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对于绿色建筑而言,其目标是实现对环境问题的有效应对。目前,可持续发展观念备受关注,尤其是面对社会的发展和科技的进步,绿色智能建筑的新技术不断发展,综合性更强。对于人口大国,新型建筑技术的发展至关重要。在绿色智能建筑的发展下,需要紧跟时代步伐,加快发展,逐步完善。面对日益增加的绿色智能建筑面积,需要重视环保思想的融入,将可持续发展理念渗透其中,实现对环境问题的有效应对,在根本上推动社会的长远、稳步发展。
1 对绿色智能建筑的概述
1.1 绿色智能建筑的涵义
对于绿色智能建筑,其发展的前提和基础是科学、合理的设计思想,采取整体和集成的模式,运用绿色建筑材料,将自动化智能控制技术应用在建筑中。在能源供给上,主要应用能耗较低的新能源类型,关注建筑构造中的通风和采光等问题,实现配置的合理化。与传统建筑相比,智能建筑更具优势,主要是位置选择上更加趋于合理,能够实现对资源的循环利用,满足高效性的需求,实现能耗降低,减少废物排放,同时,建筑的功能更具全面性,智能化功能突出,使得整个居住环境更加优质。在这种建筑的应用下,既满足了使用者的多方面需求,也实现了对环境的有效保护。
1.2 绿色智能建筑的基本内容
1.2.1 立足社会内涵,绿色智能建筑主要关注的是绿色观念,强调节能、舒适和智能高效,同时,需要操作更具便捷性。这些特点主要体现在建筑物的规划设计、布局特点、结构、制度、管理思想以及价值观等方面。其设计的基础是基础设施,更注重环境保护和能耗节省,强调实现系统的整体性特征,彰显设计的安全性。与此同时,要保障建筑物基本机构与绿色智能建筑中的网络、智能技术的融合性和匹配性。
1.2.2 立足技术层面,主要体现在绿色技术和智能技术的应用。绿色技术隶属环保范畴,主要涉及资源的循环使用、能源的节约、用地的节省、水资源的合理利用、建筑材料使用量的减少、新能源的开发以及高效应用等。智能技术得益于计算机信息技术的发展,包含视频监控、图像显示、通信控制、布线、智能云计算等互联网技术。为此,在绿色智能建筑中,能够实现自动观测的目标,同时,引发相应的内部和外部联动,满足智能化报警的需求,使得各种技术能够实现协调运行,达到与建筑自身结构的更好地结合。
2 对现阶段绿色智能技术应用现状的介绍
2.1 节能技术应用分析
对于建筑物中的节能技术,需要在满足建筑物使用功能的前提下,应用节能型建筑材料,例如隔热保温墙体材料、高效率的采暖设备等,目的是实现对能源的高效利用,满足节能环保的目标。
2.2 对节约型建筑占地技术的分析
随着经济的不断发展,建筑用地十分紧张。因此,探讨建筑用地的节约意义重大,备受关注。当前,比较认同的是山地建筑技术,借助山地地形错台的技术,在保障容积率不变的前提下,使得地下建筑面积增大,尤其对于车库的设计和使用影响较大,切实提升土地的利用效率。另外,对于建筑物的顶层阁楼,主要采取小坡屋的形式,使得整个空间面积增大,采光效果更强。
2.3 对节约用水技术的分析
对于用水的节约,主要是降低水资源使用量,也包含对水资源的循环利用。例如,对于生活中大量的污水,对其进行处理之后,达到一定的标准之后,也就是通常讲的中水。因此,可以对来自不同渠道的污水进行收集和净化处理,形成中水,满足绿化、洗车等诸多方面的需求。
2.4 对建筑材料节约新技术的分析
对于传统的建筑施工,资源耗费十分巨大,需要大量的自然资源、能耗以及建筑材料。但是,在绿色智能建筑中,实现了对大量废弃物的再利用,如淤泥、废弃植物的纤维等。作为农业大国,拥有大量的农作物秸秆等,其作为可再生资源在建筑行业得以应用。另外,在长江流域,拥有大量淤泥,可以作为墙体材料使用,实现对传统材料的节约,环保功能突出。
2.5 对智能设备和技术应用的分析
对于绿色智能建筑而言,其主要实现了对各种现代技术的融合,满足建筑物智能调节功能的需要,保障整个建筑物实现内外结构的统一,协调性突出。例如,对于供暖和制冷,结合室内外环境的温度进行有效反馈和调节,实现对最佳室温的维护,提升温差的科学性,满足建筑物舒适性的原则。另外,智能化门窗应用越来越多,外形美观,实用性较强,具有突出的隔音效果,气密性强,同时,具有自动报警的功能。另外,风雨传感器也应用在建筑中,一旦遭受外界风雨,窗户会实现自动关闭,远程操控功能也十分突出。
3 对现阶段绿色智能建筑技术应用缺陷的分析
3.1 缺乏完善的法律法规
当前,在绿色智能建筑技术发展中,存在一定的局限性,尤其是缺乏相关法律法规的合理引导。一些法规贯彻不到位,影响建筑资源节约型社会的发展速度。
3.2 经济发展不平衡产生的影响
当前,绿色智能建筑还没有得到大范围的推广和应用,主要受制于经济发展的不均衡性,资金存在不足的问题,一些地区经济发展现状很难支撑起绿色智能建筑的发展。
3.3 缺乏对绿色智能建筑技术的深刻认识
我国地域辽阔,但是,地区间发展不均衡,很多地区没有认R到绿色智能建筑的价值,缺乏对其概念的全面理解,很难将绿色建筑技术与可持续发展理念相结合,协调性不强。另外,在建筑行业内部,诸多建筑主体对这一概念理解不透彻,无法在根本上保障绿色智能建筑技术的全面推广和应用。
3.4 能源结构存在不合理
当前,主要的能源应用类型仍为不可再生资源,如石油、煤炭等,大量可再生资源利用率不高,浪费现象严重。
4 如何促进绿色智能建筑技术的应用
4.1 重视相关法律法规的完善
对于绿色智能建筑的发展,一定的法律法规支撑意义重大,因此,做好相关法律法规、政策等的制定和出台,不断完善,借助法律作用,实现对相关行为的约束,推动绿色智能建筑技术的顺利发展。
4.2 强化对激励机制的完善
对于绿色智能化建筑技术,没有得到大范围的推广,民众对其存在质疑,没有认识到其所带来的经济收益和社会收益,因此,相关部门要大力完善绿色智能建筑的激励机制,立足目标、规划和技术等多方面,形成鼓励性的政策,推动绿色智能建筑产业的快速发展。
4.3 对智能技术的发展模式进行完善
对于绿色智能建筑技术,需要重视思想转变和战略思维的完善,立足自然,实现生态与社会发展的融合,达到协调统一。改变能源利用方式,开发可再生能源,提升利用率。
4.4 注重现代信息技术的应用
在绿色智能建筑发展中,要重视各种先进技术的应用,尤其是互联网技术、材料处理技术以及能源开发技术等,为智能建筑的发展提供技术支持。
5 结束语
综上,随着绿色环保观念的增强,绿色智能建筑发展迅速,大量先进技术应用其中,实现资源的有效节约,降低能耗,强化建筑功能,在根本上推动建筑行业的可持续发展,实现人与自然的和谐共存。
参考文献
关键词:智能建筑;发展历程;设计方法
建筑可以由计算机技术进行操控,不得不说是建筑史上一个质的飞跃,这也反映了当下我们互联网信息技术的高速发展,当今社会对智能技术的需求极其广泛。下面文章通过对智能建筑的组成、特点、发展历程及未来趋势进行简短的研讨,进而对智能建筑的设计方法做出探究。
