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1建筑电气与智能化建筑发展概述
随着我国房地产业的飞速发展,国内大型现代化建筑和高层居民建筑拔地而起,建筑电气行业迎来了空前的发展机遇。同时,在国家倡导低碳经济的发展模式下,对于建筑电气系统节能、安全、环保的要求越来越高,建筑电气系统与智能化建筑的发展得到业界的关注。
电气产品的质量和安全是保证建筑电气行业持续发展的前提。电气设备是建筑装饰工程的重要组成部分,电气设备的质量、环保、安全水平是衡量装饰工程舒适度的重要因素。对于电气设备行业来说,产品要以终端智能化为目标。建筑电气产品的节能、安全,需要产品更新换代,需要调整产品结构,因为智能电网大量的用户终端离不开电气产品。当前,我国建筑电气行业存在的主要问题是传统的制造模式和传统的销售方式、以及粗放式的管理,还有能源的浪费比较严重。
随着智能化建筑电气系统开始应用于现代建筑,智能化建筑电气系统的相关标准制定也在加快进行。因此,人们对建筑在信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性等诸多方面提出更高要求的同时,必须通过建筑物内置的越来越多的基于高新技术的计算机网络、通信、自动控制等现代化建筑设备来实现,这一切集中反映到建筑观念和建筑实践中,于是建筑中增加了各种智能化系统,智能建筑应运而生。
2 传统建筑电气与智能建筑的特点
2.1传统自动控制系统的分析
传统的建筑每个子系统相互独立、强弱电截然分立的建筑方式已经不能适应智能化建筑高速发展的要求。传统建筑物中通常存在多套独立的不同的布线系统,如电话系统使用普通平行线对、闭路电视系统使用同轴电缆、计算机局域网一般使用非屏蔽双绞线、火灾自动报警系统多使用屏蔽双绞线、电视监控系统使用视频线缆等,这些布线系统的线缆、接插件及配线架等设备都各不相同,是不能互换使用的。另外,由于传统的布线过程中要使用不同类型的电缆、电线以及接线设备,因此,这就导致了相互之间技术性能的较大差别,从而难以互通不能兼容的问题时有发生。
在以往进行传统的布线时,如果在布设施工中需要改变终端设备位置和数量时,同时也必须对缆线和其它设备进行重新敷设,而且施工过程中还要面临因更换线缆和设备带来可能发生的临线传送信号中断或质量下降,从而造成增加工程投资以及延时完工的现象,因此,随着传统布线系统的限制,综合布线系统得到飞速发展。综合布线系统采用高质量的材料和标准化部件,能够保证智能化建筑系统的技术性能的优良可靠,以及满足今后可随时进行升级的智能建筑通信需要,虽然综合布线系统初投资较高,但从综合布线系统的整个使用期来看,比传统布线更加经济。
2.2智能建筑控制系统的特征
相对于传统建筑,智能建筑具有安全、舒适以及便捷的环境、节能、节省运行维护的人工费用、系统集成等等特点。智能建筑首先要实现和确保人、财、物的高度安全。其次,智能建筑的智能化系统的运行维护和管理目标就是以最少的资源、最低的成本去确保建筑物内设备维护、运行、更新。换句话说,智能建筑安全、舒适、便利、节能、节省人工费用等所有这些特点,必须依托集成化的建筑智能化系统才能得以实现。
3 建筑电气与智能建筑系统的应用分析
3.1基于智能化建筑系统的设计
智能建筑本身就是传统建筑技术与以信息技术为依托的新兴技术结合的产物,因此,随着信息技术快速发展下“物联网”等一系列新技术和新应用的产生,智能建筑的功能和智能化的系统性能都将进一步地提升和增强。
随着现代“3C”(即现代通信技术(Communication)、现代计算机技术(Computer)以及现代控制技术(Control)统称为3C技术)高新技术的发展和应用,将进一步提高楼宇控制精度以及达到提升建筑节能的效果。未来,智能建筑将会逐渐成为“信息高速公路”上的站点,先进的信息技术(以微电子技术为基础、以计算机技术、通信技术为标志)必然会很快在智能建筑中得到应用。
随着高新科技的发展,新的控制理论、控制技术以及新控制系统的不断出现,如非线性控制、智能控制、自适应控制、模糊控制、分布式控制、神经网络控制等,在智能建筑中将越来越多地采用这些现代控制技术,智能建筑电气必须依赖集成化的建筑智能化系统才能够得以实现。
3.2当前智能化建筑电气的“智能”体现
智能建筑的“智能化”主要是依靠以“3C”高新技术和各种建筑设备智能化系统来实现的。当前智能建筑建设中的 “智能”特征,还体现在对于建筑结构设计方案的智能化以及建筑材料的智能化等方面。比如:建筑结构设计的智能化平衡:以日本地区“竹中建筑公司”在东京市中心修建的一栋6层大楼为例,该栋建筑在模拟的多次强地震试验中,依然能够安然无恙,这栋新建筑之所以能够抗击更高的地震在于其建筑结构采用了液压支架系统,该系统能够减弱和抑制40%以上的震动;另外,该栋建筑在大楼顶层安装了重约9吨的滑板,一旦大楼受到飓风或地震影响产生倾斜,这块大的滑板就会依据计算机指令朝着反方向进行移动。
另外,建筑材料的智能化主要体现在提高建筑结构安全方面。比如进行混凝土工程施工时可采用“自修复的智能混凝土”,其原理就是在常规混凝土中掺入一定量的树脂空心纤维,当建筑结构构件出现超过允许值的裂缝时,从混凝土中溢流出来的树脂就会对裂缝形成自动封闭或者裂缝修复。
当前,智能化建筑发展趋势呈现较为明显,主要体现在两个方面:第一是智能建筑已从以往单一办公写字楼逐渐向各类公共建筑领域扩展,这点从近年来我国的一些建筑都可见端倪。如:“水立方”、“鸟巢”馆、上海世博会“中国馆”等。第二是随着智能建筑建设领域的扩大和建设数量的增加,智能建筑正向宏观系统发展并接轨,比如智能建筑与“智能城市系统”、“数字国家”和“数字地球”接轨。
4结论
智能建筑是传统建筑电气与3C高新技术相结合下的建筑智能电气产物,随着信息技术的飞速发展以及物联网在智能建筑中的不断应用和发展,未来智能建筑智能化技术和性能都将不断提升,未来智能建筑的“智能化”特征也将越明显。
参考文献:
Prospects weak intelligent building systems analysis
Han Zhi-bin
(Spring of Hebei Construction Engineering Co., Ltd Handan Hebei 056000)
【Abstract】This paper introduces the concept of weak intelligence system with weak intelligence applications focus, followed by analysis of the benefits brought to the hospital weak intelligence system. Finally, the development and application of weak intelligence of direction in the future.
