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【摘要】陳述了智能建筑和生態建筑的現狀和發展趨勢,指出智能系統應用在生態建筑中前景廣闊,但還是存在一定的局限,尤其是設計理念和技術結合上,還有很大進一步開發研究的可能。
【關鍵詞】智能系統;生態建筑;發展前景
引言
生態建筑,是一種以生態學的和資源有效利用的方式進行設計、建造、維修、操作或再使用的建筑物。生態建筑的設計要滿足某些特定的目標如保護居住者的健康,更有效的使用能源、水及其他資源及減少對環境的破壞。智能建筑是當今社會隨著電子智能化技術的發展而開發的功能性建筑,將生態和智能一起應用到建筑當中是未來建筑發展的趨勢,綠色智能建筑的重點在于發展包括能源、水、氣、聲、光、熱、綠化、廢棄物管理和綠色建材等九個方向,只有這九大方面都完備了,才能建造完整意義上的綠色智能建筑。下文將淺析生態建筑智能化的應用前景。
1 生態建筑的發展史
20世紀60年代,意大利建筑師保羅?索列里將生態學(Ecofogy)與建筑學(Architecture)合并起來,創造出新名詞“生態建筑學”(Acrofogy),指出任何建筑或都市設計如果強烈破壞自然結構都是不明智的,號召將富勒的“MorewithLess”原則應用到建筑中去,對有限的物質資源進行最充分、最適宜的設計和利用,反對高能耗,提倡在建筑中充分利用可再生資源。與此同時,在眾多卓越的建筑設計師和建筑機構的不斷努力下,一座座根據特點設計的“綠色建筑”在這個世界上不斷的生長和在立起來,不論是公共建筑還是住宅建筑都出現了很多經典作品,它們代表著人類建筑的發展方向和必然選擇。今天,發展“綠色建筑”已經成為全球的共識。在1992年舉行的聯合國環境與發展大會上,與會者第一次比較明確地提出“綠色建筑”的概念。1995年美國綠色建筑委員會又提出能源及環境設計先導計劃(LEED),5年后加拿大推出綠色建筑挑戰2000標淮。中國香港和臺灣地區也相繼于1999年推出自己的標準,而中國內地的((綠色建筑評價標準》也已于2006年6月l日正式實施。很顯然,這也契合了當前中國政府循環經濟和可持續發展的戰略。在我國如果有效貫徹綠色建筑標準,將節約大量的能源建設投資。由于我國人均資源十分貧乏,所以發展綠色建筑迫在眉睫。特別是近年來全社會環保意識的不斷增強,營造綠色建筑、健康住宅正成為大多數開發商、建筑師追求的目標。人們不斷注重單體建筑的質量,也關注小區的環境。另外,在我國正處于節能減排發展關鍵時期,綠色建筑已經引起了各級政府的重視。所以,未來建筑行業中,生態建筑的設計建造會成為建筑建造中的主流。
2 智能建筑的發展史
上世紀70年代,隨著數字計算機的迅速發展,智能建筑這一理念―原先采用機電與模擬設備技術的建筑管理與控制戰略得到了自然發展。到80年代中期,自動化建(automatedbuildlng)的理念建立。90年代期間,世界各地智能建筑的數量以及結合到建筑中的建筑智能水平穩步增長。以英國i&i有限公司和英國建筑科學研究院(BRE)2004年9月共同主辦的2004國際建筑活動為巔峰,表明智能建筑市場已經逐漸成熟。進人21世紀,智能建筑領域中的信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等,都會有更加深入廣泛的發展及應用。但智能化技術只是一種手段,就整體建筑業產品的技術發展來說,技術終歸要為設計理念來服務。我國智能建筑建設始于1990年。1986年,國家計委和科委共同立項,中國科學院計算技術研究所承擔的軟課題《智能化辦公樓可行性研究》開始運作,并在1991年提出報告。據2004年的統計數據,中國(不包括港澳臺地區)共有不少于4500幢智能大廈,大部分建筑規模均在3萬平方米以上,上海金茂大廈(88層)、深圳地王大廈(81層)、南京金鷹國際商城(58層)等一批智能大廈世界聞名。2008年奧運體育場館更是當今世界智能建筑的杰出代表,它由通訊系統、體育竟賽管理系統、管理信息系統、建筑設備監控管理系統及節能系統等幾大部分組成。但是,由于經濟、技術、人為等各方面因素,我國智能建筑的發展還不成熟,智能建筑的理論研究也滯后,大多數研究停留在國外相關成果上,與中國國情有一定的差距。
3 智能系統與生態建筑的結合
3.1 設計理念上的結合
智能建筑在設計時考慮建筑單體的智能化是比較多的,而生態建筑的最終目標是以“生態建筑”為基礎進而擴展至“生態社區”、“生態城市”層面,達到促進建筑持續發展的目標。生態建筑不僅被作為非生命元素來對待,而更被視為自然生態循環系統的一個有機組成部分。大區域生態設計應用智能系統的研究報道還不是很多。一邊是高技術,一邊是有機生態環境,在建筑設計時如何將兩者結合起來是有不少問題的,現在一些較為先進的生態設計理念是原生態,也就是保持自然,修復自然,高技術尤其是高造價的智能系統在其中應用是不多的,如俞孔堅的一些作品。還有一類是高技術生態建筑,這類建筑要求的資金高,功能高,國外發展還是比較適合,但我國現階段除了一些面子工程,大部分建筑還是要以低造價、節能、可持續發展為主要設計宗旨的,建筑師們在在設計這一類建筑時,如何把握設計主旨還是要慎重考慮的。
3.2 系統技術上的結合
生態建筑的設計元素主要為綠色植物,陽光輻射,水,自然通風,廢物利用等,智能建筑的系統核心是計算機技術,軟件開發,電路設計等,兩方面要求專業知識上跨度是很大的,在現階段中國的教育體制下,在上述兩方面精通的技術人才還是不多的,可以將計算機方面的人才進行生態理念教育與實踐。
3.3 管理維護上的結合
后期維護管理同樣要求具有交叉知識的人員,除了線路維護,也要對環境功能進行評估,這方面比設計要求的技術門檻要低些,可以試著將管理維護進行智能化設計,由計算機指導維護人員進行。
4 智能系統與生態系統的開發前景
生態建筑要的是功能,而智能系統正是達到建筑生態化的手段之一,通過智能操作組織建筑內外空間中的各種物態因素,使物質、能源在建筑生態系統內部有秩序地循環轉換,獲得一種高效,低耗、無廢、無污、生態平衡的建筑環境,是符合21世紀建筑的發展趨勢的,也是節能,生態,可持續建筑實現途徑之一。
5 總結
中國的城市發展和城鎮化進程一定要考慮人與自然的關系尊重自然生態規律。本著協調共生、健康安全、科學求是、永續發展的宗旨提高我們把握命運的科學能力,約束人類無節制消費的行為,控制對資源的低效益消耗、浪費和過量的攝取,挖掘新能源拓展新技術,鼓勵創新從每一棟建筑、每一個社區、每一個城市、每一個國家做起來構筑綠色建筑、綠色社區、綠色城市,乃是構筑人類理想美好的未來,科學技術的智能化也是未來發展的趨勢,生態建筑和智能建筑一體化,必將是未來建筑新的發展點。
參考文獻:
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建筑電氣工程是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學,它是介于土建和電氣兩大類學科之間的一門綜合性學科。主要包括:建筑供配電技術,建筑設備電氣控制技術,電氣照明技術,防雷、接地與電氣安全技術,現代建筑電氣自動化技術,現代建筑信息及傳輸技術等。國家建設部定義的智能化小區的基本概念是:‘住宅小區智能化是利用4C(即計算機、通信與網絡、自控和IC卡),通過有效的傳輸網絡,將多元的信息服務與管理、物業管理與安防、住宅智能化集成,為住宅小區的服務與管理提供高技術的智能化手段,以實現決捷高效的超值服務與管理,提供安全舒適的家居環境”。建筑電氣專業被更緊密地與智能化建筑聯系在一起:建筑電氣設計活動中智能化的元素越來越多,通過人員專業知識的完善和項目設計中的綜合開發的運用,都直接起到提升建筑智能化的水平的作用。
2.建筑電氣智能化設計對智能建筑物業開發項目產生的影響