1 关于智能建筑
1.1 什么是智能建筑
我们所说的智能建筑,实际上就是将计算机技术、信息技术、通讯技术和建筑工艺相结合的一项建筑工程。智能建筑可以对整个建筑物的信息进行详细分工和处理,能够随时按照指令进行工作,使人们居住得更加方便舒适,颇得消费者的青睐。世界上第一栋智能建筑在美国诞生,美国最开始对智能建筑的定义是:“智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产和成本低廉的环境”,可以看出,智能建筑的本意便是通过科学技术为人们提供一个更为舒适、高效、便捷的家居环境。通过对建筑物的智能功能配备,最大限度节约资源,保护环境,提供资源利用效率,为可持续发展做出极大贡献,并满足人们日益增长的精神文化需求,为人们努力打造一个和谐轻松的休息空间。
1.2 系统和功能特点
通常我们所说的智能建筑的系统为狭义的定义,即是通过具体的互联网技术与建筑工艺结合实现不同程度的建筑智能化,包括功能集成、信息集成、技术集成三个层次,最K取得较好的经济效益、环境效益和社会效益。它的功能主要体现在四个方面:第一可以提高建筑内物品的使用效率,因为智能建筑对整个屋内的所有物品都有所记录,同时对他们进行分类整理,将信息储存起来,使用者在进行选择时可以轻松找到相对应的物品,若是没有发现,那也没关系,因为智能建筑会发出贴心提醒,详细告诉使用者想要得到的信息;其次,该建筑可以有效节省运行成本,比如运用自动化减少无谓的浪费,减少能源消耗等;其三,该建筑装有防卫防盗和报警能力,可以有效保障家庭安全,使人们住的更加放心;最后,智能建筑可以很好适应未来互联网普及趋势,做到家中水电气一体化,更加方便人们的日常生活。
1.3 发展历程及未来趋势
世界上第一栋智能建筑于1984年1月在美国哈特福德市诞生,定名为“都市大厦”,随后,日、英、法、德以及我国相继进行这项工程的研究,上世纪末,美国和日本的部分大厦均实现了智能化。我国在1989年明确表示将北京发展大厦作为智能建筑的开端进行研发,1992年后则随着市场经济的深入进行,智能建筑真正开始规模性发展,渐渐深入人心。如今的智能建筑早已不在只局限于办公楼、大厦等早期建设工程,随着相关技术的成熟以及互联网的普及,智能建筑有了更为丰富的内涵,与绿色节能、物联网技术、可持续发展等相结合,争取广泛普及,为更多的人民大众带来福音,走向一条光明大道。
2 有关智能建筑的设计方法
2.1 基于物联网的设计思想
物联网被称为继计算机、互联网之后,世界第三次信息技术革命热潮,随着物联网的普及应用,很多领域都得到了广泛发展。智能建筑也不例外。我们可以知道,智能建筑包含三十多个子系统,而随着经济发展,人们的受教育水平大幅提高,只要精通其中一或两种系统便可轻易入职,但是这样术业精攻的现象带来工作人员只熟悉自己擅长的领域,建筑是一个整体,精致的建筑拥有自己的灵魂,像这样各方不能融合,只能造就一个残缺的灵魂而已。所以需要有一个线索能把这个灵魂整个儿串联起来,达到令人满意的效果。
物联网从字义的角度解释来说为“物物相连的网络”,也就是物联网实质上仍然是互联网技术的发展和延伸,但又不仅只是局限于计算机。物联网实际上就是所有的物体与物体之间的沟通和信息交换,通过信息传感设备将所有的物体连接至互联网,达到对物体进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的目的。物联网作为未来信息产业的核心竞争力,智能建筑的设计若能与物联网相结合,势必会为智能建筑解决许多老问题,为其注入新鲜活力和血液,促使其更快更好地发展。例如智能建筑的各个子系统相互孤立设计,没有统一规范;设计人员水平参差不齐,其设计缺乏与其他行业的协调与配合,白白浪费资源;设计产品不能跟上科技发展的步伐。这些都是要解决的问题。根据物联网的含义,智能建筑的子系统表面各不相同,但我们可以从结构上找寻他们的关联性,相互共享共同信息,通过物联网详细掌握其他专业的资料,将智能建筑的设计与其他专业协调配合,最大程度实现智能化,用适当超前的设计理念与设计产品协调一致,使智能建筑的发展跨上一个新的平台。
2.2 与可持续发展相结合的方法
可持续发展在1992年被列为全球发展战略,至今呼声高涨,其秉持着“以低于自然资源更新的速度使用可再生资源,优化使用不可再生资源的效率”的基础,倡导节约资源、保护环境、最大限度提高资源利用率。智能建筑与可持续发展策略相结合,可以最大限度节约资源,主动节能,保护自然环境。乃是以人为本,以绿色化推进智能建筑,以智能化推进绿色发展,让建筑物实现人、建筑、自然三者的和谐统一。据此,我们可以将与融入可持续发展理念的智能建筑称为可持续智能建筑,在以人为本的前提下,使智能建筑实现高效率、高循环、绿色健康阳光的居住环境,让家居生活回归自然。
与传统的现代建筑不同,可持续智能建筑看重的是能源损耗和居住舒适程度,有此需求便会催化出相应专业研究人员。节能可谓是可持续建筑的一个突出特征,建筑设计时可以充分利用可再生资源,采用太阳能、风能、自然采光来为建筑提供热能和电能,建筑设计师也可采用隔热保温的建筑材料使屋子里做到冬暖夏凉,又可以节省大笔的取暖制冷费用。同时可以注意可持续智能建筑的外形构造,营造一种节能环保与舒适安乐的新型现代氛围。
2.3 智能建筑的设计要求
对使用者这一方面,智能建筑的设计应让使用者感到安全放心、轻松便利;对于设计者来说,智能建筑要符合消费者的需求,抓住消费者的心理,同时建筑还应该相应先进配套,并且节能环保,节省能源消耗和建筑成本。因此建造智能建筑时,要统筹全局,将建筑细节合理融于建筑结构中,利用结构空间使其具有灵活性,最大发挥智能优势。同时还要想到,智能建筑得以快速发展的一个重要原因在于节能环保和节省成本,争取用最少的成本获得最多的收获。在建筑设计中,处理采取智能技术调节设备外,还应该综合考虑采光、气候、朝向等因素,合理组织建筑要素,充分布局协调各个方面,同时在设计建筑时要考虑跟上时代的步伐,当今社会发展日新月异,人们的精神文化需求也在不断更新,要配合使用者的心理,通过布局摆设为其营造和谐舒适的环境氛围,这样也可为智能建筑打造一个良好的未来局面。
3 结语
我国正处于城市化发展的蓬勃阶段,经济水平和科学技术日益提升,智能建筑也成为不可阻挡的发展趋势。文章通过对智能建筑的定义、功能特点、发展历程和未来发展趋势做了简要探讨,结合当下热门话题,提出可与智能建筑理念相结合的设计方法,希望能对智能建筑设计方法的研究有所帮助。
参考文献
【关键词】现代建筑 电气技术 发展 趋势
随着经济的发展,人们的需求也不断的发生着变化。在现代建筑中,其现代化的体现不仅仅是建筑所能满足的基本的使用功能,同时还应通过各种创新技术让人们能得到高附加值的服务。人们在这样的建筑里除了可以满足居家功能以外,还应在建筑物里得到建筑电气所能提供的便捷服务。随着人们对现代化的家居生活的需求不断提升,这就需要建筑内要安装大量的建筑电气。如:楼宇照明、智能电梯、空调、通信设备、安全监控等等。随着人们对需求的不断增多,现代化建筑物中的电气设备应用的范围也越来越广泛,另外,建筑电气所关联的学科领域也越来越多,各种电气应用与其它学科交叉特征的现代建筑电气技术时代已经来临。