【Key words】Weak engineering;Weak intelligence systems;Direction;Application
1. 弱电智能化系统的概念及应用重点
1.1 弱电智能化系统的概念。弱电智能化系统包括楼宇自动化系统、安保自动化系统、通信自动化系统、智能建筑集成管理系统四大类,共四大类15个子系统,营造了面向大众的人性化就医环境,构建了服务管理的数字化平台。安全可靠的智能化系统,为使用者提供一个优化管理、控制运行、便于维护、舒适安全、高效节能及安全可靠的工作、生活环境。
1.2 弱电智能化的应用重点。建筑智能化系统建设是一项复杂的系统工程,它需要“A+4C”(现代建筑技术(Architecture)、现代控制技术(Control)、计算机技术(Computer)、通讯技术(Communication)、图像显示技术(CRT),即所谓的“A+4C”技术)以及管理科学、施工管理技术等知识的全面支持。智能建筑中的弱电主要分为两类:一类是国家规定的安全电压等级控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,如24V直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、计算机的信息。
(1)智能化建筑弱电工程的总设计。总体设计是智能化建筑弱电工程的关键与核心所在,设计必须保证符合弱电工程的基本规范,符合国家或地方出台的标准,满足智能化建筑的功能要求。
(2)弱电工程承包商的选择。智能化建筑弱电工程的标志就是弱电工程的正常运行,因此,承包商的选择是整个施工的关键所在。施工的成功与否就在于承包商的选择。根据弱电工程的特点和目前国内智能化建筑弱电工程成败的分析表明,通常由系统集成商(主承包商)或者业主对各子系统进行总体协调、管理与控制的工程运作模式较多,选择一个称职的主承包商(集成商)是工程成败的关键。从某种意义上讲,系统集成商是技术能力、工程管理、组织能力三者有机的“集成”。
(3)弱电工程系统的维护和管理系统维护和管理不仅是智能化建筑弱电工程取得成果的基本保证,并且是智能化建筑的业绩与成果、投资回报的基础。
2. 弱电智能化系统在医院系统中的应用
当前医院的建筑发展方向就是弱电智能化系统的应用。随着科学技术的发展尤其是4C技术(现代计算机技术、自动控制技术、现代图像显示技术及现代通信技术)的快速发展以及其在现代建筑中的应用,弱电智能化系统对建筑物的结构、系统、服务及管理实现了最优化组合,也为建筑物的有效利用提供了一个合理、节能、舒适的环境。毋庸置疑,弱电智能化系统的应用是当前及今后一段时间的医院建筑的发展和改革的方向。因此,在对我国医院的弱电智能化系统建筑进行设计时,设计师必须严格执行及采用国家规定的智能建筑设计标准,“以病人为中心”,大力贯彻与坚持科学、安全、实用的原则,从而提高弱电智能化系统工程的设计与建设质量。弱电智能化系统在医院的建筑中得到广泛应用。
2.1 营造了方便快捷与舒适整齐的环境。患者进入门诊大厅通过导医图及显示系统可一目了然地了解医院基本情况、科室分布、医疗专家、各类收费标准、医保政策等信息,大楼内运行的OA、HIS、LIS、RIS等信息系统将门诊、急诊、病区及检查检验等各项操作全部数字化。从优化流程、方便病人的角度出发,将门、急诊病人挂号、就诊、交费、检查、检验、取药及治疗等医疗行为均集中在1~5楼,且标志清楚、流程合理,保证了各项功能的良性运作。在门、急诊候诊区及公共区域,安设置了多媒体、有线电视及背景音乐系统,电视节目及背景音乐烘托出了一种轻松和谐、舒适安逸的就医环境;各挂号处分别设有自助挂号机,病人可自行选择挂号类别;一卡通系统一次缴费,多次(执行科室)费用确认,减少了病人排队次数及等候时间;门诊大厅、急诊室、检验科分别设置检验结果查询与打印系统,患者根据需求可随时查询或自助打印结果报告单;手术视教监控系统可向病人家属(根据需要)提供观看手术过程的个性化服务;楼内设有自助银行、小商品超市及快餐服务区,人性化服务周到、便利、快捷。
2.2 构建了服务管理的数字化平台。IBMS实现了建筑物内设备的自动检测和优化控制管理及信息资源共享,为建筑物的使用者提供最佳的信息服务。一是工作效率显著提高,在总控中心的BAS工作站上,管理人员可以对所有被监控设备的运行状态进行实时监控,并可对大多数设备进行人为控制或由系统自动记录保存,无须专人到现场抄录,提高了工作效率。二是运行成本明显减少,系统采用远程网络自动化监控和有效调节,不仅节约了人力资源,而且减少能源浪费。
2.3 建立了安全可靠的智能化系统。医院楼宇自控系统采用集散型控制方式,即现场区域控制、计算机局域网通讯,最后进行集中监视、管理的系统控制方式。这种控制方式保证每个子系统都能独立控制,同时各关联子系统之间的互动集成在统一的软件平台上,实现信息共享,进行综合管理,在中央工作站上集中监视和联动控制,使得整个系统的结构完善、性能可靠。
3. 弱电智能化应用展望
弱电智能化系统工程在建筑中已经得到较为广泛的应用,尤其在医院、银行,企业中的应用已经相对来说较为普遍了,所以,在未来,进一步发展和扩大其在银行,企业中的应用是一个重要的方向,也应成为重要的管理内容。的建筑中已很普遍,因此,弱电智能化建筑在医院的广泛应用是今后的大力发展方向。智能化系统的应用可以给医院的管理带来前所未有的收益,为医院营造一个现代化的、快捷方便的、舒适的环境,为医院的集成化管理提供便利的、高效节能的条件,更易于医院的设备设施维护。
4. 结语
智能化建筑弱电工程的施工不仅需要“A+4C”以及管理科学、施工管理技术等知识的全面支持,更需要设计人员严密细心的设计、施工管理人员责任到人、真正从源头上把好关、肩负起安全责任,切实把建筑安全放在首位。
总之,智能化弱电系统工程在医院建筑中的规模应用将有助于提升医院的就医环境。智能化弱电系统工程在医院建筑中的应用是一项复杂的、具有系统性的工程,在设计医院的智能化弱电系统建筑时一方面应该充分考虑各方面的因素,努力创造一个舒适安全的就医环境,为医生的行医和医院的高效管理提供便利条件,另一方面应该积极响应国家的节能减排的号召,努力提供易于控制的、高利用率、节能的环境。
参考文献
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Abstract: in recent years, the construction of the new building has all kinds of intelligent equipment in planning set at the time the whole building network design, building automation system is the core of the intelligent building, with the improvement of intelligent building, give system integration also brought more and more challenges, digital, the whole building digital part of the solution, digital has become a development.
Key words: intelligent building digital network technology
中图分类号: TU2 文献标识码:A文章编号:
一、在我国建筑业大力兴建的环境下,为了带给人们更方便更舒适的生活环境,建筑智能化市场迅速成长,而智能建筑的控制核心-楼宇自动控制系统的市场需求随之越来越大,而且吸引国内外楼宇自动化系统厂商不断的提升计算机控制管理的软件,强调人性化使用接口,有条不紊使建筑物机电与消防,安防,停车管理,门禁等各种系统结合,达到更舒适的工作环境,不但能节省能源,也节省了维护管理的工作量和运行费用。而楼宇自动化系统不论国内外都是朝集成化发展,例如:国家标准《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)对智能建筑定义为”以建筑为平台,兼备建筑自动化设备BA、办公自动化OA及通信网络系统CA,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。 楼宇自控系统为基础的系统集成方式,主要透过建筑综合布线系统和计算机网络技术,将智能建筑的各个主要子系统采用各种开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。集成的方式主要包括:(1)硬件网络系统集成智能建筑的系统集成结构大多采用二层网络形式,上层为以太网络,下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式集成串联各种硬设备。集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口(网关或网络控制器),将各种系统资料集成到网络主干上,实现集成目的。
