发布时间:2023-10-09 15:03:23
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇智能建筑概论,期待它们能激发您的灵感。
关键词:智能建筑;电气施工;管理;质量控制
在智能建筑电气施工中,电气工程师应对所负责的电气工程质量具有高度负责的责任心,充分应用自己的专业水平深入、细致的搞好电气工程的技术、质量、进度、签证、安全等管理工作。
1、施工前的准备工作
在工程项目开工前,电气安装技术人员应首先熟悉电气施工图纸,并会同土建施工技术人员共同查对土建施工图与电气施工图,列出哪些部分有交叉施工,根据土建施工进度计划,对有关基础型钢预埋、支吊架预埋和线路保护管预埋等,排出配合交叉施工计划,确定准确配合时间,以防遗漏和发生差错。并存配合施工之前,将各种预埋件制作好,并做好必要的防腐处理,充分做好施工前技术与材料准备工作。
2、施工过程中的协调环节
2.1适时办理交接手续
专业队伍一进场,总包单位就要求限时扫管,办理交接手续,否则不让穿线。而专业队伍从自身效益出发,匆忙办理交接手续怕漏项,总是一边穿线一边扫管,拖延时间。针对这个问题,管理人员要要求专业队伍增加人力,集中扫管,抓紧办理交接手续。
2.2现场督促补管
在穿线过程中,经常遇到管路不通和漏做管盒的问题;开始总包方的对漏做的管盒处理比较容易接受,时间一长,就表现出不耐烦的情绪,拖着不补。为此,尽量要求弱电专业施工方将漏做的管盒一次查清、搞准确,并耐心与总包方说明。
2.3分清专业施工界面
强电和弱电的施工设计图纸界面往往分不清,如气体灭火控制屏的220V电源线、空调机的控制柜至电源箱间的管线等虽属于强电的范围,但在强电施工单位仔细审图,及早提出问题,并通知设计单位进行修改,让强电方施工有依据,避免扯皮现象。
2.4耐心磨合,交错施工
跨专业之间的施工、调试需要仔细安排,早作分析,协调进行。如:在电磁屏蔽工程的施工中,施工每前进一步,都伴随着各专业问的协调配合。电磁屏蔽在挂网时,要涉及到土建和风、水、电等专业的协调配合,而各专业一般只为自己进度着想,只顾自己施工方便,技术交底不深,从而产生互相埋怨、吵闹情绪。甲方、监理人员要深入现场,掌握各专业施工进度,进行耐心细致的工作,土建施工时要督促风、水、电等专业的配合,电磁屏蔽施工前要组织各专业施工队的汇签,制定局部的施工进度配合计划,检查落实每一步琐碎的施工工序等等。做到各专业施工逐步适应计划,以期达到较好的磨合,得到较高的质量保证。
3、施工阶段的质量控制
施工中必须根据已会审后的电气施工图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计(施工技术方案)进行。施工中若发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意擅自变更设计。
严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准,具有可操作性的质量控制程序。每道工序未经有关人员在验收表上签字,不得进行下道工序,记录好工作日志,防止监督流于形式。在施工阶段要严把材料质量关,推行质量控制卡措施,每种材料要有完整的资料(出厂合格证、检测报告、复测报告等)并经过建设单位、监理单位签字才可进场,将不合格材料进入工程的门路堵死;其次要严格控制分部工程的质量关,重点是:工序的质量控制。在施工阶段中质量控制要注意细节部分,重点检查和控制。
3.1基础施工阶段的质量控制
在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作。这一工作要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件、吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏。电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能把好质量关。
3.2主体施工阶段的质量控制
首先必须分清工程中的重点环节。在电气工程质量监控巾,确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节的基础上以点带面,促动整个系统工程的质量控制。电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做的不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。浇注混凝土时,电工应留人看守,以防振捣混凝土时损坏配管或使得开关盒移位。遇有管路损坏时,应及时修复。
3.3装修阶段的质量控制
在砌筑隔墙之前应与土建工长和放线员将水平线及隔墙线核实一遍,因为将按此线确定管路预埋位置及各种灯具、开关插座的位置、标高。抹灰之前,电气施工人员应按内墙上弹出的水平线和墙面线,将所有电气工程中的预留孔洞按设计和规范要求核实一遍,符合要求后将箱盒稳定好,将全部暗配管路也检查一遍,然后扫通管路,穿好带线,堵好管盒。抹灰时配合土建做好配电箱的贴门脸及箱盒的收口,箱盒处抹灰收口应光滑平整。
4、设备安装环节的质量控制
由于电气工程专业性强,在工程投资少、时间紧、作业面宽、工程繁杂、质量要求高的情况下,若不分轻重环节,势必造成人、财、物的浪费。在监控过程中,应认真学习、因地制宜、总结经验、分析工程实际、抓住工程中的关键环节、坚持报难制度、处理解决关键性质量问题、避免施工中的偷工减料和系统混乱状态的发生。
4.1配电装置
配电装置是电气工程的核心,它如同人的心脏,一旦出了毛病,人员和设备就无法正常工作,造成供电可靠性下降,整个工程失去安全感。为此,对配电装置从设备进货到安装调试都要毫不放松,严格按图施工和规范验收。
4.2电力电缆
电缆是输送电能的载体,若质量不高,就会造成火灾等事故的频繁发生。工程中电缆集中、数量多,规格从4~185ram2的三芯至五芯电力电缆不等,如不分门别类、严格审查,就会出现施工混乱、以次充好,造成运行中电缆过热、发生危险的现象。
4.3配电箱
配电箱是接受电能和分配电能的表量,也是电力负荷在现场的直接控制器。要使工程中的动力、照明以及弱电负荷能正常工作,配电箱的工作性能至关重要。工程中配电箱型号复杂、数量多,大部分配电箱还受楼宇、消防等弱电专业的控制,箱内原理复杂、设制严格。
电气系统施工队多个专业又有自己的使受用特点,在设计中受各方干扰的情况较多,会造成设计修改通知单增加,配电箱内的设备和回路修改多。若施工单位在订货时只考虑按蓝图订货而忽视修改,在安装时只顾对号入座而不仔细地进行技术审核,就满足不了
有关专业功能的要求。甲方、监理方应对现场的配电箱按设计修改通知单逐一核对,纠正开关容量偏大或偏小、回路数不够的错误。电气设备的上下级容量配合是相当严格的,若不符合技术要求,势必造成系统运行不合理、供电可靠性差,埋下事故的隐患。
5、电气工程施工的安全管理
要坚持“安全第一,预防为主”的方针,编制针对本工程的安全技术措施及安全组织措施,对施工人员进行安全技术交底,并设专职持证上岗的安全员。
5.1建立施工组织设计和安全用电技术措施的编制、审批制度,并建立相应的技术档案。
5.2建立技术交底制度,向专业电工、各类用电人员介绍施工组织设计和安全用电技术措施的总体意图、技术内容和注意事项,并在技术交底文字资料上履行签字手续,注明交底日期。
5.3建立安全教育和培训度,定期对专业电工及用电人员进行用电安全教育和培训,凡上岗人员必须持有劳动部门核发的上岗证书,严禁无证上岗。
6、结语
总之,在电气工程施工中应把“质量第一、安全第一”放在首位,应根据工程的自身特点,对施工中的每一个环节都要实施有效的动态控制,做好技术交底,认真管理好从材料采购、施工过程到工程验收的全过程,并且建立良好的质量监督体系,提高电气工程的工程质量。
参考文献
[1]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施[M].北京:中国计划出版社,2003,2.
[2]华东建筑设计研究院.智能建筑设计技术[M].第二版.上海.同济大学出版社,2003,10.
[3[GB50305-2002建筑电气工程施工质量验收规范
【关键词】智能科技;建筑行业;施工安全
当前,研究者们把人工智能技术与建筑行业各专业领域知识相结合,使得智能科技在建筑设计、结构、电气、施工图生成、施工工序应用、建筑工程预算、建筑效益分析等领域中取得了非常广泛的应用[2]。已有许多专家系统、决策支持系统应用在建筑行业并取得了很好的经济效益和社会效益。但是当前我国建筑行业安全形势仍然不容乐观,各种安全事故频发,建筑工人的生命安全仍然无法得到保障。试想如果我们把VR安全体验馆、全时视频监控系统、多媒体安全教育培训工具箱和人员定位系统等全面应用到建筑施工安全管理中去,将会给我国建筑行业带来怎样的福音呢?我们具体来分析一下:
一、建筑施工行业的安全特点
建筑施工行业是国民经济发展的支柱行业,2018年中国GDP为90万亿元,其中全国建筑业总产值为23.5万亿,对国家GDP贡献超过25%。据相关统计,截止2018年上半年,全国有施工活动的建筑业企业(不含劳务分包企业)有85993个,从业人数将近4500万人。行业市场规模大、从业人员多,但是建筑施工行业因其作业环境的特殊性和从业人员个人素养问题,呈现出较高的危险性。其行业主要安全特点概括如下:
1.人员流动性大。建筑施工最大的特点就是人员流动,一项工程建设完结后便在其他地方开始新的工程建设。建筑从业人员也是不固定的,他们大都不是正式员工,流动性很大。而且施工期也不固定在某一季节,往往要经历较长时间,防护措施也要根据时间不同而不同,大大增加了安全管理难度。
2.施工环境复杂,露天作业和人工作业多。建筑施工行业涵盖市政、路桥、房建、水利等各个施工种类,其作业环境大多暴露在露天自然环境中,受气象、地质、地形等自然条件约束性大,且环境复杂多变,不可控因素多,很多施工现场常常处于人迹罕至的深山密林或者荒漠高原之上,本身客观条件就具有极高安全风险。另外建筑施工大多数需要人工操作,机械自动化水平低,并且存在交叉作业的情况,也导致了极高的安全风险。同时作业时间长,劳动强度大,繁重的体力劳动加之恶劣环境影响,导致作业人员注意力不集中,更容易导致各种安全事故。
3.建筑施工变化大,规则性差,不安全因素随形象进度变化而变化。由于工序不同,施工工艺和施工方法不同,所存在的风险因素也不同,这些都给安全管理带来诸多困难。而现如今的安全施工管理与控制方法是非常单一的,有的只是凭借经验管理,很难形成详尽、统一的管理规范。
二、建筑施工行业安全管理的现状
1.建设单位安全管理水平低下
因为历史发展的原因,我国建筑施工行业传统粗放式管理在建筑施工行业中仍占主流,对作业人员安全管理缺乏重视,针对施工人员在施工过程中产生的安全隐患视而不见;安全检查走马观花,敷衍了事;问题整改不够深入,管理不够严格,导致安全管理上下脱节,进而使得安全事故发生概率不断上升[1]。
2.从业人员安全意识淡薄
受国情影响,我国建筑施工行业的从业人员整体文化素养不高,安全意识淡薄。加之施工单位缺乏有效的安全培训手段,不重视安全警示教育和安全体验教育,只重痕迹管理,不重培训效果,施工作业人员不能有效掌握安全操作技能和安全操作规程,在生产中凭经验作业,埋下了安全隐患,导致不必要的安全事故,进而影响施工进度,造成安全生产事故。
3.安全监控薄弱,现场控制不力
建筑施工行业的生产现场,大多覆盖区域广,作业人员和设备多,但是缺乏监控手段和设施,主要依靠现场安全员盯控,导致监控盲区和死角多,不能有效掌控作业人员生产操作情况,对重点区域缺乏监控手段,不能及时发现安全隐患,现场安全控制不力。
三、智能科技应用对建筑施工生产安全的改善
根据对我国建筑施工行业施工安全特点和当前建筑施工行业安全管理现状分析,我们亟待将智能科技引进到建筑施工行业的生产安全管理中来。下面分析一下上述智能科技应用对建筑施工行业安全改善的作用:
1.VR安全体验馆
建筑VR安全教育体验馆是集安全教育、质量样板、绿色施工为一体的体验馆,它主要是结合VR眼镜让体验者在动态漫游状态下更加真实的体验电击、高空坠落、洞口坠落、脚手架倾斜等效果[3]。
VR安全体验馆在当代建筑行业施工安全管理中的应用主要体现在:
(1)新兴科技体验激发了工人参加安全教育的兴趣,工人对安全事故的感性认识也会增强;
(2)虚拟场景建设不再受场地限制,可最大程度模拟真实场景下的安全事故;
(3)体验者进入虚拟环境可对细节部位节点、优秀做法进行学习,获取相关数据信息,同时还可进一步优化方案、提升安全系数;
(4)虛拟环境中的质量模型样板有效避免了材料和人工的浪费,符合绿色施工理念。
2.全时视频监控系统
建立统一的网络数字化视频监控、视频会议和应急指挥平台,我们便可以结合内部机构行政办公应用的各个系统,实现视频会议、监控于一体的平台建设,并能够与OA、质量系统、安全系统、技术管理系统等无缝结合,进而实现多重应用效果:
质量系统+视频监控=实施现场质量监控
安全系统+视频监控=实时现场安全监控(防患于未然,消灭隐患于萌芽)
技术管理系统+视频会议=技术专家在一线
项目管理系统+办公系统+视讯系统=最快捷的上情下达=零距离管理
3.多媒体安全教育培训工具箱
多媒体安全培训工具箱集传统的安全教育培训教室主要功能于一个工具箱中,便于建筑施工企业安管人员在现场随时随地开展安全教育培训工作,并以培训自动化、多媒体化的优势彻底解放其繁重的培训工作[4]。
多媒体安全教育培训工具箱主体是一台笔记本电脑,内置安全培训信息系统和各种培训课件和实体,对建筑施工安全带来各种益处:
(1)便捷灵活。本工具箱在现场随时可以外接投影仪和音响开展培训工作,同时连接网络后便可成为网上学习平台;
(2)功能齐全。集建档、考勤、培训、自学、考试、阅卷、发证等功能于一体,满足安全培训各环节要求;
(3)多媒体化。培训课件全部采用动漫、视频等多媒体形式、直观、生动、易于理解,对农民工具有良好的培训效果;
(4)资源丰富。培训模块单元包括丰富的资源满足建筑施工安全培训的要求,同时该工具箱连网后可定期更新培训资源。
4.人员定位系统
工地人员实时管理一直都是管理工作中的一个盲点,粗放的管理方式往往出现施工人员实时督察难,管理人员敷衍职责等问题,最终导致施工效率低下、事故频发。人员定位系统可实时精确地对作业人员进行定位,能便捷、高效地进行安全生产和考勤管理,提高施工管理水平,也为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据,保证抢险救灾工作的高效运作。
关键词:智能建筑 发展方向
智能建筑的概念
所谓智能建筑就是以建筑为平台,利用系统集成方法,将智能型计算机、通信及信息技术与建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活更具人情化的建筑物。美国智能建筑学会(AIBI,American IntelligentBuilding Institute)对其定义:“智能建筑是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合,并达到最佳组合,所获得的高效率、高功能与舒适性的大楼。”
建筑物运作综合智能化通常由以下五个方面组成:
1.建筑功能运作自动化。大型建筑物的运作包含有多种功能系统,如水、电、热力、空调、通讯等等。他们各具特色,对一座建筑物来说要实现自动控制就十分复杂,所以智能的概念是替人来做出最佳方案并完成其运行。
2.建筑物的节能运作。智能建筑的另一使命是降低建筑物各类设备的能耗,延长其使用寿命,提高效率,减少管理人员,求取更高的经济效率。
3.通信自动化。利用电信网络、卫星电视和计算机互联网络为大厦提供现代化的信息传递手段。
4.办公自动化。采用Internet/Intranet技术,基于工作流的概念,使企业内部人员方便快捷地共享信息,高效地协同工作;改变过去复杂、低效的手工办公方式,实现迅速、全方位的信息采集、信息处理,为企业的管理和决策提供科学的依据。
5.安全保卫自动化。通过各种摄像头、各种感触探测器进行信号采集、分析、处理,并经由机电一体化的设备进行控制保护。
我国智能建筑发展现状
智能建筑的发展史,是一个从监控到管理的发展过程。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。智能建筑的概念最初进入国内时间并不晚,大体上在80年代中以后,中国科学院计算技术研究所就曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”,对智能办公楼的发展进行了探讨。国内第一座大型智能建筑通常被认为是北京发展大厦,并在此后短短几年时间里,相继建成了深圳的地王大厦、北京西客站等一大批高标准的智能大厦。而且不仅在北京、广州等东部大城市出现了智能建筑,即便在乌鲁木齐这样远离沿海的西部中型城市也建造了智能大厦。智能建筑在国内的发展迎来了。
不可忽视的是,我国智能建筑领域也存在着不少令人忧虑的问题:
(一)理论研究跟不上智能建筑的发展
尽管我国在"七五"期间就确定了"智能化办公大楼可行性研究"的攻关课题,但对智能建筑的理论研究和相关科技产品的开发一直未能得到足够的重视和发展,对其认识也停留在国外的研究成果上。专业学术刊物直到96年才出现,而且很难见到符合中国国情的有深度的文章,专业理论著作更是凤毛麟角,智能建筑相关的全国统一标准规范也是千呼万唤没出来。而我国的智能建筑却不能坐等理论的发展。一座座根据自己理解的"智能大厦"迫不及待地次第而出,没有先进而成熟的科学理论作指导,实践就没有明确的方向,摸索着前进,就难免出现这样那样的问题,"智能大厦"不遂人愿也就不足为怪了。
(二)智能建筑工程的规划、设计和施工队伍的技术能力不强
由于缺少相应的规范,对大厦智能化的规划往往是发展商说了算,根据他们的要求提出的设计方案也往往缺乏全面性和长远性。设计问题主要表现为BA系统设计人员不熟悉相关工艺流程、许多设计单位,BA设计人员与相关工程设计人员相互配合问题以及设计部门对智能化产品和智能设计集成方面不熟悉。施工问题主要表现在施工力度不够。智能化系统涉及专业较广,且有多个施工单位,因此要协调不同工序和工种之间的接口,并在施工过程中仔细检查,确保管线敷设、设备安装正确,发现问题及时整改,从而保证系统的政策开通。实际中,由于计算机、通信技术发展很快,相关设备与系统规范和标准不齐全,许多工程的智能化设备是在无测试、无规范、无标准的情况下投入使用的。
(三)缺少国产化系统集成产品
目前我国还没有开发出一套智能建筑系统集成产品。占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司,如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。没有自己的产品,就没有主动权,就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。
(四)技术障碍
在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷,比如网络频宽的限制:数据传输量迅速增加和多媒体的使用,要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后,通讯空间的问题可获部分解决,但缺乏全面而完整的数据模型,各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾,很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性,以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题,但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话,就会导致无法使用更先进的通讯工具。
智能建筑的发展方向和趋势
智能建筑的发展核心
智能建筑发展的核心是可持续发展战略,随着我国智能建筑进程的不断加快,市场竞争激烈,如何全方位提高建筑品质,是一个焦点问题,也是供需双方的共同目标。开发商和消费者都把注意力投向智能化建筑的同时,“绿色”“生态”建筑才是最终追求的目标。
智能建筑的发展趋势
智能建筑在现代建筑中占有的地位已经越来越重要了,智能建筑的发展动向也已经越来越具体化。
在技术上,发展的重点将是虚拟技术,系统合作、可视化技术;在应用上,必须密切结合应用需求,强调综合集成。目前智能建筑正朝着以下几方面发展:
(1)信息网络技术。基于Web的Intranet网络技术正成为建筑物和企业内部的信息主干网络,随着新世纪的到来,Intranet信息网络必将显示旺盛的生命力,Intenet/Intranet为人们的信息交流和生活方式开创了一个全新的信息世界。
(2)控制网络技术。控制网络通常是指对生产过程对象控制为特征的计算机网络,从现场总线必然要发展成控制网络。进一步发展将使控制网络与信息网络统一起来。
(3)智能卡技术。保安门禁巡更管理,停车场收费、物业收费、商业消费、电子钱包等一卡通。
(4)可视化技术。是指基于网络化的视像传输、交互和提供多媒体视像服务的技术。就现阶段来讲,数字影视点播(VOD)和会议电视(MTV)均是此项技术的应用。
(5)流动办公。利用网络技术、通信技术、可视化技术、家庭智能化技术、向异地或移动的办公人员提供一个虚拟的办公环境。
(6)家庭智能化技术。家庭总线连接各种家电设备。
(7)无线局域网技术。有实用价值的新技术,该项技术利用微波、激光、红外线作为传输媒介,摆脱了线缆的束缚。
(8)数字卫星通信系统(VSAT)。
(9)双向电视传输系统。
四、智能建筑的展望
智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合,是建立在建筑设计、行为科学、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类理论学科之上的交叉应用。国内智能建筑急风暴雨式的起飞局面业已过去,现正处于一个整顿与规范的过程之中,市场逐步从无序走向有序,从混乱走向健康,一个秩序井然、和谐协调的发展环境正在逐步形成之中。当然,我们也应该认识到,任何平衡都只是相对的,智能建筑是一门正在发展中的技术,它的内涵仍不是稳定的,还处于发展之中,新技术、新工艺、新观念的发展都会突破平衡的局面,将会造成新的不平衡,这就需要我们继续付出新的努力去达到新的平衡。如此循环不己,才能推动智能建筑技术的发展。
智能建筑的发展,既是机遇又是挑战。智能建筑的实施,应贯彻“以人为本”的思想,采取各种积极手段和高科技措施,同时,要注意智能建筑的适应性和可扩充性,以适应社会发展的需求。同时加强国际间合作与交流,吸取发达国家的先进技术与管理经验,欢迎外商参与竞争,用于开拓国际市场,在竞争中求发展,健康有序地推进我国智能建筑的发展。
中国的智能建筑将面向新的世纪,面对信息时代,做好一切准备迎接更大的发展。
[参考文献]
[1] 阎俊爱.智能建筑技术与设计.清华大学出版社
[2]郑洁.智能建筑概论.重庆大学出版社
[3] 谢秉正.绿色智能建筑工程技术.东南大学出版社
【关键词】智能建筑;物业管理;发展
一、智能建筑现状与发展
智能建筑主要由土建、机电、装潢、智能化设备、计算机网络五部分组成。智能建筑以建筑为平台,采用4C(即控制技术、通讯技术、计算机技术、多媒体技术)技术,集系统、结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,实现通讯(CA)、办公(OA)、建筑设备控制(BA)自动化(即3A),以期给人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
我国的智能建筑兴起于沿海特区和北京。80年代中后期,中国科学院计算技术研究所曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”,对智能办公楼的发展进行了探讨,出现了一批智能设施和系统较为完备的建筑物。中国大陆上“智能建筑”真正的普及和推广是在1992年改革开放大潮中,并伴随着我国房地产行业改革与发展。智能建筑是一种更智慧、更节能、更舒适的新型建筑,智能建筑行业目前已成为技术密集型的新型产业,为建筑业、房地产业的发展提供了强大的技术支撑,代表了当今建筑的发展方向,将成为21世纪建筑业的发展主流。
二、智能物业管理特点
2003年9月1号施行的《中华人民共和国物业管理条例》规定:物业管理是指业主通过选聘物业管理企业,由业主和物业管理企业按照物业服务合同,对房屋及配套设备和相关场地进行维修、养护、管理,维护相关区域内的环境卫生和秩序的活动。智能建筑的兴起,对传统的物业管理行业既是机遇,也是挑战。作为现代化城市管理的重要组成部分和房地产开发经营的延续与完善,物业管理本身就是一个复杂、完善的系统,如何适应现代科技的发展将是物业管理发展面临的一个紧迫问题。随着人们认识的提高,物业管理必将向高科技、高智能化方向发展。
(一)智能物业管理目标
智能物业管理的总目标是使智能建筑保持高效、持续地运行,提高实际运行效果,提高投资效益。智能物业管理不仅仅是对人的服务,物的管理,更是物业的运营管理。智能化和绿色革命正在改变着建筑物,特别是家居的设计、建造和运作方式,为促进智能建筑和绿色建筑的发展,必须重视建筑的智能化物业管理。
(二)智能物业管理特点
智能化系统物业管理的核心是保持物业设备设施安全节能、长期、持续的运行,在低消耗运行中发挥效益。智能建筑在传统物业服务的基础上进行提升,要求通过应用适宜技术、高新技术,实施高效运营管理,为人民提供健康、适用和高效的生活与工作环境,实现保护环境、节约资源的节约型社会“四节一环保”的目标。智能建筑的智能化系统以微电子技术为主,智能化系统的物业管理工作与传统物业管理相比主要有以下特点:
1.在系统与设备的维护管理方面,要求从以往的定性检查深入到对系统每个零部件物理层的定量化检测例如,对节能、节水、节材与保护环境的管理,要求采用定量化,达到设计目标值;从电源的通断(定性管理)转移到供配电系统的电压,频率的质量与稳定性的检测(定量管理),对设备、线路、接点的老化与漂移的检测等。这些都是传统建筑物业管理中没有深入的工作层面。
2.智能系统的管理需要更多的相关环境条件的保证。智能建筑的物业管理需要上升到非线性大系统的层面。例如,建筑的防水、防尘、防潮性能都会影响到智能化系统的运行精度和正常。建筑材料的防静电性能和措施、防泄漏屏蔽、周界干扰,也会关系到智能化系统的安全。外界供能的顺畅更是决定了智能化系统的运行质量和方式。为了防止智能化系统的受损,对防雷措施的类型与全面性则更加严格。在智能化条件下,不仅是外来人员的非法闯入,任何人员的非法操作、或者有意无意的误操作都将给建筑系统带来不可估量的损害。这就需要懂智能技术的专业人才的职业化管理。
3.智能化系统在突出信息作用的同时,也带来了信息资源的安全保护问题。传统物业的安全性管理主要关注人流和物流,但智能建筑的安全防范管理必须从人流、物流、信息流三个角度才能完善安全性。智能化系统的物业管理特别需要严格内部人员的管理和信息资源的合法性管理。诸如通信传输方面,既要保证传输线路、载体的正常完好,还要采取口令、密码、多重复核等技术进行监视,制止非法入侵、窃听窥视和非法拷贝等信息资源的被破坏或流失。智能建筑物业管理的技术人员应该学习自动控制、通讯、电脑、仪表、机电设备、管理等诸方面知识,而且是工程加管理的综合性应用。
三、智能物业管理专业前景
(一)市场需求旺盛
国务院发展研究中心宏观部《2006-2010中国房地产发展预测报告》课题组所作的《中国房地产发展状况与发展趋势预测分析》中:“预计城镇居民的住宅需求面积2005-2010年期间年均增速为7.35%。我国城镇住宅建筑面积将从2004年的131亿平方米增加到2010年的200.89亿平方米,年均增加14亿平方米。2005年以后非住宅商品房销售面积将持续增加,年均增速为14.43%,年均增加8000万平方米。”按照住宅万平方米3.13人,非住宅万平方米10人,技术管理人员住宅20%、非住宅30%标准配备计算,年均需要11万左右大专以上的工程技术管理人员。
目前,智能建筑投资占总投资5~10%,按河南省2012年住宅竣工面积5261万平方米计,智能建筑年竣工面积约为500万平方米。经计算,河南省年均需约1000名智能住宅技术管理人员。而这,还不包括智能楼宇集中的写字楼、酒店商场和城市综合体。
综上,随着建筑发展、物业管理的现代化和专业化,无论社会、行业和企业对专业化物业管理高技能人才需求量很大,但目前专门培养智能物业管理的工程兼具管理的复合型人才的专业几乎空白,专业发展前景一派光明。
(二)智能建筑和绿色建筑的发展将带动人才需求增长
2010年3月住建部仇保兴副部长在《第六届国际绿色建筑与建筑节能大会》指出绿色建筑的“四节一环保”性能取决于运行阶段是否精心控制调整,是否保证设备保持长期、持续的运行,在精细化运行中发挥效益,针对性的物业管理就成为了新的挑战,新的行业,而这恰恰是智能物业管理的核心。建筑的智能化往往与绿色节能密不可分,也是智能建筑的发展方向。随着智能建筑的不断发展完善,对智能建筑的物业管理更需发展和完善,更需对智能建筑的物业管理队伍进行全面的人员素质、技能的提高,需要大量懂工程技术的管理人员,以赢得和缩短与智能建筑发展迅猛而形成的建设与管理的时间差。
(三)复合岗位复合待遇吸引学生加盟
物业管理行业的微利性和社会地位影响了高素质人才的加入,传统物业管理专业的毕业生大多从事住宅小区的管理员岗位,工资收入在房地产业链中属于低端,员工流动率很高,学生的就业对口率低,从业热情不高。而智能物业管理的就业地点主要为高端写字楼、酒店、公共物业和城市综合体,就业岗位群有:工程技术现场操作人员、工程技术管理人员、懂工程的文员、懂工程的物业咨询人员、懂工程的经营管理人员和物业运营管理人员等,同时,按照知名物业公司的岗位结构调整,智能物业管理专业的学生由于其知识和技能体系属于工程兼具管理,所以就业岗位为复合岗位,复合待遇。高起点、高要求带来的相对高收入和高的社会地位,将吸引高素质人才的加盟。这点,从学校2009级95%以上学生愿意去物业公司,70%学生已提前成为公司的“准员工”的显性数据中就已经验证了智能物业管理学生的就业愿景。
政府、社会、行业、企业、学校和学生的良性循环是人才培养的基础和发展的保证,更是专业发展前景广阔的标志。
参考文献:
[1]陈志新.智能建筑概论[M].北京:机械工业出版社,2008:2-20.