一、现代建筑电气技术的概述
随着建筑业的快速发展,使得现代建筑电气技术也得到了飞速的发展。就建筑整体发展而言,建筑电气技术的发展作为建筑业的一部分有着独有的特征和内涵。具体表现在电气技术的应用方面,其不仅仅具有现代化、智能化的特征体现,还需要协同和关联其它很多学科的技术。当前现代化的建筑中应用的建筑电气设备,已经从以往单一进行划分和应用的电工类、电子类、控制类和信息类设备逐渐形成结合供电系统、计算机网络技术以及通信技术结合下的系统。这种综合下的系统使得现代建筑物的智能特征越来越明显。建筑电气的应用已不再是单纯的设备应用,而是综合了电工、电子、控制与信息技术的综合的应用系统。建筑电气综合运用到其它不同的技术、设备是现代建筑电气技术发展的要求也是未来建筑应用的主要趋势和方向。建筑电气技术正在向综合电工、材料、电子、控制以及信息等多个学科结合的应用方向发展。并且在未来的建筑领域内,与多种学科交叉与融合正成为未来建筑电气技术发展的最重要的特征。
二、现代建筑电气技术的发展
随着城市化进程的规模越来越大,随着智能化建筑的发展,电气技术成为智能建筑中的核心技术之一,也面临着一些新的挑战。人们对于建筑群的功能需求的特征日趋明显。而信息化作为城市建筑管理系统中的重要的手段之一,是当前建筑电气技术面临的主要的挑战。另外。建筑防灾、防火、以及反恐等问题也逐渐被人们所重视,与之关联的各种电气设备的安装和应用已成为现代化建筑中最重要的体现。
(一)建筑电气技术与监控技术。上世纪八十年代开始,我国逐渐开始在建筑中采用计算机集中进行监控的方式,但由于多项综合应用技术的发展缓慢,也使得监控系统的运行可靠性较差,监控系统速度发展较慢,但是随着我国进入到90年代中后期,计算机技术、控制技术以及网络通信技术的快速发展和融合,使得我国建筑监控系统和技术装备也得到飞速的发展,其发展的特征具体表现在几个方面:
1.就是现场总线体系结构以及软件系统平台与工具的应用方面在建筑监控系统中得到了广泛的体现和应用。
2.就是在建筑监控系统中,对于实施控制网络的组网技术以及实时网络操作系统都进行了升级,大大提升了其可靠性,使得建筑监控系统得到了较大的发展,开始出现了以太控制网络,并加大对其在建筑监控系统中的应用。
3.就是随着网络技术的发展,建筑监控系统中以控制网络与信息网络的集成技术成为近年来建筑监控系统设备发展的主要方向。
4.就是随着多项以网络控制为主的新技术在建筑设备监控系统中得到充分的应用。如:OPC技术、web技术以及TCPNP技术的应用逐渐与建筑监控系统进行融合,使建筑监控技术获得了更快的发展。
(二)建筑电气与通信网络技术。智能化建筑已经成为现代化建筑发展最主要的特征体现。智能化系统的发展最直观的体现就是通信网络的应用,通信网络包括计算机网络、双向有线电视传输网络以及楼宇电话通信网络等,这些通信网络的应用使得智能建筑可以实现对于建筑的信息管理。由于我国会受到建筑的居住环境和地域气候自然条件等因素的差异性,智能化住宅成套系统和产品难以成套从国外引进。因此,我国智能住宅相关所需的各种产品,通过自行发展逐渐形成了一条独有的智能建筑产业链。随着宽带网进入智能建筑小区以及智能化建筑规模的扩大,进入二十一世纪,智能建筑的发展过程中,逐渐又提出了“数字化社区”
的理念,随着对创新技术的应用和推广将现代化建筑的发展逐渐推向了更高的层次和阶段。
“数字化社区”的提出为进一步发展现代化建筑以及网络在建筑中的应用提供了契机。“数字化社区”已经成为我国未来城市施行数字城市管理系统的重要单元节点,同时,随着“数字化社区”的建设和发展,为我国尽早实现“数字化城市”创造了条件,也为新电子政务、电子商务以及创新电子物流等新技术的应用普及和推广打下了坚实的基础。
三、现代建筑电气技术的未来趋势
由于我国工业化的进程还没有完全结束,我国的城市化整体水平相比发达国家仍旧有一定的差距,为了加速城市化建设。我国政府近几年来不断积极调整产业经济结构、转变经济增长方式,特别是针对住宅产业化的发展推动作用下,“智能建筑”、“绿色建筑”逐渐被提出,充分表明了国家在鼓励发展节能型住宅与公共建筑的决心。未来智能建筑随着建筑电气技术的创新发展,将逐渐结合各种绿色技术实现智能化“绿色建筑”,因为,绿色建筑的实现离不开各种智能化建筑电气。由于绿色建筑不同于传统建筑,其建设理念跨越了建筑物本体而形成的一个大的集成系统。绿色建筑的实现必须依托采用大量的智能系统来保证建设目标的实现。绿色建筑的应用中将集合通信系统、控制系统、信息管理等多方面的技术,特别是智能化、信息化的应用。但是绿色建筑在我国还属于起步阶段,其中有大量与现代建筑电气技术相关的研究有待我们不断进行发现和探索。
随着我国“可持续发展”的基本国策指引下,“绿色建筑”得到了快速的发展,在实践建设和运行过程中极大的推进了各项节能与环保技术的新标准。实践中我们发现:在绿色建筑中,对如何选择电气设备以及选择何种材料成为我们建筑设计工作者需要考虑的问题,如:供配电系统中采用低损耗的铁磁材料制造的电机与变压器以及高效节能的光源等。随着多种建筑模式的提出,智能化、数字化以及绿色化已成为我国未来建筑电气技术发展的趋势。
参考文献:
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【关键词】 建筑工程;智能化;可持续发展
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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【关键词】 智能建筑;智能化集成系统;高科技;工程应用
Enhancement of intelligent building design and construction level
【Abstract】 An important sign of intelligent building integration system that is intelligent communications automation, building au-
tomation and office automation equipment, the three systems integration. The original buildings in the "weak" system level upgrade. This
higher level of intelligent building analysis of the problems.
