內,最大限度地節能、節地、節水、節材與保護環境,同時滿足建筑功能。這幾者有時是彼此矛盾的,如為片面追求小區景觀而過多的水,為達到節能單項指標而過多地消耗材料,這些都是不符合綠色建筑要求的;而降低建筑的功能要求、降低適用性,雖然消耗資源少,也不是綠色建筑所提倡的。節能、節地、節水、節材、保護環境五者之間的矛盾必須放在建筑全壽命周期內統籌考慮與正確處理,同時還應重視信息技術、智能技術和綠色建筑的新技術、新產品、新材料與工藝的應用。
4智能化建筑的發展形勢
為了迎接21世紀全球化知識經濟時代的到來,當今世界產業結構已正在向高增值型與知識集約型轉變。智能化建筑的興起與發展,主要是適應社會信息化與經濟國際化的需要,也是人類社會進步生產力發展的必然需求。智能化建筑是建筑技術與電子信息技術相結合的產物,已成為21世紀房地產投資開發的主導方向。智能化建筑正是當代用信息技術改造傳統(建筑)產業本身,帶動產業優化升級與產業結構調整,最典型最具體、最直接的體現形式。
智能建筑的“智能化”,主要是指在一憧建筑物內進行信息管理和對信息綜合利用的能力。這個能力涵蓋了信息的收集與綜合、信息的分析與處理以及信息的交換與共享;樓宇設備自動化控制也是信息處理的一種形態。
建筑智能化系統工程技術過程的主要內容有:建設單位對智能化系統工程建設需求分析,方案的咨詢和可行性報告,系統的設計和設備選型,工程的施工和監理要求;系統集成商作深化系統設計、協調、督導,還有系統的實施、試運行和驗收以及峻工后物業管理。
智能建筑系統集成不是多種多樣產品設備的簡單集合,而是指一種“能力”。它能夠把現有的先進高新技術,巧妙靈活地運用在現有的智能建筑物系統中,充分發揮其作用和潛力。
智能建筑系統集成技術是借助于樓宇設備自控系統、通信網絡系統、辦公自動化系統,把現有分離的設備、功能、信息等綜合集成一個相互關聯、統一、協調的系統之中,用于綜合建筑物的各個環境。
根據歐洲智能建筑集團(EIBG)的分析報告,國際上對智能建筑技術的發展,大致劃分成三個技術發展階段:1985年前為專用單一功能系統技術發展階段;1986年―1995年為多個功能系統技術向多系統集成技術發展階段;1996年以后為多系統集成技術向控制網絡與信息網絡應用系統集成相結合的技術發展階段。整個技術發展是隨著計算機技術水平的發展而跟著發展的。
據不完全統計,在2000年底,我國各地累計已經建成及正在建的不同類型(含智能住宅小區)智能化建筑(包括自稱的)總數早已超過上千幢(項)。但絕大多數屬于處在上述第二階段技術發展之中,且由于多方面原因,技術開通達標率普遍不高,多數效益效果不理想。
自從1997年10月國家建設部頒布了我國智能建筑領域的第一個法規性文件,即建設部建設[1997]290號文《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》之后,實行了市場準入制度,出臺了中國《智能建筑設計標準》國標,我國智能建筑的發展已從隨意混亂無序開始逐步走上規范有序。但也僅僅只是在設計階段環節開了個頭,要真正達到全程全面提高我國智能化建筑技術發展總體水平,路還很長,問題還很多,任重道遠。
我國進入WTO意味著國內經濟完全融入國際化市場,必須遵守WTO的原則和規定。根據WTO協議市場準入原則和國民待遇原則,將使我國智能化建筑技術面臨更加廣闊的發展空間、更加劇烈的市場競爭。而我國現行的建設事業政策法規和行業管理體制與WTO的規則和國際通行模式存在較大差異,調整改革完善現行體系和體制的任務相當艱巨,形勢緊迫。
關鍵詞:智能建筑 建筑智能化系統 建筑設備監控系統
Abstract:The article discusses the meaning of intelligent building, as well as the development status; The function of the building equipment monitoring system, design key points and system testing. That building equipment monitoring and control system of intelligent building system is a main system.
Key words:intelligent buildingbuilding intelligent systembuilding equipment monitoring system
一、智能建筑的含義和發展
隨著信息技術的飛速發展,建筑技術也日新月異,智能建筑的概念也日趨成熟,早期一般被成為智能大廈。在國內 “3A大廈”、“5A大廈”等廣告詞隨處可見,所謂的“3A大廈”是指建筑物具有樓宇自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA)系統功能者。而“5A大廈”則是將樓宇自動化(BA)中的火災報警及自動滅火系統獨立出來,形成消防自動化(FA);將安保系統獨立出來稱之為安保自動化(SA),從而形成“5A”。其中,“BA系統”也就是我們平常所稱的樓控系統,即建筑設備監控系統的簡稱。
直到2000年中國國家標準《智能建筑設計標準》(GB/T50314-2000)的問世,其中對什么是“智能建筑”才有了明確的定義:“它是以建筑為平臺,兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統,集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優化組合,向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。”由此可見,提供安全、高效、舒適、便利的建筑環境的建筑才能稱之為智能建筑。但此定義還忽視了一點,“節能環保”。到2006年建設部重新組織編制組對GB/T50314-2000進行了修訂。此次修訂在內容上進行了技術提升和補充完善,并按照各類建筑物的功能予以分類,還在“智能建筑”的術語解釋上加上了有關“節能、環保”的概念。在新的GB/T50314-2006上“智能建筑”被定義為以建筑物為平臺,兼備信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統等,集結構、系統、服務、管理及其優化組合為一體,向人們提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境。