智能建筑作為現代建筑技術與信息技術相結合的產物,隨著科學技術的進步得到不斷發展和充實,通過采用多元信息傳輸、監控、管理以及科學有效的集成等一系列高新技術,以實現信息、資源和任務的共享。現代建筑技術、現代計算機技術、現代控制技術、現代通信技術、現代圖形顯示技術一一簡稱‘,4c+A’’技術,共同構成了智能建筑發展的技術基礎,智能建筑最主要的特征就是“智能化’。從成功開發的智能建筑來看,通過運用計算機技術對建筑物內的設備進行自動控制和管理,并對用戶提供信息和通信服務等,實質上是通過擁有一套或多套智能化系統,包括安裝計算機設備、數據通信線路、程控交換機等,用戶可以取得通信、文字處理、電子郵件、情報資料檢索、科學計算、行情查詢等服務。另外對建筑物的所有空調、給水排水、供配電設備、防火、保安設備由計算機控制,實現綜合自動化,使建筑物的用戶獲得了經濟舒適、高效安全的環境,使建筑物的功能產生質的飛躍。而這一切離開了建筑電氣設計都將無從談起。因為智能化建筑的每一項功能都將通過建筑電氣設計活動從最初的設計、施工驗收、功能維護及今后的技術升級來實現,可以說智能化的要求自始至終貫穿著建筑電氣設計活動的全過程。
3.建筑電氣智能化設計的基本要求和實踐分析
3.1建筑智能化系統的規劃和設計智能化要求貫穿于建筑電氣設計活動的全過程,因此建筑開發方應盡早規劃好智能化建筑的各項功能,在最初提出設計任務時盡可能洋細地說明智能化系統的內容、要求具備的功能、要求達到的標準、投資及能耗估計;設計單位在編制設計任務時應按照實際業務需要來確定,便于在設計活動中的方案設計、初步設計、深化設計、施工設計中進一步提高效率,做到優質、準確。智能化系統設計任務書是向設計單位提出的建筑物智能化功能要求,設計單位據此提出設計方案。任務書是智能化設計的基礎和前提。任務書的內容主要是:(1)設計依據:包括遵循國家現行有關規范和標準的建筑物的設計任務書、建筑物的建筑、結構、設備方案。(2)設計原則:要求功能上實用、技術上先進、經濟上合理、施工維修方便,符合可持續發展要求。(3)設計內容:包含通信系統、辦公自動化系統、建筑物自動化系統、火災自動報警系統、保安系統。(4)技術要求:分系統提出技術性能要求。
3.2建筑智能化設計的實踐分析建筑智能化和電氣智能化設計的目標是要向住戶提供‘方便快捷的信息通信、安全舒適的居住環境、高效便利的物業管理?!比欢鳛橐环N新型的地產物業,在國內尚未有出臺明確規范的設計標準。這就需要設計人員與物業開發方反復不斷地溝通,結合具體情況交換思想,明晰設計思想,以達到圓滿一致的效果。建筑智能化功能實現涉及多門現代學科技術,建筑電氣設計人員要成為諸多學科的專家不可能也并無必要,對于上述智能化功能所提及的各個系統,建筑電氣設計師在本專業基礎上再學習和了解各系統間之間是如何實現通信的就可以了,因為各個系統是可以單獨施工的。而且不同的廠家也有不同的通信協議所以要做到真正的集成是有一定有困難。所以設計人員的關鍵在于按照設計任務書基礎上制定的設計方案精心設計。
3.3建筑智能化對電氣智能化設計的嶄新要求近幾年來,各行各業用信息技術來改造傳統產業已經成為發展的潮流,而建筑智能化是與信息技術緊密結合的朝陽產業,社會對“建筑電氣與智能化’專業人才的要求越來越高??梢哉f,智能化建筑的成功與否,建筑電氣設計師的個人素質具有不可忽視的重要作用。事實上,真正理想的智能化建筑,不單是一個智能化設計師與智能化施工單位能做得到的。這其中建設方協調是最重要的。沒有建設方的協調,各執一詞,很難在思想上和行動上保持一致,從而影響到施工進度甚至智能化的最終效果。1、對建筑電氣設計師而言,電氣專業知識的精通是根本,必須熟悉相關規范,熟悉最前沿的技術,對智能化設計的信息等技術要有所必要的了解;通常設計師會為各行各業的建筑做設計方案,每個行業所涉及的內容肯定是迥然不同。一般來說,設計與施工當中具有很強的針對性,學校與酒店、政府與企業對智能化的要求是不同的。房地產中的智能化建設在建筑當中也是一步步完善的。而且智能化建設還有一個重要的,就是要與建設方要有很好的溝通與協調,才能真正的做好智能化建設。同時設計人員還必須要有豐富的現場經驗,能夠準確把握住施工中各個層面的要點和要注意的問題,對相關的土建、結構、強電、通風等方面的基本知識也要有一定基礎和了解,便于在弱電施工中隨時與多方面進行協調和配合。2、在弱電施工方面,弱電工程通常由土建(總包)進度來決定的,把握好施工進度很關鍵,尤其是要把握好施工進度中預埋、設備采購、設備安裝、調試等關鍵點。建筑電氣設計師要善于發現智能化建筑電氣施工中出現的問題,正確表達自己的專業觀點,并及時認真做好與各總包、強電等單位的協調、配合工作,處理好與各兄弟單位的關系。施工中各種資料要保存完好并歸檔。
[關鍵詞]建筑智能化;電氣工程;工程管理
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)36-0181-01
1、引言
智能建筑即是根據用戶的需求,將建筑物的結構、系統、服務和管理進行最優化組合,從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環境,是現代科技集成下的產物。建筑智能化電氣工程結合了現代建筑技術、現代控制技術、現代通訊技術和現代電腦技術,能有效提高建筑的適用性,降低了投入成本和使用成本,在我國的應用逐年增長,已經成為了發展趨勢。
2、智能化建筑在我國發展現狀
智能化建筑在我國發展更多的結合了可持續發展觀念和生態和諧發展理念,因此,我國的智能建筑特點更多的體現了節能環保性、先進性、實用性和可持續發展,注重節能減排,追求智能建筑的低碳環保。
(1)智能建筑在我國發展速度快
從1990年開始,智能化工程逐漸成為我國建筑工程重要的一部分,促進了建筑工程內容的擴展,提升了建筑工程的先進性水平,改變了工程投資方向。在這10多年的發展和積累中,智能建筑已經逐漸在我國得到普及,大大提高了應用水平。建筑工程的不斷規劃、設計、建設、管理使得企業積累了不少的經驗,工程管理模式從最初的單項子系統承包發展為現在的智能化工程總承包。
(2)智能建筑社會需求大
智能建筑能有效節約資源、降低成本、節能環保性能優良,在社會上需求大。各地紛紛建設綠色環保建筑,有效地節約了在管理投入、維修維護、設備更新換代、能源上的成本,是社會發展的必然趨勢。
(3)智能建筑發展水平低
我國智能建筑發展10多年來雖然進步很大,但與其它國家相比,發展水平還不是很高,還存在很多問題和有待完善的地方。如建筑智能化系統功能不足,運轉不穩定,工程滯后現象嚴重,有些工程無法如期完成,妨礙了建筑整體的完工,效率不高,導致企業經濟效益不高。國內生產的電子產品品質不高,常發生故障,國外生產的電子產品品質高,但價格偏高,不利于在國內普及應用,給生產生活帶來了困難,一定程度阻礙了智能建筑的普及。
3、智能化管理技術分析
建筑智能化電氣工程管理中,新技術的不斷發展增多,應用也不斷增多,智能化管理技術也是應用較為廣泛的一種。智能化技術是一門綜合技術,也是人工智能技術,是計算機技術的一個組成部分,主要集中有計算機技術、精密傳感技術、GPS 定位技術,主要應用在控制領域。
建筑智能化中的智能化技術,主要方面有自動控制技術、網絡技術、數據技術和通信技術。智能建筑主要由辦公自動化系統、通信自動化系統和樓房自動化系統三個部分組成。在科技發展中,智能化技術加入了更多的學科知識,具有更多實用的功能,成為了現代大型建筑的主流應用技術,將在未來得到進一步發展。
4、建筑智能化電氣工程管理技術應用
智能建筑能有效利用能源,在科學的建筑節能設計下,實現節能、低碳、高效效果,防止環境進一步惡化。建筑智能化技術結合了通訊技術與建筑技術,并在不斷發展中,推進實現高效、便捷、合理的目標,有利于資源的共享和信息的傳遞。隨著科技的進步、計算機網絡與工程技術的飛速發展下,人們開始追求便捷、安全、美觀與舒適的建筑,并在觀念中不斷普及和要求智能建筑的建設。為了增加競爭力,很多房地產也推出了樓盤智能化系統來提升樓盤檔次和質量,并廣泛應用在樓房監控設施、公共廣播、警報器、電視、通信、網絡、警報與停車管理等,提高了人們的生活質量。
5、建筑智能化電氣工程管理技術應用的問題
5.1 建筑智能化電氣工程存在的問題
建筑智能化電氣工程10多年以來得到了長足的發展,在很多方面都有不錯的成績。但畢竟發展的時間還不是很長,我國智能建筑還是存在很多問題需要解決的。
(1)系統規劃理念缺乏
