時間:2024-01-10 14:55:59
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關鍵詞:智能建筑;電氣能源;能源管理
引言
隨著我國國民經濟水平的不斷提高,以及城市規模的不斷擴張,給我國建筑事業的發展帶來難得的發展機遇。但是,由于目前我國對建筑節能技術重視程度不足,致使建筑消耗能源多,能源利用率較低,形成浪費較為嚴重的現象。低能耗低排放,是我國節約資源,保護環境的重要政策之一,是建設資源節約型社會的重要保障。因此,對于建筑電氣能源管理與使用的要求也越來也高。除此之外,隨著人民生活質量的不斷提高,現代化建筑對電氣設計要求也逐步提升,開發舒適、高質量、節能環保的建筑才能滿足人們的需求。因此,加大對建筑智能系統中的電氣能源管理是我國當前緊要任務之一。
1 智能建筑介紹
智能建筑,是利用計算機技術、通信技術、控制技術以及建筑技術等,自動監控和管理建筑設備和信息資源,從而向用戶提供安全可靠、舒適便利的建筑環境。近些年,隨著我國對能源節約力度的加大,智能化系統逐步出現在一線城市的公共建筑中,成為建筑節能的主要措施之一[1]。雖然在建筑中采用先進技術,但是由于工程過程中質量不達標、后期維護不到位等原因,使得建筑智能化系統的使用率較低,節能效果甚微。
智能建筑特點:
環境方面:(1)舒適度。智能建筑使人們的生活或工作環境更為便利,從心理和生理上均感到舒適。(2)高效能。智能建筑不僅提高人力、時間、資源以及建筑物設備的使用管理效率,還提升了辦公業務等方面的工作效率。(3)適應性強。智能建筑系統不僅適用于辦公設備等的變化,而且在其更換過程中,對原有系統不造成障礙。(4)安全性能好。智能建筑除了可以保護使用者的財產、安全以外,還能有效保證數據信息不受破壞,有效防止了信息網信息的泄露與干擾[2]。
2 電氣能源管理F狀
建筑智能系統電氣能源管理中常見問題:
由于我國智能建筑中能源的管理與使用技術還不夠發達,導致實際應用過程中存在缺陷依然較多。
(1)智能建筑通風設計不合理。在實際的建筑物中,由于通風設計不合理,使得使用中央空調的建筑物不能及時合理地進行機械排風,導致室內外通風換氣形成冷負荷,從而加大了智能建筑空調產生的冷量。(2)智能建筑照明系統設計不合理。在進行智能建筑照明系統設計時,由于未能合理選擇光源或控制方式,導致照明設備在實際建筑物中浪費大量能源。(3)智能建筑電氣設施設置不合理。在進行室內電氣設備設置時,由于采暖、通風、給排水等方面設備選型不當或者運行方式不合理,造成能源消耗過高,而浪費了有效資源。
3 提高電氣能源管理措施
智能建筑系統在人們的日常生活中發揮作用越來越重要,而電氣能源在智能建筑系統中居于重要地位。因此,如何有效提高并管理電氣能源,是當前一項緊要任務。
3.1 智能建筑電氣節能設計
電氣節能能有效減少能源使用,而電氣節能設計是節能減排的關鍵環節。因此,進行電氣節能設計時,既不能以犧牲建筑功能損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資為節能而節能。因此,電氣節能設計應遵循以下原則:
3.1.1 滿足智能建筑具備節能特點。進行建筑設計時,如在照明系統方面,應充分考慮亮度、顯色指數等方面指標,同時充分利用建筑所處位置的天然條件,降低能源消耗。而對于空調設計,在滿足溫度要求和舒適度的同時,應考慮電氣設備的管道布線的美觀度。
3.1.2 降低不必要能耗,確保能源節約。在智能建筑電氣設計工程中,應及時舍棄與建筑功能無關的能源消耗,同時降低設施在工作時的功率損耗。例如,在選擇照明設備時,盡可能選擇節能或者可再生資源。除此之外,減少或消除與發揮建筑物功能無關的消耗,比如電氣設備自身的電能消耗,傳輸線路上的電能消耗等等是節能的著眼點[3]。
3.1.3 保證建筑電氣設計具有較好的經濟效益。對于智能建筑電氣節能設計,還應該綜合考慮實際效益,避免因為節能而造成投入費用過高。合理選用節能設備及材料,使節能增加的投資能在較短的時間內用節能減少下來的運行費用收回。應該綜合考慮節能電氣設施在試用期內的節能費用與投入費用比率,合理的確定經濟效益與節能效果最好的設計方案。
3.2 充分利用新型能源及可再生能源
進行智能建筑的電氣能源設計時,盡可能選擇新型可再生能源,如太陽能、風能等,從而降低對非節能型電氣設施和高耗能設施的使用。除此之外,在智能建筑的施工過程中,利用新型保溫材料代替傳統材料,起到減少升溫的設備耗能,從而降低建筑耗能。除此之外,還可起到隔音效果。
3.3 引用智能建筑電氣新技術
傳統建筑電氣設計,不能較好地解決能源浪費這一問題。隨著我國科學技術的快速發展,為解決能源浪費過大這一問題,在建筑設計時引入新型電氣設計新技術,即通過先進的控制方法有效控制傳統建筑中的電氣設備。除此之外,通過計算機系統及時監控建筑室內的溫度和亮度,從而設定室內的溫度上下限以及燈光亮度,有效降低建筑電氣設備所耗能源。
3.4 加強智能建筑電氣設計管理工作
智能建筑電氣設計質量直接影響著建筑電氣能源的使用,而電氣設計師是否具有豐富的工作經驗以及能力,是決定建筑電氣設計質量的關鍵。因此,在管理智能建筑電氣設計的相關工作人員時應做到以下幾方面:(1)對電氣設計師進行定時培訓,及時考察其工作能力;(2)對于建筑電氣設計過程中出現的問題,施工人員不得擅自修改設計方案,應及時向建筑電氣設計師反映。另外,在施工過程中,應該嚴格監督施工質量,嚴禁偷工減料;(3)設立相應的獎罰機制,從而調動工作人員的工作積極性。
4 結束語
智能建筑電氣設計,是一項復雜的系統工程。在電氣設計過程中,需要根據建筑所處自然環境,綜合考慮,從而做到設計的協調統一,以及具有較好的經濟效益。隨著我國科學技術的快速發展,在智能建筑電氣能源管理過程中,應及時引用新的技術,不斷完善智能建筑電氣設計,以及滿足人們的生活需求,使智能建筑的發展越來越符合人們的生活需求。
參考文獻
[1]鄧春蕘.民用建筑電氣中的主要節能措施[J].科技資訊,2012(15).