智能建筑是一個綜合的系統化工程,建筑、結構、水、采暖與通風、電氣等專業構成有機整體。猶如人的身體,只有各個器官協調作業,才能表現為健康狀態。智能建筑的“智能”,也就是要建筑像人一樣,能“知冷知熱”,自動調節空氣、水、陽光照射等,創造既節能、健康、舒適又安全的環境。只有這樣才能提高人們的工作效率,減少“樓宇綜合癥”的發生。因此我們可以看出有幾個“A”就是智能化建筑的概念是錯誤的。
建筑智能化系統(Building intelligent system)是智能建筑中應用的電信息系統。對建筑智能化系統國內還有一個俗稱,即所謂的“弱電”系統,它是以從建筑設計中有別與傳統的電氣設計和照明設計而引申出來的。傳統的電氣設計和照明設計稱為“強電”設計,而把屬于建筑物智能化系統設計的內容稱為“弱電”設計。
建筑智能化系統內容豐富、種類繁多,每個智能建筑要把所有系統都包羅進去是不太可能的,因此設計時應根據建筑物的使用功能、建設總投資、管理要求等綜合考慮。確定與建筑物功能相適應的建筑智能化系統中各子系統的設計標準,應側重各子系統的有機結合,注重智能化系統集成,強調綜合性、統一性和各子系統的關聯性,利用計算機網絡技術,使傳統的智能化子系統互聯、互通、互操作,達到資源共享、功能得以提升和降低成本的目的。
但是,智能建筑設計標準并不是僅僅涉及一個弱電專業,要由各專業相互配合,如建筑專業在做設計方案時,就應當考慮太陽光的利用與人工照明的關系以及熱輻射的作用等等。不能只考慮建筑外形,連結構的合理性都不考慮,把有限的資金都放在外形上,有可能就應了那句“金玉其外,敗絮其中”的話,就不可能做成智能建筑。因此智能建筑是多學科、多技術系統的綜合體。
二、建筑設備監控系統
《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006里所說的建筑設備管理系統(BMS)也就是在《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339-2003里被稱為建筑設備監控系統(BAS)和公共安全系統(PSS)等綜合管理的系統。
雖然,從現實來看,建筑設備監控系統已經被廣泛的應用在辦公樓、賓館、體育場館等各類的公共建筑當中,可是,在我國目前的國民經濟發展中,住宅(小區)的建設占有相當大的比重。住宅(小區)智能化的發展有著廣闊的市場前景。與在公共建筑里不同的是,應依據住宅(小區)自身的特點與建筑設備監控系統的功能、技術結合起來,發揮該系統的作用。除小區內的公共部分與其他公共建筑里的建筑設備監控系統一樣,在住宅內部,家庭控制器(Home controller)是智能化系統的一個主要產品。它可以實現對住宅內表計(水表、電表、燃氣表、直飲水表、熱水、供熱等計量儀表和設備)的數據采集和遠傳,還包括了對常用家用電器的控制等功能。
(一)建筑設備監控系統的功能
按照《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339-2003里6.1.2所闡述的:建筑設備監控系統用于對建筑物內各類機電設備進行監測、控制及自動化管理,達到安全、可靠、節能和集中管理的目的。
我們把它總結歸一下,即:
實現自動監視與自動調節以適應室內環境的變化;各類機電設備的啟、停和運行進行連鎖操作,以確保機組的安全運行;各類機電設備的故障自動監測,以保證設備的安全和及時維修;實現優化控制以實現節能降耗;實現過程控制自動化以節約設備管理人員。
(二)建筑設備監控系統的內容:
根據《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339-2003里6.1.3的內容,建筑設備監控系統包括以下幾大子系統:
1、空調與通風系統;2、變配電系統;3、公共照明系統;4、給排水系統;5、熱源和熱交換系統;6、冷凍和冷卻水系統;7、電梯和自動扶梯系統;8、建筑設備監控系統與子系統(設備)間的數據通信接口功能;9、中央管理工作站與操作分站功能;10、系統實時性;11、系統可維護功能;12、系統可靠性;13、現場設備安裝質量;14、現場設備性能;15、依據設計要求所需評測的項目等。
可見,在建筑智能化系統中,建筑設備監控系統(又稱BA系統)是體現節能和創造優良環境最有價值的系統,也是關聯技術最多的系統,應稱之為建筑智能化的龍頭系統。
(三)建筑設備監控系統的檢測
1、系統檢測:是指智能化系統安裝、調試完畢,經過規定的試運行時間后,竣工驗收前所進行的對系統功能、性能及可能存在的缺陷進行的全面檢驗和測試,評價結果將作為竣工驗收和智能化系統等級評估的依據。
2、系統檢測的條件應具備:(1)系統安裝調試完畢后,已進行了規定時間的設運行;(2)已提供了相應的技術文件和工程實施及質量控制記錄。
對于建筑設備監控系統來說,在智能建筑工程質量驗收規范(GB50339-2003)里有明確的規定。就是,系統的檢測在系統試運行連續投運時間不少于1個月后進行,并且應依據工程合同技術文件、施工圖設計文件、設計變更審核文件、設備及產品的技術文件進行。
3、建筑設備監控系統的檢測應以系統功能和性能檢測為主,同時對現場安裝質量、設備性能及工程實施過程中的質量記錄進行抽查或復核。
4、系統檢測的流程
(1)一般由工程建設單位,也可由工程承包方或使用單位向檢測機構申請辦理系統檢測委托手續。
(2)檢測單位在熟悉委托方所提供的各項工程資料,對工程的情況有了基本的了解,并已明確知道委托方的需求后,應及時的制定檢測方案。
(3)檢測單位按照已制定的檢測方案進行檢測工作。現場應詳細、準確的填寫原始記錄表。原始記錄表應字跡清晰、沒有筆誤,以便現場檢測人員簽字或者蓋名章。
(4)在現場檢測和相關的實驗和檢驗完成后,應按照相關的委托手續中雙方約定的時效內及時的出具檢測報告。檢測報告除有檢測人員、復核人員和簽發人員的簽名外,還應有檢測機構加蓋檢測報告專用章或檢測機構公章。檢測報告應有明確的合格或者不合格的檢測結論。凡不合格項均應明確提出存在的問題,并提出相應的整改建議。