[2]田丽.浅议智能建筑安全防范系统[J].电气应用,2008(7):57-58.
[3]韩朝.智能建筑的物业管理[M].北京:清华大学出版社,2008(03):5-8,12-20.
[4]中国物业管理协会秘书处.全国物业管理行业生存状况调查报告.cn.
关键词:智能系统 智能建筑
一、智能系统的简介
智能系统(Intelligence system)是指能产生人类智能行为的计算机系统。智能系统不仅可自组织性与自适应性地在传统的诺依曼的计算机上运行,而且也可自组织性与自适应性地在新一代的非诺依曼结构的计算机上运行。“智能”的含义很广,其本质有待进一步探索,因而,对“智能”这一词也难于给出一个完整确切的定义,但一般可作这样的表述:智能是人类大脑的较高级活动的体现,它至少应具备自动地获取和应用知识的能力、思维与推理的能力、问题求解的能力和自动学习的能力。
二、智能建筑的简介
智能系统在房屋建筑中的应用研究表现在智能建筑。智能建筑由建筑物本体加智能化系统构成。智能建筑是指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成[1]。
建筑智能化工程又称弱电系统工程,主要指通讯自动化(CA)、楼宇自动化(BA)、办公自动化(OA)、消防自动化(FA)和保安自动化(SA),简称5A。其中包括的系统有:计算机管理系统工程,楼宇设备自控系统工程,通讯系统工程,保安监控及防盗报警系统工程,卫星及共用电视系统工程,车库管理系统工程,综合布线系统工程,计算机网络系统工程,广播系统工程,会议系统工程,视频点播系统工程,智能化小区物业管理系统工程,可视会议系统工程,大屏幕显示系统工程,智能灯光、音响控制系统工程,火灾报警系统工程,计算机机房工程,一卡通系统工程。
智能建筑与传统建筑的主要区别在于“智能化”。智能建筑除了具备传统建筑的全部特征和功能外,还具备一定程度的“人工智能”特征和功能,例如:感知环境和使用功能变化的能力;高效传递、精准处理感知信号或信息的能力;对建筑设备与建筑环境信息进行综合分析和判断的能力;做出决策、发出指令、执行相应操作、完成相应动作的能力。
三、智能建筑的产生
现在公认世界上第一幢智能大楼是1984年出现在美国康州首府哈特福德市的城市广场,这是一栋38层的办公建筑,原来就有比较好的建筑设备系统,例如,较早地应用了数字程控交换机、办公自动化机器的集中使用、设置计算中心、消防、安保的自动监控等。在美国以后,日本很快跟上来,但走的是另外一条路。日本在1986年建造的东京本田青山大厦和NTT品川大厦等大体上都是大公司建造的自用办公大楼。因此,对其设备自动化,通讯网络的建设等就更有针对性。由于目的明确,所以在大楼建设中同时将其内部的办公网络(0A)系统以及相应的应用系统一起建设起来。在这个基础上形成了我们后来所说的智能建筑的“3A"体系。
人们对建筑的关心往往是它的外在表现,而忽视其内在的许多因素。但智能建筑的出现改变了这一观念。如果说钢铁、混凝土等建筑材料使建筑的外观发生了变化,那么智能建筑就是从本质上改变着建筑在人们心中的概念。建筑不再单单是一个用来遮风避雨的壳体,而是成为能够参与人类办公、生产、生活活动的具有“生命”特性的实体。如果用人体作一个形象的比喻,那么传统建筑只是具备了外在的骨骼和肌肉,而智能建筑则是在此基础上加上聪明的“头脑”和灵敏的“神经系统”的完整的“人”。以下是智能建筑与人的类比:
表1 智能建筑与人的类比
四、智能建筑在我国发展状况
据《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》数据显示,我国智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿元之后,也以每年20%以上的增长态势发展,2012年市场规模达到861亿元。
五、智能建筑应用实例
在2006年修订的国家《智能建筑设计标准》中,根据行业和应用领域的不同,把
智能建筑分为办公、商业、文化、媒体、体育、医院、学校、交通、住宅和通用工业建筑等10大类。建筑智能化体现在建筑以下几个方面:
1、地基压实智能化例子
智能压实过程控制系统是在压实过程中,对压实过程进行智能化的系统管理。
智能压实过程控制系统包括GPS基准站组件和振动压路机安装组件。系统运行时,架设在控制点上的GPS基准站实时向压路机上的GPS接收机发送差分信号,安装在振动压路机顶部的GPS接收机和无线电接收器接收该信号并实时进行厘米级定位;装在压路机振动轮上的压实传感器实时将压实数据传输给安装在驾驶室里的显示控制器,使操作员能够实时了解当前压路机的三维位置、压实度(CMV)和碾压遍数等信息。
中铁五局承建的兰新铁路甘青段12标位于甘肃省酒泉市肃州区境内,正线长度76.94km,工程主要包括路基、桥梁,其中路基占66%,是整个建设工程中至关重要的施工环节。为确保工程质量,促进施工进度,实现高铁路基机械化、信息化建设,项目部通过麦斯泰格(北京)工程技术发展有限公司引入美国天宝公司智能压实过程控制系统,用于指导路基填筑施工。成功地实现了实时图形和数据信息显示,防止在工作区域内出现过压、漏压;并且,实时显示了碾压区域、碾压次数、碾压厚度图形和压实度(CMV)值;能现场打印压实工作报告,便于现场分析和处理数据,方便找出碾压的薄弱区域,有针对性地进行常规检测[2]。
2、工程虚拟智能化例子
在工程中应用虚拟技术对施工过程进行模拟,在施工前了解各种构件在实际结构中的相对位置及相互关系,及可能存在的工况条件,分析相应工况应力、变形、动力特性及其失效特征,对施工方案进行优化,提出符合现场条件的施工工艺方法,实现风险控制和保证工程质量的目的。
在香港迪斯尼乐园工程中,在太空山施工阶段,由于在太空山屋面钢结构安装前,中心部位必须要搭建临时钢支撑进行空间作业,但高速过山车轨道系统已经完成安装,使支撑的下部难于找出几个与过山车轨道系统不相撞的位置进行临时支撑的详细设计与施工。所以该项目运用了虚拟技术原理,利用计算机3D动画辅助方法,先是将有关路轨的三维坐标输入到计算机中,然后再加上相关路轨和其他设施的实际钢材及构件的尺寸,在电子模型上建立实物大小之三维立体电子模型,经过多次不断假设支撑位置,作三维分析和虚拟施工,在电子模型中终于找出了四个合适的支柱位,即这四个不会与已安装好的过山车轨道相碰。在找到支柱位置后,再次输入计算机有关支柱的真实尺寸再进行精确定位分析,以确定临时支撑的位置,然后根据此结果进行临时支撑的详尽计算与设计,从而达到理想结果。
在建筑工程工程施工中采用虚拟仿真技术,能够有效的预知施工过程质量、安全控制的关键点,及时发现薄弱环节,并予以纠正,从而相对降低了对操作人员的技能要求,并可实现临时施工结构适宜操作的良好装配特性。
3、建筑设备智能化例子
随着现代人生活水平的提高和环境意识的增强,人们对生活质量的要求越来越高,在满足使用要求的同时,对美观和舒适度的需求逐步增大,对现代建筑设备智能化系统的要求也逐步提高,现代建筑设备智能化系统是建筑设备工程的重要组成部分,也是影响建筑物使用质量的重要因素,其智能化功能的好坏将直接影响到建筑物的正常使用,给生活与工作带来了很大的麻烦,因此必须严格完善现代建筑设备智能化系统这一关。建筑设备智能化主要表现在:家庭监控系统、远程监控系统、消防报警系统和楼宇自控系统。
位于广州市滨江东路的华标品峰楼盘,无可复制的250-560平米宽广豪宅,构筑纯大户型豪宅领地。独特的波浪型板式结构,三梯两户,户户南北对流;45°面江尽享珠江的波澜壮阔,远眺白云山,近观二沙岛,晚上更可收纳珠江两岸的璀璨灯火。每套房间内全采用全球领先的智能家居,灯光、窗帘、热水、空调、地热等等均可通过电话或PC远距离调控,随时随地指挥生活;电子眼、智能红外防盗、玻璃破碎报警、智能门禁管理等高技术、立体化、多层次的监控联网,全方位保障业主居住安全;智能家居的自动检测系统时刻对煤气、用电、消防等进行检测,并与控制中心联网,自动报警,第一时间预约维修,彻底摒除安全隐患。睿智的绿色中央空调系统,时刻提供新鲜健康的空气,并自动回收利用运行产生的热冷能;直供水系统、顶级不锈钢水管、智能换风系统等精挑细选,守护业主健康;先进的声学隔声震板,楼板与面层之间铺贴隔声毡隔音层,隔音防震,满足完全私密的享受空间。
六、智能建筑的展望
智能建筑是现代高新技术的综合产物。智能建筑的目标,是为人们提供安全、舒适的环境,提供快捷的服务,建立先进与科学的综合管理机制,达到环保和节能以及降低人工成本的目的。目前,中国大力发展房地产,智能系统在房屋中的应用已成为发展商大力鼓吹的卖点,但同时我们应该看到,有些设备已落后,有些材料不环保,有些技术并不新鲜,我们应该大力寻找新材料,开发新技术,发明新工艺,降低生产成本,把真正给人们带来方便的“智能”嵌入普通的房屋中,让家家户户住得起房屋,享受得起“智能建筑”。
参考文献:
[1] 王新泉.建筑概论[M].机械工业出版社,2008,8
[2] 王金宝,张平,黄增刚.智能压实过程控制系统在铁路路基压实中的应用[J].工程
关键词:智能建筑;供配电;监控系统
中图分类号:TS958文献标识码: A
引言
供配电系统是建筑物最主要的能源供给系统,是建筑设备最基本的监测对象之一。供配电设备监测系统是对供配电系统、变电配电设备、应急(备用)电源设备、直流电源设备、大容量不停电电源设备进行监视、测量、记录。
一、智能建筑各子系统的简介
现代智能建筑系统主要包括通信网络系统、办公自动化系统和建筑设备自动化系统,这三大系统也是智能系统的最显著特征。本文将系统的介绍构成智能建筑的三大主要系统,通过对这三大系统的了解和研究,来为设计智能建筑供配电监控系统提供一些参考。
1、通信网络系统
通信网络系统主要作用为智能建筑提供必要的网络服务,使生活在智能建筑的人能享受到网络带来的便捷与高效。社会的飞速发展和IT产业的迅猛崛起使得网络成为人们了解社会、认知世界的主要途径,通信网络实现了人们“秀才不出门,尽知天下事”的愿望和需求,通信网络在人们的生活和工作中的作用越来越不可代替,智能建筑作为最前沿的建筑形式,必然要具备这种系统。
通信网络系统包括计算机局域网和广域网、卫星通信网、图形化监控软件、实事关系数据库以及电话网和电视网等通信网络。通过通信网络系统可以让人们及时准备得接受信息,实现资源共享。
2、办公自动化系统
办公自动化系统的首要作用是利用信息资源提高办公人员工作的高效性和敏捷性,并且辅的帮助决策机构做决议计划,使得决议计划更科学。打印机、电话机和传真机等是办公自动化系统重要的硬件组成部分,此外,办公自动化系统还包括各种办公软件,办公自动化系统能够实现人机的交互性,工作群体的协同性以及多学科交叉性和网络性,完善的办公系统能给工作人员带来极大的便利。
3、建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统主要包括供配电监控系统、给排水监控系统等一些重要能源系统地监控系统,通过对建筑内各用电设备的监测来保证每个设备安全的运行。建筑设备自动化系统的核心是实现管控一体化,通过通信网络分别对建筑各部分进行远程监控,随时关注各子系统的运行状态并对突况采取一些措施。
二、供配电系统监控软件
1、供配电监控系统软件功能
供配电监控系统软件的基本功能有:(1)支持各系列智能设备;(2)具有专家诊断功能可检测配电柜、应急电源及UPS等设备的状态及各种参数;(3)可靠性高。系统硬件设备均应设置为工控设备,模块采用全密封结构,固态封装;(4)友好的人机界面,令操作人员一目了然。参数实时动态显示;(5)简单直观的操作;(6)网络功能强大;(7)系统与数据库接口采用最新技术,可支持各种类形数据库;(8)强大的报警处理功能。可区分多级的报警级别,报警事件发生时系统自动按事件级别排队报警、显示、处理,并将画面切换报警画面;(9)场地专家管理功能。对任一报警事件都会针对监控具体情况以文字或语言形式给最终处理提示,指导值班人员及时准确地解决问题;(10)自动拨号功能。当报警发生时,系统可自动拨设置的电话号,当对方提机时,系统会自动播放语音报警信息,及时将故障的详细情况通知有关人员。用户在远方也可打电话回来查询设备的情况;(11)强大的数据管理功能。可存储一年的数据,并用历史曲线显示任意一天的数据情况,包括最大值、最小值、平均值及某一特定时刻数值;(12)开放式接口;(13)完善的系统权限管理。即用于监控对象和操作人员的建立、增加和删除的管理。配置监控对象的名称、通信方式、通信速率、地址或电话号码等。配置操作人员的姓名、身份、口令、操作权限、口令有效期,维护系统安全;(14)查询管理。可用电话语音查询机房设备运行情况和机房环境状态,实现无人值守功能。