(2)信息系统集成各楼宇自动控制系统的厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成,而且自行开发系统集成的管理软件。楼宇自动控制系统的厂家所开发的系统集成管理软件,透过已经架设好的网络架构系统集成,连接所有与之相关的对象,将信息综合地相互作用,以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。
(3)远程系统集成数字化建筑的最新的集成技术是将信息集成建立在建筑物在内部网Intranet的基础上再通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享,因此可以远程取得资料,或发出连动,可将各大型建筑群统一在同一平台做出实时且有效的的监控管理。
(4)实时数据与管理资料的集成智能建筑中包括多个子系统,涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。现场资料的收集与记录成为重要的系统集成对象,此必须透过现场资料收集器(例:DDC)来完成各个子系统集成连结成一个完整的大系统,实现对建筑物消防、保安、电梯控制、灯光控制、停车、周界防护、门禁等诸多子系统实时数据的集成,并完成各子系统之间的联动控制。
二、随着人们生活水平的提高和人工成本的提高,大楼的智能化功能也越来越多,比如酒店、医院、办公大楼、高层住宅小区往往有数个智能控制系统,这么多的系统如何集成,如何才能避免资源浪费,如何才能降低造价,如何才能真正的信息共享,只有大力发展数字化才能有效的解决上述问题。
楼宇自动化发展数字化
最近几年,新楼宇的兴建已经将各种各样的智能设备于规划之初就已设计整体楼宇网络数字化,整体的楼宇数字化概念已不是一个空谈,经楼宇自动控制厂商的不断研发更新,已经出现在建筑当中。这些厂商不但提供智能设备、楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、安防、周界报警和消防等智能产品,也因为建筑业主集成度的要求越来越高,用以净化环境,陶冶情趣的数字化景观系统自动控制也加入楼宇自动控制的一环。虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新,但真正的整体的楼宇数字化系统仍然少见。而评估楼宇数字化除了从系统集成来看,也可从监控软件的友善操作、子系统集成度来看外,亦可从远程监控及被控设备的智能程度来评估数字化的程度(1) 监控软件数字化监控软件数字化指针,可从软件设计的友善操作程度及系统集成的灵活程度评估楼宇自动控制已经数字符化的程度。在软件设计的友善操作程度,许多厂商开发图像式的操作接口,使系统操作更方便更简便了,例如JINCHTECH的BA智能化图形控制系统(即MACS)采用友善的人机接口整合了完整监控软件,以电子地图,动态图标等各种图像式操作取代文字式的操作方式,应用包括有大楼监控系统、空调控制系统、门禁防盗系统、停车管制系统、影像监控系统、电力管制系统及其它系统,也可应用在各种楼宇的智能办公、大楼监控、智能通讯传输、智能消防、智能安保、门禁考勤、远程监控等。在系统集成的灵活程度方面,MACS则采用前端资料收集器设置和修改控制程序,以分布式管理方式支持多个管理端,各管理端亦可以权限安全管理设定控制各个不同的子系统,透过各管理端控制各系统间的联动,联动的设计则可自行编辑事件联动的条件让系统自动执行联动不需要人工操作,并且可设定定时条件自动执行固定时间的联动事件。
(2)远程监控数字化基于网际网络的楼宇设备远程监控方式采用Internet来实现信息交互、综合与共享,真正做到局域和远程信息的实时监控,除了资料资源的综合共享也发展各式影像远程监控,将全局事件快速的处理和一体化作业。将传统的楼宇自动系统延伸到网际网络上,管理监控人员即可在千里之外也可以完成他的职责。因此远程监控数字化在楼宇自动化的发展中是当前必备的功能之一,不但可以完成监控职责,而且更增添了更多的便利性,例如采用MACS的物业管理人员可以通过网际网络可以持续了解楼宇的运转情况、可控制电力灯光设备、远程影像可实时了解安保状况,立即采取措施避免事故发生,更可达到节能节约减少运行管理费用。因此远程监控数字化代表着楼宇自动化的发展方向。
1.前言
随着科学技术的不断发展,智能化已成为各行各业发展必先考虑的因素。在建筑行业实施智能化的过程中,由全国智能建筑技术情报网、松下电工、中国建筑设计研究院三者共同开发的“iopeNet”技术,对我国建筑智能化水平的发展以及提高能够起到很好的导航的作用,同时也为按需联网的开展打下了坚实的基础。
2.智能建筑概述
智能建筑,英文名Intelligent Building,是将通信技术、信息处理技术、计算机技术、自动控制技术同现代的建筑技术相结合的产物。它同时也是BAS(楼宇自动化系统)、CAS(通信自动化系统)以及OAS(办公自动化系统)三者的结合,其中智能建筑的支持平台是建筑环境。而我国在《智能建筑设计标准》中的定义为:“以建筑为平台,同时兼办公自动化、通信网络系统、建筑设备,集系统、服务、结构、管理于一体的最优组合,为消费者提供安全、舒适、高效、便利的建筑环境”。由此可以得出,智能建筑的特点是安全、舒适、高效、便利。
智能建筑与普通建筑的具体区别见下表:
表一.智能建筑与普通建筑区别
3.智能化系统
3.1智能化系统的基本含义
建筑智能化系统是指智能建筑中应用的各种电子信息系统,其中包括办公自动化系统、通信网络系统、建筑设备监控系统、智能化集成系统等。
3.2智能化系统的四要素
智能建筑是一个系统化的综合工程,按照系统工程观点划分可将其分为四个基本要素,即:建筑环境结构(建筑物的结构)、智能化系统、住、用户的需求服务、物业运行管理。
3.3智能化系统的基本要求
智能化系统两个基本要求:对于建筑物来说,智能化系统应有一套行而有效的集管理、运行、控制、维护于一体的通信设施,同时以相对低廉的费用与外界取得及时的联系(所谓的外界主要指消防队、新闻单位、安保机关等);对智能化系统的使用者来说,智能化系统应有一个激发人的创造性、提高工作效率的环境。
4.iopeNet技术以及标准化引导作用
iopeNet网络结构的特点主要有以下几点:
第一,新开发的IIU设备以及广纳国际通用的各种协议,解决了iopeNet协议之间的通信接口同现有设备的子系统的通信协议的问题。iopeNet网络系统可以对各个子系统进行集中控制盒分散管理。
第二,IIU还具有网关的作用,IIU除可搭载iopeNet之外,还能够搭载LON、BACnet、NMAST 等网络通信中间软件。
第三,iopeNet网络系统有两部分构成,各子系统连接所需的受控设和以区域控制单元连接以太网。
第四,)iopeNet具有标准化引导的作用。
5.智能化系统的应用
5.1楼宇自控系统
智能建筑的基本条件是楼宇自控系统,可以说智能建筑最根本的问题就是楼宇自控技术。楼宇自控技术关系到建筑物是使用寿命以及使用者的切身利益。
根据用户的需要,在尊重原产品的基础上,对某单位的楼宇自控部分进行改进。依据原始资料,楼宇自控的对象有热交换系统、冷冻站系统、给排水系统、送排风系统等。涉及模拟量输入点58个、模拟量输出点38个、开关量输入点155个、开关量输入点58个,共304个。DDC箱17个。所有的设备要保证系统可随时切换到手控状态。
5.2基本会议系统
基本会议系统主要包括:视频会议系统、投影显示及影音源系统、音响及会议扩音系统、监控视频系统、会议讨论系统
6.建筑智能化的发展前景
智能化是经济发展、社会进步的重要标志之一,但是我国的智能化还处于初步发展阶段。因此我国智能化的市场上充满了无限的机遇,同时也有很多风险,机遇与风险共存。
据不完全统计,我国建筑智能化投资占总投资的5%到8%。其中,公共设施的智能化系统投资相对较高,而小区的相对较低。同时,随着我国国际化水平不断的提高,对办公建筑的智能化也提出了更高的要求。
随着我国智能化与国际的不断接轨,市场进一步开放,中国智能行业也面临着更为严峻的挑战。
第一,正确认识智能建筑。智能建筑的发展的依据是满足人们的需求,智能系统化存在与否取决于他们能否满足人们的需求。因此在智能建筑中应该树立以人为本的思想。通过信息技术,提高建筑的服务功能,安全功能以及管理功能,即为智能建筑的工作原理。
第二,国际间的学术交流应该重点加强,及时的掌握更新的信息技术,将最新的信息技术充分应用到智能化中。作为信息技术产物的智能建筑,该体系中的各个子系统应用宽带技术、移动通信技术、智能卡技术等先进的技术同时利用先进的信息传输和处理工具,进行采集服务信息,并且进行信息传输和处理。科学技术是全人类的结晶,没有国界,我们应该加强国际间的交流,及时掌握最先进的技术。
智能建筑社会服务功能较强,作为社会信息化重要组成的建筑智能化,其操作平台为社会统一信息的平台,此平台想建筑以及存在于建筑中的人提供各种服务,因此我们应该调整智能建筑的管理、投资、建设运行模式,不仅可以满足不同的需求,还能降低管理维护的投资。
随着技术的变革,我国的智能化建筑需要不断的学习,抓住机遇,迎接挑战。
7.小结
智能化发展,不仅落实了节能、环保等政策性措施,实现可持续发展,还体现了科学发展观的理念。智能化发展不仅仅充满了机遇还充满了挑战,我们抓住机遇,迎接挑战,实现智能化系统的发展,建筑智能化仅仅是智能化系统发展的一部分,我国的智能化系统发展前景一片美好。
参考文献:
[1]缪希仁.居住小区智能化系统技术及其发展趋势[J].低压电器,2009(2).