現今,我國在智能建筑的國家標準、技術規范和行業法規還尚不規范、健全,譬如說現在改版后的《智能建筑設計標準》(GB/T50314-2006)已經改為按照各類建筑物的功能予以分類了,但是《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339-2003至今還尚未改版,依舊按照各系統進行分類。這就造成現在的智能建筑設計與施工市場不夠規范和系統化。另一方面,必須從行政上和技術上對智能建筑的市場和質量進行有效的監督和管理。要做到這一點,首先應加強對系統集成商的資格審查,重點審查其規模和人才構成,考核其從業技術水平。對于建筑設計、施工單位,則應將智能建筑設計與施工納入質量監督體系,對設計階段、施工階段、系統運行管理階段均應實施監督。工程完成后還應按有關的質量評定標準和驗收規范進行檢測和驗收。
參考文獻
1、中國國家標準:《智能建筑設計標準》(GB/T50314-2000、2006)
關鍵詞:智能建筑;工程管理;成本控制
智能建筑的概念,在上世紀末誕生于美國,第一幢智能大廈于1984年在美國哈特福德市建成。中國的智能建筑于90年代才起步,隨著經濟的快速發展,智能建筑的迅猛發展勢頭令世人矚目,其工程總投資目前占到國內建筑工程總投資的8%-10%。智能建筑是信息時代的必然產物,建筑物智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高。智能建筑是以普通建筑為平臺,將通訊信息技術、辦公自動化等智能系統、計算機技術與建筑藝術有機融合,進行最優化設計、施工、管理與服務,智能建筑工程造價昂貴,工程結算超預算的情況時有發生,智能建筑工程項目成本控制困難是一個不爭的事實,隨著工程規模越來越大、技術更新越快、復雜程度越高,其成本控制風險就越大,如何通過成本管理來控制智能建筑工程的投資,需要每個從業者認真思考。
1 智能建筑工程成本控制面臨的問題
智能建筑工程包含眾多的智能系統,而智能化系統的設計方案、施工圖設計以及具體工程施工大部分由設備供應商和系統集成商來進行,或者依靠其協助設計來完成,這使得智能建筑的工程成本控制出現很多不可避免的問題。
1.建設單位對智能建筑工程項目決策存在誤區。很多建設單位缺乏相應的專業人才,不能明確智能建筑的要求,關于智能系統的定位和功能選擇不清楚,智能建筑項目未經過充分的調研,在論證階段進行項目決策時就求全貪大,盲目接受各種先進技術。這樣產生的結果就是建成的智能化系統不能充分發揮所具有的功能,系統的利用率低下。造成智能建筑流于形式,導致巨大的資金浪費,資金的使用效率受到嚴重影響,工程中智能系統的造價失去控制,成本也難以管理。
2.對智能系統的設計缺乏深度規劃,導致智能系統的投資成本不明確。在對整個工程項目的設計過程中,多數項目智能化工程設計都滯后于建筑的設計。在準備施工圖設計時,智能化系統設備的選擇尚未確定,再加上相關專業的智能建筑設計人員的不足,往往造成設計人員不能充分理解具體工程的要求,設計圖紙與建設單位功能需求不相符,大多數的方案工作留給系統集成商去完成,在智能系統二次深化設計時解決,往往造成前期設計方案不能滿足現場施工的要求,從而出現智能系統設計上的缺陷,施工過程中經常出現返工、浪費現象。
3.智能建筑工程中招投標的不合理,給工程成本結算帶來很大問題。由于智能建筑的系統型號的選擇和設備材料選擇的不確定因素,造成智能化系統的各種不同配置的方案、不同的品牌、不同的型號之間的設備材料采購單價有很大出入。這樣就往往造成低價中標的單位在具體施工過程中會隨著工程的進行,以設計不能滿足實際需要為由,提出對原有設計進行變更,使得建設單位在智能系統的投資上不斷加大。
4.由于智能建筑工程專業的預審人員不足,導致工程結算不能準確的反映工程的成本。預審人員對智能系統整體系統認識的不足和專業知識的限制,經常出現工程結算審核時出現很多矛盾和爭議。
2 加強智能建筑工程成本管理的措施
為了有效的控制智能建筑的工程成本,提高資金利用率,建設單位要充分培養與配備自己的專業人才,發揮其主導作用。還要加強對智能建筑工程全過程的跟蹤審核,落實到各個具體階段。針對上面闡述的具體問題,制定出符合實際的管理辦法和制度規章,使得對智能建筑工程的成本管理能夠有序有效進行。
1.項目決策過程中的成本控制。相關人員在項目決策進行階段就要參與其中,在項目開發建議書和項目可行性研究報告階段就要多方面的收集相關資料,做出詳細的需求性分析。同時依據智能建筑物的性質、功能和具體使用的情況提供準確的需求方案,給決策層提供參考,精確的進行投資與收益的分析。依據建筑物的具體使用情況配置相應的智能化子系統設備。這樣不僅能最大程度的發揮智能化系統的功能,而且可以充分的發揮資金的利用率,減少和降低項目的投資風險,在源頭控制智能建筑工程成本,為后面的工作打下良好的基礎。
2.項目設計過程中的成本控制。智能建筑設計對整個項目的功能、造價都起到關鍵的作用,設計方案的優化對工程成本的變化有著重大影響。決策層通過專業人員的具體需求分析,要求設計人員的設計在適應需求的前提下,最大程度的深化設計,依據智能建筑性質的定位來決定系統技術水平的定位、設備的性能選擇和設備種類的選擇,以及后面設備安裝時的工程費用。使智能建筑的功能定位、整體設計方案、各種子系統方案的設計更加合理,從而盡量減少圖紙修改、返工誤工現象,達到控制工程成本的目標。
3.項目招標過程中的成本控制。在制定招標文件時應明確建筑智能系統招標的范圍、設備型號、關鍵材料品牌及質量要求等。智能建筑是一個復雜的系統集合,不能僅以報價的高低作為選擇中標單位的依據。不同的施工設計方案,不同的設備材料選擇將導致評標人員從報價上無法鑒別投標方的實力。智能建筑的評標應該采取綜合評分法,在評審過程中除了要考慮技術方案,報價高低,還要考慮智能建筑的特殊性與復雜性。評標人員除了嚴格控制招標過程外,還要預留活口,避免在結算時造成重大成本偏差。
4.項目施工過程中的成本控制。和普通建設項目一樣,建設單位要及時掌握智能建筑工程施工過程中的詳細信息,引起工程成本變化的設計必須由施工單位提出報價,經建設單位核定后才可實施,避免施工單位事后的漫天要價。施工過程中的隱蔽工程必須及時簽證備案,做好相關經濟、技術信息的處理,在工程結算時提供準確的信息。對于工程設計變更引起的費用的增加、工期的延誤要進行必要的索賠。這些手段對控制工程成本起著顯著作用。