【Key words】 Intelligent building; Intelligent integration system; High-tech; Engineering application
智能建筑是现代建筑业更新换代的必然产物,也是现代电子技术与人类古老行业的结合,是一项巨大的系统工程,也是现代社会进步的标志。一个国家拥有多少数量的智能建筑,及建筑物智能化程度的高低,显示出国民经济综合实力的表现。智能建筑将是以后建筑的主要潮流,但在现在还存在一些具体问题,阻碍着智能建筑的顺利发展,带来很大的经济损失及浪费,必须抓住发展机遇,从明确认识,完善政策,充分利用高新技术,提高专业人员技术素质,借鉴国内外成功经验,发展建设智能工程,寻求处理问题的方法措施。
1智能建筑是建筑物发展方向
智能建筑的重要标志是智能化集成系统,也就是通讯自动化,建筑设备自动化和办公自动化三个系统的集成。是原来建筑物中“弱电”系统水平的极大提升。这种提升使不少人在认识上产生了误区,许多业主及设计人员对智能建筑的功能,信息化产品了解较少,形成一种盲目的“智能热” ,造成智能建筑的规模和功能超出实际需要。事实上智能建筑属于高科技,投入也相对高,工程有一定难度,技术含量高风险也大。国家智能建筑专业委员会把智能建筑定义为:“智能建筑系利用系统集成方法,将智能型计算机,通信技术,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安全,高效,舒适,便利和灵活特点的建筑物”。对于高智能的建筑物未来发展,必须要有足够的认识深度,根据不同的需求发展需要的智能建筑。在我国的智能建筑,其智能化程度与当地的经济发展水平相适应,坚持既经济又实用为发展方向。设计中各种智能化系统存在的必要性能否满足建设者的需要,必须树立以人为本观念。
2完善适应的政策措施
智能建筑的发展将进入一个发展快车道,人们的传统观念及旧规程不能适应时代前进的需要。对于智能建筑专业的规范化,必须统一才能适应发展的要求。智能建筑开发突出的问题是缺乏规范和标准,开发商对参于建设的各方如设计,集成商及供货商没有更有效的监控措施,使用到工程的智能化设备在无检测,无规范标准情况下任其使用和随意验收,而交工后不能正常使用,造成智能建筑整体功能不完善,达不到智能化要求。现在国内智能化建筑市场还缺乏规范行为,需要从行政管理和技术措施上对智能建筑市场和质量进行有效的监管力度。智能建筑的发展必须符合中国政府发表的“中国21世纪议程”中提出的可持续发展战略的总方针。政府参于和指导规范智能建筑的管理极其关键,理顺现行建设体制,按市场规则引导和推动智能建筑的快速发展。具体操作上要建立健全智能建筑的管理体制,完善设计,施工,系统集成,工程监理单位的资质审批,严格制度审查及工程验收制度。制定相应的法规和管理办法,使得有法可依,有章可循,加大处罚,使我国智能建筑从小到大,从局部到整体形成一个优良体系。
3智能建筑一体化运作
智能化建筑技术不同于传统的技术领域,智能化建筑技术是新兴的高科技领域,技术发展并不完美,处于发展变化之中。因智能化建筑不是单一建筑或单一设备产品,而是多学科多个专业技术综合应用的整体建筑产品。其技术发展必须要多个行业,多个管理部门的协调共同发展。可见传统工程设计单位专业技术构成,己远远不能适应现时代建筑智能化系统工程设计的需要。智能建筑技术实现可持续发展的目标外,新兴的环保生态学,生物工程学,生物电子学,仿生学,新材料学等技术发展,正在渗透到建筑智能化多学科技术领域中,实现人类聚居环境的发展目标。智能建筑是随着信息时展起来的新技术,是集计算机,通信,自动控制,土建及装饰,水,电,暖通等专业融为一体的综合性学科。智能建筑技术必然要求建筑设计与其相适应,因此工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新加强智能化高新技术相关专业的技术力量。
4提高设计人员专业水平
智能建筑的设计与施工人员的素质总体水平急待提高。许多设计单位没有智能建筑化系统的设计资质,缺乏智能化专业设计人才,特别是建筑“弱电”人才,在智能设计与施工管理方面均存在严重不足。导致许多设计技术问题遗留给集成供应商或施工单位,造成智能化系统的质量低劣和先天不足。因此,智能建筑的管理者与使用者的素质也应全面提升。
5总结经验提高整体水平
智能建筑已经成为世界建筑发展的趋势。国外发达国家正在尝试运用高新技术建设智能型绿色建筑和生态建筑。现在发达国家智能建筑不仅在数量上大增,而且将智能建筑逐步从单体向区域化,城市化方向发展。探寻人类生存和生活聚居环境空间的可持续发展模式,已成为重要的国际技术发展趋势。据介绍美国智能大厦几万幢,而日本新建建筑中80%以上实现了智能化,还有一些大城市建设了智能化街区,智能化大楼群等。智能化建筑的发展带动了一批相关技术与产业的发展,如电子,计算机,自动化,电子技术等。智能建筑的领域中国内起步较晚,但经过建筑界人们的艰辛努力,与发达国家的差距正在缩小。现在我国的智能化建筑正在高速发展,特别是上海,北京,广州及深圳等发达城市,市场潜力十分巨大。值得注意的是,我国的智能建筑无论建设标准,还是质量方面不能与国外相比,只能算是准智能建筑。要充分利用当今的信息技术,加强国际间的交流合作,赶上国际先进水平,而不要重复别人走过的弯路。智能建筑虽然有明显的优势,但造价偏高,涉及多个高新技术和产品,国内从经济实力,技术应用及管理水平上与发达国家相比还是有大的差距。由于智能建筑领域发展很快,技术也在不断变化中,因此,对国外先进技术不宜以行政手段强制在某一技术或协议标准上,应采取优胜劣汰的市场经济中,使其符合国内实际需要。
6坚持可持续发展,建设智能化生活小区
社会己进入到信息时代,依赖科学技术创造舒适的生活空间。智能小区的提出是社会个信息化改变人们生活方式的重要体现。推行小区建设符合中国国情,既可节省土地又便于加强城市规划管理。综观国外智能建设小区发展,国内小区发展处于初期走步阶段。从实际使用角度出发,社区网络建设为未来真正的智能小区搭建基础平台。要建立智能化住宅的质量保证,加快物业管理的立法,形成基本完善的产业政策体系。建设好智能小区的关键要处理好两个方面问题: ①市场定位: 由于智能小区提供的是商品化住宅,是面向社会的各种人居住,小区与智能大厦相比,市场化特征更为突出。②经济适用性,智能小区的建设必须是经济适用,可靠安全,开放和可持续发展性,其中经济适用是关键的。人们需要可以承受的智能化建筑,没有实际应用的智能化建筑是人们所不被接受。
综上浅述,随着国民经济的发展和科技的进步,智能建筑会逐渐走向规范化和正规化,在质和量上有一个大的提升。智能化建筑这一高科技产物为建筑业开创了新的内涵,同时也使现代建筑业在领域的各个环节发挥人的聪明和创造力,为我国智能建筑事业的高速发展提供科学有序,规范健康的中国道路。
参考文献