我国建筑工程的发展非常迅速,与此相关的施工管理技术也日渐提高。人们随着生活水平的进步,对生活的智能化、居住环境的便利性提出了新的更高要求。智能化电气工程属于当前建筑工程中较为关键的项目管理方式,所以建筑智能化电气工程施工质量将会直接影响建筑工程能否正常使用。科学技术的发展使各项高端技术逐渐走入到建筑工程中,所以智能化技术的使用也逐渐广泛,通过近年来的实际使用证明,智能化技术可以控制建筑智能化电气工程人工成本,提升操作精准性与工作效率,缩短工期,提升施工单位的市场综合竞争力。在此情况之下,如何通过多种手段与渠道来完善建筑智能化电气工程管理技术,便成为相关工作人员迫切需要解决的问题。
1.建筑智能化电气工程管理
在满足了基本生活需求的基础上上,人们对生活质量的要求逐渐提升,这为建筑智能化电气工程管理应用带来了发展空间,使得各种智能化电气工程技术成功应用于各种现代建筑当中。建筑智能化电气工程施工的包含配电柜与调控设备的安装、加上电缆和电缆桥架的安装、架空线路与智能化电气设备的安装、变压器安装、配电安装、动力设备安装、柴油发电机组安装、电源安装、电动机安装、电热器与线路安装、智能化电气动力装置调试、开关安装、插座安装、接地线路与设备安装、母线安装、导管安装、照明设备安装等许多方面,保证智能化的使用效率。比如将传感器温度变化信号传送到控制中心当中,对建筑物内部的温度变化进行分析,将实际温度和当初设定时的温度进行对比,分析产生温度差别的原因,并根据温差产生原因与以往的工作经验来判断其未来发展趋势,提升智能化的实用性与可行性[1]。
2.智能化管理技术
高科技是支撑时展与建筑行业发展的主要支柱,科学技术的发展使新型建筑智能化电气技术逐渐趋于多元化,智能化管理是其中比较典型的一种高科技支撑产物。智能化技术也被人们称之为人工智能技术,属于计算机技术构成要素之一,将定位技术与精密传感技术等融合在一起。人工智能是智能控制系统、处理语言系统以及专家与图像识别系统的构成体,通过多年来的发展,在控制领域中得到了广泛的应用。在建筑智能化中,自动控制技术与通信技术的应用比较广泛,结合网络技术与数据技术的应用,共同构成了建筑智能化系统。而智能建筑的构成部分包含了楼宇自动化系统、通信自动化系统以及办公自动化系统这三种系统, 且随着科学技术的不断发展,该技术在日常生活中的应用更加广泛,研究人员也在从自身的生活需要上入手,综合仿生学与语言学等多方面的知识,对其进行完善[2]。
3.智能化技术的现状及应用
以建筑为平台的建筑智能化是利用系统集成技术,提供一个高效舒适的建筑环境,集服务、结构、管理为一体的建筑设备智能化,兼备办公、通讯与建筑设备自动化为一体,建筑环境与建筑设备、通讯设备与建筑设备自动化系共同构成了智能建筑。为了满足经济发展的需求,提升国家综合经济实力,我国在发展经济的过程中对环境进行了大面破坏,导致国内自然环境与空气质量明显变差,在此前提下,节能减排技术显得尤为重要[3]。在建筑领域当中,智能化建筑对于能源的要求比较高,但可以通过科学化的建筑节能设计方式来达到预定的节能目标,保证高效、低碳,所以智能建筑的发展前景较为广阔。通信技术与建筑技术的不断发展,使二者找到了可以相互结合的部分,共同组成了建筑智能化技术,且经过多年的发展,这一技术已经被相关工作人员接纳,成为使用率高度普及的建筑技术之一随着社会的不断发展,科学也在突飞猛进的发展,以通讯、图像、控制、建筑技术为基础的建筑智能化技术,促使智能建筑飞速发展,为信息传递以及信息资源共享提供了可能,并且通过这些方式保证了目标高效、合理的实现,让人们住上安全、舒适的建筑,已经成为所有工作人员迫切需要完成的目标[4]。计算机技术的不断发展,使智能建筑走入人们的日常生活,也成为可以接受的理念,所以对智能建筑的要求有了明显的提升。为了加速房地产产业的发展,满足人们对日常生活以及居家观念的需求,我国许多房地产企业都已经将智能建筑这一理念贯彻到房地产开发建设中,并且近年来智能化系统的好坏已经逐渐成为判断楼盘是否具有潜力的关键考虑方向之一[5]。从近年来的实际使用情况来看,如何完善施工工序管理,是智能化能否合理的应用在建筑中的关键问题之一。在完善施工工序控制的同时,不仅可以减少施工质量不达标等问题的产生几率,同时还可以保证施工质量,所以在智能化理念的使用过程中,必须要严格的按照施工工序来施工,设置科学有效的质量控制点,对工序的活动质量进行控制,全面检查工序活动结果,进而掌握工程智能化理念的使用动态,提升工程质量。
建筑内部的各种闭路系统和监控系统、计算机网络、巡更管理、警报与停车管理、通信、公共与紧急广播、入侵警报、门禁以及有线电视等系统需要继承与兼容,所以想要将智能化理念更好的应用在建筑行业中,就必须要从建筑物的实际情况与施工单位的施工能力者双方面入手,拟定科学化的管理模式,提升管理效率,所以必须要构建科学可行的管理体系,保证建筑智能化电气工程管理质量,这也是智能建筑的核心管理理念。
4.结束语
智能化是当前人们比较关注的一种生活状态,且从近年来的实际使用情况来看,智能化建设确实可以为人们的生活提供便利,所以智能化管理应用市场前景比较广阔。智能化技术在建筑智能化电气工程中的应用日渐广泛,包含了网络通信技术、自动化控制技术以及消防安全技术等,结合综合布线与系统集成技术一同构成了智能化管理模式。电气工程施工工作人员在设计完成时,会将工作的中心放在方案深刻上,保证施工水平能满足合约指标,提升施工效率。在对系统材料软件以及系统的设备选用方面,必须保证材料达标,结合用户培训等方式来保证电气工程自动调控性与安全性,提升运行效率。本文从多方面入手,阐述了完善建筑智能化电气工程管理技术的方式,为相关工作人员的日后工作提供了保障。
参考文献:
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关键词: 建筑智能化电气工程;智能化技术;应用
Key words: intelligent building electrical engineering;intelligent technology;application
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)15-0094-02
0 引言
近年来,我国建筑工程的发展非常迅速,与此相关的施工管理技术也日渐提高。人们随着生活水平的进步,对生活的智能化、居住环境的便利性提出了新的更高要求。智能化电气工程是建筑工程中比较重要的一种施工项目,与智能化电气相关的装置、设备等的建设工程管理都属于此类。建筑智能化电气工程施工管理的好坏关系着整个建筑是否能正常完工使用。随着高科技逐渐引入建筑工程中,智能化技术在其中使用的越来越广泛。智能化管理技术是将GPS定位技术、计算机技术以及精密传感技术集中一体应用的高科技综合技术。智能化技术的引用,不仅可以减少建筑智能化电气工程中的人力成本,而且这种技术也显著提高了操作的准确度和工作效率,缩短了工程所需的周期,并且也便于工程完工后对其进行监督检测。
1 建筑智能化电气工程管理
现今,人们对居住环境、生活智能化的要求越来越高,对生活品味的追求日渐提升,从居民对建筑物标准的要求上即可看出,现在的人们对建筑中智能化管理的需求越来越强烈,因此这就为建筑智能化电气工程管理的应用提供了广阔的空间,越来越多与智能化电气工程相关的新技术应用于现代建筑中。建筑智能化电气工程的施工主要步骤如下:①对整套配电柜和其调控设施进行安装;②对架上电缆以及电缆桥架进行安装;③对架空线路以及上步装置的智能化电气设备进行安装;④对变压器进行安装;⑤对配电以及动力装置进行安装;⑥对柴油发电机组进行安装;⑦对持续电源进行安装;⑧对低压电动机进行安装;⑨对电加热器以及电动执行部分进行安装并接通其线路;{10}对以上安装的智能化电气动力装置进行调试运转;{11}对开关插座等装置进行安装;{12}对接地设备进行安装;{13}对裸母线、非开环母线等母线进行安装;{14}对电缆线路进行铺设并且对电缆头进行安置制造;{15}对导管、线槽、穿管进行铺设;{16}给槽板、钢索配线;{17}对线路的安全性能进行测试;{18}对照明设备进行安装;{19}对照明设备进行调试运行;{20}对避雷设备进行安装;{21}对接闪器以及定位点进行安装,对环境的变化及使用功能的变化具有感知能力。如:感知建筑物内外温度的变化,监视建筑物内人员流动及大门的启闭等。传递、处理感知到的信号及信息,对其进行分析和判断。如:把传感器获得的有关温度变化的信息传递到控制中心,分析建筑物内温度的变化,与系统温度设定值进行比较,判断变化趋势;{22}验收工程,及时修改调整。
2 智能化管理技术
在当今的建筑智能化电气工程管理中,人们对高科技的需求越来越强烈,因此,新技术的应用日渐增多,智能化管理技术就是其中应用较为广泛的一种。智能化技术又可以成为“人工智能技术”,它是计算机技术的一个组成部分,是将“GPS定位技术”、“精密传感技术”以及“计算机技术”集中于一体的综合技术。“人工智能”这个词语最早是在1952年提出来的,主要是由智能控制系统、处理语言系统、专家系统、识别图像系统以及识别语言系统等组成。智能化技术诞生至今,在控制领域的应用最为广泛。