5.項目結算過程中的成本控制。結算是建設單位控制工程成本的最后關口,除要求預審人員具有較高的智能建筑專業水平外還要有良好的職業素養,以嚴謹細致認真負責的態度把握好這最后關口。針對智能建筑工程中復雜的設備和施工的特點,仔細做好工程量的審核,需要時要會同施工、監理單位深入現場核實其準確性。其次要認真做好智能工程設備材料價格的審核,堅持原則,以相關職能部門的價格信息為依據,同時參考市場調研價格。
目前我國智能化建筑的市場前景十分廣闊,涉及智能工程成本的問題也日益增多。因此,建設單位必須緊跟智能領域的每一項技術革新,培養本單位具有較高水平的專業人員,加強對工程各個階段成本的管理,準確控制工程成本,以“低成本、高質量”完成施工任務,達到“低耗高效”的目的。
參考文獻
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【關鍵詞】建筑施工;智能化管理;電氣工程管理
我國建筑工程的發展非常迅速,與此相關的施工管理技術也日漸提高。人們隨著生活水平的進步,對生活的智能化、居住環境的便利性提出了新的更高要求。智能化電氣工程屬于當前建筑工程中較為關鍵的項目管理方式,所以建筑智能化電氣工程施工質量將會直接影響建筑工程能否正常使用。科學技術的發展使各項高端技術逐漸走入到建筑工程中,所以智能化技術的使用也逐漸廣泛,通過近年來的實際使用證明,智能化技術可以控制建筑智能化電氣工程人工成本,提升操作精準性與工作效率,縮短工期,提升施工單位的市場綜合競爭力。在此情況之下,如何通過多種手段與渠道來完善建筑智能化電氣工程管理技術,便成為相關工作人員迫切需要解決的問題。
1.建筑智能化電氣工程管理
在滿足了基本生活需求的基礎上上,人們對生活質量的要求逐漸提升,這為建筑智能化電氣工程管理應用帶來了發展空間,使得各種智能化電氣工程技術成功應用于各種現代建筑當中。建筑智能化電氣工程施工的包含配電柜與調控設備的安裝、加上電纜和電纜橋架的安裝、架空線路與智能化電氣設備的安裝、變壓器安裝、配電安裝、動力設備安裝、柴油發電機組安裝、電源安裝、電動機安裝、電熱器與線路安裝、智能化電氣動力裝置調試、開關安裝、插座安裝、接地線路與設備安裝、母線安裝、導管安裝、照明設備安裝等許多方面,保證智能化的使用效率。比如將傳感器溫度變化信號傳送到控制中心當中,對建筑物內部的溫度變化進行分析,將實際溫度和當初設定時的溫度進行對比,分析產生溫度差別的原因,并根據溫差產生原因與以往的工作經驗來判斷其未來發展趨勢,提升智能化的實用性與可行性[1]。
2.智能化管理技術
高科技是支撐時展與建筑行業發展的主要支柱,科學技術的發展使新型建筑智能化電氣技術逐漸趨于多元化,智能化管理是其中比較典型的一種高科技支撐產物。智能化技術也被人們稱之為人工智能技術,屬于計算機技術構成要素之一,將定位技術與精密傳感技術等融合在一起。人工智能是智能控制系統、處理語言系統以及專家與圖像識別系統的構成體,通過多年來的發展,在控制領域中得到了廣泛的應用。在建筑智能化中,自動控制技術與通信技術的應用比較廣泛,結合網絡技術與數據技術的應用,共同構成了建筑智能化系統。而智能建筑的構成部分包含了樓宇自動化系統、通信自動化系統以及辦公自動化系統這三種系統, 且隨著科學技術的不斷發展,該技術在日常生活中的應用更加廣泛,研究人員也在從自身的生活需要上入手,綜合仿生學與語言學等多方面的知識,對其進行完善[2]。
3.智能化技術的現狀及應用
以建筑為平臺的建筑智能化是利用系統集成技術,提供一個高效舒適的建筑環境,集服務、結構、管理為一體的建筑設備智能化,兼備辦公、通訊與建筑設備自動化為一體,建筑環境與建筑設備、通訊設備與建筑設備自動化系共同構成了智能建筑。為了滿足經濟發展的需求,提升國家綜合經濟實力,我國在發展經濟的過程中對環境進行了大面破壞,導致國內自然環境與空氣質量明顯變差,在此前提下,節能減排技術顯得尤為重要[3]。在建筑領域當中,智能化建筑對于能源的要求比較高,但可以通過科學化的建筑節能設計方式來達到預定的節能目標,保證高效、低碳,所以智能建筑的發展前景較為廣闊。通信技術與建筑技術的不斷發展,使二者找到了可以相互結合的部分,共同組成了建筑智能化技術,且經過多年的發展,這一技術已經被相關工作人員接納,成為使用率高度普及的建筑技術之一隨著社會的不斷發展,科學也在突飛猛進的發展,以通訊、圖像、控制、建筑技術為基礎的建筑智能化技術,促使智能建筑飛速發展,為信息傳遞以及信息資源共享提供了可能,并且通過這些方式保證了目標高效、合理的實現,讓人們住上安全、舒適的建筑,已經成為所有工作人員迫切需要完成的目標[4]。計算機技術的不斷發展,使智能建筑走入人們的日常生活,也成為可以接受的理念,所以對智能建筑的要求有了明顯的提升。為了加速房地產產業的發展,滿足人們對日常生活以及居家觀念的需求,我國許多房地產企業都已經將智能建筑這一理念貫徹到房地產開發建設中,并且近年來智能化系統的好壞已經逐漸成為判斷樓盤是否具有潛力的關鍵考慮方向之一[5]。從近年來的實際使用情況來看,如何完善施工工序管理,是智能化能否合理的應用在建筑中的關鍵問題之一。在完善施工工序控制的同時,不僅可以減少施工質量不達標等問題的產生幾率,同時還可以保證施工質量,所以在智能化理念的使用過程中,必須要嚴格的按照施工工序來施工,設置科學有效的質量控制點,對工序的活動質量進行控制,全面檢查工序活動結果,進而掌握工程智能化理念的使用動態,提升工程質量。
建筑內部的各種閉路系統和監控系統、計算機網絡、巡更管理、警報與停車管理、通信、公共與緊急廣播、入侵警報、門禁以及有線電視等系統需要繼承與兼容,所以想要將智能化理念更好的應用在建筑行業中,就必須要從建筑物的實際情況與施工單位的施工能力者雙方面入手,擬定科學化的管理模式,提升管理效率,所以必須要構建科學可行的管理體系,保證建筑智能化電氣工程管理質量,這也是智能建筑的核心管理理念。
4.結束語
智能化是當前人們比較關注的一種生活狀態,且從近年來的實際使用情況來看,智能化建設確實可以為人們的生活提供便利,所以智能化管理應用市場前景比較廣闊。智能化技術在建筑智能化電氣工程中的應用日漸廣泛,包含了網絡通信技術、自動化控制技術以及消防安全技術等,結合綜合布線與系統集成技術一同構成了智能化管理模式。電氣工程施工工作人員在設計完成時,會將工作的中心放在方案深刻上,保證施工水平能滿足合約指標,提升施工效率。在對系統材料軟件以及系統的設備選用方面,必須保證材料達標,結合用戶培訓等方式來保證電氣工程自動調控性與安全性,提升運行效率。本文從多方面入手,闡述了完善建筑智能化電氣工程管理技術的方式,為相關工作人員的日后工作提供了保障。