2、监控模块
在监控中心,从监控主机的场地监控系统的图形界面上可以直观地显示供配电系统各个设备的工作状态。
(1)配电柜管理模块
实时监视各柜的三相电压、电流、频率、功率因数。可以通过历史曲线图见到每天的电压、电流、频率及电池的电压、温度。对于越限参数系统将自动报警,并有相应的处理提示。
(2)UPS管理模块
由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口进行对UPS故障诊断,对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视,全面诊断每个UPS状况,监视UPS各种参数如电压、电流、频率、功率及负载输出峰值指数等参数,并有直观的图形界面显示。对于重要参数,可作曲线记录,可查询一年内的曲线。越限参数,系统将自动报警,并有相应的处理提示。
(3)发电机组监测
在配有发电机的地方,可对发电机工作状态实施监控,监视发电机负载情况,如监视发电机发出电的质量、油温、水温,并作越限报警。
(4)防雷器监测
通过开关信号的输入,监测防雷器的工作状态,读取当前防雷器的工作参数,并实时显示,一旦防雷器被雷击坏,系统会发出报警及时提醒更换。
3、数据记录、打印
应有完善的数据记录、打印管理,数据历史趋势和实时趋势记录自动生成,有利于系统的分析研究,自动或手动及定时打印数据报表,使系统参数一目了然。可顺序浏览各个设备当天的运行曲线图。显示全年事故记录、全年维护记录。可打印运行日记、事故记录、维护记录。
三、智能建筑供配电系统监控系统的设计
智能建筑供配电监控系统的设计可以从提高供配电系统的抗干扰能力和完善供配电系统的软件结构和功能两个方面着手,下面笔者将具体阐述这两种设计理念和方法。
1、提高供配电监控系统抗干扰能力的设计理念
外界环境会在一定程度上干扰智能建筑供配电监控系统的工作情况,因此,在设计提高供配电监控系统的抗干扰能力是非常必要的,可以分别提高系统的软件和硬件的抗干扰能力,最终实现提高整个系统地抗干扰能力的目标。
(1)提高供配电监控系统软件的抗干扰能力的设计方向
事实证明,系统程序在运行容易跑飞,基于此,可以加强对看门狗软件的设计,让系统程序在跑飞后能够自动复原;另外,采用有效地数字滤波算法是减小数字采集系统的误差的重要方法;为了减少系统程序不明中断的情况,应在设计上加强对软件服务程序的设计;最后,可以对重要数据实行数据冗余设计来防止硬件错误的未知性和不确定性。
(2)提高供配电监控系统硬件的抗干扰能力的设计方向
在系统硬件方面,最终的目的降低保护装置的电磁敏感性,主要方法是消除干扰源如屏蔽干扰源等,和阻断电磁波进入系统装置,这样可以增强系统的抗干扰能力,降低环境对系统的电磁干扰。
2、完善智能建筑供配电监控系统的软件设计
可以从智能建筑供配电监控系统软件的结构、功能等方面来进一步完善系统软件设计。在软件结构上,可以从改善监控软件和完善管理软件结构两方面进行设计,使得供电监控系统软件做出的决定更合理和准确;在软件功能上,可以通过对子系统的各种参数和运行状态进行管理来监控子系统。另一方面,可以采取对各类用电设备用电量的监控及对用电设备的检查和维护的措施来管理子系统。最后,有效的监控用来应急的发电机组也能提高智能建筑供配电监控系统。
结束语
随着高科技技术的迅猛发展,智能建筑必然会引导建筑业的潮流和发展,在社会发展的需求下,智能建筑也将成为人们生活、工作密不可分的一部分。供配电系统作为智能建筑中的动力系统,能够维持智能建筑安全稳固的运行,能够为人们的生活提供极大的便利。而供配电监控系统能够保障整个动力系统处在安全的运行状态,并能很好地处理供配电系统出现的一些紧急状况。
参考文献
[1]邱玉英.智能建筑供配电监控系统[J].机电技术,2013,(6).
关键词:建筑;弱电系统;设计和施工质量措施
中图分类号:TU71 文献标识码:A
智能建筑的弱电系统设计和施工会涉及到多种因素、多种技术和多个学科,在施工过程中容易出现各种各样的问题。对此,本文将对智能建筑弱电系统设计和施工中应该注意的问题进行分析,提出了一些解决措施,旨在提高智能建筑弱电系统的施工质量和水平,实现更高的经济效益和社会效益。
一、提高智能建筑工程的弱电设计水平措施
按《建筑工程设计文件编制深度规定》初步设计阶段说明部分应针对工程功能需要,对智能化的各个子项都应该进行说明,并出相应的系统图及主要设备元件明细表,这一点一些设计院只要是重视初步设计的都已做到。但按《深度规定》在施工图阶段,对专业设计院降低了要求,只提出了“建筑设备监控及系统集成”一项,要求为三点:(1)监控系统方框图,绘到DDC站;(2)随图说明相关建筑设备监控(测)要求、点数、位置;(3)配合承包方了解建筑设备情况及要求,审查承包方提供的深化设计图纸。这样实质上是把专业设计院置于原始数据、资料提供者的位置,审查一说如无可操作的程序,也形同虚设。设计院应多和业主方沟通,在初步设计与施工图设计之间,引入智能化弱电工程的“技术设计”。首先从功能上论证应上哪些智能化弱电项目,在此基础上从技术层面为业主编写招标文件的技术附件,参加招标、评标的全过程,为业主把关优化方案,优选性价比好的智能化弱电工程的设备元件,从中也不断丰富自身的信息库,开拓了市场份额。水电系统的设计院在机电设备一块拥有发言权,就因为从技术层面上参加了标书编写,参加了招标的全过程。不然即使出了“智施”施工图,也成为了承包方的“深化图纸”的“参考图”,从程序上也丢掉了“审查”的地位。专业设计院发挥此作用,让专业设计院与专业公司优势互补.可提高智能建筑弱电设计的水平。
此外,线路设计时应注意系统的稳定性和可操作性。在弱电系统线路设计上提倡采用较可靠联接方式,例如采用环形总线接法、适当增加回路或备用回路、限制单一回路设备接入数量等。某一大型工程消火栓系统,启泵回路采用极少用的常闭触点串接做法,分十多个回路,每个回路串接着数十个触点。施工中发现任一常闭触点的开路常会引起水泵误动作,每次要到现场去逐个查找、排除故障,时间长达1-2小时,多次整改效果不好,后来只好全部返工改回较为可靠的常开触点并接启泵接线方式。该问题曾在图纸会审时提出,未引起设计者重视,事后再返工非常麻烦。
工程设计上应注意,受产品质量和现场条件的限制,同一回路串联/并接多个触点连锁或联动控制设备的数量不宜过多。此外,主干回路上线管、线槽中电缆和导线的密度、导线的直径,传输电压的要求也常会被忽略,结果造成施工困难,产生使用过热,易相互干扰等隐患。对于长距离(例如百米以上)多负载传输回路,如监控电源,长距离传输后电压降低,变压后的电压达不到监控的启动电压,监控不工作。
二、智能建筑弱电施工应注意的问题
1、弱电机房
弱电机房是弱电系统的心脏,是建筑智能化系统的监视控制中心。几乎每项弱电系统都有各自的控制中心。常见的弱电机房有消防控制中心,公共广播机房,楼宇自控机房,保安监控中心,网络管理机房,计算机中心,不间断电源机房,配线机房,卫星电视接收机房。并不是每种系统都要求有单独的机房,许多弱电系统根据不同的管理要求是可以合用的。多个控制机房可以集中在一起建立大楼智能化系统的控制中心。
从弱电环境的角度考虑,机房应按国家的有关标准和规范要求进行设计和施工。不同类型的机房,国家的标准和规范要求不同,机房的需求也不同,应进行综合考虑。机房是各弱电系统的中心,在建筑平面的设计中必须首先得到体现,弱电系统的设计和综合管路的设计都必须在机房确定的前提下进行。
2、弱电竖井和弱电管理间
弱电竖井的安排是弱电应用环境系统的一项重要内容。传统的弱电井仅仅是弱电系统的过线通道,即使安装设备,也是少量的墙装设备。由于计算机系统在智能建筑中的广泛应用,弱电井道已不再是传统意义上的线路过道。更重要的是,为高效利用建筑平面及弱电系统安装考虑,弱电井往往用作计算机的二级网络管理机房。
计算机网络对各种数据通信线路都有一定的要求,包括长度限制。在智能建筑中,计算机系统的水平线路往往采用铜质双绞线(UTP)。UTP和网络传输的带宽有密切关系。综合布线的标准和规范,要求PCI作站到网络交换机的UTP线路长度不能超过100米(布线设计时应考虑在90米以内,其余为网络跳线长度)。考虑到管路的竖直、弯度因素,建筑物的最边缘至弱电间的距离不应超过60米,因此,间作网络管理间的弱电竖井位置在建筑平面设计时的位置相当重要。占地面积很大的建筑物,弱电井的数量就不应只有一个。
3、弱电系统的接地系统
建筑物的共用接地方法目前国内外已达成共识。它不但可以节省大量投资,而且非常科学合理,切实可行和施工方便,同时可以得到极佳效果。常用方法是接地体利用大楼基础地梁内主筋,防雷接地、保护接地及各弱电设备接地利用同一接地体。其接地电阻应不大于1欧姆。建筑物接地系统的设计应由建筑设计单位根据弱电系统的要求进行设计,为弱电系统在应用部位提供响应接地端子。弱电系统的接地基础是大楼总的接地系统。弱电系统要求建筑物接地系统在相关位置,如弱电机房、弱电管理间等位置按系统的要求提供相关的接地端子。
4、弱电系统的供电
弱电系统的供电往往在电气设计时被忽略,把此部分供电设计和施工交给弱电工程商,这不符合电气工程规范要求。弱电系统供电往往采用子系统单独供电,了解整个弱电系统的供电要求在电气设计和施工上很有必要。
弱电系统的设备正常运行需要强电系统的支持,弱电系统的供电线路不能和照明、动力等线路共用,且多数弱电系统有单独供电的要求,其目的是保证设备供电的安全性。如安全防范系统采用单独回路集中供电,尤其是与消防联动的系统应保证紧急情况下能正常供电。
5、弱电系统的综合管路
弱电系统需在建筑物内布置大量的桥架和保护管,以保证弱电连接线路按一定的要求连通。弱电系统的综合管路包括墙体的预留空洞、弱电管路的预埋、弱电桥架、线路保护管以及管路和桥架的接地。因此在施工图设计中,应根据系统要求进行综合性的管路设计。
在智能建筑中,由于线路和规模扩大以及建筑体内其他管路更加复杂等多方面原因,弱电桥架的设计和安装已相当普及。弱电桥架的采用,可以大量减少预埋管路,方便建筑施工,并且可避免预埋的盲目性造成的损失,修改线路和维修都很方便。在弱电功能比较确定的管路设计中,应尽可能采用预埋管。预埋管应尽量避免穿越建筑物的沉降缝、伸缩缝;如必须穿越时,穿越线管应做相应的处理。弱电系统的预埋管最好采用G25管,因为弱电线路较粗,往往不只一根,线较弱,空间余量尽量大。预埋管应尽量短,平直,直角弯不超过两个。铁管内必须穿好拉线铁丝。在易受重压的地段和电磁干扰影响的场所应采用钢管并有良好的接地。管内穿线,管径利用率一般为40%,管内穿放绞合导线时利用率一般为20%~25%,管内穿放平行导线时,利用率一般为25%~30%。穿线管的弯曲半径,在放线缆时不小于线缆外径的10倍,在穿入普通导线时不小于导线外径的6倍。弱电桥架和弱电管线都必须相互安全接地,通过焊接方式或铜线交接方式,保证可靠接地。
三、结束语
随着高层建筑功能要求的提高,一些地区建筑弱电的设计相应功能的需要扩展了范围,特别是为了满足办公自动化、计算机联网运行的需要, 智能化建筑的概念也在电气专业设计规范有要求,希望通过实践和探索,不断地总结经验教训,注意设计工作上的协调和配合,使智能化工程技术与现代建筑更完美地结合,更好地服务于社会。
参考文献
[1]刘健.智能建筑弱电系统.重庆:重庆大学出版社,2002年.