關鍵詞:智能建筑;含義;發展趨勢
一、對于智能建筑含義的認識及探討的必要性
世界上公認的第一幢智能大廈建于1984年1月,我國在90年代初也開始了智能建筑的發展。由于智能建筑的歷史較短且處于不斷快速發展變化中,到目前為止,世界上尚無公認的智能建筑定義,。
目前世界上主要有兩種具有代表性的定義:
一是美國智能建筑學會的定義:通過將建筑物的結構,系統,服務和管理四項基本要求以及他們的內在關系進行優化,來提供一種投資合理,具有高效,舒適和便利環境的建筑物。
另一個是日本智能建筑研究會的觀點:智能建筑是指同時具有信息通信,辦公自動化服務以及樓宇自動化服務各項功能,并便于智力活動需要的建筑物。
美國和日本這兩種定義反映出兩國對事物認識角度的不同。前者從智能建筑的功能描述,比較抽象,而后者則從構成角度來認識智能建筑,較為具體,明確。應該說這兩個定義各有自己的特色,抽象能夠適應技術的發展和變化,具體則便于人們認識和理解。
以上定義總的來說都是力圖反映、概括智能建筑現實的發展狀況,但都對智能化的本質含義強調不夠,對推動行業發展的指導性不足。因為無論哪種建筑物都是供人使用的,而對安全、便捷、舒適、節能、環保、美觀等的要求內在的存在于所有建筑的使用要求、建設、設計施工等內容中,并非智能建筑所特有。智能建筑與傳統建筑的根本區別在于滿足人使用要求的方式和能力的不同,即“智能化”。
伴隨著對智能建筑含義的理解的不同,在智能建筑工程建設的實踐中也出現了大量的問題,主要表現在投資建設的盲目性和投資效益低下。如:
有的建設項目一提出做弱電系統工程,就要和系統集成、智能建筑聯系起來。可建設方又拿不出切實可行的技術規劃方案,由集成商在那里做主導意見。
有的建筑物面積大并形成了相關的建筑群,具有很強的綜合,本應該具有智能建筑特點的工程,但又往往舍不得投資,只是做幾個相對獨立的弱電工程來應付。缺少了構成完整的一體化網絡管理系統,給今后的樓宇物業的科學管理以及資源的浪費帶來很大的遺憾。
有的建設方在考察了相關的工程和聽了集成商的一番炒作后,覺得智能建筑很不錯,不惜這方面的投資。但在經過使用一段時間后,覺得工程并沒有發揮多么好的效益,相反,有時卻成了管理者的負擔。
存在以上問題的原因是多方面的,但有一點不可否認,那就是在工程的前期工作中,建設方對智能建筑和智能建筑工程及相關概念缺乏清晰的認識,因而無法對工程進行準確定位,進而提出具體可行的智能化工程建設方案,導致投資建設的盲目性和投資效益的低下性。因而準確的理解并清楚智能建筑和智能建筑工程及相關概念是很有必要的。只有這樣工程建設的建設、設計、監理、施工、檢測等各方才能統一認識,溝通暢通、協調一致,進而提高工程的投資效益,促進智能建筑行業的發展。
筆者嘗試結合自己的工程經驗和思考從智能建筑的起源、發展歷程和趨勢及字面含義對智能建筑和智能建筑工程等相關概念進行一下探討。
二、從智能建筑的起源看智能建筑的含義
智能建筑起源于美國。1984年1月,有美國聯合技術公司(UTC)在美國康涅狄格州哈特福德市,將一座舊金融大廈進行改建。它的建成可以說是完成了傳統建筑與新興信息技術相結合的嘗試。樓內增添了計算機、程控用戶交換機等先進的辦公設備以及高速通信線路等基礎設施、大樓的客戶不必購置設備便可獲得語言通信、文字處理、電子郵件傳遞、市場行情查詢、情報資料檢索、科學計算等服務。此外,大樓內的暖通、給排水、消防、保安、供配電、照明交通等系統均由計算機控制,實現了自動化綜合管理,使用戶感到更加舒適、方便和安全,引起了世人的關注。智能建筑這一名稱從此出現。
從智能建筑的起源,我們可以看出,世界上第一座智能建筑的實質是將信息技術與建筑技術結合,在傳統建筑的基礎上采用了大量的自動化系統,使得大樓客戶獲取服務和大樓管理人員對大樓的管理實現了自動化。這一特征也從智能建筑的發展過程中得以體現。
三、再從智能建筑的字面意思分析智能建筑的含義
單從字面意思看,智能建筑的含義應為“智能化建筑”,包括智能化和建筑兩方面含義,現在分別從智能和建筑兩方面來闡述“智能建筑”的含義。
(一)智能。
智能首先是一個心理學概念,指人的智慧和行動能力。而智能化是這樣一種技術,它能夠代替人從事部分復雜的腦力勞動。建筑智能化就是說使建筑像人一樣擁有人工智能能夠代替人類從事部分復雜的腦力勞動、滿足業主對建筑的需求。智能化建筑應該擁有人工智能、主動、友好的與人溝通的人-建筑界面。建筑不再是被動的物體。智能建筑應該擁有類似人類智能的感知、記憶、回憶、思維、語言、行為的能力。
(二)再談建筑。
在這里,建筑即指建筑物,建筑物是人造的、相對于地面固定的、有一定存在時間的、且是人們要么為了其形象、要么為了其空間使用的物體。它往往都具備人能居住和活動的穩定空間,是人造自然的主體。無論哪種建筑物,其目的都是為了供人們生活居住、工作學習、娛樂和從事生產使用。安全、便捷、舒適、節能、環保、美觀等是人們對所有建筑物的共同要求。
綜合“智能”和“建筑”兩者的含義,智能建筑的含義如下:
智能建筑是具備人工智能,能夠智能化地實現和提高安全、便捷、舒適、節能、環保、美觀等要求的建筑物。
四、綜上所述得出智能建筑的含義
結合智能建筑概念的由來、發展歷史和字面含義筆者以為可以對智能建筑的含義這樣理解:
智能建筑:通過信息技術、自動控制技術、人工智能技術等與建筑技術的結合,使傳統建筑具備人工智能,能夠智能化地實現安全、便捷、舒適、節能、環保、美觀等要求的建筑物。
五、智能建筑的發展趨勢及暢想
智能建筑是智能化技術與傳統建筑技術的結合的產物,它不斷吸取當代最先進的科學技術成果,不斷提高建筑物的自動化和智能化水平,越來越高地滿足人類對建筑物的使用需求。它的不斷發展將為傳統建筑帶來一場革命。它將極大地改變傳統建筑、結構、裝飾、安裝等工程的形態。
可以預見,隨著將來智能化技術的發展,建筑的智能水平必將不斷提高,智能建筑的具體功能和內容也會隨之不斷地變化。智能建筑的發展趨勢就是建筑物不斷模仿、接近人類智能的發展過程。最終智能建筑應該是一個能滿足人類高級需求、有著良好的人與建筑物的溝通界面和強大功能、類似于高級智能機器人的物體。人類的居住生活質量也將得到極大的提高。
【關鍵詞】智慧城市;智能建筑;建筑設計
On the Smart City Smart Building Design
Dang Hong-bo
(Shandong Light Industry Design InstituteJinanShandong250014)
【Abstract】Smart City is the highest stage of urban development of information technology, its essence is the use of advanced information technology, management and operation of urban wisdom, so as to promote harmonious urban and sustainable development. Integrated intelligent building is a product of modern science and technology, fit the harmonious development of ecological concept of sustainable development, through the use of modern building technology, modern computer technology and modern communications technology of modern control technology to provide an efficient, comfortable and convenient for users to humanity of the built environment. In the smart city constantly under construction and development background, how to design intelligent building, to better integrate with the smart city, become a important topic worthy of further study.
【Key words】Smart City;Intelligent building;Architectural design
1. 引言