參考文獻:
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關鍵詞:樓宇自控;節能;建筑;智能
隨著城市建設的不斷推進,高層建筑成為建筑設計的主要潮流,同時在信息技術等先進技術的輔助應用下,智能化樓宇開始得到發展,而樓宇自控系統(BAS)作為基礎,需要對建筑內的機電設備及各種能源進行智能化管理,目的是為業主提供舒適、安全、環保節能的工作或者生活環境。
一、樓宇自控系統的構成及功能實現
樓宇自控系統包括:空調監控系統、變配電監控系統、照明監控系統、安全防范監控系統等,以中央處理計算機為中心,對建筑物內部的設備進行實時控制與管理,能夠隨時按需調整建筑物內部的溫度、濕度、照明強度和空氣清新度等,達到節約能源與人工成本的效果;監測設備運行情況,定期維護保養,避免產生重大問題。
樓宇自控系統的功能由中央監控管理層、現場直接數字控制器(DDC)、現場傳感器和變送器、執行器三層結構實現。DDC能接收各種傳感器及設備發送來的信號,并按設定程序控制執行器實現其功能,同時與中央計算機雙向通信、DDC與DDC之間的點對點通信,共享信息資源,協同作業;傳感器和測量儀表(如溫度、濕度、感光等)采集現場數據,并通過網絡傳輸信道傳送給DDC。執行器則根據DDC發出的控制指令,完成對不同設備的控制(如設備的開關、調節;用電量或熱管網熱量及用水量的計量和計費等);中央監控管理層是由工作人員監視和控制的處理終端。
二、樓宇自控系統與建筑節能
1.對能源消耗進行計量,提高參數精度
對水電等能源消耗進行計量并收費,可以有效的節約能源,樓宇自控系統能夠自動完成對相關參數的抄寫、分類、累計、計算,避免了人工操作的復雜性及錯誤的產生;將能源用量、單價、收費標準生成報表,為用戶提供參考評估;提供能源消耗分布曲線,供用戶鑒別什么時間產生高峰負荷,并以此為基礎來評估各種降低能源的措施。
室內溫濕度等參數對能源消耗有重要影響,樓宇自控系統能夠按室外環境和季節的變化來改變設定值,在保證人體健康和環境舒適性的前提下,節約能源。控制精度與舒適性、節能效果成正比。比如可以在在滿足室內衛生要求的前提下,減少新風量;在夏季將設定溫度下調1℃;在冬季將設定溫度上調1℃;可以有效減少能源消耗。
2.控制設備運行時間
設備運行時間越長,能源消耗越高,因此一些辦公建筑及商場等可以在辦公及營業時間外停止運行空調等設備,以節約能源。
樓宇自控系統通過對空調設備的最佳啟停時間的計算和控制,在夏季或者冬季對建筑進行預冷或者預熱,以保證室內環境從一天的開始到結束始終保持舒適性,另外由于溫度的慣性變化,通過計算空調可以停止多長時間仍能保證空調區域舒適,然后按照循環來啟停空調;可以在提前于工作結束時間關閉空調,同時保證室內溫度在室內人員離開前相對穩定。
照明調節方面可以對公共照明設備采用聲控、光控開關,減少用電量;在實行多種電價的地區,利用樓宇自控系統,通過與冰球蓄冷設備,應急發電機等配合,可以在用電高峰時,選擇卸除相對不重要的機電設備減少高峰負荷,或投入應急發電機以及釋放存儲的冷量等措施,實現免峰運行,降低運行費用。
樓宇自控系統可以將建筑內所有機電設備有機的聯系在一起,把這些機電設備集成一個統一的系統,實現信息資源共享,從而可以對機電設備進行綜合控制管理。
三、我國樓宇自控系統的發展前景
無論是智能建筑的理論、設計理念、建設法規、設計方法、施工技術、工程管理,還是建筑智能化行業管理及智能物業管理,都通過教訓與經驗的總結,日臻成熟完善。
1.樓宇自控系統的規范統一標準化
房地產行業的發展推動樓宇自控產品的開發與利用,目前我國的樓宇自控產品市場多為外國品牌所占有,但是這些技術和產品沒有統一的規范和標準,為系統運行帶來難度,嚴重影響系統功能的擴展、產品的集成等,住房和城鄉建設部將《建筑設備監控系統工程技術規范》列入《2009年工程建設標準規范制訂、修訂計劃》,對建筑設備監控系統的規劃設計、安裝調試、檢測驗收、維護管理、節能降耗等工程環節進行統一規定,使系統的建設、管理、運行實現舒適、高效、節能、環保的效果,增強實用性和操作性。
2.國內品牌產品的發展
我國目前的樓宇自控市場中,進口產品占有率為相當大的部分,而我國的民族品牌由于發展起步晚,發展歷史短,主要應用于中小規模的公共建筑、住宅建筑范圍內,在意識到市場前景之后,民族企業在認清自身優勢和不足的前提下,始終堅持提高產品質量、加強品牌建設,打造產品知名度,贏得用戶信任,對交付項目管理到位,形成百花齊放的市場新氣象。
樓宇自控系統能夠保證建筑中各系統自動優化運行,節約能源、方便管理、確保安全,建筑節能應被理解為“建筑合理用能”,而不是單純地抑制需求,減少能耗,應該是在滿足人們日益增長的健康和舒適感的需求下,盡量降低能耗。
參考文獻
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關鍵詞:智能建筑能源管理節能
中圖分類號: TS958 文獻標識碼: A
一、概述
目前,全國現有房屋建筑面積已達430億平方米。在建筑的建造和使用中,能源消耗高、利用效率低的問題十分突出。相關部門的調查數據表明,2009年建筑耗能占全社會耗能總量的比例由1978年的10%上升到30%左右。我國每年竣工建筑面積約為20億m,其中公共建筑約有4億m。2萬m以上的大型公共建筑面積占城鎮建筑面積的比例不到4%,但是能耗卻占到建筑能耗的20%以上,中國工程院的相關人士在對居民住宅、公共建筑的用電量進行比較之后發現,一些寫字樓、飯店等大型公共建筑的單位平方米年耗電量在100度~300度之間,是居民住宅的10~15倍。在公共建筑(特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等)的全年能耗中,大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統,20%~30%用于照明。