建設單位對智能化系統還沒有深入理解,提出的要求過于片面和有些不切實際。承包單位缺乏以客戶需求為主導的規劃理念,且管理部門的專業技術人員缺乏或專業水平不高,不能從根部進行管理,使建筑智能化的衡量標準變成了簡單以技術系統數量的堆砌為準,進而降低整個工程的有效性。
(2)設計與實際脫節
建筑設計院和系統集成商是建筑智能化電氣工程的主要設計單位,都不同程度的存在著缺點和不足。主要表現在:快速發展的電氣工程建設要求與設計人員的知識儲備、知識更新、實踐操作經驗等方面之間不匹配;設計人員對當期主流產品的技術要求、技術性能不熟悉;設計規劃與實際建筑工程的具體實施過程不一致,存在矛盾,從而實際工程質量受到了設計問題影響。
5.2 加強建筑智能化電氣工程管理
(1)建筑智能化電氣工程缺乏高素質人才,且缺乏問題嚴重。
針對這種情況,必須盡快加大力度培養一批具有較高技術水平的專業技術人員,并不斷深入探討開發新技術和研究新方向。在現有的理論研究基礎上,定期組織多方人員參與研討會,就現存問題進行討論研究,聽取多方意見,特別是建筑商、施工單位、集成商和業主的看法,探討符合市場、符合人們需求的行業發展方向,對出現的問題提出解決措施。建立智能化建筑電氣工程管理技術專項研究基金,不斷提升科研水平,對有突出表現的人員進行獎金獎勵,從而促進整個智能建筑的快速穩定發展。
(2)做好系統規劃
在系統規劃設計階段,按照用戶需求的智能化系統,制定一份詳細的系統規劃書,再在詳細設計階段做好施工組織、施工技術規劃。制定定崗定責制度,合理安排各部門之間的責任問題和設計安排,經過有效的統籌安排,按期進行工程施工。在實踐中,再根據實際存在,對總體設計中的問題進行改進和解決,優化整個工程設計。
(3)做好施工管理
建筑智能化電氣工程的施工現場管理,要嚴格遵守施工工序安排,合理安排施工人員崗位,人盡其用,按期完成各分部工程,及時糾正并處理違規違紀行為,積極營造一個安全的、和諧的工作環境,避免各種安全事故的發生。對工程質量進行控制,合理安排質量控制點,控制每個工序的質量,檢查工序完成情況。重視施工質量檢查,加強工程質量驗收過程,建立健全建筑工程項目施工安全保障體系。加強為機械設備的維修、保養工作,避免設備帶病、帶傷工作,設備的安裝要符合有關設備的技術和質量標準,實施崗位責任制,保證每個操作人員都是執證上崗。加強施工人員是質量管理、施工技術、安全知識等方面的培訓,同時制定競爭制度,對技術不過關人員進行淘汰,提高總體技術人員平均水平。
6、結語
智能建筑具有良好的發展前景,未來發展的市場潛力大,且隨著科技的進步,智能化的水平將會進一步提高,智能化工程會被更多的人接受,得到更多的認可。在未來發展中,我們要加強對智能化電氣工程管理體制的建立,不斷提高施工水平,更多的技術人員服務于智能化建筑的建設。完善系統規劃,加強技術人員培訓工作,做好施工管理工作,促進建筑智能化電氣工程處于建筑業領先地位。
參考文獻
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[關鍵詞]:城市 建筑 智能化 設計 展望。
中圖分類號: F291.1文獻標識碼:A 文章編號:
正文:
1.建筑智能化設計概述
建筑智能化已成為現代建筑設計的重點內容,并且根據現代建筑的不同要求,智能化技術也獲得了相應的發展。不論在國外還是國內,還較難做出智能化建筑的確切定義。但就人們對建筑的功能需求和當前廣泛應用于建筑的技術,可做大致描述:在滿足良好的人居環境的前提下,基于較先進的技術和實用產品;使建筑擁有可靠的家居安全保障手段,能迅捷地進行信息獲取和交互,可提供豐富的娛樂休閑設施與內容及更加有效的環境保護措施;易于實現便捷的家居設施管理,便于對家居的維護和對家居設施與功能進行升級,在滿足人們對生活與休息要求的同時,滿足人們對家居的學習、工作、娛樂等多方面的要求,達到舒適、安全、便捷、環保。
2.智能化建筑發展
20世紀是人類建筑發展突飛猛進的一個世紀。上世紀之初到中葉,隨著電力照明,電話在家庭中的普及,人類建筑開始進入電氣化時代。20 世紀70~80 年代,各種家用電器開始涌入西方發達國家的家庭,建筑開始進入電子化時代。80年代中期,家電產品種類更加多樣,功能更加繁多,安保防災等產品融入家庭,以前應用于工業領域的控制思想和手段開始應用于家庭設備的控制與管理, 由此形成建筑自動化(Home Automation)的概念。進入90 年代,基于通信與信息技術(特別是網絡技術)的飛速發展,對建筑內各種家電、安保、防災等設備進行監控與管理,運用先進的通信手段及時獲取信息并使享受各種服務成為可能。建筑智能化的思想開始形成。
3.城市建筑的智能化設計特點
智能建筑的規劃建設與其它智能建筑的規劃建設一樣要考慮應用環境、功能用途、實施技術、管理維護、成本計算這五大要素。這是因為建筑智能化是智能建筑在民用建筑建筑領域的擴展與延伸,因此在設計規劃智能化建筑時既要考慮其與一般意義上的智能建筑的聯系,又要重視它們之間的區別。
首先,智能化建筑是以居住小區(社區)為應用環境平臺,面向的是長時間生活在其中的居住者。因而在設計規劃時考慮更多的應是其周圍能夠得到良好的人居環境,能方便地實現建筑所期望提供的各項功能,并易于建筑在品質、功能等層次上的提升。其應用的環境相對簡單,物理空間小。
第二,就其功能用途而言,智能化建筑是向其使用者提供安全、舒適、便捷的居住空間。它要求建筑首先要有較強的安全保障功能;其次,建筑應具有便于管理的功能(包括對各種家居設施等硬件的功能性管理和對日?;顒拥氖聞招怨芾恚?;再次,隨著人們生活水平的提高,對建筑休閑娛樂功能,特別是信息獲取與交互的功能要求也在逐步提高。
第三,當前構成建筑智能化的系統相對簡單,主要由各種不同的功能模塊通過總線技術進行連接,達到對家居設備的本地、異地監視與控制和相應數據的采集。建筑與小區管理中心之間采用總線連接,也有采用局域以太網連接。建筑與小區以外范圍的聯系主要采用以太網連接。智能化辦公、商用建筑和其他功能性建筑內部主要通過總線技術將樓宇中各個節點、傳感器連接,達到對建筑設備的監控和管理。此外對智能化辦公、商用建筑中的“軟技術”(相應的控制策略等)要求較高。
第四,在管理維護方面,建筑是獨立簡單的小系統,并由此構成建筑小區的智能化大系統,但兩者之間的關系并不十分復雜。小區對各個分立建筑系統一般只要求進行數據采集(多表數據采集和遠傳)、信息交互(主要是提供信息服務),并提供與外界聯系的中繼(住戶網絡接入服務等)。因此,智能化建筑維護的范圍面較窄,工作量也不是很高。
最后是成本計算,這包括智能化系統在建筑中的初次投入成本、使用成本、維護更新成本和因其應用對其他方面所產生的成本節省(或遠期效益)。其計算公式是:
成本計算= 初次投入成本+ 使用成本+ 維護更新成本- 成本節省(或遠期效益)
對于建筑智能化建設與實施來說,成本計算這一要素要比其他幾個要素更為重要,因為建筑面向的對象是普通消費者,并且建筑又是一種極為特殊的商品。對于廣大消費者而言,對建筑基本品質的要求遠遠大于對建筑附加功能的需求。如果附加功能的成本過高,多數消費者就將放棄其附加功能。因為在其它類型建筑中,由先進技術保障和支撐的完善功能所產生的成本節省和遠期效益相對較大。
由此我們可以看到,在智能化建筑的規劃與建設中五大要素密不可分,其中應用環境應該作為規劃設計的背景;成本計算作為建筑智能化設計、實施和應用的客觀決定因素;功能用途、實施技術、管理維護則成為規劃設計時的客觀保障要素。
4.我國當前智能化建筑設計的問題
應該說我國的智能化建筑的設計、建設還處在起步階段,但規劃建設速度很快??v觀我國目前智能化建筑的設計和建設,以下問題應該引起重視:
(1)整體設計智能化建筑的理念還不強。在設計時過分強調自動化與通信技術及相關功能的應用,較多呈現出電子、自動化、通信技術產品及其功能的簡單集合與堆砌的設計傾向。
在住宅設計中,由于住宅比其他建筑寬泛、復雜許多,這就要求在設計智能化建筑時要有一種整體考慮的思想。住宅的規劃如何能夠更好地達到與環境的和諧;如何能在住宅結構和材料上達到環保的要求并節能;如何在住宅基本結構與設施的維護上更加方便等內容都應被融入到建筑智能化設計與建設應考慮的要素中。