智能化技术在建筑智能化中的应用,主要有自动控制技术、通信技术、网络技术和数据技术几个方面,智能建筑主要由三个部分组成,楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。近年来,随着科技的飞速发展,智能化技术在生活中的应用也逐渐增多,其发展也日新月异,研究者们根据实际生活的需要,综合自动化、仿生学、语言学等多种学科的知识,加入更加实用的功能,在中国兴建的大型建筑将占全球一半,而现代大型建筑的主流是智能化大厦,因此智能化大厦的弱电系统研究及实施,成为自动化控制领域里的一个重要分支,将现代大厦建设成具有国际先进水平的智能大厦,并保有今后进一步的扩展性。
3 智能化技术现状及应用
以建筑为平台的建筑智能化是利用系统集成技术,提供一个高效舒适的建筑环境,集服务、结构、管理为一体的建筑设备智能化,兼备办公、通讯与建筑设备自动化为一体,建筑环境与建筑设备、通讯设备与建筑设备自动化系共同构成了智能建筑。现如今,全球环境恶化,对于节能减排有着迫切的需求。在建筑领域中,智能建筑对能源的需求确实较高,但是通过科学合理的建筑节能设计,完全能够很好的达到节能、高效、低碳的效果,因此智能建筑有着广阔的前景。
现如今,通讯技术与建筑技术的结合组成了建筑智能化技术,随着社会的不断发展,科学也在突飞猛进的发展,以通讯、图像、控制、建筑技术为基础的建筑智能化技术,促使智能建筑飞速发展,完成了信息的传递与资源的共享,对于高效、合理、灵活、简便等目标的实现起到了积极的推动作用。随着社会的发展,在计算机网络与工程技术飞速发展的前提下,方便、安全与舒适的建筑成为了人们追逐的目标,因此智能建筑在人们的观念中得到了普及,对智能建筑的要求也日趋增加。为了实现人们对生活方式、居家观念以及公共习惯等建筑要求,房地产也打出了“智能”牌。智能化系统已经成为衡量楼盘潜力与档次的标准之一。建筑内的闭路以及各种监控系统、计算机网络、巡更管理、警报与停车管理、通信、公共与紧急广播、入侵警报、门禁以及有线电视等系统需要继承与兼容。因此,在智能建筑工程上需要一个科学合理的管理模式,实行建筑智能化电气工程的管理是不可或缺的,也是智能建筑的核心所在。
4 结束语
当代人们注重并渴求生活的智能化,因此智能化管理的应用提供了广阔的市场,智能化技术在建筑智能化电气工程中的应用也越来越广泛。建筑智能化技术,包括网络通信技术、计算机技术、自动化控制技术、消防和安全防范技术、声频和视频应用技术、综合布线与系统集成技术。电气工程的施工管理人员在完成施工设计与服务时重点在方案的审核,确保达到合约中技术指标,使系统安全有效稳定的运行。除此之外在对系统的材料软件与设备的选用上,要求采用合格达标产品;工程施工过程中严格按照操作规程操作,保证工程质量;按要求进行产品的维修与保养服务;进行完整有效的用户培训等几个方面建筑智能化电气工程的自动调控性、安全性、运行效率等得到提高。本文的研究为建筑智能化电气工程工作人员应用智能化技术提供了参考。
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一、建筑智能化的概念和主要功能
建筑智能是指通过现代建筑技术、现代电脑技术和现代控制技术,以计算机网络为主要通信和控制手段,将信息设施系统、信息化应用系统、公共安全系统、建筑设备管理系统等加以集成,集系统、结构、管理、服务于一体,向建筑物内居民提供高效、安全、环保、健康、节能的居住环境。
建筑智能化通常包括5A系统,即安全自动化系统(SAS)、消防自动化系统(FAS)系统、建筑设备自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS系统)、通信自动化系统(CAS)。其中SAS主要由闭路电视监控系统、门禁管理系统、停车场管理系统、防盗报警系统、出入口管理与对讲系统等组成,以此防止建筑区域内发生不法事件,提供不受外界干扰、避免人员和财产受到威胁的安全的办公或生活环境。FAS是通过建筑物内布点的烟火控制装置提供的信息进行确认后报警,同时启动火灾联动系统(如关闭空调、开启排烟装置/消防专用梯/消防系统等),紧急广播疏散人群。BAS主要对建筑物内部的供水、变配电系统进行测量、监控,保证水电系统正常运转,同时对空调、外墙照明等系统进行综合控制,提高能源利用效率。OAS以计算机为中心,采用传真机、复印机、电子邮件、国际互联网等一系列现代化办公及通信设施,最大限度地提高办公效率、改进办公质量。CAS通信网络系统主要包括语音信箱留言系统、语音应答系统、视频/电视会议系统、大屏幕电子显示系统、同声翻译系统等。
二、建筑智能化行业的发展过程
建筑智能化的概念最早起源于美国,在20世纪80年代,美国建造了第一座智能大厦(City Place),被认为是建筑史上的一个重要里程碑。作为第一座智能大厦,大楼内的空调、电梯、供水、防盗、防火及供配电系统等通过计算机系统进行控制,同时提供语言通信、市场行情信息、科学计算、文字处理、电子邮件、情报资料检索等服务,实现了自动化的综合管理。进入20世纪90年代以后,随着计算机技术、信息通信技术、电子技术、控制技术的快速发展,建筑智能化的程度不断提升。
我国建筑智能化行业起步相对较晚,大体经历过三个阶段。第一阶段是1990~1995年,为起步阶段。国际智能建筑技术和理念逐渐进入我国并逐步被市场接受。该阶段建筑智能化的应用对象主要是五星级酒店和高级商务楼,技术上,各智能化子系统独立运行,系统集成度较低。这一时期主要是产品供应商、设计单位及业内专家在推动发展,市场竞争主体较少,没有行业管理统一标准,呈自由发展的局面。第二阶段是1996~2000年,为规范阶段。这一时期的特点是:智能建筑的理念逐步深入人心,应用对象已经扩展到机关、医院、高校、博物馆、体育场馆、会展中心以及智能化居民小区,建筑中各个系统间集成度较高,并广泛采用综合布阵系统。智能建筑广泛运用的前景在这一时期受到政府部门、高等学校、科研院所、企业厂商的极大关注和支持。主管部门制定了一系列标准规范和行业管理性文件,使企业和人员执业证书文件得到充实与完善。这一时期,国内智能化企业得到了迅速发展,行业竞争的主体数量增长较快,行业集中度不断提升。第三阶段是2000年至今,可谓发展阶段。智能化系统在我国建筑行业的应用范围不断扩大,逐渐延伸到整个城市建设,智能化小区建设成为新方向。同时,国家也颁布了一系列相关文件支持智能化系统,信息产业部和建设部在全国范围内开展“数字城市”“智慧城市”试点示范工作。建筑智能化技术日趋成熟,建筑智能化技术呈现数字化、网络化、集成化的发展趋势,一批新技术新产品进入智能建筑领域,如无线技术、数字视频技术产品等。国内部分建筑智能化研发成果已接近国际水平,行业内一批优秀企业如海康威视、浙大中控、泰豪科技脱颖而出。这一阶段,也是我国房地产业迅速发展期,房地产开发商和投资商对楼宇智能化日益重视,高档商业楼盘、政府办公楼、智能化家居、体育场馆等建筑对智能化的应用越来越广泛。
三、建筑智能化行业的主要竞争格局
20世纪90年代,霍尼韦尔、江森自控、西门子等跨国公司依靠其在智能建筑领域的技术先发性和巨大的品牌优势,在国内建筑智能化市场一度占据主导地位。此后,随着建筑智能化系统从单一的楼宇机电设备控制发展到信息设施系统,公共安全系统也发展到了建筑设备管理系统和信息设施系统的综合集成,上述跨国公司作为单一设备供应商的优势逐步减少。另一方面,由于工程项目的地域性、文化环境的差异性以及在人工成本、服务方面不具备管理优势,也使得上述跨国公司的市场份额进一步下降。与此同时,一些有自动化、计算机通信等技术背景的国内企业在高速市场需求的推动下也快速发展起来。这些国内企业依靠本土化、成本低廉、服务高效便捷以及持续研发投入等优势,得到了快速发展。
目前,国内从事建筑智能化承包工程资质的企业有1100多家,市场竞争相对激烈,大多数企业规模仍然偏小,行业集中度不高,智能建筑行业资金实力与规模普遍较小。据统计,行业排名前10位的智能建筑企业的市场份额还不足15%。
四、建筑智能化产业的发展趋势和市场容量
近20年恚我国的建筑智能化产业发展迅速,智能建筑行业市场自2005年首次突破200亿元后,近十年来,每年都保持20%的复合增长率。
另一方面,我国的建筑智能化产业与欧美发达国家相比,仍然有一定差距。据统计,2012年我国新建建筑中智能建筑的比例仅为26%,远低于美国的70%、日本的60%,市场发展空间巨大。
建筑智能化行业的发展与建筑业的景气度密切相关。建筑智能化的市场需求包括两部分,一是新建建筑的智能化技术应用,二是既有建筑的智能化改造。其中新建建筑对建筑智能化的市场需求影响较大,是市场的主要需求。根据住建部和中国建筑业协会联合的统计数据,2015年全国建筑业总产值为18.07万亿,同比增长2.29%,房屋竣工面积达到124亿平方米,同比下降0.58%。