智慧城市建設起源于城市信息化建設。21世紀是知識經濟時代,隨著信息科技和網絡通信技術的飛躍發展,物聯網從互聯網應用中脫穎而出,物聯網應用的目標之一就是構建智慧城市。物聯網應用與云計算服務的急速發展,促使智能化、信息化和城鎮化進程三者的加速融合,催動了“智慧城市”的建設。智慧城市是數字城市發展的延續,強調了感知、智能控制、智能管理、智能服務和智能處理等。物聯網應用使得城市中與傳感 / 控制相關的行業獲得了飛躍的發展,智能建筑、智能交通、智能公共安全、智能醫療、智能物流、智能農畜牧業、智能社區等應運而生。目前,智能建筑行業無一致的體系架構可循,各個智能建筑項目各行其事,造成城市中眾多的建筑物信息孤島。因此,智能建筑要融入智慧城市的建設,需要有統一的體系架構,智能建筑體系架構應是智慧城市體系架構的一個分支,與智慧城市體系架構連接,并融入智慧城市的體系架構中。但目前智能建筑設計仍然存在諸多問題,例如,設計人員對智能建筑設計了解不夠深入,施工圖設計質量較差,而且由于建筑設計中建筑、結構、水、電、暖等各專業均由設計院設計,系統集成商只搞智能化設計,與各專業配合困難,制約了智能建筑融入智慧城市的成效。
2. 智能建筑融入智慧城市建設中的設計對策
2.1完善智能建筑體系架構。
智能建筑是一種新的建筑類型,具有較強的優勢和應用價值,但是,在實際應用中,仍然存在一些問題,影響智能建筑與智慧城市建設的融合。因此,必須對這些影響因素進行嚴格控制,最主要的就是加強相應體系架構的建設,保障整個智能建筑行業具備統一體系架構,從而規范和約束所有智能建筑,促進其能夠更好地融入到智慧城市的建設中去。
2.2充分應用 B/S 訪問模式。
智能化是智能建筑的突出特點。這種智能化特點的實現,需要充分應用各種門戶技術及優化訪問模式。智能建筑的設計理念應自上向下,按功能需求,設計若干個子系統,然后,再考慮是否要集成。在智慧城市建設的大目標下,智能建筑系統應采用門戶技術和 B/S 訪問模式。目前智能建筑各個物聯子系統的應用越來越趨向 B/S 訪問模式,基于互聯網基礎設施平臺、采用門戶技術和 Web 服務是大勢所向。不僅應用軟件、而且系統維管軟件均要采用該技術和訪問模式。門戶技術和 B/S 訪問模式是目前所有電腦、智能終端均支持的功能,可以認為,門戶技術和 B/S 訪問模式是智能建筑基層集成、乃至行業走向大集成的技術底線,將有效地促使智能建筑更好的融入到整個智慧城市中去。
關鍵詞:智能辦公建筑設計設計要點
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
智能辦公建筑的形成除了經濟、社會、技術及生活需要這些客觀因素以外,智能辦公樓本身獨有的一些特點也加速了其本身的發展。也就是說,現代辦公方式不僅僅需要辦公建筑的智能化,而且也適應這種智能化的趨勢。信息在現代辦公中的重要地位,促使辦公建筑必須智能化。伴隨著信息化社會的到來,人們越來越認識到信息的重要性。無論是在戰場,還是在商場,信息往往起到決定勝負的作用。它通過調節人流、物流的數量、方向、速度、目標來進行有計劃、有目的、有組織的活動,以使人類勞動避免浪費,從而釋放最大潛能,提高工作效率。信息交流越通暢,則這種效率越高。因此,現代辦公比其他行業更加追求信息流通的高效性。
一智能建筑的起源
智能建筑的概念最早出現于美國,智能建筑是信息時代的必然產物,是當前建筑行業隨著計算機技術與信息技術不斷應用而產生的綜合產物,是對建筑物中各個管理手段和管理水平不斷提高的過程。當今世界科學技術發展的主要標志是計算機技術、控制技術、通信技術、CRT圖形顯示技術。是通過這四種技術綜合應用在智能建筑施工過程中的機體要素與影響過程。在當前的辦公建筑設計過程中,采用一個計算機綜合網絡對建筑物內的各個設施進行全方位的管理過程。智能辦公建筑系統工程是弱電系統中的一種,是弱電系統工程的延伸和反戰過程。是通過采用綜合性的弱電工程對建筑物的各個設計問題進行探討與分析的過程。建筑物使用功能現代化的需求和相關技術的不斷更新和進步,共同促進智能建筑弱電系統技術的快速發展。隨著時代的發展,技術的進步,智能化建筑正逐漸普及并為人們所接受。
二 計算機的普遍應用對智能辦公建筑空間形態的影響
辦公環境是工業社會的產物。科技、管理、環境三者是不可分的。環境的改變,科技是第一動力。新的共有策略,不在乎空間形式和空間大小,以適應知識經濟新時代的環境形態。以下幾個方面都對辦公建筑的設計從功能到形式產生很大的影響:工作和生活共有空間的發展,產生新的環境形態。為適合個人或合伙的小型事務所租用,將空閑辦公樓和庫房,改造成工作與生活共有型公寓。現代電子通信技術,使工作和生活環境能夠雙向互動。公司管理權下放,人們不再拘泥于時間、空間限制,可以在任何一個條件允許的地方,以電腦網絡、電話傳真、掃描及打印機等進行工作。辦公空間布局要具備私密和開放的要求,隨著使用者的不斷變化、網絡技術的不斷發展,要求建筑結構和建筑空間具有可變性和靈活性。
三 智能辦公建筑的空間設計
智能建筑是數字化時代建筑的發展方向,它己經給設計理念與方式帶來了一定程度上的新發展,還將從本質上或者說從更深入的層次上對建筑物的創作思維、建筑審美和建筑文化產生影響。作為建筑師,我們的關注的重點不是智能建筑的設備、系統、布線等自動化技術層面,而是從建筑設計角度,對建筑本體的智能化、建筑與智能化的適應性,智能大樓的環境影響及控制等層面的問題,尋找對建筑設計共性的東西。
1 智能辦公建筑的核體空間
高層建筑中垂直交通和管道設備集中在一起的、在結構體系中又起重要作用的“核”,決定著高層建筑的構成模式。
(l)核體的布局形式。通過將核心筒和辦公空間的不同組合,可以產生出各種各樣的平面形式,每個形式的特性如下所述:在設計中,到底選擇哪一種核體布局方式,還要遵循因地制宜的原則,視具體情況而定。智能建筑中大量應用計算機和電信通信設備,其光纜與電腦網絡管道井、配線箱、中繼裝置等,每層都必須設置三處以上才算合理。許多建筑設計為了滿足機電設備經常變動的需要,將“核”分散化,分置多處設備用房和管道井,以便于局部更改、結構抗震、避難疏散及創造更大的使用空間。
(2)智能辦公樓核體空間的規模。實際工程中,在滿足了消防安全檢查、交通、使用要求的前提下,要將核體的規模控制在最小范圍,這是提高平面利用率的重要手段之一。在智能辦公樓中,核體的規模將有所增加,這主要是由于其技術空間中的智能布線所需面積的增加而導致的。
2 中庭空間
智能建筑中插入一個或數個封閉或開放的中庭,這種內部空間設計手法提供自然化的休息空間,改善封閉的室內環境,體現了建筑的氣派和空間變化,使得樓層間的自然通風換氣成為可能并利用中庭節能。
3 辦公等使用空間布局
(1) 決策空間
其空間面積、照度、家具和辦公設施等建筑標準應很高,以便于向決策者提供良好的信息環境、工作環境與輔助決策支持手段。
(2) 會議空間
增設現代化通信與辦公手段,利用通信網絡將分處兩地的人,通過聲音與影像舉行會議。設置于安靜、無回音的場所,面積大小與形狀根據須能容納所需的設備與人員、開會人員均須在攝影機范圍內、都能看到影像與畫面等條件的決定。會議坐席背面的墻面不可開窗或有強光,空間形狀及裝飾能防回聲,使用隔聲、吸聲裝飾材料。
(3)接待休息空間
布置在靠外窗周邊區,設有談話站桌,內部設小會談桌椅供員工協商交流。
(4)辦公空間
建筑平面布置合理、采光設計良好,具有安全、健康、溫馨、便利等特點,配備先進信息環境、自動化辦公條件。以上布局形式只是具有代表性的幾種,實際工程中的布置方式是千差萬別的。相互緊湊是為了節省辦公面積,便于辦公區內環境設備的集中和配管布線; 合理分隔是為了減少交叉、避免干擾。
四 智能辦公建筑的特殊功能需求及其專用空間設計要求
在智能辦公建筑的設計中,有一些與智能布線相關的,具有特殊功能需要的內容,相應地在建筑空間設計上也有自己獨特的要求,有時被稱為智能建筑接口環境要求,對此建筑師應當有所了解并在設計中給予重視。
1監控室
監控室內主要設置各類監視及控制設備,如火災報警及消防控制設備、電梯運行監理所控設備、電源工作監近代設備等。監控室對環境要求通常較高,要求與周圍房間進行防火分隔,室內照度應充足、均勻,盡量避免光線直接照射在顯示屏上產生眩光,溫溫度亦應有一定控制。
2電信間
電信間是電纜在垂直方向及干線和水平通道在水平方向的連接點,它包括有源語音設備、數據通信設備、終端區和交叉連線。建筑師要了解目前的弱電豎井并不單單是走線纜橋架,它是樓層設置間。電信間的位置通常置于每層的中部,距建筑的外緣距離宜均等,以有利于電纜的進線與出線。
3電話程控室
由于智能辦公樓內通訊量的大幅度提升,對電話、傳真等的需求也大大增加,智能辦公樓內往往要獨立設置電話程控室。它的大小應由大樓內的電話門數確定,并應留有發展余地。為了縮短布線距離,減小信號衰減,電話程控制室宜設在五層以下。