(2)目前建筑中“智能化技術產品”應用的建設和維護成本還較高。由于高端技術產品應用到建筑上對于使用主體——普通住戶來說并不能產生很高的收益,并且我國大部分消費者對建筑還只是滿足于對其環境與地段、建筑戶型結構等基本使用要素的要求上,這樣初期平均60~80 元/m2的成本就會讓眾多消費者望而卻步,而隨之的相關服務、維護費用也會使建筑智能化停留在口頭上。
(3)應用于智能化建筑的產品還較為模式化、單一化。目前用于建筑中的家庭集控產品主要由數據采集模塊、安全防范模塊、家電控制模塊、通信網絡模塊組成,并輔之以寬帶網入戶。家居集控裝置與被控產品(主要是家用電器)在設計生產中還存在較大的矛盾,目前能夠同時進行集控裝置與被控產品制造的廠家不多。智能化系統產品的開放性、相互兼容性、可升級性還欠考慮。家居智能化產品操作復雜,對使用產品有諸多不便。
5.建筑智能化發展展望
21 世紀建筑智能化的發展將不僅是現代技術應用上的進步,而將是人們日常生活理念和方式上的重大轉變。建筑也不僅僅是人們居住的物理空間,更將與人們生活的方方面面相互滲透和融合,從而具有物理實意以外多方面的意義。而未來新的技術將給建筑智能化帶來更大的飛躍。
未來在規劃設計智能化建筑時應更加注重建筑的應用環境背景的要求。這種環境背景要求不僅是建筑所處的周邊小環境,更有可能擴大到與城市這種范圍的大區域背景相聯系。并且其規劃設計也將是多學科的綜合與協作。
智能化系統在建筑中應該具有較高的性價比。即使初次投入由于所用技術的先進而導致了成本較高,在今后的使用成本、維護更新成本上應該有較大幅度的降低,對于其他方面(如能源的利用等)的成本也應有較大的節省,并且能夠帶來更多的附加值。
6.結語
未來全國城鄉建筑仍會大幅增加,為建筑智能化提供了廣闊的應用平臺,科技的飛速發展也為建筑智能化提供了有利的技術保障,我國在智能化建筑建設與發展上具有十分廣闊的發展前景。
參考文獻
1 馬鴻雁.我國智能化建筑小區發展綜述[J].北京建筑工程學院學報.2003(1)
【關鍵詞】發展方向;建筑智能化技術;建筑節能技術;遮陽;保溫
建筑技術在建筑設計管理中占有十分重要的地位,它涉及到很多有關建筑方面的內容,如我們常見的有智能技術、防水技術、節能技術、保溫技術等等,隨著社會的不斷進步,如今人們對現實生活環境和工作環境提出了更高的要求,房子已經不再僅僅是人們遮風避雨的場所,它已經慢慢發展成為人們工作、學習和生活的地方,房子的質量好壞直接體現了人們的生活質量的優越程度。因此,為了滿足人們對房屋建筑環境的要求,不斷發展建筑施工技術,促進其向現代化、智能化、節能化方向發展,使人們的生活變得更加舒適和美好。
一、建筑施工智能化技術的探究
(一)建筑智能化技術的介紹
人類邁入二十一世紀后,隨著科技的日新月異,全球化知識經濟時代已經到來,為了適應社會信息化和經濟全球化的發展需求,建筑技術智能化逐漸孕育而生,它也是人類社會生產力發展的必然產物。建筑技術智能化將建筑施工技術與計算機、電子信息及網絡技術有機的結合起來,在建筑物內或建筑物之間實現進行電子信息化管理和無線網絡對接達到信息的交換、共享、辦公自動化控制等綜合利用的能力。智能化技術把當下最為先進的科學技術,充分的運用在現有的建筑物系統中,有效展示出智能化的作用和魅力。其中建筑技術智能化主要涉及到的內容包括房地產開發單位對建筑技術智能化系統的市場分析和需求報告,智能化設計和材料的選擇和適合智能技術工程監理應具備的能力要求,還有對智能化系統的設計和實施方案以及驗收竣工后的管理等。
(二)建筑智能化技術存在的問題
根據對現階段建筑智能化技術的發展現狀和趨勢分析看,我國在建筑智能化技術領域中存在著一些問題,主要表現在以下幾個方面:
(1)由于建筑技術智能化還處在成長期,政府的政策性引導對智能化技術的發展起到了決定性的關鍵作用。錯誤性的引導會使建筑技術智能化的發展出現失衡、混亂。
(2)國內建筑行業對智能化技術的發展重視程度不足,縱觀目前我國建筑智能化技術市場,大多還是以國外智能化技術為主,國內建筑企業不能形成一套國產智能化體系,使得我國智能化技術的發展十分緩慢。
(3)建筑智能化技術所涉及到的方面十分廣泛,它除了包括建筑本身的技術層面外,還涵蓋了計算機、電子信息、網絡技術及人性化技術等多個學科。因此要實現建筑智能化技術,就需要將這些學科涉及到的相關部門行業有機的統一起來,成為一個整體。而目前在建筑技術智能化發展中由于各學科之間的差異性,存在合作困難,各自為政的局面,嚴重影響了建筑智能化的發展。
(三)建筑智能化技術發展方向
今后建筑智能化技術將成為建筑行業發展的主要推動力,建筑智能化技術的發展方向是在建筑技術的基礎上,不斷對計算機技術、電子信息、網絡工程、可視化技術、家庭智能化技術等領域進行拓展,實現人類社會居住和生產環境自動化,通過運用先進的建筑智能化技術,實現人類工作和生活環境的可持續發展。
根據我國實際國情出發,我國是一個人口多,底子薄的國家,居民人均居住面積狹小是目前建筑領域面臨的首要問題,依照我國有關政策規定,大力發展城鎮人均住宅面積,給建筑領域帶來了巨大的商機。發展智能化居民生活小區,為廣大城鎮居民提供自動化、網絡化的高質量社區是未來中國建筑智能化技術發展的方向。
二、對建筑施工節能技術的探究
(一)在建筑遮陽中應用節能技術
在建筑中采用遮陽措施可以有效的調控陽光的光線,改善房間內的光線環境,一方面可以阻擋陽光的直射,減少了空調的使用所造成的能源損耗,另一方面可以降低電燈的使用,所造成的電力損耗,最大程度的實現了節能的功效。在建筑設計中,對遮陽的設計應當按照建筑物的所在區域的氣候環境、樓宇位置、室內結構、窗戶朝向以及房屋使用等情況的不同,采用的各種遮陽材料和技術,設計出不同的建筑造型,使其能夠滿足人們對建筑外形的要求的同時,有實現了房間內節能、健康的環境的需求,合理的設計出完美的遮陽效果。
(二)建筑外墻保溫中采用節能技術
在樓宇建筑施工中,采用外墻體保溫技術,將墻體內加入苯板和具有保溫性較強的砂漿,是樓宇墻體具有長時間的保溫效果,從而實現節能的功效。在保溫節能技術中,經過人們的不斷嘗試和研究,證明內保溫和內外混合型保溫技術在保溫節能技術中是不可取的。目前,使用較為廣泛的墻體保溫技術是外墻外保溫技術。外墻外保溫技術具有諸多優點:第一,使用范圍廣泛,它既能夠在用于炎熱氣候下的空調建筑,也能夠用于寒冷氣候下的采暖建筑。第二,能夠有效的達到保溫的功能。因為采用保溫的材料在樓宇的外測墻體內,可以大大消除處在外墻和屋面等維護結構中的鋼筋混凝土等部分的造成的“熱橋”的干擾。第三,具有較高的節能功能。外墻外保溫技術與外墻內保溫技術及混合保溫技術相比,它使用了高科技的保溫材料,有效的降低了自然界溫度、濕度、紫外線的直接影響,節能功效要比上兩種效果好很多。第四,外墻外保溫技術除了具有較好的保溫功能,還能有效的阻擋雨水對墻體的損壞,具有較強的抗濕防潮性,杜絕了方面內出現的墻體滲水、發霉等現象,為人們的生活提供了良好舒適的環境。
三、結語
總之,依照當今科學技術的不斷發展和人類社會進步的步伐日趨加快,未來建筑施工技術會朝著智能化和節能化的方向迅猛發展,隨著人類思想層次水平的不斷深化,人們對房屋建筑的質量和舒適程度的要求逐漸提升,如何建造出既能滿足人們生活生產的高需求,又能實現建造的可持續發展,是每一名建筑技術人員值得探索和研究的課題。
參考文獻
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探討智能化建筑設計,文章最后對智能化建筑發展趨勢進行前景概括。
關鍵詞:智能化建筑 設計 發展趨勢
Abstract: the rapid development of electronics and information technology in modern society, intelligence has become the trend of the times, of intelligent design is even more true. This article on intelligent building to explore the meaning of intelligent design, article summary about the future development trend of intelligent building.