在我國現有的建筑中,只有4%采取了能源效率措施,單位建筑面積采暖能耗為發達國家新建建筑的3倍以上。根據測算,如果不采取有力措施,到2020年中國建筑能耗是現在的3倍以上。在國家大力推行節約型社會之時,酒店、大型辦公樓、商場等能耗量較大的公共建筑開始意識到設備運行中能耗過高的問題。因此,做好大型公共建筑的節能管理工作,對實現國家建筑節能規劃目標具有重要意義。二
二、智能建筑能源管理系統的結構
智能建筑能源管理系統是基于自動化控制系統基礎上一套計算機智能化的管理軟件平臺。該系統通過對建筑物內各類能耗參數的收集、分析,運用科學算法發出合理的操控指令,通過樓宇控制系統實現其動作。
智能建筑能源管理系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,為大型公共建筑的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控制提供了基礎平臺,它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構,一般分為三層:管理層、網絡通訊層和現場設備層 。
1)管理層
站控管理層針對能耗監測系統的管理人員,是人機交互的直接窗口,也是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備,如工業級計算機、打印機、UPS 電源等組成。監測系統軟件具有良好的人機交互界面,對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理,并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
監控主機:用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口,進行系統管理、維護和分析工作。
打印機:系統召喚打印或自動打印圖形、報表等。
模擬屏:系統通過通訊方式與智能模擬屏進行數據交換,形象顯示整個系統運行狀況。
UPS:保證計算機監測系統的正常供電,在整個系統發生供電問題時,保證站控管理層設備的正常運行。
2)網絡通訊層
通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁,負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時,轉達上位機對現場設備的各種控制命令。
通訊管理機:是系統數據處理和智能通訊管理中心。它具備了數據采集與處理、通訊控制器、前置機等功能。
以太網設備:包括工業級以太網交換機。
通訊介質:系統主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。
3)現場設備層
現場設備層是數據采集終端,主要由智能儀表組成,采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端,向數據中心上傳存儲的建筑能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務,其監測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。
三、智能建筑能源管理系統建設
智能建筑能源管理系統建立,具體包含以下幾個方面內容。
1、能源規劃(Energy Planning)
根據建筑具體情況,全面規劃智能建筑的能源使用,建立建筑能源使用模型。包括建筑物綜合節能解決方案,各系統集成,太陽能、地源熱泵等新能源與可再生資源的利用模型。
按照世界能源委員1979年提出的“節能”定義:采取技術上可行、經濟上合理、環境和社會可接受的一切措施,來提高能源資源的利用效率。即盡可能地減少能源消耗量,生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品;或者是以原來同樣數量的能源消耗量,生產出比原來數量更多或數量相等質量更好的產品。以此延伸開來,建筑物的節能可以定義為:在基本不影響建筑物功能和舒適性的前提下,盡量減少能耗。所以,判斷一個建筑物節能與否,節能多少需要有個參照物,通過和參照物比較才能得出結論。對于改造的建筑,通常可以用同一氣候條件下的歷史能耗數據作為參照。而新建建筑則相對比較復雜,日前在實際工程中常見下列幾種方式:
類比法:以類型、規模、功能相仿的建筑的能耗作為參照。主要適用于連鎖酒店、連鎖超市、連鎖商場等建筑條件相仿,管理模式相同的同一集團或管理公司旗下的建筑物。
測試法:在建筑物正常運行后,分別在各氣候條件下測試采取能耗管理措施和未采取措施的日能耗數量。通常可以在夏、冬兩季各選擇數天,采取隔日測試法,即第一天,測試采取能源管理措施日能耗量;第二天,關閉能源管理軟件測試日能耗量;以此類推。這種方式缺陷是測試的時間跨度偏長。
計算法:通過為建筑建立模型,設定參數,模擬計算出該建筑物的能耗。這種方式優點很明顯,通過模型能對建筑物的各設備能耗全面計算,為能耗管理提供方向性指導。但采用不同的軟件計算出的能耗值有差距,目前對計算出的能耗值的準確性和權威性均存在爭議,計算結果能否作為節能合同內的節能率計算依據是主要的分歧點。
2、能耗監測(Energy consumption Monitoring )
監測建筑物內的能耗使用,具體到各系統分項監測,環境參數與設備運行參數,對機電設備進行動態管理。數據可通過建筑設備管理系統(BAS系統)采集。
數據的采集和存儲是整個系統的基礎
數據內容主要包括:實時監測建筑分類 、分項能耗情況,及時報告能源及設備運行狀況,包含建筑物環境參數、設備運行狀態參數、各設備能耗數據等。獲取的參數越多、運行的周期越長,越容易得到準確的結論。但若參數過多,又會造成建設成本的大量增加,因此可根據各建筑物的具體情況把數據分為:系統運行所必須的基礎數據和輔助數據(可選數據),在管理效果和建設成本間取得平衡。
3、能耗分析(Analysis of Energy consumption )
根據能耗監測數據,進行能耗分析。沒有大量的數據就無法進行有效的分析,沒有有效的分析就無法得到正確的能源管理措施。對智能建筑中各系統,各設備用能情況進行綜合分析,與模型數據,歷史數據進行綜合比較,為節能運行提供科學依據。通過對建筑的能耗數據統計、分析,結合模型建筑物能耗對比,確定建筑物能耗對比,確定建筑物的能耗狀況和設備能耗效率,從而提供建筑物能源管理優化措施。能耗數據分析模塊是能耗管理軟件的精髓所在,目前市場上各家軟件的算法不盡相同,其效果還需市場驗證。然而,以模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的計算機智能控制技術的發展將極大推動能源管理水平。