4智能化布線方式及對建筑層高的影響
智能化布線是針對智能辦公樓提出的全新概念,它是智能辦公樓的“神經系統”,它不僅與辦公樓內的自動化工作站息息相關,和室內的陳設及裝修緊密相連,更和建筑物的層高、總高及主體建筑結構選型密切地結合在一起。
五 智能辦公建筑設計措施
從建筑生態節能方面,有幾個方面從建筑設計角度和建筑師的角度,比較值得重視考慮的,第一,建筑群整體考慮布局設計考慮生態節能,建筑外墻采用智能呼吸式雙層玻璃幕墻。第二,高效保溫隔熱玻璃及遮陽避陽調光裝置。第三,利用空氣熱壓原理有效組織自然通風,第四,置換式新風系統,這跟傳統的空調不一樣,新風機房處理大概 70%~80%,風重新打回去抽回去加熱制冷再打回來,這樣有幾大不好的地方,有交叉污染的可能性,再一個能量耗費比較多,因為屋里達到一定的溫度和制冷的話,要靠空氣做一個載體,所以要有非常大的風量才能達到這個要求,里面感覺有風感和不太舒服的噪音,風沒有必要抽回去,再打回來,這樣路程上能耗也比較大。再一部分,用地熱地冷的部分,地源熱泵的技術,混凝土樓
板制冷供暖,太陽能系統。
結語:
總而言之,筆者詳盡分析了智能化辦公建筑的發展背景、起源;深入探究了智能辦公建筑的主要空間構成。通過分析計算機在智能辦公建筑空間形態的影響,明確了智能化系統所要求的一些專用的技術空間的布局和技術處理,在滿足使用要求的前提之下使得系統設計更加優化、合理和經濟,以此來更好的做好智能辦公建筑設計。
參考文獻:
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關鍵詞:智能建筑;智能建筑企業;成長過程
中圖分類號:C29 文獻標識碼:A
1 智能建筑
目前國外主要有三種具有代表性的定義:
美國研究機構認為“智能建筑是將結構、系統、服務和管理四項基本要素及它們之間的內在關系進行最優化,從而具有投資合理、高效、舒適、環境便利等優點的建筑物”。
日本研究機構認為“智能建筑是兼備信息通信,辦公自動化信息服務以及樓宇自動化各項功能的,便于進行智力活動需要的建筑物”。
歐洲研究機構認為“智能建筑是創造一種可以使住戶有最大效率環境的建筑,同時該建筑可以使之有效地管理資源,而在硬件和設備方面的壽命成本最小”。
我國學者普遍認為智能建筑的重點就是利用先進的技術對樓宇進行控制、聯系和管理,強調的是實現樓宇三個方面的自動化功能,即建筑的自動化 BA、通信與網絡系統的自動化 CA、辦公業務的自動化 OA,簡稱 3A。
綜上所述,智能建筑是一個綜合的概念,是以建筑為平臺,將建筑設備自動化、通信自動化和辦公自動化及在此基礎上的系統集成和服務管理進行優化組合,形成一個高效、舒適、便利的有機整體。它是現代建筑技術與計算機技術、控制技術、通信技術及圖像顯示技術等現代信息技術相結合的產物,具有工程投資合理、設備高度監控、信息管理科學、服務優質高效、使用靈活便利和環境安全舒適等特點,是能夠適應信息化社會發展需要的現代化新型建筑。
2 智能建筑企業
智能建筑企業作為智能建筑的實施者,指從事智能建筑所用產品的開發、設計和制造,智能建筑的設計、施工以及后期維護等企業的總稱。智能建筑涉及到智能化集成、建筑設備監控、綜合安防、消防系統及聯動、信息設置、自動化等多個子系統,各智能建筑企業根據致力的專業方向不同有很大差異。
目前國內從事智能建筑行業的上市公司包括:同方股份、泰豪科技、延華智能、達實智能、中程科技、賽為智能、華東電腦等。
3 我國智能建筑企業成長過程分析
3.1 我國智能建筑企業的起源
由于智能建筑是一個新興行業,我國最早一批介入建筑智能化行業的企業,幾乎都不是在公司創建初期就致力于研究和開發建筑智能化行業的,多數情況是公司在經營原有的業務時遇到了新的市場需求,在有業主提出需要安防、網絡、監控等方面的需求,這些公司才開始逐漸涉足“智能化”這個領域的。智能建筑企業主要有四類公司轉換而來,一類是安防公司;第二類是建筑商;第三類是建筑設備提供商;第四類是計算機銷售商。相對來說,前三者對于計算機系統集成技術不太了解,而第四類則又對建筑缺乏理解。我國早期的一些智能建筑企業大多都是轉行來的,例如:安興高科,是房地產公司投資的子公司;四聯智能,前身是空調自動化工程公司;泰豪科技,原屬江西電機廠;冠林科技,以前是安防產品供應商;北京中電興發,由原電子器材工程公司改制設立;浙江亞衛通,最早做專業音響燈光行業;安泰科技,以前則是裝飾企業。
3.2 我國智能建筑企業成長的過程
我國智能建筑行業從 20 世紀 90 年代興起,已經歷近 20 年的演化,其企業的成長過程可以分為以下三個階段:
第一階段:形成時期(1990 年-1994 年)
90 年代初期,智能建筑已經在發達國家刮起一股狂潮,而我國的智能建筑才剛剛起步。最早提出智能建筑口號的是房地產開發商,他們并不真正理解智能建筑的含義,只是單純地看到這個標簽可增加房地產商品的價值。而應業主提出智能化的需求,我國首批智能建筑企業步入了這一行業。目前成長比較好的企業如1992 年成立的企業有北京北黃自動化設備安裝有限公司、四聯智能技術股份有限公司;1993 年成立的企業有北京四通智能建筑系統集成工程有限公司、廣州復旦奧特科技股份有限公司、福建省冠林電子有限公司、浙江亞衛通科技有限公司等。
這一時期我國還沒有出臺一套有關智能建筑的政策或規范標準,唯一涉及到智能建筑內容的是 1992 年由建設部組織編制的《民用建筑電氣設計規范》,也僅是提出了樓宇自動化和辦公自動化的概念而已。而此時成立的企業多半原來是搞通信或是承擔網絡工程轉向做綜合布線的,對建筑行業缺乏了解,在還沒有完全理解智能建筑的含義時便投身于這一行業,建成的所謂的智能建筑一般由多個相對獨立的自治子系統構成,互相之間沒有聯系,操作也相對獨立。根據有關資料介紹,當時的智能樓宇自控系統有 70%以上運行不正常,就算比較成功的建筑功能也很單調,根本算不上真正的智能建筑,相反卻造成了資源的大量浪費。
第二階段:成長時期(1995 年-2002 年)
我國致力于智能化集成的專業工程公司有許多都是在這一時期成立的。如1995 年成立的中建電子工程有限責任公司、深圳達實智能股份有限公司、北京捷通機房設備工程有限公司;1997 年成立的有泰豪科技股份有限公司、北京中電興發科技有限公司、深圳市賽為智能股份有限公司、深圳市智宇實業發展有限公司、北京樓宇自動化工程中心;1998 年成立的有南京東大智能化系統有限公司;1999年成立的浙江浙大中控信息技術有限公司;2000 年江大金智建筑智能化系統工程有限公司;2001 年北京科技通電子工程有限公司等。
這一時期建設部及有關部門頒布了一系列對智能建筑行業管理的規定,如1997 年頒布了《建筑智能化系統設計管理暫行規定》;1999 年頒布了《建筑智能化系統集成資質管理規定》;2001 年頒布了《建筑業企業資質管理規定》和《建筑業企業資質等級標準》中設立了建筑智能化工程專業承包企業資質,包括建筑智能化系統集成專項工程設計資質、建筑智能化工程專業承包資質、消防工程專業承包資質、電子工程專業承包資質等。對智能建筑企業進行相關的資質認證,使其逐漸步入正規。據統計,2002 年具有建筑智能化工程專業承包一級資質的有23 家,而此時的智能建筑也基本具有樓宇、消防、保安等自控功能。
第三階段:發展時期(2003 年至今)
智能建筑企業在這一時期已經日漸成熟起來,自主創新的品牌也逐漸占據了一定的市場份額,與國外產品平分秋色。目前,全國從業智能建筑工程(消防、安防、系統集成設計、建筑智能化專業承包、電子工程、機電安裝等)相關企業共計 17400 多家。其中,具有建筑智能化系統集成甲級設計資質和建筑智能化專項承包施工資質的企業已達 3000 多家。2003 年 7 月,為了加強行業管理,促進政府與企業之間的聯系,建設部和民政部批準成立了中國建筑業協會智能建筑專業委員會,在建筑行業中積極開展技術交流和推廣應用智能建筑科技成果,配合和協助智能建筑企業及用戶建立良好的運行、管理和維護體系,努力提高工程質量和從業人員素質,進一步推動我國智能建筑產業的健康發展。
這一時期很多智能建筑都已具有較完善的建筑設備自動化(BA)、通訊自動化(CA)和辦公自動化(OA)系統,簡稱 3A 系統。尤其是 2008 年的奧運場館作為標志性智能建筑,得到全世界的認可;2010 年世博會、亞運會等大型活動的舉辦,也為我國智能建筑的發展樹立了標尺,各大城市也以次為契機,制定相關政策,大力推廣包括公共場所、智能小區、智能住宅在內的綠色、節能型智能建筑群,構成了我國智能建筑企業發展的美好前景。
參考文獻:
[1] 張琪.安徽省建筑智能化行業的發展問題研究[D].合肥: 合肥工業大學,2008.