关键词:智能化建筑、节能、新能源利用
Abstract: through the building itself energy consumption of building energy consumption and normal use of control, to achieve intelligent building in energy conservation in results, and combined with the use of new energy to reach the goal of building energy efficiency.
Keywords: intelligent building, saving energy, new energy use
中图分类号:TK01+8文献标识码:A 文章编号:
引言:智能建筑是当今人类面临生存环境日益恶化,追求人类社会可持续发展的必然选择。建筑智能化的发展已不再局限于用智能系统控制建筑,而是更加关注与自然结合的建筑自控,成为节能建筑的一部分。以智能化推动建筑的节能发展,节约能源,促进新能源、新技术的应用,降低资源消耗和浪费,增强能效,减少污染是建筑智能化发展的方向和目的。
(一)减少智能建筑的建设能耗
一、加强相关法律法规,制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。二、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射的热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的责任管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。三、系统要形成有机统一整体,避免简单累加。智能化建筑所涵的楼宇设备监控系统、消防自动化系统、安防自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统要统一集成为建筑智能化系统,避免重复投资,重复建设,多重管理。四、需要高素质的物业管理团队。智能建筑如果没有高素质的物业来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的运行能耗
除了以上所涉,智能化建筑还需要加强以下方面来提高节能效率。主要就是如何利用现代技术来降低各种建筑设施的运行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低这部分能耗将对节能起着重要的作用。先说采暖和制冷,在南方比如瑞安这样的县城,空调采暖制冷占相当大比例。据有关数据统计,空调使用已经占建筑耗能50%左右。空调的能耗主要是由建筑物冷热负荷来决定,因此在智能建筑建设时不但要设计好建筑物的围护结构,还要从中央空调设计选型开始就应注重节能。要强制淘汰低效能空调,推广使用高效节能空调。建好后还要加强中央空调的运行管理,因为一个设计再好的节能系统,如果管理不善一样达不到节能的目的。空调系统包含了三大部分:冷源、空调机和空调末端设备。在实际应用中,比较重视对前两部分的控制和管理,但对于空调末端的控制一直没有引起足够的重视。实现空调节能的根本途径,就是巧妙利用室外条件、围护结构、室内条件和空调设备相互作用关系,既创造出舒适高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能目的。空调节能的工作原理重点在冷源系统与空调设备的运行效率方面想办法,通过智能化管理优化其控制来达到节能目的。其节能措施包括:1、提高冷冻水温度,可以达到节能效果。在保证舒适的前提下,系统能源管理程序根据每个季节及每天室外温度的变化情况,自动调节冷冻水的出水温度;2、根据末端设备所需的冷量负荷,运用模糊算法,对空调冷源设备进行群控,优化运行,保证冷量供求平衡,让冷源设备运行在最高效率特性上;3、提高室内温湿度控制精度。根据有关测算如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗;如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的有效措施。以瑞安来说夏天不要温度太低,以25℃为宜,冬天温度不要太高以22℃为宜;4、对于大堂、走廊等公共区域在能保证舒适的前提下合理设定温湿度。相对于室内来说适当放宽控制要求,提高设定温度。如进门的大堂在夏季将温度设定值设在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人们已感觉舒适;走廊设定值定在27℃ ~28℃也可满足要求;5、根据季节变化,进行合理的新风量有效调节是节能的另一个措施。在过度季节要尽量采用自然通风等;6、要定期对设备进行维护,防止带病、超负荷运行;7、监测运行参数,改造系统不合理之处;8、运行要能实现智能化管理功能,能集中实现分层、分区、分时控制。建筑照明是一个系统工程,要想节能除了在设计之初要注意照明灯具及附件的选择,还涉及到建成之后的智能控制等多个方面。照明灯具有很多种如白炽灯、荧光灯、HID灯,光纤灯、LED等,每种都有各自的优缺点,都有自己的适用范围,设计时可根据建筑物的使用性质,人员的视觉要求,灵活选择配套的节能光源。在优化照明设计的同时还要充分利用天然光,使窗户射的天然光和室内的人工照明合理协调,形成良好的照明环境,可大大地节约能源。节能光源作为一种简便、有效的节能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中发挥重要作用。在大型公共建筑物的运行和管理中,为了达到节能的效果,还需要把照明系统智能化并纳入建筑设备自动化系统BAS之中,通过计算机集成系统,在主控室的计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。通过软件的可编程任意实现单点、多点、区域、群组的分区控制、分时控制、通断控制、调光控制等多种控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在节约能源、保护环境方面,新能源的利用起着至关重要的作用。新能源通常指非常规的直接或间接来自太阳的可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能、生物质能等非化石能源。其与常规能源相辅助, 进行合理的分配和使用, 可有效解决能源紧张和能源损耗问题,逐步达到零排放,实现“绿色建筑”。比如光伏建筑一体化技术,把太阳能光伏电板做成建筑材料,将建筑屋顶、向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替,则既能作为建材又能发电,还能吸收太阳辐射,避免屋顶、外墙温度过高,降低空调能耗,可谓一举多得;太阳能热水器为建筑物提供生活热水和冬季采暖;空调系统采用地源热泵技术,耗能低,对环境影响小等。在智能建筑中,为实现可再生能源的综合利用,通常可设置建筑能源协调控制系统,将可再生能源利用系统与采暖、空调、照明控制系统通过智能化系统集成,使整个建筑成为一个能源体系,以利协调控制,使之在保证性能、各功能要求和运行安全的前提下,实现节能运行。
结束语:
随着社会工业化的发展,国际社会致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑物,促进资源节约与环境保护。智能技术是现代绿色建筑的重要组成部分,它将人与自然和谐共存。节能绿色建筑的智能技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成智能。
参考文献:
[1] 谢秉正;绿色智能建筑工程技术[M].南京:东南大学出版社,2007.
【关键词】物联网技术,楼宇智能化系统,应用
中图分类号:TP393文献标识码: A 文章编号:
一.前言
结合现代建筑技术以及通信技术,于一体的智能楼宇正在勃然兴起,其已经遍布世界各地,发展势态相当迅猛。而物联网的优点由于给人们带来很大便宜,为广大群众所接受、喜爱,所以被引入到建筑智能化技术中,这也必将是另一个新型的科技发展方向。
二.物联网应用概述
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网就是“物物相连的互联网”。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
互联网的纵深发展,结合电气自动化技术、传感网技术、通信新技术等,便出现了物联网。物联网是继计算机、互联网、无线通信技术之后的一次信息技术革命。物联网能把无处不在的末端设备和设施,通过各种无线、有线的通讯网络进行互联互通,从而形成无所不有的庞大网络,以实现实时数据采集、远程监测、全球定位、调度指挥、安全防范、联动报警、远程控制等管理和服务功能,最终实现信息无处不在和智慧地球的目标。
物联网时代的到来,使人与物、地球、建筑等联系到一起。小到家用电器,大到汽车、建筑物,都可以通过网络进行信息交换和相互影响及控制,物联网可以改变人们的生活和工作方式,因此,物联网技术将带来划时代的技术革命。
“十二五”期间,物联网的应用领域主要分布在智能交通、智能物流、医疗卫生、智能家居、智能电网、公共安全、环境保护等领域,其中智慧城市的建设是我国城市发展与转型的重要内容之一。
三.智能楼宇及其发展前景
随着现代社会的进步和科学技术的告诉发展,人们对居住环境和工作环境也提出了更好的要求,以人为本的理念贯穿在智能建筑的设计和应用上。建筑搭配智能化硬件设施并不是智能建筑的内涵,计算机技术、网络通信技术、物联网技术和现代管理方法等的综合运用大大的降低了建筑的日常运行和维护成本,也成为现在到未来一段时期内的建筑必然发展趋势。
智能建筑能够为我们提供舒适生活功能、安全服务和便捷服务功能。其中舒适生活功能包括为居住者提供温度调节(空调)、新风系统、空气质量智能调节、闭路电视监控、可视电话、停车场管理等;而安全服务功能则是指建筑的智能防盗系统、多媒体交互系统和安全智能卡系统等;便捷服务是使智能建筑附加值最大的功能,包括通信自动化、办公自动化、商业服务、高级管家等。
智能建筑是信息社会特有的产物,是现代社会经济发展和人们生活水平提高的必然产物,镌刻着现代社会深深的烙印,集成了高科技和建筑艺术。智能建筑随着人类的想象力的不断丰富,使得人类在工作和生活中能够更舒适、更便捷,有效的节省沟通的时间,进行有效的资源配置也能及时地、全面地实施商务交易,使人们获得更大的经济效益。我们有理由相信,作为信息时代龙头产业的智能建筑,在今后的几年内将会有一个更大地发展。
四.物联网在楼宇智能化系统中的应用
现代建筑技术与计算机、物联网技术相结合所出现的智能建筑(包括智能大厦、智能小区)在世界各地迅猛发展。智能建筑提升了建筑物的功能,改善了环境,能适应高效率管理的要求。其优势主要体现在信息通信、安全防范、办公自动化、建筑设备自动化和高效管理等方面。智能楼宇能够在节能降耗的基础上,提供安全、舒适、信息通畅的工作和生活环境。
智能楼宇的安全性主要由安全防范等系统来实现。包括出入口控制系统、视频监控系统、防盗报警系统、火灾报警与消防联动系统、广播系统、停车场管理系统等。
人居的舒适性主要由楼宇设备自动化等系统来保证。包括供配电与照明系统、电梯、空调与供热系统、给排水系统、电视系统、背景音乐系统和多媒体音像控制系统等。
智能楼宇的信息通畅主要由智能化信息系统来实现:综合布线系统、智能控制系统、通信网络系统、智能办公系统、物业管理系统等。用于向用户提供高效、安全、可靠的信息通信服务。
建立智能化大厦,可对大楼内的机电设备者统一管理和协调控制,使楼宇中各类设备的运行、保养、维修更趋自动化,使物业管理更加科学化。并能实现能源的科学和合理消费,达到节能降耗、降低成本的目的,以最终提供先进的信息处理能力,构建楼宇内舒适、安全和高效的办公环境。
目前应用较广泛的方式为在机房设置中央操作站(包括高性能的计算机显示终端,打印机及UPS电源等).直接数字控制器(DDC).现场传感器及执行器.操作系统、控制软件包、管理软件包及工具软件包.楼宇自动控制系统采用集中管理分散控制系统,由现场控制级及中央管理级两级组成。现场控制级采用数字控制单元(DDC分站),实现数据采集及就地显示与控制;管理级即监控主机对整个大厦内各系统进行集中管理、显示、打印、存储、报警处理。
由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的以太网是未来智能建筑的必然趋势。随着以太网技术的日趋成熟,国内市场上已经出现了一些用于信息领域的交换机产品,使得以太网不仅能够有效的满足信息领域的要求,还能在工业控制领域一显身手。目前,以太网已经开始在智能建筑控制系统领域被使用,用来实现楼宇自动化控制网络数据通信协议,以太网在用于本项用途时,既可以用于控制系统的监控层,也可以用于系统的现场设备层。
五.系统组成模块的实现
1.数字监控系统
通过智能视频,实现无人值守监控,对重要物件和重要区域自动监控,发现有人闯入等行为时,可实现联动报警。
2.信息系统
系统由文件服务器,系统管理软件以及播放终端构成。其中管理软件可以安装在文件服务器上或者网络上任意一台PC,负责管理服务器和播放终端及内容的下载、播放、控制等。出于稳定性以及安全性考虑,建议本服务器系统运行于Linux上,也可以运行在windows平台上。
3.一卡通管理系统
针对物联网社区的建设需要,采用远近兼容型门禁系统;此系统对出入口进行安全管制,每个门禁控制点由现场控制器负责信号输入输出控制,可以与安防系统进行报警或监控的联动控制。通过这套系统的使用极大地提高了管理者的工作效率和管理区域内的安全程度。
此系统经过后台管理系统可进行远程识别、身份判断、信息记录、报警、联动控制、考勤等工作,保障对网络内的每一个人员进行识别、出入控制。
六.结束语
物联网是新时代科技发展的战利品,物联网技术可以将自然与人类的生活所结合在一起,为人们生活的方方面面带来利益,相信随着社会的发展,人们会越来越认识到物联网的重要性了,为了物联网更好的得到人们的青睐,各国人民都做出了巨大贡献、努力。即使现在技术还不够成熟,但是其在楼宇智能化方面已经得到了很好的应用,其有着不可估量的发展前景。其一定会改变着我们的生活,改变着世界。
参考文献:
[1]黎连业,朱卫东,李皓.智能楼宇控制系统的设计与实施技术[M].北京:清华大学出版社.2008
[2]周洪,张世荣,郭爱文.智能建筑控制系统概论[M].北京:中国电力出版社,2004
[3]周洪波.物联网:技术、应用、标准和商业模式[M].北京:电子工业出版社,2010
[4]甘志祥.物联网发展中的问题初析[J].北京:中国科技信息,2010(5):85-87.