我国智能化楼宇建筑工程投资中装修装饰工程约占30%,作为机电业务的延伸,建筑智能化工程业务约占智能建筑总投资的5% ~ 10%。随着人们对于工作及生活的要求不断提高,一般普通建筑的智能化投资也在逐年增加。目前,我国普通建筑中,智能化投资比重约为总投资的3%。2015年,我国建筑智能化的市场规模已经超过5000亿元,市场容量十分巨大。
五、建筑智能化产业的基本风险特征
一是下游行业需求下行的风险。建筑智能化企业的主要应用领域为建筑、交通、医疗、公共安防等智慧城市相关的基础设施建设,如果应用领域的宏观政策调整,将会对智能化行业产生一定影响,尤其是目前全国房地产市场低迷、库存量较高、新建建筑面积增长放缓的情况下,对建筑智能化需求可能产生一定影响,从而在一定程度上影响智能化行业的发展。
二是市场竞争风险。目前,国内智能化行业存在集中度不高、市场竞争激烈的现象。随着国家推进智慧城市建设,行业技术不断提高和行业管理的日益规范,智能化行业的产业整合步伐会相应加快,市场会通过企业并购、重组、联合等方式筛选出优势企业,同时市场竞争开始向品牌化、个性化服务的方向发展。在行业整合的过程中,现有领先企业已具备资金优势、规模优势、客户资源以及服务整合能力,这些企业将是跨区域竞争的主要参与者也是主要受益者。
(作者单位为金元证券股份有限公司)
参考文献
一、智能建筑的内涵
所谓智能建筑,是指的当代高新科技和建筑技术结合的产物。其英文是Intelligent Building,又被称作智能大厦。它是现代高科技的结晶,是伴随着社会信息化和经济国际化产生的。其内涵能够很好的体现建筑艺术和信息技术的结合。近年来,随着各种电子技术的迅速发展,自动化水平的提高,建筑物设备的自动化程度也越来越高,发展为综合自动控制。而智能建筑技术的崛起是多学科,多种技术综合应用的结果,比如:自动化技术,计算机技术,通信技术,管理技术等等。
另外,对于智能建筑的内涵,国际国内针对不同的出发角度不同也各有各自的偏重点。作者通过多年的工作经验,结合实际情况,总结智能建筑的实质为:为了某一特定的需求,建立一个信息自动化平台,将所有相关的要素结合在一块,包括:数据,知识,设备,网络,模型,信息等等;同时,也包括综合和基础的媒体内容,将其无缝地统一在应用的框架平台下, 并按照应用的需求进行连接、配置和共享,达到系统智能化的总体目标。
二、建筑智能化设计对建筑的要求
在了解智能建筑内涵基础上,必须要明白建筑智能化设计对建筑的要求。总结起来如下:建筑智能化不同于传统建筑设计,它的出现也改变了建筑师的一些思路。具体是:各个智能化子系统有各种不同的设备,比如计算机设备,楼宇自控设备,闭路电视监控设备,通讯设备,火灾自动报警及联动控制设备等等。需要的不同管线包括控制电缆,同轴电缆,通讯电缆等等。另外还需要有架空地板、网络地板、线槽等作为室内布线通道;竖井作为垂直通道;需要有吊顶作为水平通道等等。
三、我国智能化建筑技术发展存在的问题
近年来,我国智能化建筑技术得到了快速的发展,然而,在发展的同时也遇到了很多的问题,总结如下:
1、综合性权威组织缺乏
综合性权威组织的缺乏主要也是政策,管理以及能力的问题。我国智能土木建筑起步比较晚,国家也没有行程相应的政策,规定以及标准,导致无章可循。职能部门管理业不全面,出现混乱的现象,因此,很多智能技术和智能控制系统大都以来国外,这就给了外商机会。智能化建筑是多学科,多种技术综合运用的整体建筑物业产品。这就要求国内各个部门协调发展,需要统一计划,协调。只有这样才能合理的进行管理。
2、智能化建筑技术产品还没有实现国产化
任何一项技术的国产化是非常重要的,而我国智能化建筑技术产品还没有实现国产化,严重影响了其发展。因此,我们在以后的使用中,必须大力扶持鼓励发展国产化的技术产品与系统,建筑技术发展才可能形成国产化产业。同时要把智能化建筑技术发展要实现产业化。
3、政府的扶持政策力度不够
智能化建筑是一项新兴的高新技术,尚不成熟不完善,它不同于传统技术领域。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。政府要对智能化建筑技术正确指导,加大扶持力度,才能保证智能化建筑向着好的方向发展。
四、我国智能化建筑的发展对策
针对以上我国智能化建筑技术发展遇到的问题,提出了以下适合我国智能化建筑的发展对策:
1、提高认识
为了加快我国智能化建筑的发展,必须从思想上提高认识,改变建筑智能化技术不正规的现状。实际上,建筑智能化还有很多的技术难题有待我们去攻克,所以必须对其进行全新的认识,无论是计划项目还是自筹项目,从国家到地方的科研机构都应该加以重视并对其的发展给予大力支持。
2、加快具有中国特色的智能建筑技术
为了发展我国的智能建筑技术,必须加快发展具有中国特色的智能建筑技术。从智能大厦到智能土木建筑群,甚至智能城市的发展,是当代建筑设计师的艰巨的使命。智能土木建筑同时也为建筑设计师们突破传统的设计思维,开辟了新的建筑设计创作道路展示了一种广阔的前景。在以后的发展中,必须在相关城市兴建大型的公共型智能土木建筑,提高其发展。
3、加强开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化
由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。
4、“可持续发展技术” 才是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、生物气候学、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。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。很多智能化系统将会引进生物智能技术,绿色建筑的建设也将推动更多新领域新技术的发展。生物技术在现代建筑中的应用包括:生物技术与建材的融合,使建筑物更节能;环境检测技术。希望将来生物智能芯片的感知能力更接近于人,生物技术将对有害物的处理发挥功效。
五、智能化建筑的发展趋势
当前智能化建筑直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术。在21 世纪的智能建筑领域里,数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等各种技术, 都将会有更加深入广泛地具体发展应用。特别是开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。
智能建筑作为一个整体建筑物业产品的技术发展来说,“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、生物气候学、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。从而在国际上也形成所谓“可持续发展技术产业”。
由于智能化建筑系统是多学科、多技术的系统集成整体,因而开放式可互操作性系统技术的规范化、标准化,就成为实现智能化建筑及其产品设备与系统的产业化技术水平的核心关键。因此,智能化建筑必然要从各个方面加强发展,才能更好的利于建筑行业的发展。
参考文献:
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智能建筑(Intelligent Building)简称IB,它是数字化信息时代中通信网络技术与计算机科学技术发展的必然产物,是现代科学技术实体运用于建筑物的体现。建筑物智能化主要体现在运用系统集成的方法将各类传输技术、控制技术与建筑技术紧密融合起来,形成一个完整的综合信息控制系统,同时通过对建筑物内的设备的运行情况进行自动控制,对各类信息进行及时的处理并对建筑物内的使用者提供所需的服务。
智能建筑这一概念最早起始于国外上世纪80年代,并成功运用于商业发展中,在技术的实际运用和经济效益方面都取得了良好的效应。相对而言,我国的建筑智能化发展起步较晚,但根据《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》显示,近年来由于我国建筑业产值的持续增长,推动了建筑智能化行业的发展,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。目前我国智能建筑行业仍处于快速发展期,随着技术的不断进步和市场领域的延伸,未来几年智能建筑市场前景仍然巨大。
目前,建筑智能化正向各类设备高度集成化、智能化,设备与设备之间、子系统与子系统之间协调发展,最终实现综合智能化管理要求的方向进行。根据智能建筑使用环境和场所,其作用主要分为工业服务和民用服务两大类。工业服务主要体现在保证生产线、设备按既定的环境整定值稳定运作,按设计要求生产出质量合格、数量达标的产品,同时监控设备和环境状态,对异常、紧急情况进行告警和调整,保护操作人员和设备的安全;民用服务则主要体现在为人们生活、办公提供舒适的环境,满足人们日常需求,同时也对人们活动场所环境进行监控,出现危险因数时及时发出报警信号,保证人身和财产安全。