1窦志等.建筑师与智能建筑 [M].北京:中国建筑工业出版社,2003
[关键词] 绿色建筑
随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要来源,节能建筑成为建筑发展的必然趋势。20 世纪 90 年代开始,“可持续发展”成为世界上许多国家的发展战略,专家们提出了“绿色建筑”的概念。绿色建筑就是“资源有效利用的建筑”,亦即节能、环保、舒适、健康、有效的建筑,简言之为低能耗、低污染的建筑。
绿色建筑体系是基于生态系统良性循环原则, 以“绿色”经济为基础,“绿色”社会为内涵,“绿色”技术为支撑,“绿色”环境为标志建立的一种新型建筑体系。在研究上,它将自然、人和人造物纳入统一研究视野, 不仅研究人的生活、生产和人造物的形态, 而且也研究人赖以生存的自然发展规律, 研究人、自然与建筑的相互关系。在技术上, 它提倡应用可促进生态系统良性循环、不污染环境、高效、节能和节水的建筑技术。绿色建筑所代表的是高效率、环境好而又可持续发展的建筑, 自身适应地方生态而又不破坏地方生态的建筑。它所寻求的是一种可持续发展的建筑模式。绿色建筑要赋予建筑以生命。它是一个能积极地与环境相互作用的、智能型的、可调节的系统。
现代经济的发展和科学技术的进步, 使得人类可以用机械空调来改善生活和工作环境, 这自然是人类的幸运, 但这种违背气候环境的高能耗建筑使我们付出了巨大的经济和能源代价,同时增加了生态环境的污染, 也在很大程度上使居者与自然环境人为地分离。为了克服现行建筑模式对人的负面影响, 绿色建筑注重地区气候与建筑的关系, 并将考虑地方气候特点的设计作为绿色建筑的一项基本方法, 这是一种按人体的舒适要求和气候条件来进行建筑设计的系统方法,即根据当地气候特征,运用建筑物理的原理,合理组织各种建筑因素。因而大部分的照明可以由太阳光提供, 制冷由流动的空气产生, 采暖可以从人体以及办公设备中获得 通过其他自然方式补充: 太阳加热, 以风压和太阳浮力产生自然通风, 以水的蒸发产生制冷。考虑地方气候特点的设计是一种可以在任何技术层次上使用的方法, 因为, 在绿色建筑中气候所包含的各种因素是当作资源来考虑的, 充分利用气候资源, 提高气候资源利用率, 是考虑地方气候特点的设计的本质。如果将其原理与未来智能技术、信息技术、控制技术以及其他节能技术结合在一起, 就会构成丰富多彩的绿色建筑前景。
在中国老百姓收入不太高的情况下,绿色建筑所采用的技术、产品和设施,成本要低,要对整个房地产的价格影响不大。值得一提的是,一旦应用了这些技术和设备后,投资回报率是很高的,因为住户可以最大限度地减少电费、水费和其他能源费的开支,一般5年到8年之内,就可以把成本收回来。比如,德国一家公司援助的一项建筑节能改造项目,政府给每户出3000元钱,住户自己出2000元钱,国外援助2000元,总共一户投资7000元钱,对建筑进行了从外保温到供热、智能、玻璃、门、天花板和水循环系统的全面改造。改造后,住户一年所减少的开支就达到3000元以上,周边的许多老百姓也要求运用这些技术。 并不是现代化的、高科技的就是绿色的,要突破这样的认识误区。把绿色建筑和建筑节能的发展道路定位在高端、贵族化,不会取得成功;事实证明把发展道路确定为中国式、普通老百姓式、适用技术式,绿色建筑才能健康发展。以前的智能化就走过弯路,许多智能建筑,停留在保安、音响控制等方面,线路搞得非常复杂,造价也非常高,甚至耗电量居高不下,这不是智能建筑应有的发展道路。信息时代,智能化应该是多用信息,少用能源。现在有些地方推行智能开关,用手机就可以控制家里的能源开关,冬天走的时候,就把供热开关关掉,下班之前半个小时,手机一按,就能把供热开关启动,这样回到家里时,屋里已经暖洋洋的。选用电子镇流器,较传统镇流器省电30%;变频式空调较常规的非变频空调节能20%至30%。 这些节能小窍门看似细小,日积月累,却能节省不少能源。推广绿色建筑不只是政府的职责,广大居民也是绿色建筑的最终实践者和受益者。很多建筑本身的节能效果不错,可居民在装修过程中,把墙皮打掉了,或者换了窗户,拆掉天花板,这样就破坏了建筑本身的节能性和环保性。
关键词:人工智能技术 在智能建筑应用
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言
智能建筑由具备楼宇设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化(OAS)系统发展到系统智能集成,随着智能建筑的发展,智能建筑对各种先进自动化系统、通讯手段和高质量管理、服务的需求也越来越高。
一、智能建筑的发展及存在问题
经过十几年的迅猛发展,智能建筑已经由具备楼宇设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)、办公自动化(OAS)系统发展到系统智能集成。随着智能建筑的发展,智能建筑对各种先进自动化系统、通讯手段和高质量管理、服务的需求也越来越高。但是目前智能建筑的发展也正处于一个重要的十字路口。
1目前建筑智能化系统还夹杂着许多泡沫, 即使目前比较成熟的楼宇自动化系统(BAS)还只能称之为具有顺序逻辑判断能力的自动控制系统,无法进行思维逻辑判断或自学习,一旦工作环境或工作参数发生变化,将必须人工重新调整或编写控制程序,系统维护复杂、检修不便,离智能还相去甚远。
2 由于技术与市场等各种原因, 目前许多智能建筑的各个子系统的还是分立运行,形成了一些相互脱节的独立系统,无法实现大厦的综合优化控制。各个系统之间不仅硬件设备大量重复冗余,而且往往各系统都没有提供相互通信与控制的接口,操作和管理人员需要熟悉和掌握各个不同系统及对象的技术,造成系统建设、技术培训及维修费用的增高和系统效率低下。
因此,只有采用统一的模块化硬件和软件结构并引入人工智能技术,才能使各子系统成为一个整体,提高控制和管理系统的容错性和可靠性,并具有智能成份,这是智能建筑所追求的目标。
人工智能技术在智能建筑中的应用研究
二、人工智能新发展对智能建筑的影响
进入新世纪以来,知识库专家系统和知识工程成为人工智能领域最有实践意义的成果,已开始大量商品化。
1专家系统是一种基于知识的系统, 其实质是使系统的构造和运行,都基于控制对象和控制规律的各种专家知识。 这种人工智能的计算机程序系统,具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平,以及解决专门问题的能力,或者说专家系统是指相当于(领域)专家处理知识和解决问题能力的计算机智能软件系统。 根据一个或多个专家提供的特殊领域知识、经验进行推理的判断,模拟专家决策的过程来解决那些需要专家决定的复杂问题。