[5]尤廷平.智能楼宇监控系统—自控子系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,2008.
【关键词】智能建筑;综合布线;网络
一、综合布线系统概述
综合布线系统是建筑物或建筑群内部信息通信设备传输信号的物理链路,是建筑物或建筑群内的“信息高速公路”。它能使建筑物或建筑群内部的语音通信设备、数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连,又能使这些设备与外部通信网络相连接。
综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括:传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插头、插座、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,都有各自的用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。综合布线系统总的特点是“设备与线路无关”,即设备可以方便的进行更换与添加,具体表现在它的实用性、灵活性、模块化、扩展性、经济性和通用性等方面。
综合布线只是智能建筑的一部分,与其他分部工程可以统一规划、设计,在建筑物建设阶段投入整个资金的3%-5%,将连接线缆综合布线敷设在建筑物内,楼内安装或增设何种应用系统,就可以根据时间和需要,发展和可能来决定。尤其是目前兴建的高层智能建筑,如何与时代同步,如何适应科技发展的需要,又不增加过多的投资,综合布线系统是目前最佳选择。变配电系统,照明,动力系统和防雷接地系统作为智能建筑的动力中心和运转心脏起着举足轻重的作用。强电的处理对象是能源(电力),具有电压高、电流大、功率大、频率低的特点,主要考虑的问题是减少损耗,供电安全可靠,提高效率的问题。弱电的处理对象是信息,即信息的传递与控制,具有电压低、电流小、功率小、频率高的特点。它是一门综合性的技术,主要考虑信息传递的效果。智能建筑正是利用综合布线来实现对暖通、给排水、消防、保安、照明、交通等系统的计算机控制,达到智能控制的目的。
二、综合布线系统特点
1、实用性:实施后,布线系统将能够适应现代和未来通信技术的发展,并且实现话音、数据通信等信号的统一传输。
2、灵活性:布线系统能满足各种应用的要求,即任一信息点能够连接不同类型的终端设备,如电话、计算机、打印机、电脑终端、电传真机、各种传感器件以及图像监控设备等。
3、模块化:综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平缆线外,其余所有的接插件都是基本式的标准件,可互连所有话音、数据、图像、网络和楼宇自动化设备,以方便使用、搬迁、更改、扩容和管理。
4、扩展性:综合布线系统是可扩充的,以便将来有更大的用途时,很容易将新设备扩充进去。
5、经济性:采用综合布线系统后可以使管理人员减少,同时,因为模块化的结构,工作难度大大降低了日后因更改或搬迁系统时的费用。
6、通用性:对符合国际通信标准的各种计算机和网络拓扑结构均能适应,对不同传递速度的通信要求均能适应,可以支持和容纳多种计算机网络的运行。
三、综合布线系统标准
标准的主要作用是在电讯基础结构设计中提供一致性。也成为了产生各种新技术的基础。能最大限度的减少对现有业务的干扰,减少移动、增加和改变带来的费用。
综合布线系统的国外标准主要有:
l ANSI/ EIA / TIA -569 《商业大楼通信通路与空间标准》
l ANSI/ EIA / TIA -568-A 《商业大楼通信布线标准》
l ANSI/ EIA / TIA -606 《商业大楼通信基础设施管理标准》
l ANSI/ EIA / TIA -607 《商业大楼通信布线接地与地线连接需求》
l ANSI/TIA TSB-67 《非屏蔽双绞线端到端系统性能测试》
l EIA/ TIA-570 《住宅和N型商业电信布线标准》
l ANSI/TIA TSB-72 《集中式光纤布线指导原则》
l ANSI/TIA TSB-75 《开放型办公室新增水平布线应用方法》
l ANSI/TIA/EIA- TSB-95 《4对100Ω5类线缆新增水平布线应用方法》
综合布线系统的国内标准有:
l GB/T 50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
l GB/T 50312-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》
四、综合布线系统传输介质
传输介质是综合布线系统的最重要的组成构件,是连接各个子系统的中间介质,是信号传输的媒体,它决定了网络的传输速率、网络传输的最大距离、传输的安全性、可靠性、可容性和连接器件的选择等。综合布线的传输介质主要是电缆和光缆。光缆主要用于智能建筑群之间和主干线子系统的布线,其优点是容量大、传输距离大、安全性好、传输信息质量高。双绞线主要用于建筑物的水平子系统的布线。目前最常用的是五类、超五类或者六类非屏蔽双绞线作为其传输介质。
五、综合布线系统的构成
1、工作区子系统
目的是实现工作区终端设备与水平子系统之间的连接,由终端设备连接到信息插座的连接线缆所组成。由信息插座、插座盒、连接跳线和适配器组成。工作区子系统的设计主要考虑信息插座和适配器两个方面。
(1)信息插座:信息插座是工作站与配线子系统连接的接口,综合布线系统的标准IO插座即为8针模块化信息插座。
(2)适配器:工作区适配器的选择应符合以下要求:在设备连接处采用不同的信息插座时,可以用专用电缆或是适配器;在单一信息插座上进行两项服务时,应该选用“Y”型适配器;在配线子系统中选用的电缆类型不同于设备所需的电缆类型,也不同于连接不同信号的数模转换或数据速率转换等相应的装置时所需的电缆类型,应该采用适配器;根据工作区内不同的电信终端设备可配备相应的终端匹配器。
2. 水平子系统
也称配线子系统目的是实现信息插座和管理子系统(跳线架)间的连接,将用户工作区引至管理子系统,并为用户提供一个
符合国际标准,满足语音及高速数据传输要求的信息点出口。该子系统由一个工作区的信息插座开始,经水平布置到管理区的内侧配线架的线缆所组成。
配线子系统要求在90m范围内,它是指从楼层接线间的配线架至工作区的信息点的实际长度。如果需要某些宽带应用时,可以采用光缆。
3. 管理子系统
本子系统由交连、互连配线架组成。管理点为连接其它子系统提供连接手段。交连和互连允许将通讯线路定位或重定位到建筑物的不同部分,以便能更容易地管理通信线路,使在移动终端设备时能方便地进行插拔。互连配线架根据不同的连接硬件分楼层配线架(箱)IDF和总配线架(箱)MDF,IDF可安装在各楼层的干线接线间,MDF一般安装在设备机房。
4. 垂直干线子系统
目的是实现计算机设备、程控交换机(PBX)、控制中心与各管理子系统间的连接,是建筑物干线电缆的路由。该子系统通常是两个单元之间,特别是在位于中央点的公共系统设备处提供多个线路设施。系统由建筑物内所有的垂直干线多对数电缆及相关支撑硬件组成,以提供设备间总配线架与干线接线间楼层配线架之间的干线路由。常用介质是大对数双绞线电缆和光缆。
5. 设备间子系统
本子系统主要是由设备间中的电缆、连接器和有关的支撑硬件组成,作用是将计算机、PBX、摄像头、监视器等弱电设备互连起来并连接到主配线架上。设备包括计算机系统、网络集线器(Hub)、网络交换机(Switch)、程控交换机(PBX)、音响输出设备、闭路电视控制装置和报警控制中心等。
6. 建筑群子系统
该子系统将一个建筑物的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上,是结构化布线系统的一部分,支持提供楼群之间通信所需的硬件。它由电缆、光缆和入楼处的过流过压电气保护设备等相关硬件组成,常用介质是光缆。
建筑群子系统布线有以下三种方式:
地下管道敷设方式:在任何时候都可以敷设电缆,且电缆的敷设和扩充都十分方便,它能保持建筑物外貌与表面的整洁,能提供最好的机械保护。它的缺点是要挖通沟道,成本比较高。
直埋沟内敷设方式:能保持建筑物与道路表面的整齐,扩充和更换不方便,而且给线缆提供的机械保护不如地下管道敷设方式,初次投资成本比较低。
架空方式:如果建筑物之间本来有电线杆,则投资成本是最低的,但它不能提供任何机械保护,因此安全性能较差,同时也会影响建筑物外观的美观性。
参考文献:
[1]阎俊爱.智能建筑技术与设计.清华大学出版社
[2]郑洁.智能建筑概论.重庆大学出版社
[3]张公忠.现代智能建筑技术.中国建筑工业出版社
关键词:现代;建筑;智能化;环境。
中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
某现代建筑大楼工程智能化设计保证建成后的办公建筑能适应未来办公发展的需要,建立相应的软、硬件平台,实现信息共享,资源共享,科学管理和网络信息集成。系统设计采用先进、成熟、实用的主流技术,进行系统的优化集成设计。系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构,以适应系统灵活组网,扩展和系统能力提升的需要。实现各个子系统有机相互联系,资源共享,信息共享,正确应对突发事件的响应能力;提高设备利用率,降低能耗,节约能源,利于科学化管理。系统必须具有极高的安全性,可靠性,兼容性、易维护性和可扩展性。系统设计还应充分体现节能和环保,应少用或慎用高能耗的设备和系统,以改善并提高能源利用效率。系统设计应考虑甲级商务办公写字楼的不同使用需求,并充分考虑灵活性、通用性。
综合布线系统
综合布线系统是信息通信网络的基础传输通道,满足信息通信网络的布线要求,应能支持语音、数据、图像等业务信息传输的要求。
工作区子系统:本次设计考虑采用区域布线箱的方式,每个办公室预留信息箱,每个信息箱内含1根四芯单模光纤,4个语音点,4个数据点(其中包括1个IPTV点),1个数字电视点(数字电视点在卫星及有线电视系统中统一考虑设计)。
水平区子系统:综合布线水平配线由楼层弱电间至各工作区信息插座采用六类线,至信息箱采用8根六类线和1根室内四芯单模光纤(2用2备),六类线配线长度不超过90米。
垂直主干子系统:语音主干采用1根3类50对大对数电缆,数据主干采用室内24芯单模光纤。
管理区子系统和设备间子系统:计算机网络垂直干线和水平光纤采用光纤配线架,语音垂直干线采用110型卡接式配线架。数据语音水平配线子系统采用RJ-45端口模块式配线架。
计算机网络系统
本工程设置办公网(含无线局域网)、设备网(含IPTV网)两套物理上隔离的计算机网络系统。考虑到办公网办公需求(每个办公室内部设置4个语音和4个数据点,其中1个数据点为数字电视用),在每层的弱电间内根据数据点的多少设置24/48换机1台,采用千兆接口,万兆上联,无线AP系统覆盖所有楼层,无线AP采用专用的POE供电装置实现,采用集中控制器的方式实现。
办公网和设备网的供电都通过机房UPS供电,办公网UPS供电系统在每层设置弱电UPS供电箱。设备网UPS供电系统在相应的楼层设置SAS供电箱。
卫星及有线电视接入系统
卫星及有线电视接入系统按照860MHZ带宽数字有线电视系统传输要求设计,系统选用的设备与部件具有双向性,其视频输入与输出的阻抗以及电缆的特性阻抗均为75欧姆,楼内电视信号传输采用SYWV-75-9、SYWV-75-5同轴电缆。
背景音乐及公共广播系统
背景广播采用数字广播主机,可同时有4路不同的音源输出,满足大楼音源根据不同功能需要可独立选择播放,本工程公共广播系统采用定压输出方式,背景广播音源干线从地下一层广播机柜分别引到各层消防广播联动模块。背景广播垂直干线线路与消防广播完全分开,在各层消防广播联动模块处进行消防广播与背景广播切换,当发生火灾时,关闭所有背景音乐强切至消防广播。
视频监控系统
视频监控系统采用的是半数字式监控系统,在弱电间按楼层区域设置数字编码服务器,视频前端探头到数字编码服务器(本次考虑可内带硬盘式,预留10%~15%的余量,以备后期系统增加和调整)视频线采用SYV-75-5型同轴电缆,数字编码服务器通过网络系统将监控探头采集的数据全部传输到系统后端;电梯轿厢内摄像机视频线采用定制双层屏蔽同轴电缆以防止在电梯井道内线缆被擦伤,应加工在电梯轿厢的随行电缆中;水平电源线采用RVV(2*1.0)型电缆;一体化快球彩色摄像机控制线采用RVVP(4*1.0)型电缆。摄像机电源线由消控监控机房内UPS引出单独布管至楼层弱电间楼层配电箱,采用集中供电,在分线箱变压后给摄机供电。UPS供电容量为1小时后备。
停车场管理系统
本工程考虑在地下车库出入口及地下各层间的通道设置道闸管理和监控系统,实现停车库出入口自动控制的管理功能,并具有遥控及手动按钮控制功能。本次停车场系统具有出入口功能、图像识别功能、车位显示屏功能、岗亭系统、语音提示系统和打印系统、消防联动系统、车位引导系统、系统信息传输管理等功能。
智能卡管理系统
智能卡管理系统由感应卡、读卡器、控制器、电磁锁、门磁、出入口控制管理软件等组成。在消控监控机房设置门禁工作站,各地下层及一层弱电间内设置门禁控制器,各门禁控制器采用TCP/IP方式引至门禁工作站。智能卡管理系统电源由消控机房UPS弱电配电箱集中供电,电源送到现场后电控锁电源变压器与出入口控制其它设备用电变压器分开设置,火灾时通过消防联动模块联动门禁控制器断电开门
楼宇自控系统
本工程楼宇自控系统由操作站、网络控制引擎、现场控制器组成。系统构架采用两层网络结构,支持BACNET协议标准,管理层上服务器/工作站之间的通讯采用基于BACnet/IP的B/S方式,控制层上DDC之间通讯采用符合BACnet MS/TP协议方式。管理传输层建立在100M以太网络上,采用星形连接方式,以综合布线为物理链路,通过标准BACnet/IP通讯协议高速通讯,进行信息的交换处理。主要设备包括服务器、管理工作站、网络控制引擎等,系统基于浏览器/服务器(Browser / Server)结构。控制中心设置一台主交换机,控制层通过网络控制引擎NAE转换后连至交换机。本工程楼宇设备自动化控制系统根据大楼机电设备情况,分为冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、公共照明系统。
综合信息集成系统
综合信息集成管理系统(BMS)是建筑物的各个子系统BAS、SAS、FAS等的总集成。系统集成管理系统(BMS)通过统一操作平台,全局化的集中控制与协调相关的子系统,使各个子系统之间的数据进行交互,信息能够互连、互通、互用,为管理者提供一种高效、集中、优化的管理手段。
本系统集成管理系统(BMS)通过统一的操作平台,全面的集中控制与协调各系统。主要集成的内容包括以下:
BAS建筑设备监控系统
安全防范系统(含CCTV、防盗报警等)
一卡通系统(门禁、停车场管理系统等)
消防报警系统
物业管理系统
综合信息集成管理系统(BMS)作为建筑物机电设备运行信息的交汇与处理中心,对汇集的各类信息进行分析、归类、处理和判断,采用最优化的控制手段,对各类设备进行分布式监控和管理,使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的高效、被控状态下运行,在为建筑提供安全保证和舒适宜人的生活与工作环境的前提下,最大限度地节省能耗和日常运行维护管理费用,给业主一个较高的回报率。
参考文献:
[1] 刘光辉,智能建筑概论, 2010,(11) .