關鍵詞:智能建筑;信息技術;樓宇自動化;設計
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:B
1.引言
20世紀的后20年和21世紀的前10年,是信息技術和智能技術迅猛發展和革新的時代,數字洪流已經席卷了人類社會的方方面面,人類社會逐步由工業化時代向數字時代邁進。在新的數字化時代背景下,在建筑行業,人們對建筑物的辦公、居住環境以及設施管理提出了越來越新的要求,建筑不再是一個簡單的遮風避雨供人居住的場所,而是演變成具備安全、高效、舒適、綠色、節能以及智能化的功能,成為能夠參與人類辦公、生產、生活活動的具有“生命”特性的實體。如果把建筑比作人體的話,那么傳統的建筑只是具備了人體的外在骨骼和肌肉,而智能建筑則是在此基礎上加上智慧的“頭腦”和靈敏的“神經系統”的完整的“人”。
2.智能建筑的定義及特點
智能建筑[1]的概念最先是起源于20世紀80年代的美國,1984年,美國康涅狄格州哈特福德市的“城市廣場”(City Place)是世界上公認的智能化大廈,其具備了先進的通信系統、辦公自動化系統、及自動監控和建筑設備管理系統。隨著信息技術的迅速發展,智能建筑的內涵得到不斷的擴展和豐富。到目前為止,對于智能建筑,國內外有著不同的詮釋,美國建筑協會將智能建筑定義為:通過將建筑物的結構、系統、服務和管理4項基本要求以及它們之間的內在關系進行最優化,從而提供一個投資合理的、具有高效、舒適、便利環境的建筑物。國內學術界將智能建筑定義為:利用系統集成方法,將智能型計算機技術,通信技術、信息技術與建筑技術有機結合,通過對設備的自動監控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合,所獲得的投資合理,適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建筑物。雖然國內外對智能建筑的定義描述不盡相同,但對其本質特點的認同卻是一致的,即智能建筑可以為人民提供一個優越的工作與生活環境,這種環境有著安全、舒適、便利、高效、靈活的特點。
3.智能建筑的組成要素
智能建筑通常由5個自動化系統要素[2]組成,簡稱為5A(A是Automation的簡寫),分別是樓宇自動化系統BA(Building Automation System),辦公自動化系統OA(Office Automation System),信息自動化系統CA(Communication Automation System),消防自動化系統FA(Fire Automation System)和安保自動化系統SA(Safety Automation System)這五個自動化系統。其中:
樓宇自動化系統是智能建筑中的核心系統也是最能體現智能建筑的舒適、便利、高效特點的系統,它運用計算機系統對建筑的各個方面實行自動化的監控及管理,如空調、照明、電梯、配電和給排水。
辦公自動化系統是圍繞計算機網絡進行的信息的建立、存儲和處理,包括文字處理、電子記事、數據庫、日程安排、統計管理和決策管理等。
信息自動化系統是指通過電纜、光纜等有線或無線的傳輸方式,使用相關通信設備快速傳遞語音和圖像,包括傳輸語音的電話網系統、傳輸圖像的有線電視系統、傳輸數據的Internet、ISDN系統。
消防自動化系統是指建筑樓宇內的人工報警器、智能探測器、滅火噴淋系統、緊急廣播及照明系統。
安防自動化系統是指以運用安全防范產品和其它相關產品所構成的入侵報警系統、視頻安防監控系統、出入口控制系統、防爆安全檢查等的系統;或是由這些系統為子系統組合或集成的電子系統或網絡。
在國內智能建筑設計時除了5A智能建筑設計外,有時還會有3A智能建筑設計,3A設計時是將5A設計的消防自動化變為消防報警,安防自動化并為保安監控一并納入到樓宇自動化的設計范圍內。
智能建筑的這五個系統彼此之間的功能相對獨立,各自在不同的領域發揮著應有的作用,但他們又不是完全獨立的,樓宇的綜合布線將他們彼此相連,同時用于智能管理的計算機系統又對這幾個系統進行綜合集成,統一管理,使得各個系統之間創造出高效、舒適的生活,工作環境時,構成了一個有機的建筑功能系統。
4.樓宇自動化系統的設計
4.1樓宇自動化系統的設計思路
樓宇自控系統是利用計算機控制技術組成高度自動化的綜合管理系統,對分散于建筑物內的機電設備(冷熱源系統、空調系統、送排風系統、電梯系統等)進行分散控制、統一管理,實現對各設備的監測與控制,保證所有設備的正常運行,并達到最佳狀態。同時,在計算機軟件的支持下進行信息處理、數據計算、數據分析、邏輯判斷、圖形識別等,從而提高樓宇管理和服務的現代化水平,降低運營成本,從而提供一個一個高度安全、舒適、高效的工作、生活環境。通常樓宇自動化系統是由樓宇內的若干個建筑設備的監控子系統組成,即送排風系統監控、暖通空調系統監控、變配電系統監控、照明系統監控和電梯系統監控。
在進行樓宇自控系統設計的時候,應當考慮以下六個方面的因素:
(1)實用性:樓宇自動化系統的設計應將實用作為首先考慮的內容。在符合樓宇建筑具體實際功能和需要的前提下,合理平衡各個子系統的經濟性和先進性,避免片面追求先進性而脫離實際或片面追求經濟性而損害智能化建設的初衷。
(2)可靠性:樓宇自動化系統控制著樓宇的各個重要的設備系統,系統設計應確保每天24小時連續工作,局部設備故障不會影響整個系統的正常運行,也不會影響其它智能化子系統的正常運行。關鍵的系統部件對故障容錯和數據備份應提供相應的解決措施。
(3)安全性:樓宇自動化系統設計選用的所有設備、配件及其系統,在保證其安全、可靠運行的同時,應符合國際和國家的有關安全標準和規范要求,并在非理想環境下能有效工作。
(4)易維護性:樓宇自動化系統需要監視和監控的設備品種繁多,而且位置分散,要保證日常系統正常工作、可靠運行,系統必須具有高度可靠的可維護性和易維護性。盡量做到所需人員少,維護工作量小,維護強度弱,維護費用低。
(5)標準性和可擴展性:樓宇自動化系統的設計應采用國家和國際標準及規范,兼容不同廠家、不同協議的設備和系統。必須采用符合工業標準的操作系統、網絡技術、相關數據和圖形系統。各子系統可方便進出總系統,同時具有開放接口,以便用戶進行二次開發。
(6)先進性:樓宇自動化系統是信息時代建筑與信息技術相結合的產物,因此系統方案的設計應力求與當前科學技術高速發展的潮流相吻合。系統總體結構定位于高起點、開放式、模塊化,從而建設一個可擴展的平臺,保護前期工程與后續技術的銜接。
4.2樓宇自動化系統的設計依據
樓宇自動化系統的設計應當首先根據甲方的需求以及提供的相應建筑圖紙為基礎,同時參照相應的設計規范如:《智能建筑設計標準》(GB/T50314―2006)、《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005)、《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)、《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)、《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》(CBJ232―92)、《建筑設計防火規范》(CBJ16―87)95修訂、《火災自動報警系統設計規范》(GBJl16―92)、《商用建筑線纜標準》(EIA/TIA―568A)、《信息技術互連國際標準》(ISO/IECl1801―95)和《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)。
4.3樓宇自動化系統的設計概要
樓宇自動化系統[3]的設計是為大樓各機電設備提供一套完善的自動化管理解決方案,以提高各機電系統效率和可靠性,其建筑設備監控系統由冷熱源、空調暖通、變風量末端、送排風、電梯等監控系統組成。
通常樓宇自動化系統主控工作站應設在各樓消防及保安控制中心內,負責各大樓的機電設備監控,為了增強系統的靈活性,系統應預留備用接口,同時設計時應根據甲方的要求在某些房間增設監控點,減少能源消,提高經濟效益。
樓宇自動化系統的設計是通過網絡控制器(NC)、直接數字控制器(DDC)對所有機電設備進行監控,系統還應通過數據通訊接口對空調冷熱機組及電梯等設備進行監控。
在對樓宇自動化系統進行設計時應采用分布智能系統,利用分布在樓宇現場的可擴展數字控制器及I/O擴展模塊,完成對建筑機電設備的實時監測,保護與控制任務。各控制器在設計時應確保既能獨立運作,又可以在中央工作站指導下工作。在正常情況下使用人員只需要在中央工作站進行監控,不需要直接操作其它控制器,這樣極大地方便了系統的管理,此外,系統的設計應建立標準、統一的數據庫,并具有標準的開放接口,便于被集成信息的利用和更高層次的信息集成,為建筑內的綜合管理與調度提供基礎平臺。控制器(DDC)應采用現場控制方式,控制器之間采用點對點通信。控制器必須具有獨立的監測和控制能力,可根據需要隨意增加/減少總線上的控制器,而通信線故障不會影響控制器的現場控制功能。