这样一来, 就可以引入基于控制专家的专业知识和实践经验的专家控制系统。 采用知识表达技术,建立知识模型和知识库,利用知识推理,制订控制决策。为智能建筑的楼宇设备自动化系统(BAS)( 包括强电设备控制自动化(EA)、安全防范自动化(SA)、消防自动化(FA)等) 提供最优控制、决策支持等。 专家控制系统的设计,改变了过去传统的控制系统设计中单纯依靠数学模型的局面,使知识模型与数学模型相结合,知识信息处理技术与控制技术相结合。另一方面,专家系统也可以应用于智能建筑的物业管理与服务之中,通过设置用户管理知识库和数据库,对人员出入、自动缴费、业务咨询等管理与服务提供智能支持。
2人工神经网络在建筑系统建模、学习控制、优化等方面取得了成功。已应用于语音识别、模式识别、最优计算、信息智能处理、复杂控制、图像处理等领域。随着智能建筑功能的不断增强,在现代智能建筑物内安装的电气设备愈来愈多,设备能耗也越来越大。要管理好一幢现代化大厦,使安装的成千上万台的设备能可靠、安全、协调、经济地运行,这就对建筑设备自动控制水平、控制设备功能、 快速响应的能力和运行管理水平提出了更高的要求。而具有学习与自适应能力的人工神经网络在控制方面所能提供的监督与非监督训练( 前者包括训练输出输入集合和神经元加权系数的调节,后者包括分类与自组织) 为这些复杂控制提供了可能。 这样一来,智能建筑中的设备控制器就能以不同的原理进行操作。 可以学习建筑物的特性,得出简单精确的建筑物模型,可以自动调节其参数,适应建筑物特征参数或不同的建筑。 因此可将其用于建筑智能化设备的实时信号检测、控制、保护(如故障诊断)、调节,从而研制具有自学习、自适应、自组织功能的新概念的智能建筑设备自动化控制系统。
3智能建筑控制需要精确建筑仿真模型和精确、灵敏、具有适应性的系统。 由于传统模式的复杂性,控制器不能在建筑仿真模型中在线运行。 而新的神经网络学习模型采用动态学习方法建模, 降低了模型的复杂性以及对计算资源与硬件的要求,控制硬件费用降低,可以采用硬件方式实现。新的神经网络学习已经在微型芯片上实现, 即所谓的神经网络芯片。 因此,这种模式很可能在不久的将来适合于小规模的智能建筑和民用建筑。 同时,智能建筑需要学习模式的出现改变了传统模式响应速度与精度, 对计算机设备要求更加简单。 建筑学习模式的开发将带来低成本建筑智能控制的革命。
尽管目前的建筑神经网络模型存在实时性等技术问题, 但随着计算机速度的提高与神经网络实时算法的改进, 建筑神经网络控制将更加完善。 神经网络学习控制将采用大规模集成电路而不是计算机芯片形式实现,也不仅限于建筑能量控制与管理,还可以完成建筑物监控、保安、照明、娱乐等任务。 相信在不远的将来, 基于芯片的简单装置将取代今天的微处理器,使大量建筑物真正拥有智能成为可能。 较低的造价可以使智能设备进入普通市民家庭。
4随着数据库技术、网络技术以及计算机运算能力的快速发展,基于数据库的控制已成为可能,特别是随着分布式数据库和数据仓库技术的日益成熟, 在建筑智能化系统集成时引入智能决策系统,可使智能建筑真正实现智能化。
智能决策支持系统是近年来计算机技术、人工智能技术和管理科学相结合的一种新的管理信息技术。 它是以管理科学、运筹学、控制论行为科学为基础,以计算机技术、信息技术为手段,面对半结构化和非结构化的决策问题,帮助中、高层决策者进行决策活动,为决策者提供决策所需要的数据、信息和资料,帮助决策者明确决策目标和对问题的认识,建立和修改决策模型,提供各种备选方案,并对各种方案进行优化、分析、比较和判断,帮助决策者提高决策能力、决策水平、决策质量和决策效益,以达到取得最大经济效益和社会效益。
5建筑智能系统集成是满足建筑物的现代化管理的需要而出现的。 建筑智能化是从自动控制向信息管理发展的产物。 通过系统集成采用统一的模块化硬件和软件结构,就能使管理人员方便地掌握操作技术和维修管理技术, 这是所有独立子系统都无法做到的。因而,从绿色建筑和可持续发展的角度,把控制和管理相结合,扩大建筑物管理的范围,扩展智能化系统的内容和内涵,是建筑智能化的发展方向。
因而建筑智能系统集成的一个核心内容就是应用智能决策支持系统的技术设置“智能建筑管理系统(IBMS)” ,以提高整个建筑物的监控管理效率, 提高建筑物投资的产出投入比。
结束语
近年来,人工智能技术出现了新的发展,专家系统、人工神经网络、决策支持系统和多Agent 技术的应用给智能建筑的发展注入了活力,在智能建筑的控制子系统,如BAS 系统中引入专家系统,在终端电器,在智能楼宇控制中引入多Agent 技术,就可以大大降低建筑智能化系统的运行、维护成本,实现总体最优控制和节能,并将为人类创造更美好的工作、生活环境带来质的飞跃。
参考文献
[1] 王永忠.人工智能技术在智能建筑中的应用研究[J]. 科技信息. 2009(03)
[2] 吴选忠,倪子伟.人工智能新技术在智能建筑中的应用研究[J]. 福建建设科技. 2005(02)
关键词:智能建筑;信息技术;楼宇自动化;设计
中图分类号:TU855 文献标识码:B
1.引言
20世纪的后20年和21世纪的前10年,是信息技术和智能技术迅猛发展和革新的时代,数字洪流已经席卷了人类社会的方方面面,人类社会逐步由工业化时代向数字时代迈进。在新的数字化时代背景下,在建筑行业,人们对建筑物的办公、居住环境以及设施管理提出了越来越新的要求,建筑不再是一个简单的遮风避雨供人居住的场所,而是演变成具备安全、高效、舒适、绿色、节能以及智能化的功能,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。如果把建筑比作人体的话,那么传统的建筑只是具备了人体的外在骨骼和肌肉,而智能建筑则是在此基础上加上智慧的“头脑”和灵敏的“神经系统”的完整的“人”。
2.智能建筑的定义及特点
智能建筑[1]的概念最先是起源于20世纪80年代的美国,1984年,美国康涅狄格州哈特福德市的“城市广场”(City Place)是世界上公认的智能化大厦,其具备了先进的通信系统、办公自动化系统、及自动监控和建筑设备管理系统。随着信息技术的迅速发展,智能建筑的内涵得到不断的扩展和丰富。到目前为止,对于智能建筑,国内外有着不同的诠释,美国建筑协会将智能建筑定义为:通过将建筑物的结构、系统、服务和管理4项基本要求以及它们之间的内在关系进行最优化,从而提供一个投资合理的、具有高效、舒适、便利环境的建筑物。国内学术界将智能建筑定义为:利用系统集成方法,将智能型计算机技术,通信技术、信息技术与建筑技术有机结合,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、便利和灵活特点的建筑物。虽然国内外对智能建筑的定义描述不尽相同,但对其本质特点的认同却是一致的,即智能建筑可以为人民提供一个优越的工作与生活环境,这种环境有着安全、舒适、便利、高效、灵活的特点。
3.智能建筑的组成要素