因此现代建筑智能化的目标可以归纳为如下几点:
1、建筑功能的自动调节和运行
建筑物的运行包含了空调、给排水与采暖、电气、信息通信等多种功能系统。它们每一个又有着各自的特色,比如给排水:它又可以分为热水、冷冻、冷却水的供应;生活用水的供应;雨水、污水、中水排放;游泳池系统等,要实现建筑物内各类系统的自动调节是非常困难的,因此智能的概念就是让系统按设定的要求自动做出最符合人类理想状态的方案并进行实施,已减少人类的工作量。
2、建筑物的节能运作
利用建筑物自身状态和周围环境对建筑物内系统运行的能耗进行控制是其节能控制重要作用;并降低建筑物自身及各系统损耗,延长其可使用的周期,同时提高其安全性和可靠性,以此取得更好收益率和社会效益。
3、自踊通信
利用各种传递手段,如电信网络、卫星电视、计算机互联网络等为建筑物提供现代化信息传输的设施,是现在信息时代人们工作、学习、生活的重要组成部分。
4、自动化安全保卫
综合利用各类传感器、控制器,运用数字或模拟信号对建筑物及其设备运行安全状态进行监控,同时运用视频监控技术、停车场控制技术、火灾自动报警和消防联动控制技术对使用建筑物的人及其财产进行安全保卫功能。
为了实现上述目标都离不开传输网络的支持,而协议和接口方式互认互通是实现传输互通、彼此关联的前提条件,最终达到建筑智能化的集成控制。然而传输网络的结构形式是多样化的,传输通信的手段也是不断更新的,采用何种传输方式和传输结构形式更有利于服务于建筑智能化的发展和其目标的实现是现阶段需要思考的问题。就目前传输技术设计而言主要应考虑的包括以下几点:
1、实用性:支持各种数据的传输并保证传输质量,适应于各类信息系统,同时具有前瞻性,满足一定时间类不落后
2、灵活性:接口兼容性强适应于各种设备的连接同时便于扩展。
3、开放性:协议标准化,适应各类网络产品和各种形式的网络结构
4、经济性:总投资可控,后期运营和维护费用较低,投资收益率良好
然而就现阶段而言,中国的智能建筑发展还是仅依托于通信运营商的基础网络搭建的一个信息、物质交流、交换的平台,同时满足人们信息交流、安全保障、环境监测和物业管理的需要[1]。以此网络来开展各种类型的增值服务并以此取得相应收益。然而就中国特情而言,建筑智能化的进程不应只停留在“新建的高楼大厦”、也不应只限于与城市地区。建筑的智能化作为人们生活品质提高的一种方式应该是体现在每个人的基本生活中,所以中国特色的建筑智能化进程应该更多的关注在老旧建筑物、农村广阔地区建筑物的改造覆盖上。然而相对“城市地区与高楼大厦”,通信运营商在上述这两种区域内的网络覆盖能力往往比较薄弱;因为利润相对较低,投资回报周期过长等问题导致通信服务运营商不愿意在此范围提供多样信息服务方式,也直接导致了建筑智能化进程改造的滞后。
为了减少投资、提高能源利用率,充分发挥投资效益,智能建筑的传输网络就应该与建筑物自身环境和外界环境相适应、相融合。如日照时间长地区利用光伏电能通信、偏远地区运用无线通信技术、高压电力传输通信技术等方式多样化但平台统一的传输网络[2]。
实现上述传输网络的搭建,需要值得注意的是避免不同介质组建的传输网络各自为政,无法互通的问题。主要的解决方式应该从以下几个方面进行研究:
1、各种网络接口的研究将是实现多样化智能传输的基础,适合于无线和电力通信传输的接口可以带来智能建筑中各类电器智能化的改革,减去独立的传输布线系统也有利于大大建设投资和维护成本。各类子系统的独立性进一步模糊,整体系统进一步趋于统一,系统集成也将更加容易。
2、接入网络与现有通信运营商网络的融合是多样化传输网络成功的关键。健康的网络发展应该是可以平滑过渡、不断繁衍发展的网络结构,不应该是摧毁式的推倒重建。各类建筑智能化的发展也应该是在基于原有老旧网络逐步升级理念中进行。
因此只有解决了传输网络结构方式优化这一问题,才能更好的使传输网络为建筑智能化发展提供良好的平台;才能更好的解决建筑功能自动化运作、建筑物的节能运作、建筑自动化通信、建筑自动化安全保卫等问题[3]。
同时随着传输技术和网络理念的更新,使得智能建筑范围也在不断地发展与充实,从原来的单一或较简单保护、告警、监控、调节为目的信息交换,向更全面信息技术、办公自动化、现代通信技术、自动控制技术进行演化。尤其体现在民用普通住宅建筑中,大量应用了建筑智能化技术,集成了自动控制,信息交换,数字化功能住宅不断涌现打破了“智能建筑”原有定义,成为“智能建筑”的另一重要组成部分,体现了一个国家经济实力,标志着一个国家科学技术水平,成为人类社会住宅建设发展的必然趋势。从住宅建筑智能化自身的特点来讲,每个建筑物本身就是一个完整的智能系统,但对于整个城市而言,它们只是一个个功能齐全的“信息孤岛”,无法形成整个城市完整的“生态系统”, 如何更大地发挥信息孤岛的功能和作用,有机的联系起来促进整个现代化、信息化和智能化的发展,“数字化城市”的概念由此而生。
现代化城市中,越来越多的住宅建设具备着“智能建筑”特点。从自身角度来讲,它们有着独具特色的综合“信息系统”,但从整个城市来讲,它们就是一个个功能齐全的“信息孤岛”。
如何更大地l挥信息孤岛的功能和作用,有机的联系起来促进整个现代化、信息化和智能化的发展,“数字化城市”的概念由此而生。如果说“智能建筑”是一条小鱼,那么“数字化城市”则是可以容纳千万小鱼的大海,是可以形成完成“生态系统”的圈子。我们可以想象,将城市中了的各类不同使用功能的建筑如学校、医院、超市等通过传输网络连接成一个有机的整体,其中信息交换、传输、物质索取可以进行实时的监控和调节,那么智能建筑将有着多么巨大的发展空间。
由此我们可以了解到传输网络技术的发展在智能建筑发展中角色极其重要,它不但是单个建筑物内的设备有机结合成一个整体,更让整个社会各个方面信息集成在了一起,为数字化新时代的迈进奠定了基石。
智能建筑、数字化城市是未来发展的一个必然趋势,然而目前我国通信运营商在此方面的战略目标还是仅限于在通信网络服务业务的发展来构建城市基础网络,要实现数字化智能时代,这也就要求作为已经拥有庞大基础网络的通信运营商乃至电力运营商们提升战略目标,着手共建城市网络平台,实现建筑物内、建筑物间的传输交流,筑造出一个完整的城市智能生态系统。
参 考 文 献
Abstract: combining with the development of modern architecture, and expounds the prospects of the development of green building intelligence and the development trend, and discussed in the green building is realized in the intelligent technology measures. For architectural design accumulate experience, and available for reference.
Keywords: green architecture; Intelligent; Development trend
中图分类号:B845.63文献标识码: A 文章编号:
1绿色建筑智能化的发展前景
21世纪人类共同的主题是可持续发展,对于城市建筑来说必须由传统高消耗型发展模式转向高效绿色型发展模式,绿色建筑智能化正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑发展的必然趋势。
智能建筑是建筑艺术与现代控制技术、通信技术和计算机技术有机结合的产物,是人类发展的必然趋势。智能建筑是以建筑为基础平台,利用数据采集及控制系统以及系统集成技术控制优化各种机电设备运行,利用计算机及网络技术搭建信息交互平台,实现办公及信息自动化,集结构、系统、服务、管理于一体并使其实现相互之间的最优化组合,为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
1.1绿色建筑的智能化发展的优势
1.1.1有利于控制建筑自身的运营成本
绿色建筑要求建筑在其全寿命周期中实现高效率的利用资源,要做到节约资源、减少废物、降低消耗、提高效率、增加效益。而智能化技术的运用可以减少建筑自身的运营开销,所以建筑智能化是发展绿色建筑的必然要求。
1.1.2有利于减少建筑自身对环境的污染
发展绿色建筑的主要目标是减少资源消耗和保护环境减少污染。绿色建筑应达到以下的目标:能够有效地保护整个自然生态环境系统的完整性及生物多样化;保护自然资源,积极利用可再生资源,使人类的发展保持在地球的承载力之内;积极预防和控制环境破坏和污染,治理和恢复已遭破坏和污染的环境。
1.1.3有利于建筑服务对象的可持续发展
建筑服务的对象是人,智能化技术的运用可以为人们提供现实的物质工具。城市绿色建筑一方面要创造有益于人类健康的工作环境,另一方面提高建筑物的可居住性、安全性和实用性。
1.2绿色智能化建筑可持续发展的措施
1.2.1制定相关政策法规