應將樓宇自動化系統設計為完整的分布式集散控制系統,該系統應采用標準化局域網技術和眾多子系統集成技術實施對樓內所有實時監控系統的集成監控、聯動和管理,系統應既可相對獨立運轉,又可聯合成為一個有機整體,可以由系統管理服務器完成對不同工作站及現場控制器的控制權限的設定。
4.4樓宇自動化系統的網絡結構
通常將樓宇自動化系統設計為兩層網絡結構,即管理層網絡和控制層網絡,具體如下:
(1)管理層網絡:管理層網絡是由帶鼠標及彩色顯示器的個人電腦和打印機組成操作站、數據管理服務器組成。操作站不需要BAS專用軟件,而采用網絡瀏覽器作為用戶界面,授權用戶可以通過Web瀏覽器提供的用戶界面簡捷地登陸到數據管理服務器。用戶可以通過Web瀏覽器在網絡任何一點獲得數據管理服務器上的數據。管理人員和操作者,通過觀察顯示器所顯示的各種信息以及打印機所記錄的各種信息來了解當前或以前整個大樓各種機電設備的運行狀況,也可通過鍵盤或鼠標的操作來改變各種機電設備的運行狀況,從而達到管理者各種特定的控制要求。操作站級的設計應以高速通訊方式進行信息交換,其通訊速率應達10/100M波特。從而確保系統的實時性,避免通信阻塞。
(2)控制層網絡:控制層網絡通常設計成點對點(Peer to Peer)的通信方式,同一樓宇內的控制層網絡上的網絡控制器可以進行無主從的對話,并不依賴與管理層的操作站,網絡上任一節點故障時不影響系統的正常運行和數據傳輸。控制層網絡采用以太網絡,通訊速率為10/100M,通過六類UTP 把各個樓層的網絡控制器分別連接入管理型以太網交換機,各個樓層的以太網交換機與相對應的交換機進行級聯。每個網絡控制器都有獨立的IP地址,使用IP協議互聯,通訊速率在10M/100Mbps自動切換。控制層網絡通常由網絡控制器和直接控制器組成,網絡控制器應配置高性能的微處理器,從而滿足對現場設備監控管理的需要,而且應承擔從管理級網絡至控制層網絡的總線匹配、通信管理的功能,是現場控制設備與操作站通信聯系的紐帶。
5.結語
在信息時代,隨著信息技術與傳統建筑設計相結合的產物智能建筑的出現,使得人們追求更加舒適、更加安全、更加高效的工作和生活環境的愿望成為可能,這就給建筑設計人員提出了新的挑戰,在熟練掌握本專業的知識的基礎上還要學習最先進的信息技術,并將其應用到建筑設計之中,從而設計出滿足人們工作、生活需求的智能建筑。本文在描述了智能建筑的定義和組成要素的基礎上,從設計思路、設計依據、設計概述和網絡結構三個方面對智能建筑中的樓宇自動化系統的設計進行研究。
參考文獻
[1] 尹秀偉.智能建筑設計及智能建筑發展前景[J].低壓電器,2001.1.2.
人類最早居住的建筑十分簡陋,僅僅是遮風擋雨,防風御寒的場所,后來發明了壁爐、天窗等,成為人類對建筑與居住環境進行改善的最原始設施。隨著人類社會的不斷發展,建筑也漸漸向藝術化與多功能化不斷發展,直到近代的摩天大樓和今天的智能建筑,都是人類不斷對建筑提出更高一層要求的具體表現。隨著人類科學技術的飛速發展與生活水平的不斷提高,傳統意義上的建筑已無法滿足人們生活工作的需求。一方面,人們對建筑環境,建筑功能與建筑設備的要求越來越高;另一方面,在這個能源無比珍貴的時代,人們對建筑的節能性能也提出更高要求,因此,智能建筑應運而生。
智能建筑的起源可追溯到1984年1月,在美國康涅狄格州哈福德市,人們對一座舊金融大廈進行改建,竣工后的大樓命名為“city place”,這就是世界上第一棟智能建筑。隨后,智能建筑得到蓬勃發展,以美國和日本最為突出。國內的智能建筑建設始于20世紀80年代末,1990年建成的背景發展大廈可謂是我國智能建筑的雛形,隨后還有1993年在廣州市建成的廣東國際大廈。在這以后,智能建筑在我國大城市便如雨后春筍般拔地而起。2000年7月,我國建設部正式頒布了《智能建筑設計標準》,對智能建筑定義如下:智能建筑是以建筑為平臺,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。智能建筑主要用于辦公樓、酒店、商場、博物館、體育場館、機場、車站等大型公共建筑。隨著電子技術、自動控制技術、計算機及網絡技術等信息技術的高速發展,智能技術已經滲透到城市中的普通住宅和小區,這些智能住宅和小區也同屬智能建筑。
對于普通市民而言,與生活最最息息相關的智能建筑就是智能住宅了。智能住宅,又稱智能家居,在國外常用Smart home表示。它通過家庭總線將家庭內的各種與信息相關的通信設備,家用電器和家庭保安及防火裝置都并入到網絡之中,進行集中或異地的監視控制和家庭事務性管理,并保持這些家庭設施與住宅環境的協調,提供工作,學習,娛樂等各項服務,營造出具有多功能的信息化居住空間。智能住宅強調人的主觀能動性,重視人與居住系統的協調,從多方面方便居住者的生活環境,全面提高生活質量。
近年來,智能化逐漸走進了我們的生活,顛覆了傳統的家居生活理念,并帶來了全新的生活方式。試想一下,我們的住宅不再需要電能,而是依靠其外墻壁上的太陽能收集儲存一體裝置和風能收集裝置為內部設備提供能源,陰雨天氣一方面可以調用出儲存的太陽能供用戶使用,一方面通過雨水收集裝置收集水源,實現自給自足。家里制造的各種生活垃圾可以放入能量轉化系統轉化為可用能源。住宅的內墻壁,可以自動調節室內的濕度與溫度,使之達到人體最適宜的范圍,并且墻面可以調用儲存的太陽能發光,取代傳統建筑的照明設備,既節能又環保。
智能住宅與傳統住宅的主要區別在于“智能化”,也就是它不僅具有傳統住宅的功能,而且具有一些“擬人智能”的特性和功能:
1.創造安全,健康,舒適的生活環境
現在,不少住宅的空調系統不符合衛生要求,往往成為傳播疾病的媒介;室內大量裝飾材料的使用,使得室內空氣中揮發性有機物超標,住戶經常出現頭痛,精神萎靡不振,甚至頻繁生病的現象。智能住宅首先確保安全和健康,其防火系統和保安系統智能化,其空調系統能監測出空氣中的有害物質量,并能自動消毒,使之成為“安全健康住宅”。智能住宅對溫度、濕度、照度等均加以自動調節,甚至控制色彩,背景噪聲和味道,使住戶心情舒暢,生活質量大大提高。
2.在滿足用戶需求的前提下節約能源
在現代化住宅中,空調與照明系統的能耗很大。在滿足使用者對環境要求的前提下,智能住宅可以通過其“智慧”,盡可能利用自然光和大氣冷量(或熱量)來調節室內環境,以最大限度地減少能源消耗。按照事先確定的運行程序,區分“工作”與“非工作”時間,對室內環境實現不同標準的自動控制,無人時自動降低室內照度與溫度控制標準,已成為智能住宅的基本功能。利用空調與控制行業的最新技術,最大限度地節省能源是智能住宅的主要特點之一。
3.通過智能家居系統為住戶提供更簡便的生活
隨著數碼娛樂時代的來臨,過去單一的客廳和書房娛樂時代已經遠遠不能滿足人們的需求,將視聽娛樂延伸至臥室、陽臺、餐廳等地,在家里的任何一個位置都能享受視聽影音娛樂,已成為眼下數字家庭的流行趨勢。
傳統的可視對講門鈴的終端通常都安裝在門口,顯示屏也有很大的局限性。智能家居的電視監控對講免去了跑到門口對講開鎖的麻煩。通過電視大屏幕還可以查看小區內各個監控點的畫面,孩子在社區花園玩耍若不放心,打開電視就可以實時看到孩子的情況,社區生活的安全指數不斷提升。
智能家居概念進入中國已經近十年了,人們對智能家居這四個字也不再陌生。相信隨著科技的進步和人們收入的提高,有一天,智能家居會因其人性化的服務和安全舒適的家居環境走入千家萬戶。
關鍵詞:智能建筑;信息技術;綜合布線系統
Abstract: intelligent building is the inevitable outcome of the information age, is also building industry and information communication science and technology of the organic combination of product. Integrated wiring system is the core part of the intelligent building, intelligent building is in high speed of information transmission channel, is to realize intelligent building each function and the important foundation guarantee. This paper discusses the origin and concept of intelligent building, development and system composition, and combined with engineering example puts forward the intelligent building integrated wiring design scheme.