智能建筑通常由5个自动化系统要素[2]组成,简称为5A(A是Automation的简写),分别是楼宇自动化系统BA(Building Automation System),办公自动化系统OA(Office Automation System),信息自动化系统CA(Communication Automation System),消防自动化系统FA(Fire Automation System)和安保自动化系统SA(Safety Automation System)这五个自动化系统。其中:
楼宇自动化系统是智能建筑中的核心系统也是最能体现智能建筑的舒适、便利、高效特点的系统,它运用计算机系统对建筑的各个方面实行自动化的监控及管理,如空调、照明、电梯、配电和给排水。
办公自动化系统是围绕计算机网络进行的信息的建立、存储和处理,包括文字处理、电子记事、数据库、日程安排、统计管理和决策管理等。
信息自动化系统是指通过电缆、光缆等有线或无线的传输方式,使用相关通信设备快速传递语音和图像,包括传输语音的电话网系统、传输图像的有线电视系统、传输数据的Internet、ISDN系统。
消防自动化系统是指建筑楼宇内的人工报警器、智能探测器、灭火喷淋系统、紧急广播及照明系统。
安防自动化系统是指以运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查等的系统;或是由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。
在国内智能建筑设计时除了5A智能建筑设计外,有时还会有3A智能建筑设计,3A设计时是将5A设计的消防自动化变为消防报警,安防自动化并为保安监控一并纳入到楼宇自动化的设计范围内。
智能建筑的这五个系统彼此之间的功能相对独立,各自在不同的领域发挥着应有的作用,但他们又不是完全独立的,楼宇的综合布线将他们彼此相连,同时用于智能管理的计算机系统又对这几个系统进行综合集成,统一管理,使得各个系统之间创造出高效、舒适的生活,工作环境时,构成了一个有机的建筑功能系统。
4.楼宇自动化系统的设计
4.1楼宇自动化系统的设计思路
楼宇自控系统是利用计算机控制技术组成高度自动化的综合管理系统,对分散于建筑物内的机电设备(冷热源系统、空调系统、送排风系统、电梯系统等)进行分散控制、统一管理,实现对各设备的监测与控制,保证所有设备的正常运行,并达到最佳状态。同时,在计算机软件的支持下进行信息处理、数据计算、数据分析、逻辑判断、图形识别等,从而提高楼宇管理和服务的现代化水平,降低运营成本,从而提供一个一个高度安全、舒适、高效的工作、生活环境。通常楼宇自动化系统是由楼宇内的若干个建筑设备的监控子系统组成,即送排风系统监控、暖通空调系统监控、变配电系统监控、照明系统监控和电梯系统监控。
在进行楼宇自控系统设计的时候,应当考虑以下六个方面的因素:
(1)实用性:楼宇自动化系统的设计应将实用作为首先考虑的内容。在符合楼宇建筑具体实际功能和需要的前提下,合理平衡各个子系统的经济性和先进性,避免片面追求先进性而脱离实际或片面追求经济性而损害智能化建设的初衷。
(2)可靠性:楼宇自动化系统控制着楼宇的各个重要的设备系统,系统设计应确保每天24小时连续工作,局部设备故障不会影响整个系统的正常运行,也不会影响其它智能化子系统的正常运行。关键的系统部件对故障容错和数据备份应提供相应的解决措施。
(3)安全性:楼宇自动化系统设计选用的所有设备、配件及其系统,在保证其安全、可靠运行的同时,应符合国际和国家的有关安全标准和规范要求,并在非理想环境下能有效工作。
(4)易维护性:楼宇自动化系统需要监视和监控的设备品种繁多,而且位置分散,要保证日常系统正常工作、可靠运行,系统必须具有高度可靠的可维护性和易维护性。尽量做到所需人员少,维护工作量小,维护强度弱,维护费用低。
(5)标准性和可扩展性:楼宇自动化系统的设计应采用国家和国际标准及规范,兼容不同厂家、不同协议的设备和系统。必须采用符合工业标准的操作系统、网络技术、相关数据和图形系统。各子系统可方便进出总系统,同时具有开放接口,以便用户进行二次开发。
(6)先进性:楼宇自动化系统是信息时代建筑与信息技术相结合的产物,因此系统方案的设计应力求与当前科学技术高速发展的潮流相吻合。系统总体结构定位于高起点、开放式、模块化,从而建设一个可扩展的平台,保护前期工程与后续技术的衔接。
4.2楼宇自动化系统的设计依据
楼宇自动化系统的设计应当首先根据甲方的需求以及提供的相应建筑图纸为基础,同时参照相应的设计规范如:《智能建筑设计标准》(GB/T50314―2006)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)、《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)、《电气装置安装工程施工及验收规范》(CBJ232―92)、《建筑设计防火规范》(CBJ16―87)95修订、《火灾自动报警系统设计规范》(GBJl16―92)、《商用建筑线缆标准》(EIA/TIA―568A)、《信息技术互连国际标准》(ISO/IECl1801―95)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)。
4.3楼宇自动化系统的设计概要
楼宇自动化系统[3]的设计是为大楼各机电设备提供一套完善的自动化管理解决方案,以提高各机电系统效率和可靠性,其建筑设备监控系统由冷热源、空调暖通、变风量末端、送排风、电梯等监控系统组成。
通常楼宇自动化系统主控工作站应设在各楼消防及保安控制中心内,负责各大楼的机电设备监控,为了增强系统的灵活性,系统应预留备用接口,同时设计时应根据甲方的要求在某些房间增设监控点,减少能源消,提高经济效益。
楼宇自动化系统的设计是通过网络控制器(NC)、直接数字控制器(DDC)对所有机电设备进行监控,系统还应通过数据通讯接口对空调冷热机组及电梯等设备进行监控。
在对楼宇自动化系统进行设计时应采用分布智能系统,利用分布在楼宇现场的可扩展数字控制器及I/O扩展模块,完成对建筑机电设备的实时监测,保护与控制任务。各控制器在设计时应确保既能独立运作,又可以在中央工作站指导下工作。在正常情况下使用人员只需要在中央工作站进行监控,不需要直接操作其它控制器,这样极大地方便了系统的管理,此外,系统的设计应建立标准、统一的数据库,并具有标准的开放接口,便于被集成信息的利用和更高层次的信息集成,为建筑内的综合管理与调度提供基础平台。控制器(DDC)应采用现场控制方式,控制器之间采用点对点通信。控制器必须具有独立的监测和控制能力,可根据需要随意增加/减少总线上的控制器,而通信线故障不会影响控制器的现场控制功能。
应将楼宇自动化系统设计为完整的分布式集散控制系统,该系统应采用标准化局域网技术和众多子系统集成技术实施对楼内所有实时监控系统的集成监控、联动和管理,系统应既可相对独立运转,又可联合成为一个有机整体,可以由系统管理服务器完成对不同工作站及现场控制器的控制权限的设定。