對建筑能耗數據進行歷史能耗分析、能耗比例分析、能耗分布、能耗排名等各項能耗分析,并通過圖表進行展示,幫助用戶直觀了解能耗變化情況,把握重點能耗;
系統具有能耗標桿庫,將用戶能耗情況與標桿值進行對比,實現能耗對標,幫助用戶了解與同行業能耗水平之間的差距;
系統可通過對用能費用預算完成率、用能結構、管理節能情況、安全情況及設備情況等各項評價指標的分析,對用能情況進行評估打分,有助于提升用能效率,降低用能成本;
能源管理報表:用表格和圖片的形式體現建筑物的能源使用情況、設備能耗、設備運行效率、能耗歷史曲線等,以適應不同人群的需求。系統一般應能提供WEB服務,獲得授權許可的遠程用戶能通過瀏覽器了解建筑物的能源使用狀況
4、節能控制(Energy saving control )
根據能耗監測與能耗分析,通過樓宇智能化控制各系統設備,達到經濟運行,合理運行,降低能耗。建筑物的節能措施主要通過建筑設備管理系統(BAS系統)來執行。能源管理平臺和BAS系統的完美結合,是能源控制和管理措施實現的保障。目前,能源管理和BAS還分屬不同智能化系統,兩系統的相互融合應該是智能化系統發展的方向。
節能控制采取的主要方法:
1)時序控制法:根據大樓工作作息時間按時啟停控制設備,如風機、照明等。
2)運行模式控制:根據不同的時間段,不同的工作模式設置設備運行數量與工作模式。如:夜間工作模式、節假日工作模式等。
2)溫度―時間延滯法:根據大樓內溫度保持的延滯時間,提前關閉空調主機或鍋爐達到節能之目的。
3)調節供水溫度:根據室內外實際溫度調節空調系統的供水溫度,設定合適的供水溫度減少系統主機的過度運行,實現節能。
4)經濟運行法:在室外溫度達到13℃時,可直接將室外新風作為回風;在室外溫度達到24℃時,可直接將室外新風送入室內。在這樣的情況下,系統可節約對送回風系統進行處理的能源。
5)設備等壽命運行:對樓內冷熱源主機、泵機、風機等設備進行等時間交替運行,延長設備的運行壽命,節省維護費用。
5、節能改造(Energy sources reconstruct)
系統能夠記錄每一次節能改造的過程及成果,使原來無法說清楚的能源管理,變得可量化、可比較、可評價。
四、智能建筑能源管理系統建設展望
針對能源需求日趨緊張的情況,中國政府高度重視節能與環保,積極推進節能減排、發展綠色產業和綠色經濟,建設部科技司司長賴明曾大致估算了建筑節能這個市場的市場值,“建筑節能勢在必行,建筑節能市場容量很大,據測算,有5000億元的空間。”有專家表示,“在建筑節能方面,國家推出了一系列政策,統計表明,我國節能減排市場每年至少有3000億~5000億元的市場需求,2020年我國用于節能建筑項目的投資至少是1.5萬億,建筑能源管理系統的市場前景是很廣闊的。
對此,認為建設智能建筑能源管理系統將有如下幾個方面特點
1. 全面的能源解決方案,可以節約20%-30%的能源成本控制;從建筑設計階段-建筑使用-建筑節能改造,進行全面的能源管理,包含建筑結構,建筑設備,建筑使用管理等全方面的能源控制,真正做到智能建筑全生命周期的節能降耗控制;
2. 快速安裝調試、便捷管理。操作界面更加靈活,便于人機交互。靈活科學的安裝控制方案可減少30%-50%的安裝和重新配置時間;
3. 在整個樓宇生命周期內可以靈活改造,建立能效控制中心,持續監控能源使用效率;
關鍵詞:無線傳感器;網絡;智能建筑
中圖分類號: TP212 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)19-4634-02
由于在建筑環境內使用的無線傳感器網絡與軍事應用中(尤其是應用于戰場環境下)的大規模無線傳感器網絡有很大的不同,同時與其他行業及應用環境中使用的無線傳感器網絡在規模上、傳感器節點的電源系統、網絡的動態拓撲結構、覆蓋控制的方法、節點調度及相關的算法和傳感器節點的具體實現結構都有很大的差異。無線傳感器網絡具有采集數據面較廣且不需要布線等多種優點,在建筑智能化中的安全防護、消防與樓宇自動化等方面的數據采集和遠程控制管理具有重要的作用,能夠降低人工勞動的強度、節約能源消耗、減少工作的危險程度并節約勞動力。
1 無線傳感器網絡
無線傳感器網絡是由很多傳感器節點通過Ad-Hoc的方式組成的無線網絡結構,其中的各個節點能夠以協作的方式采集、感知并處理整個所覆蓋的區域內探測目標的特定信息,以遠程或短途的無線傳輸網絡將信息傳遞到監控中心完成目標信息的處理。無線傳感器網絡的傳感器節點的智能化程度較高,因此節點本身能夠將探測目標的物理信息采集并及時處理。智能化建筑中的無線傳感器網絡具有以下特點:網絡中無線傳感器節點數量較少,一般數量在幾十個以內,網絡規模小;無線傳感器節點可使用多種形式的電源,其中部分傳感器節點還可以使用建筑物內部的各種交直流電源;網絡拓撲較為簡單;相對于系統總體設計來講,節點能量消耗考慮的權重較小;一般稱該小型無線傳感器網絡為應用于建筑環境小規模的無線傳感器網絡。
在無線傳感器的網絡技術不斷深入發展的同時,國民經濟中無線傳感器網絡的應用也日益廣泛。比如智能建筑的暖通空調設計中,節能控制與監測的無線傳感器網絡應用,能夠在經濟效益上起到明顯的作用。通過無線傳感器網絡對暖通空調的夏季制冷設備工作的過程進行參數的實施檢測,掌握智能建筑中暖通空調設備的能耗情況并實時評價節能情況。建筑暖通空調設備的運行狀態具有經濟型較低的特點,在能耗方面實際造成的損失很大。通過在建筑環境以隨機的方式布置多個無線傳感器的節點,通過無線網絡的連接能夠形成不需要布線的無線傳感器網絡。這樣的無線傳感器網絡能夠在實時監測空調設備的同時,對制冷中的空調設備經濟型進行量化的評價標準,以相同工況的經濟量化數據為依據,進行暖通空調制冷的控制和調節,實現智能化的節能制冷效果。暖通空調系統在夏季制冷工作的節能性對整體能耗有較大的影響,制冷的溫度降低1℃會增加能耗的10%左右。智能化空調系統結合無線傳感器網絡,以空調的不同負荷進行制冷過程的動態調節,保證空調設備運行的經濟性,實現智能化節能。以無線傳感器網絡為基礎,將數據以智能算法進行同步處理,對智能建筑空調設備的制冷工作數據進行即時的評價和監測,實現制冷過程的智能調節控制,實現節能的目的。