[2] 徐华,智能建筑设计, 智能建筑, 2007,(05) .
关键词:智能建筑太阳能 建筑一体化 应用
中图分类号: TK511 文献标识码: A
前 言
所谓太阳能与建筑一体化是将太阳能的利用设施与建筑的有机结合,利用太阳能集热设备代替屋顶覆盖层或代替屋顶隔热保温层,既消除了太阳能对建筑物的影响,又避免了重复投资,降低了建造的成本,或用光伏组件来做建筑物的屋顶、外墙和窗户,这样既可用光伏组件当做建材也可用以发电,可谓物尽其美。太阳能与智能建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。
一、太阳能建筑一体化的发展背景
随着石油、煤炭、天然气等燃料储量的日益减少,人类对新能源的开发和利用也日益的增多,尤其以清洁的核能、风能、太阳能为主。核能利用方面,因2011年3月日本福岛核电站的爆炸事故,导致很多国家决定逐渐减少或放弃核能的开发利用;而风能的利用则受到地理条件和其他自然条件的限制太大,因此发展利用太阳能将会在未来的新能源构成中占主要的比重。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。据计算,太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。因此,太阳能与智能建筑一体化是未来太阳能技术发展的主要方向。
二、现阶段太阳能建筑一体化的应用方式
有专家指出,现在中国的建筑,99%都是高能耗建筑。高能耗往往带来高污染,而且居住者和使用者都不会感到舒适。对于中国这个资源紧缺、人口众多的国家,高能耗并不是可持续发展之路。因此,无论从地球环境的角度,还是从居住者长久的居住利益角度,或者子孙后代角度,都要建造低能耗、高舒适度的建筑,为将来的可持续发展做准备,对地球好,对环境好,也对居住者好。
现阶段太阳能与建筑一体化的综合应用方式主要包括:太阳能光热与建筑一体化、太阳能光伏与建筑一体化、太阳能与常规能源综合应用一体化。
1.太阳能光热与建筑一体化
现阶段我国利用太阳能方面主要还是表现在使用太阳能热水器、取暖器把太阳能转化成热能来加以利用,据统计,2009年全国太阳能热水器和热水系统总保有量达到1.45亿平方米,一年可减少二氧化碳的排放4451万吨。
2.太阳能光伏与建筑一体化
即将太阳能光伏产品集成到建筑上,充分利用建筑物外表面,安装多种光伏发电产品,所产生的电能可供自身使用或并网输送。太阳能光伏建筑一体化在我国尚处在起步发展阶段。
3.太阳能与常规能源综合应用一体化
当前,因技术或投资资金限制,大部分地区新建建筑物还不能实现所有能耗均来自太阳能,因些,太阳能与常规能源综合应用一体化研究与应用,可为居住者提供更高舒适度享受,是在实现”零能耗”建筑之前的一个过渡阶段!
三、智能建筑中太阳能的应用方式
智能建筑中太阳能的应用方式主要包括:太阳能热水、太阳能采暖、太阳能光伏发电、太阳能空调、太阳能制冷、太阳能路灯照明等。
1.太阳能热水系统
太阳能热水系统由太阳能集热系统和热水分配系统组成,集热系统的主要部件有太阳能集热器、辅助加热、储热水箱、循环管路、循环泵、控制部件和线路等;热水分配系统由配水循环管路、水泵、储热水箱、控制阀门和热水计量表组成,储热水箱是两个系统的共同部件和连接点;热水管系统由太阳能真空集热管和吸热瓦片组成的吸热器,在晴天阳光下可以产出40~85摄氏度以上的水温,进入储热水箱,再由水箱进入热水管道至每户的分支管道供室内使用。
太阳能热水系统的过程: 在太阳光辐照下, 集热器吸收太阳能并转换成热能传递给集热器内的传热工质, 传热工质受热后通过自然循环方式将贮水箱中的水加热, 或者通过强迫循环(如泵循环)方式将集热器中的热能传递给贮水箱中的水。这是目前主动式太阳能利用中应用最广泛的、产业化发展最迅速的领域,是我们最为常见的一种太阳能利用技术。
2.太阳能采暖系统
当前常见的太阳能采暖系统通常分为太阳墙风供采暖系统和太阳能热水辐射采暖系统。
2.1太阳墙风供采暖系统
加拿大、美国、欧洲及日本等国的住宅、厂房、学校、办公楼等不同用途的建筑上已广泛使用太阳墙技术,它是一项用于提供经济适用的采暖通风解决方案的太阳能高科技新技术。此系统的特点有:造价比较低廉、而且无需维护;微能耗、降低运行费用;提供新鲜空气,改善居民的室内环境,还可预防疾病;同时,它作为一种外装饰材料,还具有美观、醒目的特点。 “山东建工学院梅园一号学生公寓” 是我国太阳墙技术应用的一个典型工程。
2.2太阳能热水辐射采暖系统
太阳能热水辐射采暖系统最常见的方式就是太阳能地板辐射采暖简称太阳能地暖。地面温度为24℃~28℃时,人体的舒适感最好。因为太阳能热水温度可达到40℃~60℃,这就使利用太阳能集热器成为可能。
太阳能地暖系统由太阳能集热器,控制器,集热泵,蓄热水箱,辅助热源,供回水管,关断阀若干,三通阀,止回阀,过滤器,循环泵,温度计,分水器,加热器组成。
太阳能地板辐射采暖具有节能、清洁与环保、舒适性好、便于热计量等特点,是一种绿色的采暖方式。随着人们对生活品质要求的提高,太阳能地板辐射采暖系统必将会得到越来越广泛的应用。
3.太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统是由蓄电池组,太阳能电池方阵,充放电控制器,交流配电柜、逆变器,太阳能自动跟踪系统、太阳能组件自动除尘系统等设备组成。
白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一定的电动势,通过组件的串并联形成太阳能电池方阵,使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电,将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上,蓄电池组为逆变器提供输入电,通过逆变器的作用,将直流电转换成交流电,输送到配电柜,由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制,保证蓄电池的正常使用。
4.太阳能空调制冷系统
从理论上讲,太阳能空调的实现有两种方式,一是先实现光-电转换,再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷,由于大功率太阳能发电技术的昂贵价格,目前实用性较差;二是利用太阳的热能驱动进行制冷。因此,当前太阳能空调技术一般指热能驱动的空调技术。
所谓太阳能制冷,就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越高,这样空调系统的制冷效率也越高。
太阳能吸收式空调系统有三个主要优点:季节适应性好,也就是说,系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大,而这正好与夏季人们对空调的迫切要求一致;吸收式制冷机的介质为溴化锂,无毒、无害,环保;可以将夏季制冷、冬季采暖和其它季节提供热水结合起来,提高太阳能系统的利用率和经济性。
5.太阳能照明系统:
根据太阳光的利用方式, 太阳能照明技术主要可分为三种, 一是直接利用方式,二是光电转换, 将太阳光直接转变成电能用于照明;三是利用光纤或导光管, 将太阳光直接引到室内实现照明。
四、我国太阳能建筑一体化的发展与应用
全国政协常委、江西省工商联主席、泰豪集团董事长黄代放在接受记者采访时曾表示,“我国与德国、美国等太阳能应用市场发展较为成熟的国家相比,太阳能应用市场发展明显滞后,太阳能应用市场有很大的发展需求和空间。”
开发利用太阳能对于提高我国可再生能源应用比重,调整能源结构的重大意义。就目前而言,光伏发电一次性投入较大,但其运行费用较低,并且越来越多的国家正相继制定优惠政策,促进太阳能的应用和发展。
2011年2月19日,北京海林节能设备股份有限公司建筑科技系统示范楼落成庆典仪式隆重举行。该办公大楼全面展现了我国建筑节能的前瞻性、低碳性、高科技性和人文性,实现了太阳能玻璃幕墙、阳光屋顶太阳能与宏伟建筑的完美对接。并把地源热泵、余热利用、雨水收集、空气质量监控、节能控制及能量计量系统全部融合应用于该建筑中,是迄今国际一流的太阳能建筑一体化及节能综合解决方案的示范工程。
江苏南通强生光电建设的1.05兆瓦光伏建筑一体化项目是国内光伏建筑一体化项目中唯一一座兆瓦级非晶硅薄膜光伏系统。看似普通的玻璃幕墙,就能给企业生产提供源源不断的电能,其中的奥妙就在于它的幕墙玻璃是非晶硅薄膜电池。
强生光电1.05兆瓦光电建筑一体化示范项目项目光伏系统采用非晶硅薄膜电池组件,分别安装于强生轻纺、亚振家具等14栋厂房和房顶上,已于今年9月份建成
国内光伏建筑一体化项目中唯一一座兆瓦级非晶硅薄膜光伏系统2011年10月2日在江苏如东并网发电。 这看似普通的玻璃幕墙和屋顶采用了非晶硅薄膜电池,是目前国内最大的薄膜电池光伏幕墙,平均每天发电600多千瓦时,年发电量120万千瓦时。
据介绍,强生光电自行研发和制造核心设备,生产线成本仅为进口的20%;非晶薄膜电池产能、转换率、销售量均居中国非晶薄膜电池工厂前列,是国内乃至全世界薄膜电池组件成本最低并能盈利的工厂之一。
2011年9月27日,南昌国体中心的综合训练馆竣工。训练馆有一面玻璃墙,站在场馆边,从内往外看,一览无余,可是从外往里看,却一片漆黑,什么都瞧不见。这面玻璃墙主要是将太阳能发电产品与建筑结合,利用太阳能光伏组件进行发电。所发电可以基本能满足电视机、音响和电脑系统所需要的电力。另外,这面墙面还具备隔热和消音等节能作用,且不产生污染,没有温室气体排放,还能降低光污染。是我国太阳能建筑与智能建筑完美有机结合的又一典范。
结 语
随着社会的发展,一方面城市建筑密度日益增加,楼宇日益高层化,有限的建筑空间难以安装足够多的传统的太阳能热水器。随着太阳能行业体系的不断完善、技术研发的不断创新,太阳能与智能建筑一体化必然成为行业推广的模式,让太阳能真正成为建筑的有机组成部分。
一旦太阳能与智能建筑相结合, 就要考虑使用建筑智能化系统中的智能化技术对太阳能应用系统进行统一的综合管理, 将其纳入到智能建筑的组成中, 用建筑智能化技术将太阳能应用系统监视和控制起来, 发挥出最大的节能环保效益。建设我国低碳、节能、环保的新时代。
参考文献:
[1] 江亿. 中国建筑能耗现状及节能途径分析[ J] . 新建筑, 2008( 2): 4..7.
关键词:智能化;技术;现状;发展趋势
Abstract: with the development of economy, people's living environment demand safe, efficient, comfortable, arises at the historic moment of the intelligent building technology is now widely used in all kinds of buildings in our country, it is the collection of architectural technology, computer technology, automation technology, communication technology and system integration technology for the integration of an emerging but technology development is very rapid.