Key words: intelligent building; Information technology; Integrated wiring system
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A文章編號:
0 前言
隨著現代化科學技術的持續高速發展和人們生活水平的日益提高,傳統的建筑體系已經不能滿足大眾提出的信息化、數字化、智能化的需求。智能建筑是計算機、通訊、建筑藝術以及圖像信息等多種技術集成后,經先進設計和嚴格施工而得到的具有安全、高級、舒適、健康、溫馨等特征的建筑,它涵蓋智能自動化、信息化、生態化等多方面的內容。因此,將計算機技術,通信技術及信息技術與建筑結構有機結合為一體的設計理念,成為信息時代中建筑行業的熱點課題。
1 智能建筑綜述
在上世紀80年代末90年代初,我國的智能建筑主要是涉外的酒店和特殊需要的工業建筑,采用的技術和設備主要是從國外引進的。在80年代末建設部編制的《民用建筑電氣設計規范》中,提出了樓宇自動化和辦公自動化,對智能建筑理念有了較為全面的涉及。隨后,綜合布線技術引入智能建筑的設計中,加強了信息技術與建筑功能的結合,對智能建筑的發展和普及產生了巨大的推動作用。建設部在1997年頒布了《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》,在1998年10月又頒布了《建筑智能化系統工程設計和系統集成專項資質管理暫行辦法》以及《執業資質標準》兩個法令,規定了承擔智能建筑設計和系統集成的資格。1989 年《中國計算機用戶》雜志發表了該課題的技術專題論文集。1990 年北京發展大樓揭開了“智能建筑”建設的序幕。隨之,智能建筑迅速向全國各地區中心城市蔓延發展。至今智能建筑在我國已經形成了建設熱潮,得到了穩步發展。
2 智能建筑系統構成
2.1 辦公自動化(OA)系統
辦公自動化系統就是把計算機技術,通信技術,系統科學及行為科學,應用于傳統的數據處理技術所難以處理的,數量龐大且結構不明確的業務上。 其目的是盡可能利用先進的信息處理設備,提高人的工作質量,輔助決策,求得更好的效果,以實現辦公自動化目標。 辦公設備自動化系統要具有數據處理、文字處理、郵件處理、文檔資料處理和編輯排版等功能。 對具有通信功能的多機事務處理型辦公系統,應能擔負起電視會議、聯機檢索和圖形,圖像,聲音等處理任務。
2.2 樓宇自動化(BA)系統
樓宇自動化(BA)系統是以中央計算機為核心,對建筑物內的設備運行狀況進行實時監控和管理,從而達到一個溫度,濕度,光度穩定和空氣清新的辦公室。 按設備的功能,作用及管理模式,該系統可分為以下子系統:火災報警與消防聯動控制系統; 空調及通風監控系統;供配電及備用應急電站的監控系統;照明監控系統;給排水監控系統;交通監控系統等。
2.3 通信自動化(CA)系統
通信自動化系統能高速進行智能建筑內各種圖象,文字,語音及數據之間的通信。 它同時與外部通信網相連,交流信息。 通信自動化系統可分為語音通信,圖文通信及數據等三個子系統。
2.4 建筑物安全防護自動化系統
建筑物安全防護自動化系統是智能建筑中的樓宇安全管理系統。 它包括:閉路電視監控系統、防盜、防火、煤氣泄露報警系統、可視對講系統、室內安防系統、保安人員巡邏系統、通道控制系統等。
2.5 物業管理系統
物業管理系統包括日常管理、清潔綠化、安全保衛、設備運行和維護、租賃業務管理和租務管理等功能和作用,它包括 :智能抄表系統、 住戶信息管理系統、設備保修維護系統、自動化車庫管理系統、公共顯示系統等。
2.6 綜合布線系統
綜合布線系統是智能建筑的重要組成部門,為智能建筑提供了可靠高速的信息通道,是實現智能建筑功能的重要基礎和保證。 綜合布線是由線纜及相關連接硬件組成的信息傳輸通道。 它采用模塊化設計,統一的技術標準,能滿足智能建筑信息傳輸的要求。 它既實現了建筑物內部的語音、數據、圖像的彼此相連傳輸,也實現了各個通信設備和交換設個與外部通信網絡相連接。 綜合布線系統的構成分為六個子系統,分別是水平布線子系統、垂直干線子系統、工作區子系統、設備間子系統、管理子系統以及建筑群子系統。 它們是由傳輸介質、管理硬件、傳輸電子線路、電氣保護設備等硬件集成在一起的。 綜合布線系統的設計一般采用星型拓撲結構。
3 智能建筑系統的設計
筆者在 2006 年參與設計了某住宅大廈的智能綜合布線系統,該大廈是地下 1 層,地上 12 層的高級民用住宅。 根據該大廈智能化設計的要求, 大廈采用的是結構綜合布線系統,對大廈中的防盜、保安、電視監控系統、電話系統、計算機系統等進行了統一布線, 達到了各系統間智能化管理, 實現的自動化系統有:樓宇自動化、通信自動化、辦公自動化、安全防范自動化、消防自動化等,各個自動化系統自成體系,又互相關聯, 為大廈提供了開放、靈活、先進和現代的智能環境。 綜合布線系統是智能建筑信息傳輸、 管理與控制的基礎, 對實現智能建筑系統的功能具有重要意義。
該大廈的綜合布線系統支持的計算機網絡標準:IEEE 8023 總線局域網標準;IEEE8025環型局域網標準;FDDI 光纖分布式數據接口高速網絡標準;CDDI 銅線分布式數據接口高速網絡標準;ATM異步傳輸模式。 線纜傳輸介質的選擇應考慮主要采用 FTP,為防止電磁干擾采用 5 類屏蔽系統布線。水平子系統的工作區設計為 10m2,每個工作區配置 3 個信息點,設計了信息點,雙絞線信息插座的接口是 8 針 RJ45 形式, 符合 ISO8877和 ISO603.7 標準, 電氣性能保證五類指標。 水平電纜與插座模塊的端接按照 T-568B 定義; 垂直干線子系統是由設備間子系統或管理區子系統與水平子系統的引入口之間的連接線纜組成。 語音主干采用 5 類大對數主干電纜,數據干纜均采用每樓層配線架鋪設一根 24芯單模光纖,并有預留線纜作為冗余信道;工作區由終端設備連接到信息插座的連線和信息插座所組成,通過插座既可以引出電話也可以連接數據終端及其它傳感器和弱電設備。 對于計算機終端,采用RJ45-RJ45 的 4 對跳線,信息插座是由八芯模塊化 RJ45 頭插座組成, 其功能規定符合 568 標準;電話終端采用 RJ11 連接電纜; 綜合布線系統為大廈提供了可靠高速的信息通道和信息傳輸平臺,完成了大廈的智能化設計,實現了樓宇自動化、通信自動化、辦公自動化、安全防范自動化、消防自動化等智能功能。
4 結語
隨著計算機技術、通信技術和建筑技術的發展,建筑技術與計算機技術、通信技術間的結合越來越緊密,智能建筑在當前世界范圍內都運用越來越廣泛,建筑設計者要與時懼進地不斷優化智能建筑的設計,不斷完善其各種功能,使其更好的發揮智能化優勢,為大眾提高生活居住質量。
參考文獻:
[1] 劉國林.《綜合布線》
[2] 彭光軍.《智能建筑系統構成探索》
[3] 潘宇.《對智能建筑系統構成的認識》
光注入建筑予生命,色彩滲透空間予運動。隨著人民生活水平的提高和光源技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術的發展,人們對照明的要求越來越高,除普遍要求的節能以外,還要求利用燈光營造和諧的氣氛、舒適的環境,創造一種動態的效果,以及操作上的簡便,照明進入了智能化控制的時代。
實現照明控制系統智能化的主要目的有五個:
生產力:控光環境,減少不適當光線對視覺的傷害;
適應性:照明光線明暗度以適應不同用途;
審美學:光以創建環境和事物戲劇性、藝術性、景色化及美感;
環保節能:減少能源消耗,創造環保生活;
節省費用:節約費用及運營成本。
背景簡介
智能照明產業屬智能建筑產業中的一個子產業,起源于上世紀70年代的美國。智能照明作為智能建筑不可缺少的一部分,是與智能建筑密不可分的。智能建筑的發展直接印證了智能照明行業的發展。