2 無線傳感器網絡的結構與實現
2.1 無線傳感器網絡的典型結構
典型的無線傳感器網絡結構,其網絡體系包括了探測區域散布的無線傳感器節點集合、遠程傳輸網絡、網關節點和遠程監控。探測區域的無線傳感器節點集合數量以網絡的規模為基礎而決定;網關節點的功能是為無線傳感器節點集合收集現場數據信息的傳輸平臺,在對信息數據進行初級的計算處理后,以傳輸網絡做為通道,將監測數據以數據發送模塊傳遞給監控中心。
2.2 多樣化的無線傳感器網絡實現形式
在無線傳感器網路的應用過程中,對無線傳感器網絡的實現形式要有了解,單純的結構形式不能滿足需要,因此無線傳感器網絡的實現具有形式和結構上的多樣性。比如,無線傳感器的網絡節點集合能以統一的無線傳感器節點構成,也可以結合有線的傳感器實現。節點的電源可以使用蓄電池,也可以在電源配電方便的地方直接接通供電網絡,還可以將驅動電源設置為太陽能發電模塊,同時也可以使用其他高效的能源形式。而網關節點的位置,數據發送模塊有GPRS或3G通訊模塊、CDMA通訊模塊、802.119(b)模塊、藍牙通訊模塊等多種形式。遠程監控中心能夠是具有較高運算能力的服務器工作站,也能夠是獨立進行運算和處理且能夠接受數據信息的客戶端工作站。
3 建筑環境中小規模無線傳感器網絡及其應用
在給定建筑環境內快速布置實施一個小規模的無線傳感器網絡,通過傳感器節點對該建筑環境內的溫度、濕度和空氣質量進行實時監測,通過傳輸網絡將這些現場物理量信息轉換成數據傳送給監控中心或用戶監控終端。
3.1 對建筑環境中的特定物理量進行監控
建筑環境中,使用無線傳感器網絡對建筑環境內特定物理量進行監測,進一步地對這些物理量進行控制。
3.2 對建筑智能化控制系統和設備進行輔助監控
許多裝備了建筑智能化控制系統的現代建筑內部裝備有:空氣調節設備,如新風機組、空調機組、風機盤管和變風量空調系統;還裝備著對火災火情進行密切監視的消防火災報警聯動控制系統;對建筑內部的人員、設備財產和其他信息系統資源進行保護的安全防護系統。使用無線傳感器網絡輔助建筑智能化控制系統對建筑設備進行監控。
3.3 臨時性監測中的應用
在現代建筑中,有許多情況下,需要對某些場所、特定區域進行I臨時陛監測,在無需布線的情況下使用無線傳感器網絡來完成監測任務。比如:無疏漏的監控某些臨時放置了貴重物品的房間;將一些應用在消防報警聯動控制和安全防范系統中無線裝置的報警信號傳送給監控中心或若干不同的監控和管理人員,就可以使用無線傳感器網絡來完成。
4 廣義無線傳感器網絡節點
無線傳感器節點群的數量視網絡規模和應用場合而靈活變化;網關節點作為一個采集無線傳感器節點群傳輸的現場數據信息的平成對這些數據的初級計算處理,通過與傳輸網絡連接的數據發送模塊將監測數據送給遠程的監控平臺。無線傳感器網絡實現形式不是簡單的幾種形式,而是用多種不同的形式和結構來實現。大量不同結構形式的無線傳感器網絡應用在大量不同的應用場所,因此許多實際的無線傳感器網絡都可以納入廣義的無線傳感器網絡結構中。對建筑環境定物理量進行實時監測的簡約型網絡不同的實際工程應用場合,無線傳感器網絡的規模、結構差別很大。在建筑環境中,由于無線傳感器網絡節點數少,對網絡的容錯能力、網絡拓撲的部署與維護、省電機制和數據采集與處理網絡的架構設計等內容的處理,根據實際情況可以簡化無線傳感器網絡;用簡潔的協議棧支持無線傳感器網絡的有效運行、區域覆蓋,以及簡化以數據為中心的路由協議的設計。在一個特定的建筑環境內,快速布設若干無線傳感器節點,對該環境為數不多的幾個物理量進行實時監測,通過簡易的最佳路由確定,將各個傳感器節點采集到的數據送往sink節點,再由sink節點上的通信模塊將數據通過傳輸網絡送往客戶端或遠程監平臺,實現對建筑環境內部特定物理量數據的監測。建筑環境內布設的無線傳感器網絡的結構較為簡約,所用的傳感器節點數量少,組網靈活,一部分傳感器節點可以不消耗自身的電源,而直接取自室內的市電電源,甚至全部的傳感器節點都可以使用室內現有的交、直流電源;sink節點可以使用多種不同的無線通信模塊將數據通過有線或無線廣域網送給客戶端。應用于建筑環境中的簡約型無線傳感器網絡的傳輸網絡中也存在著異構網絡互聯互通規律的探討及怎樣在經濟性和低成本的基礎上實現這種互聯互通;同時研究解決伴生的許多相關技術問題。
建筑物內覆蓋控制主要有點覆蓋控制和區域覆蓋控制兩種。
4.1 點覆蓋控制
部署在建筑環境內被監測區域中小數量的傳感器節點彼此之間是離散的,在這樣的應用環境和條件下,必須保證被監測區域中的任意處或任意一個監測點,至少要被傳感器群中的一個傳感器節點感知到或監測到,這就是點覆蓋控制。在建筑環境內傳感器節點部署完畢后,各傳感器的物理位置隨之確定,使用傳感器節點的二元感知模型進行分析時,要確定某一點具體地由哪一個傳感器節點所覆蓋。為提高采樣數據的準確率,完全可以將被監測點設置在兩個傳感器節點的感知圓盤內或感知球域內。但要避免出現:任何一個被監測點被較多的傳感器節點同時感知到,這樣將導致冗余數據量大幅增加,提高數據融合處理的工作量增加。
4.2 區域覆蓋
傳感器節點在建筑環境中的覆蓋控制一般為確定性區域覆蓋控制,即傳感器節點群對特定的被監測區域進行無盲區的覆蓋。覆蓋控制滿足:使傳感器群在監測區域內優化或接近最優化的布置,同時保證網絡在經濟狀態運行。
5 結束語
傳感器產業已被國內外公認為屬于具有發展前途的高技術產業,它以其技術含量高、經濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。智能建筑是未來建筑的一種必然趨勢,它涵蓋智能自動化、信息化、生態化等多方面的內容,具有微型集成化、高精度與數字化和智能化特征的智能傳感器將在智能建筑中占有重要的地位,今后的作用將更加突出。當前智能建筑的傳感器網絡設計大多針對單一的建筑進行設計,擴大到小區甚至是城區的建筑群網絡的構成還比較少。現代智能建筑群落對無線傳感器網絡的規劃和系統安全提出了更高的要求,而且當前的無線傳感器網絡技術與智能建筑技術都在發展的階段,標準還不能統一,需要在實際應用的過程中進行完善。
參考文獻:
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