Keywords: intelligent building design trends
[中圖分類號] TU2[文獻標識碼]B [文章編號]
一、智能化內涵
進入2 1世紀,智能化技術從大廈走向小區,邁進千家萬戶,智能小區的內涵也在不斷地豐富和完善。究竟達到一個什么樣的標準和模式,才可以稱之為住宅小區智能化呢?它是指從人的生活需求出發,綜合運用了計算機、信息、通信、控制等科學技術,以家庭智能控制系統、社區信息平臺、安防系統、物業管理系統和綜合信息服務系統,用高科技手段構造服務平臺,為小區住戶提供安全、環保、高效、舒適、方便的生活空間。可見,小區智能化是一項集計算機、通信、自動化控制等高新技術于一體的人居環境系統工程,反映了人類社會進步、生產力發展以及知識經濟時代的必然需求。智能化住宅小區應該具備安全防范、物業服務與管理、信息網絡及布線、家庭智能化4 個方面的基本功能要求。
1.安全防范功能。包括小區出入口管理和周邊防范、電子巡更、閉路電視監控、對講(可視)與門禁控制、住戶報警與緊急求救、安防報警(防盜、防火、防燃氣泄漏、防溢水等)。
2.物業服務與管理。包括物業管理綜合信息服務(包括收費結算)、遠程抄收與管理(水、電、氣、暖計量與收費)、車輛出入、停放管理、公用設備監控與管理(供水、供電、供暖、電梯、園林管理、垃圾儲運、排污等)、區域與公共照明、電子公告與廣告欄、背景音樂與廣播。
3.信息網絡與布線。包括模擬計量數據傳送、開關控制量傳遞、程控數字交換(電話、傳真通訊)、視頻(公共電視、有線電視、V O D點播)、綜合服務信息數據網(因特網、電子商務、遠程醫療、遠程教育、證券交易、電子銀行、網上娛樂等)。
4.家庭智能化。包括家庭辦公、室內人工環境調控(溫度濕度調節、室內外空氣對流調節、室內空氣凈化等)、家電智能控制。國內首個真正意義上的高科技智能化小區當屬曾被深港兩地傳媒冠以“地王之王”美譽的深圳“紅樹西岸”項目?!凹t樹西岸”引進的這套智能家居系統,是由全球500 強之一的霍尼韋爾安防集團提供的。霍尼韋爾是目前世界自動化技術的引領者,全球有超過一億個家庭和五百多萬幢大型建筑在使用其樓宇產品和技術,而其中的智能家居系統,更是這家國際大公司居領導地位的核心優勢產品。小區給人印象最深刻的要屬安防系統。從小區周邊的智能探測器到小區內智能警示系統,從大堂智能門禁到能識別業主身份的電梯,從智能門鎖到室內層層防護模式設定,這一切,可以完全讓業主擁有安全又私密的個人空間。在這里,通過身份確認進入小區后,還必須刷卡才能坐電梯。通過智能卡上的信息,電梯會把你帶到自家所在的樓層,別人想去你的樓層是去不了的;在家門口,你可以通過有密碼的智能卡或者指紋記錄開門,不在家的時候,沒人進得了你的家。房子門口處,還有一個小小的方塊形液晶顯示屏,是家庭的智能終端,可以進行各種家居智能操作。從智能終端上,可以看到“外出、就寢、在家”三種選擇狀態,燈光場景、窗簾、防盜安全系統等將根據不同的狀態選擇自行啟動或關閉“如果在客廳等處安裝攝像頭,主人就可以在外通過電腦看到家中兒童、老人的生活狀況等,還可以在網上查看有哪些客人到訪,長期在外地工作的業主,隨時可以看到家中情況。”一句話,無論你身在何處,整個家都在你掌控之中。繼“紅樹西岸”之后,位于杭州錢江新城核心區內的東方潤園也成為了高科技智能化小區。
二、建筑智能設計
建筑智能化系統工程技術過程的主要內容有:建筑單位對用戶的智能化建筑需求進行可行性評估,對建筑的各項技術指標進行預測,進行系統的選擇和設計,工程具體的施工要求的制定等;系統供應商對系統進行設計安裝,并對系統提供后續維護工作以及建筑的物業管理。智能化建筑的系統是運用先進的科學技術,將智能建筑的各個部分整合,最大限度的發揮出其能力。智能建筑系統集成技術是借助于樓宇設備自控系統、通信網絡系統、辦公自動化系統,把現有分離的設備、功能、信息等綜合集成一個相互關聯、統一、協調的系統之中,用于綜合建筑物的各個環境。
1.項目策劃及建筑智能化設計
1.1首先,設計師在設計時必須充分的考慮好建筑智能化的水平需求,根據建筑智能化的需求,我國的建筑智能化總體水平以及建筑規模去設計。通常認為,建筑面積在2 萬m2 以上的建筑配備建筑智能化系統會比較實用。
1.2創造舒適的工作和生活環境是建筑智能化的目標之一。智能建筑內的溫度、空氣質量、光線、獨立而又安全的工作和生活環境、計算機網絡、符合人體工學的辦公家具、休息空間及建筑物外的景致和適當的隔離等等方面,都應充分體現設計師獨具匠心的構思。設計時要保證室內能充分的分享到室外的陽光。外墻可以布置成凹凸狀,利用這樣的平面做成所謂的corner office。在辦公區要適當安排一些帶有自然風味的工作人員休息的角落。設計時應避免做固定扇的外窗。
1.3采用合理的結構形式、柱網和層高。采用框架結構、框剪結構可以提供靈活多變的環境,一般9m 的柱網對停車、空間分割及結構設計都比較適宜。由于智能建筑內部要求舒適的環境,所以所有管線均不能暴露,考慮到中央空調的管道、綜合布線的要求、空調排水的坡度及架空地面等方面,建筑物的層高應大于3.6m,只有這樣才能保證辦公區域的凈空不小于2.6m,走廊里的凈空不小于2.3m。
1.4智能建筑物內部合理布線,建筑物內部產生大量熱量和噪音,因此要合理的劃分職能區域,使生活區和工作區分開互不影響,設置專門的設備維護區域,為了達到智能化建筑的效果最佳,還應該根據外界因素的改變及時改變智能化建筑的運作指標,使得建筑自始至終能發揮出最大的效果。
1.5設計師在設計過程中還要考慮智能建筑內的變化、發展及新
增項目的可能性。
2.智能建筑的天花板及墻面設計
2.1地面。智能建筑內的地面可采用架空地面、預制線槽的樓板面層及地毯地面等。架空地面設計易于布線,而且很便于線路的管理工作,其弊端是會造成地面的高差。樓板面層預制線槽也很方便布線工作的開展,施工方便沒有高差,可布設在面層10cm 內。在方塊地毯下布置布線系統,但是在布線時要求線路較少,最好沒有交叉點,其弊端是易產生靜電。
2.2墻面。智能建筑內的墻體除了做隔斷以外,墻面上還可以做出線口,墻內空間還能布置各種傳感器和控制設施。
2.3天花板。智能建筑內的天花板需要負責照明、送風、出風、煙感、噴灑等的走線及出口任務。
3.專用機能室的設計
3.1中央控制室。中央控制室的職能是全面監控整個智能化建筑的運行狀態,并及時發現問題,是智能化建筑的心臟。
3.2電視會議室中需要考慮音響、光源、照度及配電等的設計。
3.3咨詢中心。咨詢中心中需要配備電腦、多功能工作站、電子檔案、影像設備的輸入和輸出裝置、微縮閱讀及閉路電視等。
3.4決策室需要考慮音像、聲音、會議、電腦及通信系統的綜合設計。另外,接待柜臺、電腦機房等機能室都需要給予充分的考慮。
4.屋頂的設計
建筑屋頂直接的敞開接觸外界,職能建筑的屋頂會有很多的設備暗轉,所以設計者要進行全面的美化外觀,還可以充分的利用自然界的風能太陽能等,使得大自然能夠為建筑服務,當然也應該設有相應的預防措施,防止自然災害對建筑的損壞。還要考慮到設備運轉時產生的震動、噪音、電磁場等因素,電纜穿過屋面以后如何防止漏水,電線基座的防水、防風及防震的問題。
三、智能建筑的發展趨勢