4.4楼宇自动化系统的网络结构
通常将楼宇自动化系统设计为两层网络结构,即管理层网络和控制层网络,具体如下:
(1)管理层网络:管理层网络是由带鼠标及彩色显示器的个人电脑和打印机组成操作站、数据管理服务器组成。操作站不需要BAS专用软件,而采用网络浏览器作为用户界面,授权用户可以通过Web浏览器提供的用户界面简捷地登陆到数据管理服务器。用户可以通过Web浏览器在网络任何一点获得数据管理服务器上的数据。管理人员和操作者,通过观察显示器所显示的各种信息以及打印机所记录的各种信息来了解当前或以前整个大楼各种机电设备的运行状况,也可通过键盘或鼠标的操作来改变各种机电设备的运行状况,从而达到管理者各种特定的控制要求。操作站级的设计应以高速通讯方式进行信息交换,其通讯速率应达10/100M波特。从而确保系统的实时性,避免通信阻塞。
(2)控制层网络:控制层网络通常设计成点对点(Peer to Peer)的通信方式,同一楼宇内的控制层网络上的网络控制器可以进行无主从的对话,并不依赖与管理层的操作站,网络上任一节点故障时不影响系统的正常运行和数据传输。控制层网络采用以太网络,通讯速率为10/100M,通过六类UTP 把各个楼层的网络控制器分别连接入管理型以太网交换机,各个楼层的以太网交换机与相对应的交换机进行级联。每个网络控制器都有独立的IP地址,使用IP协议互联,通讯速率在10M/100Mbps自动切换。控制层网络通常由网络控制器和直接控制器组成,网络控制器应配置高性能的微处理器,从而满足对现场设备监控管理的需要,而且应承担从管理级网络至控制层网络的总线匹配、通信管理的功能,是现场控制设备与操作站通信联系的纽带。
5.结语
在信息时代,随着信息技术与传统建筑设计相结合的产物智能建筑的出现,使得人们追求更加舒适、更加安全、更加高效的工作和生活环境的愿望成为可能,这就给建筑设计人员提出了新的挑战,在熟练掌握本专业的知识的基础上还要学习最先进的信息技术,并将其应用到建筑设计之中,从而设计出满足人们工作、生活需求的智能建筑。本文在描述了智能建筑的定义和组成要素的基础上,从设计思路、设计依据、设计概述和网络结构三个方面对智能建筑中的楼宇自动化系统的设计进行研究。
参考文献
[1] 尹秀伟.智能建筑设计及智能建筑发展前景[J].低压电器,2001.1.2.
当今社会科技的迅速发展无形中带动建筑行业的发展,从而驱动智能建筑的迅速发展,文章根据实践经验和对有关资料的总结,对多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计问题进行了研究和探讨。
20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的巨大变化。智能建筑的产生为解决这一问题展开了广阔前景,尤其是其通信及办公自动化系统,大大提高了办公效率。
智能建筑的发展趋势
智能大厦发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。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。
未来的智能建筑发展将体现如下显著特征:(1)多学科、多技术相互渗透。如虚拟现实、人工智能、生物电子工程、仿生学、生态学等新技术,使智能建筑有新的功能。(2)多个系统的相互交叉融合。智能大厦的三个系统不久就可以结合一个系统。(3)智能大厦群体化;未来将发展智能化建筑群。进一步实现智能化城市和国家。(4)智能建筑是可持续发展的建筑、其内涵:高功能建筑、绿色建筑、健康建筑、生态建筑。 智能建筑将成为建筑革命的先声,成为21世纪的重要产业部门,并进而带动其它行业的发展,乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。
地震区建筑结构设防与不设防,震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。
我国作为发展中国家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我国的地震灾害可谓全球之最。因此,建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
一、震害多发点
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
(一)结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。
(二)柱端与节点的破坏较为突出
框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角杜和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏,轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时,节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。
(三)砌体填充墙的破坏较为普遍
砌体填充墙刚度大而变形能力差,首先承受地震作用而遭受破坏,在8度和8度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。
二、抗震结构设计
较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力。
(一)抗震计算中的延性保证
从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求,且考虑了设计者的使用方便,采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式,只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。
综合大量实验研究成果,影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。
(二)构造措施上的延性保证
四川大地震实践证明,当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量,因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段,容易产生变形。所以,根据这种特点和抗震的要求,多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证了建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。