1984年,美國建成了世界上第一座智能大廈―“都市大廈”之后,一大批智能建筑相繼在美國、日本、西歐及亞洲建成。日本在新建的建筑物中60%以上屬于智能型建筑。美國自1995年以后新建、改造的辦公樓中70%以上是智能型建筑。目前,除單體智能建筑繼續發展外,已向"智能化街區"、"智能化大廈群"、"智能化國際信息城"發展。
1999年,原北京市長劉淇提出要啟動"數字北京"工程;很多大中城市也相繼提出"數字化城市"的規劃,如"數字武漢"、"數字沈陽"、"數字濟南"、"數字青島"、"數字長沙"等。幾年以來,全國各地如上海、北京、廣州、深圳等各大城市相繼建成總數達幾百座且頗具規模的智能建筑。智能建筑已大舉向寫字樓、酒店、圖書館、醫院、學校、博物館、會展中心、體育場館、居民住宅區發展。
智能照明技術和產品的應用目前在歐美發達國家已經相當普及:歐美地區90%以上的大型酒店、寫字樓、體育館、醫院、學校等都采用了這類產品;家庭使用率分別達75%和60%;東南亞地區的普及率也相當高。中國地區智能照明市場普及率目前還不到1%,市場空間巨大。
概念闡述
智能照明是先進的一種照明控制方式,它采用全數字、模塊化、分布式的系統結構,通過控制總線將系統中的各種控制功能模塊及部件連接成控制網絡的一個照明控制系統。
智能照明可以作為整個建筑物自動化管理系統(BA系統)的一個子系統通過網絡軟件接入BA系統,也能作為獨立照明控制系統單獨運行,在照明控制實現手段上更專業、更靈活,可實現對各種照明燈光的調光控制、開關控制、感應控制、定時控制、集中控制、遠程控制等,是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。
照明系統的節能是全球普遍關注的問題,照明節能一般可以通過兩條途徑實現:
一是使用高效的照明裝置(例如光源、燈具和電器等);
二是在照明時采用調光控制、開關控制、感應控制、定時控制等功能,達到控制照明的時間、亮度、開燈數量等,主動式進行節能。
它主要包含以下兩方面的內容:
1.照明燈具的節能
隨著社會生產力的發展,人們對生活質量的要求不斷提高,照明在整個建筑能耗中所占的比例日益增加,據統計,在樓宇能量消耗中,僅照明就占33%(空調占50%,其他占17%),照明節能日顯重要,發達國家在20世紀60年代末已開始重視這方面的工作,特別是從保護環境的角度出發,世界各國都非常重視推行“綠色照明”計劃。提高電光源的發光效率,實現低能耗、高效率照明是電光源發展的一個重要方向。
2.照明控制技術的節能
采用先進的照明控制技術可以很好地提高照明系統的工作效率,例如采用紅外線運動檢測技術、恒照度照明技術,在照明環境有人出現需要照明時,就通過照明控制系統接通照明光源,反之如果照明環境沒有人,不需要照明時,就關斷照明光源。再如,如果室外自然光較強時,可以適當降低室內照明電光源的發光強度,而當室外自然光源較弱時,可以適當提高室內照明電光源的發光強度,從而實現照明環境的恒亮度照明,達到照明節能的效果。
智能照明
與傳統照明的區別
1.技術手段
傳統照明采用傳統的電力技術;
智能照明采用計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術、微電子技術和系統集成技術。
2.控制方式
傳統照明采用手動開關,必須一路一路地開或關;
智能照明采用智能化控制,具有信息采集、傳輸、邏輯分析、智能分析推理及反饋控制等智能特征。
3.照明方式
傳統照明只有開和關,燈光無法變化;
智能照明通過燈光的調控在不同使用場合產生不同燈光效果,營造出不同的舒適氛圍。
4.管理方式
傳統照明對照明的管理是人為管理;
智能照明可實現能源管理自動化,通過分布式網絡,只需一臺計算機就可實現對整幢大樓的管理。
5.布線結構
傳統照明大都是獨立的、本地的、局部的電力線布線;
智能照明可以是很大范圍的網絡結構布線,可以進行的控制信息交換和通信。
6.光源壽命
傳統照明由于電網質量不穩定,會縮短光源壽命;
智能照明采用緩起緩滅的軟啟動軟關斷技術和調光技術后,消除了電流沖擊,大大延長光源的使用壽命。如下表1是調光程度和光源壽命之間的關系:
7.能源消耗
傳統照明無法主動式的節能;
智能照明采用調光技術和智能控制技術后,能節約40-60%的能源。
8.燈光環境
傳統照明無法靈活調整燈光環境,無法保持照度的一致性;
智能照明通過調光控制能靈活改變燈光場景,始終保持舒適溫馨的光環境。
照明行業在中國的
發展趨勢
1.節能減排的宏觀趨勢催生智能照明高速發展
隨著中國經濟快速、持續、穩定地增長,能源已成為制約中國國民經濟發展的一個突出問題,在新的發展時期,必須充分考慮到能源資源的承載能力。建設部總工程師王鐵宏在科博會能源論壇上說,到2020年,如果城鎮建筑全部達到節能標準,每年可節省3.35億噸標準煤,空調高峰負荷可減少8000萬千瓦,相當于我國從1998年到2002年五年新增電力容量的總和,或4-5個三峽大壩的發電量,相當于每年節省電力建設投資1萬億元。在這種能源緊缺的嚴峻形式下,使用節能的智能照明勢在必行。
2.中國智能建筑的發展進入高速發展時期
國內智能建筑建設始于1990年,隨后便在全國各地迅速發展。北京的發展大廈可謂是我國智能建筑的雛形,隨后建成了上海金茂大廈(88F)、深圳地王大廈(81F)、廣州中信大廈(80F)、南京金鷹國際商城(58F)等一批具有較高智能化程度的智能大廈。據不完全統計,國內已建成的智能建筑約有三千多幢:上海約上千幢,北京約六百幢,廣東約八百幢,江蘇約四百幢。基本按智能建筑相關標準設計、施工與管理。
目前各地在建的智能建筑大廈已轉向大型公共建筑,如辦公大樓、會展中心、圖書館、體育場館、文化藝術中心、博物館等,其投入也不菲。如深圳文化中心(包括圖書館和音樂中心),總投入約16億元,智能系統占1億元左右。深圳市民中心(市政府辦公大樓群)有21萬平方米,投資20億,智能系統占2億左右。中國政府有關部門對智能建筑的發展非常重視,并采取了相應的部署和措施。
3.智能建筑的技術標準已出臺
1995年7月,上海華東建筑設計研究院率先推出上海地區的“智能建筑設計標準”(DBJ-47-95)。百萬字的巨著《智能建筑設計技術》由溫伯銀總工等編著出版。1996年1月,在上海召開的國內首屆智能建筑研討會,對智能建筑的發展起了積極的推動作用。上海、北京、江蘇、四川先后建立了智能建筑專業委員會及學術研究機構。1996年2月,成立了建設部科技委智能建筑技術開發推廣中心,協助有關部門對全國智能建筑的技術進行協調、指導與管理,推廣中心組建了智能建筑技術專家組,有關智能建筑技術與技術政策已分別列入了國家經貿委制定的《國家“九五”重大技術項目指南》和技術部《中國建筑技術政策》。1996年《智能建筑》雜志正式面世。
4.未來十年是中國智能照明行業飛速發展的十年。
國內外普遍認為未來十年是中國智能照明行業飛速發展的十年。具體表現在以下三方面:
(1)國際化活動催生產業應用與技術水平的提高
隨著中國的改革開放的進一步深化與融入國際社會,中國與世界的交流從各個層面得以全面提高。如2008年的北京奧運會、2010年上海世博會等大型活動對智能化照明系統提出更高的要求,為中國智能化建筑的整體技術水平的提高提供一個良好的應用平臺。
(2)世界智能照明發展的重心將轉移到中國
高速發展的中國經濟帶動中國城市化發展,高速度、大規模的城市建設所形成的中國空前的城市建設投資規模。大范圍(整個中國)、高投入(以千億計)、高需求(智能化已是建筑的一部分)的市場規模是其它國家不具備的,由此必將給智能建筑相關的行業(包括智能照明控制)的高速發展,世界智能照明發展的重心也將轉移到中國。
(3)中國智能照明行業的發展方向