智能建筑結構趨向于開放式因為建筑智能化系統是一個動態的、發展的系統,在智能建筑的生命周期中,建筑結構具有最長的生命周期(約五十年)。一般的硬件和軟件設備有五至七年的生命周期,而辦公自動化系統只有二至三年的生命周期,如果智能建筑系統做成開放式的系統,它就能不斷吸收新的報術,更新舊設備,從而使整個建筑智能化系統運行得更好、更有效。將具有不同功能的智能建筑互聯綜合在一起,形成智能建筑群、智能街區、以至智能城市等。目前國際互聯網(Intemet)的迅速發展為這種趨勢奠定了基礎。智能建筑形成了一個非常廣泛的電訊環境,在這個環境里一個主干網可能與大量的子網交織在一起,而且設備運行參數范圍大,這意味著網絡協議必須容納所有這些內容。此外,隨著綜合業務數字網和寬帶綜合業務數字網的快速滲入,就有許多外部的網絡協議與智能建筑的網絡接口。如何定義和處理智能建筑內部的、外部的接口需要,將是一個重要的課題。
四、結束語
智能建筑是人、信息和工作環境的智慧結合,是建立在建筑設計、行為科學、信息科學、環境科學、社會工程學、系統工程學、人類工程學等各類理論學科之上的交叉應用。智能建筑己成為未來時代建筑的標志,中國的智能建筑將面向新的世紀,面對信息時代,做好一切準備迎接更大的發展。
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關鍵詞:建筑樓宇電氣技術發展
建筑電氣技術的發展,是隨著建筑技術的發展,電氣科技的發展而同步的。尤其是隨著信息技術的發展,如計算機技術、控制技術、數字技術、顯示技術、網絡技術以及現代通信技術的發展,使建筑電氣技術實現了飛躍性的發展。自從改革開放以來,與國際上進行廣泛的技術交流,國際上許多先進的新產品、新技術不斷進入中國建筑市場,使建筑電氣行業邁出了新的一步。
70年代末,建筑行業是我國大的支柱產業之一,建筑電氣專業處于無標準規范、無科技期刊、無專業學會、無科研機構、無情報交流的狀態,這與國家經濟發展是很不相稱的。建筑電氣專業存在的上述問題不解決,勢必要拖建筑行業的后腿。經過短短幾年時間,這一情況得到了巨大的改觀。大專院校先后在電氣自動化專業開設與建筑電氣有關的基礎課程;成立了中國建筑學會建筑電氣學術委員會、全國建筑電氣設計技術協作及情報交流網、出版發行《建筑電氣》雜志,部標《建筑電氣設計技術規程》也于83年頒布。為建筑電氣專業設計今后的發展打下了堅實的基礎,成為推動建筑行業同步發展的動力。
各省市也在此基礎上陸續成立了相應的學術機構,為本地區的建筑電氣發展和進步積極努力,通過介紹、交流建筑電氣設計中的新技術,達到了培養在職廣大技術人員業務提高的一條卓有成效的途徑。
隨著改革開放的不斷深入,與國際技術交往、合作愈加頻繁,從70年代末期的南京金陵飯店首開高層建筑國內外合作設計的先例后,相繼在廣東、深圳、上海、北京等地陸續建設了一批高層建筑。有的是合作設計,有的則是國內設計單位獨立完成。在此期間,廣大設計單位紛紛感覺到建筑電氣技術的發展速度之快,是我們閉關自守這么多年所始料不及的。我們可以回顧改革開放初期建筑界的形勢,國家以鄰近港澳的沿海城市作為改革開放的窗口,全國許多省市的建筑設計院則以在沿海特區開辟分院、公司作為了解新技術的窗口。這種舉措,在當時確實起到了良好的作用,使我們進一步看到了自己的差距,也逐步了解了國外建筑電氣發展的情況。通過與國外同行的交流,引進新產品、新技術用到建筑中來。促進和加快了我國的建筑電氣技術的進步。經過多年的發展,隨著基本建設的推進,建筑電氣技術在全國范圍內得到了充分的發展。尤其是從1992年小平同志南巡講話后,經過撥亂反正,認準了方向,全國基本建設的形勢歷時十余年,以令世界矚目的勢頭持續高速發展,使建筑電氣行業有了長足的進步。
建筑電氣包括強電和弱電兩部分,強電部分的設計內容主要包括:變配電系統、電力和照明系統、防雷接地系統等。一般來說,建筑中變配電系統主要包括:高低壓系統、變壓器、備用電源系統等;電力系統主要包括電力系統配電及控制;照明系統則包括室內外各類照明;防雷接地系統包括防雷電波侵入、防雷電感應、接地、等電位聯結和局部等電位聯結、輔助等電位聯結等等。在這短短二十多年中,這些系統的技術和產品發生了巨大的變化,許多設計的理念也隨之發生了巨大的變化。例如高壓系統中的高壓開關柜,其最早采用的斷路器為油斷路器,后逐漸發展到少油斷路器,不僅體積大,而且不防火。所配置的高壓開關柜體積大,還必須獨立設置在自己的隔間內,占用了很大的建筑面積。現在所采用的真空斷路器和SF6斷路器,不僅體積小,而且短路容量也高,柜體尺寸也比原來的柜子小了許多,由于斷路器無任何油,防火性能大大提高,并且可以與其它低壓設備共置一個房間內,既節省了空間,又方便了管理。低壓斷路器已從過去的體積大、短路容量小發展到大電流、高分斷能力、體積小、性能穩定,使系統更加安全可靠,并給設計帶來了方便。近些年低壓斷路器又朝著智能化方向發展,可將斷路器的多種參數通過工業控制總線,直接將信號傳送給計算機。
干式變壓器的出現,為建筑電氣設計帶來了極大的方便,由于不存在由于變壓器油泄漏而發生火災的可能,使之可以方便地設置在建筑物的內部,更直接深入到負荷中心。另外也消除了建筑內對油變壓器容量的限制,建筑中干式變壓器可以采用更大容量。在曾設計過的工程中,就采用過4臺2500kVA干式變壓器。
應急電源所采用的發電機組,從其性能和體積上看,都比過去有很大進步。除在工程中采用柴油發電機組外,作為應急照明,可采用EPS,對于允許中斷供電在毫秒級的設備,則可采用UPS。
電力設備的控制,從過去的單一繼電控制走向了自動控制,除了各類元器件性能更好、體積小,使控制箱體體積減小外,更主要是由于采用了數字技術控制,使受控設備處于最佳控制狀態,進一步達到了節能的效果。
照明工程更是從過去的光源單
一、光源和燈具效率低的狀況中走向了更廣闊的前景。目前在建筑中所采用的光源,有多種品種可供選擇,光源朝著發光效率高、光色好、顯色指數高方向發展,燈具也在不斷提高其效率和配光形式,以利于各種不同場合的應用。光源的附件,例如用于熒光燈的鎮流器,從過去的普通電感式鎮流器發展到節能型電感鎮流器、電子鎮流器,而且針對諧波分量的大小,生產出低諧波電子鎮流器。眾多的光源、附件和燈具,能滿足設計人員的各種選擇和設計,并充分滿足各類建筑、各種場所對照明的要求。不管是室內的工作照明還是裝飾照明,不管是道路和庭院的室外照明還是建筑物的泛光照明,無一不顯示出照明技術的發展給建筑照明帶來的方便和好處。
另外在電氣設計中所采用的其他裝置和設備,例如雙電源互相切換的互投開關,也從傳統的產品走向了專業化的生產,除了滿足常規的電源切換外,還出現了能滿足電子設備雙電源互投,能在1/4電源周波內互投的產品,大大提高了供電的可靠性和連續性。
供電電纜和導線是建筑電氣中大量采用的產品。查看過去的電纜和導線樣本,其品種顯得貧乏,而如今,各種纜線不斷推出,從普通PVC纜線到阻燃、耐火、低煙無鹵輻照環保型纜線;從普通絕緣材料到礦物絕緣;從普通絕緣母線到封閉型母線、預分支電纜等等。這些技術均為建筑電氣的安全、可靠、便利、環保提供了有力的保障。
針對特殊建筑的配電需求,一些新型的裝置也得到廣泛的應用。例如大型醫院手術室采用醫療場所的漏電保護,剩余電流監視系統等。
強電系統的技術發展,是廣大工程技術人員有目共睹的,也是我們所親身經歷的。如此巨大的發展,為我國的建筑電氣建設奠定了良好的基礎,也為建筑的安全用電創造了條件。