发展绿色智能建筑需要政策支持和法律保障,从世界各个发达国家的绿色智能建筑发展过程来看,无不例外地是建立强有力的推进机制法律保障体系,从国家与行业的法律最高层面将智能化对绿色建筑的重要性突显出来。因此尽快建立专门的立法委员会来推进绿色建筑立法工作,组织相关建筑、法律和经济专家进行立法咨询,对相关具体的单项法律提供司法解释。
1.2.2完善管理机制与激励政策
当前的绿色与智能化技术虽能产生巨大的社会经济效益,但民众对此的需求并不强烈,开发商与设计施工单位对绿色与智能化产品的使用缺乏内在动力。因此,政府职能部门应该研究确定发展绿色智能建筑的战略目标、发展规划、技术经济政策;制定国家推进实施的鼓励和扶持策略;制定利用市场机制和国家特殊的财政鼓励政策相结合的推广政策;综合运用财政、税收、投资、信贷、价格、收费、土地等经济手段,逐步构建推进绿色建筑智能化的产业结构。
1.2.3转变智能化技术发展策略思路
我国绿色智能建筑发展技术思维方式需要发生根本性转变,从“以人为本”转向“以自然为本”。其实两者并不矛盾,保证自然的生态利益才能保证人类生存的根本利益,因此,更多的技术应用将会把自然利益置于第一位。技术思维方式的转变也表现在能源利用理念上,传统的节约思想将向可再生思想发展,从节流转向开源,只有开发新的替代性能源和可再生能源才能解决根本问题。
1.2.4利用现有技术,开发新型智能化技术
网络技术、新能源、再生能源技术和新材料处理技术等现代工业技术为绿色智能建筑的建设提供了必要的硬件技术支持。目前,国内用于建筑节能的技术概括起来主要有三种:一是降低能源消耗为主的建筑节能技术;二是资源再利用为主的建筑节能技术;三是利用新能源为主的建筑节能技术。其中发展新型能源和现代建筑材料处理技术是主流方向。
1.2.5对既有建筑进行节能改造
我国建筑能耗还有很大的下降空间,降低建筑行业能耗将是整个节能减排计划中的重要环节。政府对于新建建筑节能给予了强有力的支持,采取一系列政策和强制性法规来限制,并且卓有成效。2006年底,各地建设项目在设计阶段执行节能设计标准的比例约为95.7%,但施工阶段执行节能设计标准的比例仅为53.8%,可见,对于施工阶段的强制执行力度仍需加强。随着执行力的深入,新建建筑节能效果和经济效益必将日益凸显。
2绿色建筑智能化技术的发展趋势
2.1绿色建筑智能化系统的三大特征
2.1.1建筑设备监控以节能为中心
在绿色建筑工程中,虽然高效与节能型用能设备的选用已成为规范的技术措施,但是其实际效果如何,需要有运行数据来分析评价。因此无论是新建建筑还是既有建筑,通过能耗监测的实时与历史数据,我们可以对建筑物的设备运行状态进行诊断,对能耗水平进行评估,从而调整设备系统的运行参数,变更用能方式,杜绝能源浪费的漏洞。由能耗数据可以进而形成对既有建筑及其设备系统改造的方案,不断提升建筑物的能效。
绿色建筑中有区域热电冷三联供系统等控制;有利用峰谷电价差的冰蓄冷系统的控制;有采用最优控制方式来充分利用自然能量来采光、通风,进行照明控制与室内通风空调控制,实现低能耗建筑;有可以随环境温度、湿度、照度而自动调节的智能呼吸墙;有应用变频调速装置对所有泵类设备的最佳能量控制;有自动收集处理雨污水,提供循环使用的水处理设备控制系统。最优控制、智能控制等策略,正在绿色建筑中得到广泛的应用。
1.引言
科技的发展方便了人们的衣食住行,不久的将来建筑智能化将成为建筑行业的发展与改革放向,并将成为衡量一个国家人民生活水平和科技水平的标志。最近几年,尽管建筑智能化已经成为建筑行业的热门,也有不少关于智能建筑的资料,甚至已经出现了称为智能建筑的建筑,但人们对智能建筑的认识还是很少的。基于作者对建筑领域与电气工程领域的涉猎,本文将对建筑智能化作一个系统的阐述。
2.智能建筑的含义
智能建筑在国际上会有一些不同的定义,我国专家将其定义为: 利用系统集成的方法, 将通信、计算机网络、信息与建筑工程等领域的不同技术有机地结合起来, 实现对各种设备的自动监控,优化组合各种信息资源的管理及使用者的信息。智能建筑具有安全、合适、便利、高效和灵活等特点。根据现已建成的智能建筑的功能及其定义,智能建筑应该具有: 通信自动系统, 即Communication Automatic System(CAS);建筑设备自动化系统, 即Building Automatic System(BAS;办公自动化系统, 即Office Automatic System(OAS)。所以智能建筑又有另外一个名称3A建筑。高速数据网络和大型计算机将这三个系统有机地集成在一起,但每个系统又有各自独立的网络和主控设备,将三个系统的功能充分的发挥。这种具有现代技术特点的建筑,就是智能建筑。
智能建筑需要一个高度集成化的弱电系统应该, 如果弱电系统不集成就不是智能建筑, 智能建筑(英文是 lntelligent Building)是指具有人脑搬能够思考的建筑,这样的建筑具有“智慧”。建筑智能化就是一个集成化的、具有“脑子”的、功能健全的建筑。可以说智能建筑是是一个具有智商高的建筑,也就是说人们想到的事, 也能想到,而且它的思维更快。
3.建筑智能化设计
智能建筑的实现过程称为建筑智能化。在建筑工程施工的过程中借助先进的计算机技术、网络技术、卫星通信技术以及自动化技术,很大地提高了建筑施工的效率和质量,使得建筑的安全性和舒适性也得到提高。建筑工程智能化电气设计是智能化设计中非常重要的部分,它包括智能建筑中照明和室温控制系统的设计、供电配电的监控系统的设计,自动化系统设计等。
(1)照明和温度等控制系统是建筑工程中非常重要组成部分,它需要将室温、空气质量和照明控制在某些特定的范围之内。其中照明控制系统主要控制周边灯、建筑工作灯、室内遮光设备以及环境灯以及等部分。由于建筑智能化工程集成系统中所所使用的部件例如数据传输总线、硬件接口和软件接口等往往是从不同的厂家购得,会有不同的标准,再加上被控制目标的多样性和复杂性,使得控制系统的设计变得复杂,电气设计工作无法顺利的开展。这就需要进行合理的电气设计,以充分发挥每项设备的工作能力,实现建筑对工作环境的照明、室内温度、空气湿度以及新鲜度完美的控制,保证个人可以根据自己的生活习惯制定适合居住、工作的环境,自我调节各个指标,实现电气设计的最优化。
(2)建筑供电配电的监控管理系统
供电配电的监控在系统建筑工程智能化中占有举足轻重的地位,其能够实时监控建筑中各设备用电状况,进行调节,在满足用户用电要求的同时可以起到节约资源、保护环境的的作用。在建筑内电气设备出现故障或安全隐患时,供电配电的监控管理系统可以及时并处理,保证用电安全和用电稳定,延长了电力系统定期维修的周期。除此之外,智能电力系统可以远程和自动化管理,在无人看管的情况下,可以正常的操作,增加了用电安全系数。
(3)电气自动化控制系统
自动化早已成为二十一世纪以来各行业的发展趋势,在科技飞速发展的今天已表现出很好的应用前景。在建筑智能化工程中,电气自动化是非常重要的部分,其借助计算机技术和网络通信技术实时监测建筑内部各项用电设施,自动的、系统的、全面的监视、控制建筑内各电气设备的安全状况和运行状况,大大地减少了安全隐患和电气意外事故的发生。建筑电气自动化一般情况下是主要由现场控制器、监控主机以及通信网络等组成部分协调工作,共同完成智能建筑内部各个电气设备的自动化管理。
4.建筑智能化设计的注意事项
(1)要设计易于操作的电气系统,并且与传统的设备型号具有相容性。建筑智能化工程不仅要追求先进的施工技术,更要注意选择使用可靠的电气产品,同时选择性价比较高的,减少成本。
(2)在建筑智能化的设计过程中,需要根据用户的要求选择相应的设备和系统,充分发挥每个系统的作用,让智能建筑的功能满足用户居住和工作的要求。
(3)最后智能建筑的设计必须保证电气系统的可靠性、安全性和稳定性,保障用户可以舒心、安全的使用。电气系统设计时,我们既要考虑设备运行的可靠性,还要从整体上确保每个系统的配合要合理,这主要是因为建筑工程的电气设备一旦投入使用后,会进行不停止的长期运行,并且从不停止的。
5.建筑智能化的可持续发展
建筑工程智能化和智能化建筑系统赋予了建筑在信息化、科技化的社会中全新的内涵了。但是,在管理投入不够的国内大环境下,智能系统的许多作用得不到充分发挥,这个问题制约了建筑智能化的进一步发展。当今社会生活追求是是绿色、环保、节能的可持续发展,因此智能建筑的可持续发展将成为这一行业的重要使命。使用资源和信息共享的集成化的管理手段可以节约资源、降低成本、提高运营质量,设计出客户满意的智能化建筑。
6.结语
综上所述,建筑智能化已成为建筑行业的新方向,它在很大程度上改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量。由于智能建筑丰富的功能,建筑智能化的设计变得复杂,对建筑工程的电气设计也有较高的要求,因而,建筑工程整体的施工质量将会直接受到电气设计的影响。所以,优化电气设计,集功能性、适应性、安全性和经济性与一体的电气系统是建设出符合现代智能建筑的基础。
参考文献
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