Keywords: intelligent; Technology; The status quo; Development trend
中图分类号:TU-098.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、我国智能化建筑的发展现状
我国对智能建筑的最大贡献是住宅小区智能化建设。在上世纪末在中国开展的住宅小区建设是中国独有的现象,在住宅小区应用信息技术主要是为住户提供先进的管理手段,安全的居住环境和便捷的通信娱乐工具。这和以公共建筑如酒店、写字楼、医院、体育馆等为主的智能大厦有很大的不同,住宅小区智能化正是信息化社会,人们改变生活方式的一个重要体现。 推动智能化住宅小区建设的主角是电信运行商,他们试图通过投资建设一个到达各家各户的宽带网络,为生活和工作在这些建筑内的人们提供各种人们需要的智能化信息服务业务,用户通过这个网络接受和传送各种语音、数据和视频信号,满足人们信息交流、安全保障、环境监测和物业管理的需要。以此网络开展各种增值服务如:安防报警、紧急呼救、远程抄表、电子商务、网上娱乐、视频点播、远程教育、远程医疗以及其他各种数据传输和通信业务等,并以这些增值服务来回收投资。目前虽然还有人对这种发展建筑智能化的思路持怀疑态度,但建筑智能化已成为房地产行业最热门的话题。更重要的是他将会改变人们进行建筑智能化建设的技术路线和运作模式,也许这标志着智能化已经突破一般意义上的建筑范畴,而逐渐延伸至整个城市、整个社会中应用。 建设部住宅产业促进中心于1999年底颁布了《全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿),导则计划用5年时间,组织实施全国智能化住宅小区系统示范工程,以此带动和促进我国智能化住宅小区建设,以适应21世纪现代居住生活的需要。信息产业部于2001年出台了《关于开放用户驻地网运营市场试点工作的通知》及《关于开放宽带用户驻地网运营市场的框架意见》。将在13个城市首先开展宽带用户驻地网运营市场开放、管理试点工作。摸索出行之有效的管理办法、技术标准,进而在全国推广,进一步推进中国的宽带建设。
二、建筑智能化技术的发展趋势
随着科技发展和经济的全球化趋势,企业间的竞争加剧,现场总线技术标准必将趋向统一,楼宇自动化系统中的现场总线通信协议也必然随之趋于统一。BACnet标准在我国将得到广泛应用。同时,以太网络技术由于其协议完全开放、成本低,随着研究工作不断深入,设备的以太网络接口技术的成熟,工业以太网在楼宇自动化领域将得到广泛应用。
目前,楼宇自动化系统的应用主要集中在建筑公共资源中,主要包括供配电、照明、空调与冷热源、给排水、电梯自控、安防、消防、综合保安、车库管理、自动抄表等子系统。随着网络技术应用的不断深入,安全、舒适、节能、快捷的工作生活环境的内涵不断丰富,楼宇自动化系统的研究将进一步深入,范围也将进一步扩展,将扩展到家庭生活空间。各种以太网络接口的研究将推动家用电器的网络化使得家居自动化有可能成为楼宇自动化系统集成的一个子系统。
随着楼宇智能化技术的发展特别是以太网技术在楼宇自动化系统中的应用,传统的“3A”说法将淡化,系统趋于统一,OAS、CAS、BAS界限将更加模糊。系统集成将更加简便,楼宇智能化系统的成本也将进一步下降。
能源危机已经成为当代的急需解决的问题,也成了当前研究的热点。楼宇智能化系统可对能源进行科学合理的分配达到节能的目的。因此,高效节能也将是楼宇自动化系统发展的重要方向,这其中也包括新能源的利用,如目前的太阳能光伏建筑。如何在智能建筑中利用光伏电能也将是智能楼宇自动化系统研究和发展的一个方向。无线网络可以省去布线,节约资源,在楼宇自控网络系统中也有较大的研究和应用价值。
楼宇自动化系统与网络技术结合紧密,DCS和现场总线在目前楼宇自控系统已经得到应用广泛。工业以太网技术由于其全开放、成本低、带宽高、稳定性和可靠性高、应用广泛、共享资源丰富等优点将成为楼宇自控系统研究应用的热点。家居自动化、家用智能电器的网络化在不久的将来也将进入楼宇自动化控制系统的研究应用领域。节能研究、新能源开发利用、无线网络等技术在智能楼宇领域的应用也将成为楼宇自动化系统的重要研究方向。
在新世纪智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。
21世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术、探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。“可持续发展技术”才是21世纪智能建筑技术发展的长远大方向。新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。
三、建筑智能化技术发展现存的问题
1.由于智能化建筑不是单一技术、单一设备产品,而是多学科多专业多技术综合运用的整体建筑物业产品。它的技术发展必须要多个行业、多个部门的综合协调同步发展,需要全国统一计划、统一协调、统一对策,而不是各部门、各行业、各环节“各自为战”、“互不协调”、“各自为政”。更不可“分封割据”打乱仗。
2.智能化建筑技术不同于传统技术领域。智能化建筑属新兴的高新技术领域,技术发展还不成熟完善正处在变化极快之中。因此,技术发展政策既需要有远见卓识的前瞻先进性,更需要有深思熟虑的严谨准确性。历史实践已经证明;政府的正确指导行为是技术发展的根本保障,而不准确的指导行为就会导致紊乱、滞后、误解、甚至失误。
3.智能化建筑技术发展要实现产业化而不是仅看作一项应用技术。目前国内智能建筑市场仍由国外技术系统产品设备占主导。要大力扶持鼓励发展国产化的技术产品与系统,技术发展才可能形成国产化产业。当前,不把智能化建筑作为一项产业发展,就要“贻误时机”。
4.技术协调理顺是智能化建筑建设全过程中技术发展质量保证的瓶颈。不仅是智能化各个专业子系统之间的协调,而且更重要的是从工程项目的立项、方案、设计、施工、监理、到验收、物管之间的全程协调。要从体制结构上着手解决事实上存在的“山头”与“门户之见”。当前智能化系统的真正技术监理还是个空白。
5.智能化建筑属交叉学科系统工程,涉及多学科多专业,当前突出存在建筑设计与智能化系统设计严重分离。由于建筑的智能化大大增加了传统工程设计工作的难度及劳动量,而设计费一直未变,不符合按劳付酬原则,直接影响人的极积性与技术发展。
6.目前,我国智能化建筑技术发展政策尚未具体地与单位体制改革相协调、相结合;尚未充分体现出技术政策激励机制。智能化建筑技术发展还未有机地与知识经济时代的技术创新紧密结合;还未深入地与可持续发展战略密切联系。关键是,尚未真正意识到智能化建筑产业是21世纪人类社会进步生产力发展的必然需要。
四、建筑智能化技术的发展对策
为了确保智能化建筑建设整体工程质量,保障投资效益,减少浪费损失,提高智能化建筑技术发展总体水平,有利于技术创新激励,符合可持续发展战略方向,提出以下方面建议:
1.统一抓好智能化建筑领域各类资质管理改革,打破地区和部门的市场封锁与分割,推进设计、施工和监理的资质协调管理。更多地运用市场机制和手段,减少政府行政设定企业资质审批作法,逐步同WTO市场接轨,用个人资格替代单位资质。
2.立即着手建立健全建筑物的智能化系统工程实施的技术监理制度,填补空白,以保障智能化工程质量。智能化系统技术监理工程师必须经过培训、考核取得资格证上岗。
3.智能化建筑建设项目立项申报时,项目建设法人(业主)必须在立项报告(方案说明、项目论证、可行性报告等)中,说明拟建项目中的建筑智能化系统工程的内容,拟达到的功能要求及标准、投资及措施。
4.建设智能化建筑是一项投资巨额的系统工程。为了减少决策或抉择的失误,必须把技术咨询列入工程必须要有的法定规范程序,贯彻于工程过程始终。
5.建筑的智能化必然要求建筑设计与之相适应。建筑设计必须要与智能化系统总体规划协调同步,建筑环境平台必须能足够支撑建筑的智能化。兴建智能化建筑必须要建筑设计与智能化系统集成,紧密协同、整体规划、细致管理、精心实施。
6.智能化建筑的总体规划必须着重考虑到要适应21世纪信息化社会环境发展的需要。以便全面规划、分期实现,既符合当前实际、又能满足未来发展。
7.系统集成的本质就是最优化综合统筹设计。建筑智能化建设的全过程,不只是从单一的设备供应出发来考虑,而必须以整个建筑物的结构、系统、服务及管理四个方面出发综合(集成)来考虑。
8.传统工程设计单位的专业技术结构构成,已远不能适应知识经济时代建筑智能化系统工程设计的技术创新系统的需要。工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新充实智能化高技术相关专业的技术力量。
9.按照“引进、消化、发展、创新”的方针,要大力加强对开放式互操作性系统技术的研究。特别要对国外先进技术的深入分析了解,要组织力量投入。
结语
在新世纪之初,切实正确地制定“十五”计划编制产业技术发展政策,对于中国智能化建筑技术发展战略全局极其重要。要充分广泛征求听取各方面专家意见,要搞“五湖四海”集思广益。正如建设部俞正声部长近年曾指出的:“建设中的很多失误是不听专家的意见造成的”。
参考文献
1.建筑智能化系统 ,清华大学出版社 ,2009年11月出版
摘要:信息网络系统通过传输介质和网络连接设备将分散在建筑物中具有独立功能、自治的计算机系统连接起来,通过功能完善的网络软件,实现网络信息和资源共享,为用户提供高速、稳定、实用和安全网络环境,实现系统内部的信息交换及系统内部与外部的信息交换,使智能建筑成为信息高速公路的信息节点。另外,信息网络系统还是实现建筑智能化系统集成的支撑平台,各个智能化系统通过信息网络有机的结合在一起,形成一个相互关联、协调统一的集成系统。
关键词:信息网络系统、拓扑结构、OSI参考模型、控制网络、协议
1.信息网络
1.1信息网络的分类
信息网络按拓扑结构可分为星型网络、总线型网络、环形网络、树型网络等;按使用范围分为专用网络、公用网络;按通信速率可分为低速网、中速网、高速网;按网络规模分为局域网、城域网、广域网。
1.2 OSI参考模型
国际标准化组织ISO制定了开放系统互连参考模型(OSI)。在OSI中,问题的处理采用了自上而下逐步求精法,先从最高一级的抽象开始,然后逐渐更加精细地进行描述。OSI中采用了三级抽象:体系结构、服务定义和协议规范。
ISO/OSI参考模型分为七层,分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层和应用层。该模型具有如下特点:每个层次的对应实体之间都通过各自的协议通信;各个计算机系统都有相同的层次结构;不同系统的相应层次有相同的功能;同一系统的各层次之间通过接口联系;相邻的两层之间,下层为上层提供服务,上层使用下层提供的服务。
2.控制网络
控制网络是应用于控制领域的网络,其作用是将各种现场控制设备连接起来,在实现分散控制的同时,还能够达到集中监视、集中管理和资源共享的目的。
2.1控制网络通信协议
1)Lontalk协议
LonWorks技术的核心是神经元芯片和LonTalk协议。LonTalk是LonWorks使用的开放式通信协议,它以数据包为基础,遵守国际标准化组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模型的分层体系结构,提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。LonTalk协议遵循ISO制定的OSI模型,它支持以不同通信介质分段的网络,如双绞线、电力线、无线电、红外线、同轴电缆和光纤等。神经元芯片是LonWorks技术的核心元件,它包括三个能够提供通信和应用处理能力的8位CPU,第一个CPU是介质访问控制处理器,处理LonTalk协议的一层和二层,包括驱动通信子系统硬件和执行冲突避免算法;第二个CPU是网络处理器,实现LonTalk协议的三到六层,第三个CPU是应用处理器,执行由用户编写的程序代码及程序代码所调用的操作系统命令等。神经元芯片既是LON总线的通信处理器, 又是应用程序处理器,同时具备通信功能和控制功能, LonWorks技术中所有关于网络的操作实际上都是通过它来完成的。
2)BACnet协议
BACnet(A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Network)是美国暖通空调工程师协会组织(ASHARE)为楼宇自控网络制定的数据通讯协议。作为楼宇自动控制领域中第一个开放性的标准, BACnet协议详细地阐述了楼宇自控网络的功能,阐明了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通讯媒介、可以使用的功能以及信息翻译的规则,因而使不同厂商生产的设备与系统在互连和互操作的基础上实现无缝集成成为可能。BACnet作为一个完全开放性的楼宇自控网络协议,其开放性体现在独立于任何制造商,不需要专门芯片,并得到众多制造商的支持;有完善和良好的数据表示和交换方法;按标准制造的产品有严格的性能等级和完整的说明;产品有良好的互操作性,有利于系统的扩展和集成。
BACnet协议的体系结构遵循OSI模型,但由于楼宇自控网络自身的特点,BACnet协议采用了4个层次的分层体系结构,它们分别对应于OSI模型中的物理层、数据链路层、网络层和应用层。
BACnet应用层实现OSI模型传输层提供的端到端服务,可靠的端到端传输和差错校验,报文分段和流量控制,报文重组和序列控制。
BACnet网络层主要完成报文分段、路由、流量控制、地址解析、超时以及协调异种底层网络的差异,为应用程序提供接口。BACnet网络层能够屏蔽各种异构的 BACnet网络在链路技术方面的差异,并将报文从一个BACnet网络传递到另一个BACnet网络。
BACnet标准将5种数据链路/物理层作为自己的底层网络,这五种类型的网络分别是IEEE802.2-3(以太网)、ARCnet、主从/令牌环网(MS/TP)、点到点(PTP)、LonTalk。
2.2信息网络与控制网络集成
智能建筑中的信息网络是指建筑物内办公和通信用的计算机局域网络,目前的主流技术是采用基于Web的Intranet。Intranet是企业或组织内部网络,它基于TCP/IP协议,采用Web技术和防止外界侵入的安全措施,为企业内部服务,并有连接Internet功能。智能建筑中的Intranet与工业企业内部网一样也可以分为现场设备层、控制网络层和信息网络层。控制网络位于Intranet底层,用于实现现场设备之间的连接以及传输现场设备的控制信息,它是传输现场信息的通道,是沟通现场设备与应用系统的桥梁,它的实现可以采用现场总线技术和工业以太网技术。信息网络层位于Intranet的上层,承担着对各类信息的传输和企业数据共享的任务,是内部网Intranet的主干,通过它可以实现各种应用系统协同工作。控制网络和信息网络是智能大厦中既相互独立又相互联系的网络,将控制网络与信息网络集成,可充分利用控制网络的监控信息和信息网络的运营管理信息,并结合专家系统等智能控制高级算法,进行控制优化与决策分析,达到优化设备运行、提高物业管理效率、增强建筑物的服务功能。
参考文献:
[1]王娜,沈国民.智能建筑概论.北京:中国建筑工业出版社,2010.9.