隨著建筑智能化技術的深化應用,有些設備或系統的控制,逐漸走向由專業的控制系統進行監控,并向建筑設備監控系統開放其通信協議,達到系統間的互聯和互通。例如建筑物的電力自動監控系統,采用現場總線技術實現數據采集和處理,集中進行監控,達到對變配電系統的遙測、遙調、遙控和遙信,實現變配電所無人值守。系統能不斷進行采集和分析,提前給出必要的提示或警告,便于系統的安全運行。電力自動監控系統采用計算機技術、數據處理技術、控制技術、傳感技術、通信網絡技術、電力電子技術等,可基本取代傳統的二次回路,具有接線簡單、性能可靠、易于維護等優點。與此同時,對建筑物中第二耗能大戶照明系統的節能控制也開始被普遍重視,專業的照明控制系統在許多建筑物中被廣泛應用。照明控制方式由單一的定時開關控制向實時感應控制、減光控制等方面發展。此外,場景控制、遙控器控制、現場控制等多種靈活的控制方式,在最大限度地實現節能的同時,還實現了照明系統的舒適性、功能性和人性化。
例如80年代末編制的《建筑設計防火規范》GBJl6—87;90年代的《民用建筑照明設計標準》GBJl33—90;《民用建筑電氣設計規范》JGJ/16—92;《工業企業照明設計標準》GB50034-92;《高層民用建筑設計防火規范》GB50045—95;《供配電系統設計規范》GB50052—95;《l0kV及以下變電所設計規范》GB50053—94;《低壓配電設計規范》GB50054—95;《通用用電設備配電設計規范》GB50055—93;《建筑物防雷設計規范》GB50057—94等等。為建筑電氣設計提供了可遵循的依據,也為建筑電氣走向規范化邁出了堅實的一步。
弱電方面在70年代末其主要是語音通信的電話系統和簡單的廣播擴聲系統,進入到80年代,隨著共用電視天線、火災自動報警系統及建筑設備監控系統的應用,弱電系統的內容越來越多。尤其是進入到90年代中期,綜合布線技術在建筑中的應用,弱電系統的設計內容從當初的幾個系統逐漸擴展到十幾個子系統。
“智能建筑”開始在我國出現,在國內經歷了近二十年的發展歷程,大致可分為兩個階段:第一階段是從80年代末期至90年代中期,為摸索和實踐階段,這一階段在智能建筑的概念、設計理念、建設標準等方面的認識還較為模糊;第二階段是90年代中末期至今,為大規模的建設和高速發展階段,經過第一階段近十年的實踐應用,行業中和社會上對智能建筑的認識逐漸趨于清晰,從早期的較為盲目到回歸理性、客觀。與其相對應的建筑智能化技術及其應用也取得了長足的發展,有關智能建筑的設汁、施工、驗收規范和相關的法規逐步得到建立和健全。到90年代末期,國內智能建筑的建設己逐步走上健康、有序的發展軌道。進入二十一世紀,隨著社會信息化的發展,建筑智能化系統己成為許多建筑物中不可缺少的基礎設施,智能建筑的設計、系統集成商隊伍不斷擴大,已發展成為建筑行業中的一股新興力量,與其相配套的產品制造行業也向國產化和產業化方向發展,并賦予了建筑全新的概念。
自1996年1月建設部在上海召開了全國第一次智能建筑研討會以來,我國的智能建筑取得了較大的發展。這次會議從智能建筑的定義、概念、建設標準等到建筑智能化系統的技術應用形成了較客觀的認識,并提出了應理性對待智能建筑的建設和發展,對智能建筑技術的推廣和應用起到了積極的作用。智能建筑從最初房地產商開發的商業建筑逐漸擴展到政府辦公樓、賓館、商務樓、醫院、銀行、證券、圖書館、博物館、展覽中心、航站樓等各類公共建筑,并逐漸向住宅小區拓展。
為了加強對建筑智能化工程的設計管理,規范工程設計、保證工程設計質量,1997年和1998年,建設部了《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》和《智能建筑設計及系統集成資質管理規定》。1998年底,建設部頒布了<1998>194號文件,即“關于建立建筑智能化系統工程設計和系統集成專項資質及開展試點工作的通知”,以及關于建筑智能化系統工程設計及系統集成商的資質標準的附件,這是對于參與智能化設計和承包的市場準人資格,在建筑智能化行業中引起了極大的反響。至今為止,獲準進入該市場的設計和系統集成商已達一千多家。為了協助建設行業政府部門進行相應的管理及技術支持,在建設部設計司的領導下,1998年6月成立了第一屆建筑智能化系統工程設計專家委員會。在2003年1月,將專家委員會進行改組,由建設部的部領導親自負責,成立了建設部建筑工程技術專家委員會,建筑智能化技術專家委員會作為其中的一個委員會。專家委員會作為政府的顧問和助手,協助政府進行行業管理和技術服務,開展示范工程和試點工程的技術咨詢等方面的工作,為相關部門領導的決策提供依據。
隨著智能建筑在中國興起。迫切需要有相關的規程、規范及標準作為設計和施工的指導性技術法規。1995年3月,中國工程建沒標準化協會通信工程委員會頒布了《建筑與建筑群綜合布線系統設計規范》。1995年7月,上海市由華東建筑設計研究院編制了我國第一本地方性的智能建筑設計標準。隨后,全國多個省市也相繼編制了各自的智能建筑設計標準。2000年7月建設部頒布了GB/T50314—2000《智能建筑設計標準》。2000年2月,由信息產業部主編,建設部批準的GB/T50311—2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》及GB/T50312—2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》正式頒布。這些技術法規的制定,為我國智能建筑健康有序的發展奠定了技術基礎。2000年8月,建設部修改頒發了《建筑物防雷設計規范》,重點增加了智能建筑弱電系統中大量電子產品防雷擊和防止雷電脈沖破壞的條款。2004年又頒布了《信息系統防雷設計規范》C-B50343—2004。
為了能更好地與設計標準銜接,對工程質量做到公正、客觀的評價,為智能建筑工程的質量驗收提供依據,建設部于2003年7月頒布了GB/T50339—2003《智能建筑工程質量驗收規范》。從而基本上達到了從設計、施工到驗收各重要環節均有章可循。
智能化技術只是一種手段,是通過對建筑智能功能的配備,強調高效率、低能耗、低污染,在真正實現以人為本的前提下,實現節約能源、提升建筑使用功能、保護環境和可持續發展的目標。建筑的實施,要從可持續發展的戰略高度出發,注重生態、注重環境保護,是可持續發展的永恒主題。通過多年的實踐,以理性和務實的態度,從工程的實際需要出發,以實用和適用為標準,不盲目跟風、片面追求智能化系統的先進性和全面性,而是以在技術上適度超前,又做到投資合理的設計理念,針對不同工程的使用功能、投資標準和管理要求等方面的具體情況,找出先進性、可靠性、合理性與經濟性的最優交點,這一觀念目前己成為智能建筑行業的共識。建筑智能化技術的發展,也使得全國各建筑高校紛紛針對此項技術開設了相應的專業課程,并培養出了相關專業的研究生。
至今為止全國已有數千座智能建筑相繼建成,令世界建筑界矚目,同時全國住宅小區智能化系統示范工程也相繼建成。經建設部科技發展促進中心評估通過了一批在工程中已實際采用、具有國內領先水平的建筑智能化技術的科技成果。
建筑智能化技術是多學科、跨行業的系統工程。
建筑智能化技術主要包括:建筑設備自動監控系統、安全防范系統、停車場管理系統、火災自動報警及消防聯動系統、通信與計算機網絡系統、綜合布線系統、廣播系統、有線電視系統、數字會議及視頻會議系統、系統集成等十幾個子系統。國內的建筑智能化技術已從最初獨立的各子系統發展到系統集成。
(一)建筑設備監控技術
二十世紀80年代主要采用計算機集中監控的方式,由于可靠性較差,運行速度較慢,90年代以后已經很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,隨著計算機技術、控制技術、網絡與通信技術的發展和結合,建筑設備監控技術得到了迅速發展,突出表現在:
1.現場總線的體系結構與參考模型、應用軟件的開發平臺與工具、現場總線的應用等各方面取得了很大的發展,現場總線技術在建筑設備監控系統中得到了廣泛的應用。
2.在對控制網絡的組網技術、實時網絡操作系統、可靠性技術等方面進行深入研究的前提下,出現了以太控制網絡。
3.控制網絡與信息網絡的集成成為控制網絡技術發展的一個熱點,各種建筑設備監控系統與信息網絡的集成技術日益成熟。
4.各種控制網絡的新技術在建筑設備監控系統中得到應用。計算機領域的OPC技術、Web技術、TCP/IP已逐漸融合到建筑設備監控系統中,大大推動了建筑設備監控技術的發展。
(二)安全防范技術
安全防范包括閉路電視監控、入侵報警、通道控制(門禁)、巡更、對講、周界防越等子系統。安防系統從最初的各子系統相互獨立,發展到如今的各子系統之間的聯動,極大地提高了安全防范的嚴密性、可靠性和實時性,為人們的工作、學習和生活提供了安全保障。閉路電視監控子系統也從以往的模擬技術向數字化方向發展,整個安全防范系統也朝著系統規?;底只?、綜合化方向發展。
(三)通信網絡技術
智能建筑中的通信網絡包括計算機網絡、雙向有線電視傳輸網絡和電話通信網絡等,前兩者作為智能建筑寬帶骨干網集中了幾乎全部的信息應用和信息管理資源,連接了幾乎全部的用戶站點。在二十世紀90年代中期以前,各種類型的網絡均有一定的市場和用戶,但在90年代后期,以太網以其投資合理、布線靈活、性能優越、使用維護方便等優點,逐漸在各種網絡通信技術中獨占鰲頭。以太網的傳輸速率,已從最初的10Mbps、100Mbps發展到1Gbps、10Gbps甚至更高的速率。智能建筑的電話網(包括ISDN、xI)—SL),目前除用于語音通信外,還可兼備數據、圖像等的窄帶數據通信,使人們可以通過通信網絡,實現電視會議、電話會議等功能。接入網技術是智能建筑與外部網絡連接的關鍵,它使有形的世界變得越來越小,使人們的工作、生活發生了很大的變化。智能建筑接人城域網或Internet,要求接人的帶寬越來越高,以滿足用戶數據通信日益增長的需求。在有線網絡發展的同時,無線網絡以其接人的靈活性,開始進入快速發展階段。從最初的11M到2003年通過54M,如今又發展到百兆以上,它為人們的移動上網提供了極大的便利,同時在許多領域蘊藏著巨大的發展潛力,正成為網絡發展的潮流。
(四)綜合布線技術
綜合布線是智能建筑中數據、語音以及多媒體通信的基礎平臺,自該項技術進入我國市場以來,由于其優異的性能,給國內的智能建筑市場帶來了一種新理念、新技術,并立即在建筑行業引起了巨大的反響,被各類智能建筑所廣泛采用。為了適應網絡傳輸帶寬和速率的發展,綜合布線新產品相繼問世,從最初的3類線、5類線到6類線,甚至出現了超前于標準的7類布線系統產品,以滿足千兆網的需求。隨著網絡傳輸速率的提升,為適應其發展的萬兆光纖網也已投入市場,新型的多模和單模光纖將作為良好的傳輸介質得到廣泛的應用。銅纜從三類到五類、超五類、六類甚至更高類別,從銅纜發展到光纜,技術和產品不斷更新,充分體現了汀發展的迅速以及智能建筑應用新技術的廣闊前景。
(五)系統集成技術
在智能建筑內的每個子系統,一般來說均由各自的網絡連接起來,在各自的操作站下完成預期的工作,但尚未達到信息資源共享。為了達到管理的方便快捷,各子系統之間的信息資源共享,應進行系統集成。
在系統集成過程中,集成所選擇的系統平臺不同,網絡結構不同,所集成的子系統范圍不同,有不同的集成模式。隨著計算機技術、網絡技術、控制技術、顯示技術的發展,使建筑設備監控系統通過計算機網絡與其它子系統相連,由此產生以建筑設備監控系統為主的系統集成方式。還有以各自系統平等進行集成的方式,建立系統集成管理網絡,將各子系統視為下層現場控制網并以平等的方式集成。各子系統的實時數據,通過開放的工業標準接口,轉換成統一的格式存儲在系統集成的數據庫或服務器中,系統集成管理網絡通過程序對各子系統實現統一管理、監控及信息交換。
系統集成,利用開放的協議以達到各相關子系統之間的聯動控制和信息共享,提高了管理效率,也提高了處理突發事件的能力,并達到了節能和節省人力的目的,這就是建筑設備管理系統(BMS)。系統集成不是目的,而是提升建筑使用功能和提高管理效率的技術手段,集成的內容不是多多益善,而應根據使用和管理的需要,在技術成熟、系統可靠、投資合理、管理高效等前提下,按需集成。
(六)住宅小區智能化
二十世紀90年代受國際智能住宅及電子屋理念的影響,建筑智能化技術逐漸延伸到住宅小區,最初在我國沿海少數經濟較為發達的城市取得成效。建筑智能化技術開始從公共建筑向住宅和居住小區發展,建筑智能化技術迅速向小區智能化延伸,己成為智能建筑發展的重要市場。從公共建筑的智能化到住宅的智能化,這是市場的需求,也是實際發展的需要。全國各地設計院均將住宅智能化放到了重要的位置,住宅給智能化提供了平臺,而智能化又是住宅設計中具有前沿性和挑戰性的領域。住宅小區智能化技術的發展可歸納為以下幾個方面:系統設計強調以人為本的設計理念,應兼顧各層次居民使用的便利性,并處理好安全性與舒適性的關系、先進性與實用性的關系、功能配置與合理投資的關系。安全防范系統從一個個獨立的安防子系統發展為家庭與小區、技防與人防相結合的綜合安防體系。信息通信方面由單一的寬帶接人方式發展為多運營商可選方式,寬帶接入網絡由xD—SL、雙向有線電視網絡等向組建小區計算機局域網方向發展,小區居民可享用的信息通信服務從單一的寬帶Internet接人服務向小區局域網上多樣化的增值服務延伸。機電設備自動監控、水電氣表遠傳抄送、音視頻系統、物業管理信息化等系統的應用,使小區居民的生活環境和生活質量得到了極大的提高。家居智能化技術的應用,使小區居民實實在在地體驗到了信息時代為生活帶來的種種便利和精彩,使家庭辦公、網絡生活等概念成為現實。新晨
為了引導我國智能住宅小區的健康發展,建設部住宅產業化促進中心于1999年12月頒布了《全國住宅小區智能化系統示范工程建設要點及技術導則》(試行稿),對進行示范的工程做出了詳細的規定與要求。這對于規范住宅小區智能化市場,推動住宅小區智能化建設健康有序地發展起到了關鍵作用。在此基礎上,進行住宅智能化示范小區方案示范,用以指導全國住宅小區智能化技術的健康、有序發展。住宅小區智能化在我國各地發展迅速,在每年全國城鎮住宅開發總量的數億平方米中占有相當的比例,并且已逐漸成為住宅建筑發展的主流。在全國住宅小區智能化系統示范工程建設的基礎上,建設部住宅產業化促進中心于2003年2月頒發了《居住小區智能化系統建設要點與技術導則》,作為小區智能化設計、施工的依據。這也表明住宅智能化從示范工程正式走向了全面的住宅小區智能化建設。
由于我國居住環境和條件的特殊性,智能住宅小區的產品難以成套引進,促使國內產品供應商大量開發智能住宅小區所需的各種產品,從而形成了新的智能建筑產業。由于寬帶網進入小區以及小區規模的擴大,現在又提出了數字社區的理念,將智能住宅小區的發展推向了一個新階段。
數字社區進一步加強了網絡的功能,具有完全的局域網和廣域網、國際互聯網寬帶接人。通過完備的網絡可以實現社區機電設備和家庭電器的自動化、智能化監控,安防系統的自動化、智能化監控。數字社區應用現代傳感技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術,加快了信息傳播的速度,提高了信息采集、傳輸、處理、顯示的性能,增強了安全性。數字社區提高了智能化系統的集成程度,實現了信息和資源的充分共享,提高了系統的優化程度。數字社區是數字城市的單元節點,數字社區的建設為數字城市創造了條件,為電子政務、電子商務、電子物流等技術的應用打下了基礎。