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【摘要】陈述了智能建筑和生态建筑的现状和发展趋势,指出智能系统应用在生态建筑中前景广阔,但还是存在一定的局限,尤其是设计理念和技术结合上,还有很大进一步开发研究的可能。
【关键词】智能系统;生态建筑;发展前景
引言
生态建筑,是一种以生态学的和资源有效利用的方式进行设计、建造、维修、操作或再使用的建筑物。生态建筑的设计要满足某些特定的目标如保护居住者的健康,更有效的使用能源、水及其他资源及减少对环境的破坏。智能建筑是当今社会随着电子智能化技术的发展而开发的功能性建筑,将生态和智能一起应用到建筑当中是未来建筑发展的趋势,绿色智能建筑的重点在于发展包括能源、水、气、声、光、热、绿化、废弃物管理和绿色建材等九个方向,只有这九大方面都完备了,才能建造完整意义上的绿色智能建筑。下文将浅析生态建筑智能化的应用前景。
1 生态建筑的发展史
20世纪60年代,意大利建筑师保罗・索列里将生态学(Ecofogy)与建筑学(Architecture)合并起来,创造出新名词“生态建筑学”(Acrofogy),指出任何建筑或都市设计如果强烈破坏自然结构都是不明智的,号召将富勒的“MorewithLess”原则应用到建筑中去,对有限的物质资源进行最充分、最适宜的设计和利用,反对高能耗,提倡在建筑中充分利用可再生资源。与此同时,在众多卓越的建筑设计师和建筑机构的不断努力下,一座座根据特点设计的“绿色建筑”在这个世界上不断的生长和在立起来,不论是公共建筑还是住宅建筑都出现了很多经典作品,它们代表着人类建筑的发展方向和必然选择。今天,发展“绿色建筑”已经成为全球的共识。在1992年举行的联合国环境与发展大会上,与会者第一次比较明确地提出“绿色建筑”的概念。1995年美国绿色建筑委员会又提出能源及环境设计先导计划(LEED),5年后加拿大推出绿色建筑挑战2000标淮。中国香港和台湾地区也相继于1999年推出自己的标准,而中国内地的((绿色建筑评价标准》也已于2006年6月l日正式实施。很显然,这也契合了当前中国政府循环经济和可持续发展的战略。在我国如果有效贯彻绿色建筑标准,将节约大量的能源建设投资。由于我国人均资源十分贫乏,所以发展绿色建筑迫在眉睫。特别是近年来全社会环保意识的不断增强,营造绿色建筑、健康住宅正成为大多数开发商、建筑师追求的目标。人们不断注重单体建筑的质量,也关注小区的环境。另外,在我国正处于节能减排发展关键时期,绿色建筑已经引起了各级政府的重视。所以,未来建筑行业中,生态建筑的设计建造会成为建筑建造中的主流。
2 智能建筑的发展史
上世纪70年代,随着数字计算机的迅速发展,智能建筑这一理念―原先采用机电与模拟设备技术的建筑管理与控制战略得到了自然发展。到80年代中期,自动化建(automatedbuildlng)的理念建立。90年代期间,世界各地智能建筑的数量以及结合到建筑中的建筑智能水平稳步增长。以英国i&i有限公司和英国建筑科学研究院(BRE)2004年9月共同主办的2004国际建筑活动为巅峰,表明智能建筑市场已经逐渐成熟。进人21世纪,智能建筑领域中的信息网络技术、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、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等,都会有更加深入广泛的发展及应用。但智能化技术只是一种手段,就整体建筑业产品的技术发展来说,技术终归要为设计理念来服务。我国智能建筑建设始于1990年。1986年,国家计委和科委共同立项,中国科学院计算技术研究所承担的软课题《智能化办公楼可行性研究》开始运作,并在1991年提出报告。据2004年的统计数据,中国(不包括港澳台地区)共有不少于4500幢智能大厦,大部分建筑规模均在3万平方米以上,上海金茂大厦(88层)、深圳地王大厦(81层)、南京金鹰国际商城(58层)等一批智能大厦世界闻名。2008年奥运体育场馆更是当今世界智能建筑的杰出代表,它由通讯系统、体育竟赛管理系统、管理信息系统、建筑设备监控管理系统及节能系统等几大部分组成。但是,由于经济、技术、人为等各方面因素,我国智能建筑的发展还不成熟,智能建筑的理论研究也滞后,大多数研究停留在国外相关成果上,与中国国情有一定的差距。
3 智能系统与生态建筑的结合
3.1 设计理念上的结合
智能建筑在设计时考虑建筑单体的智能化是比较多的,而生态建筑的最终目标是以“生态建筑”为基础进而扩展至“生态社区”、“生态城市”层面,达到促进建筑持续发展的目标。生态建筑不仅被作为非生命元素来对待,而更被视为自然生态循环系统的一个有机组成部分。大区域生态设计应用智能系统的研究报道还不是很多。一边是高技术,一边是有机生态环境,在建筑设计时如何将两者结合起来是有不少问题的,现在一些较为先进的生态设计理念是原生态,也就是保持自然,修复自然,高技术尤其是高造价的智能系统在其中应用是不多的,如俞孔坚的一些作品。还有一类是高技术生态建筑,这类建筑要求的资金高,功能高,国外发展还是比较适合,但我国现阶段除了一些面子工程,大部分建筑还是要以低造价、节能、可持续发展为主要设计宗旨的,建筑师们在在设计这一类建筑时,如何把握设计主旨还是要慎重考虑的。
3.2 系统技术上的结合
生态建筑的设计元素主要为绿色植物,阳光辐射,水,自然通风,废物利用等,智能建筑的系统核心是计算机技术,软件开发,电路设计等,两方面要求专业知识上跨度是很大的,在现阶段中国的教育体制下,在上述两方面精通的技术人才还是不多的,可以将计算机方面的人才进行生态理念教育与实践。
3.3 管理维护上的结合
后期维护管理同样要求具有交叉知识的人员,除了线路维护,也要对环境功能进行评估,这方面比设计要求的技术门槛要低些,可以试着将管理维护进行智能化设计,由计算机指导维护人员进行。
4 智能系统与生态系统的开发前景
生态建筑要的是功能,而智能系统正是达到建筑生态化的手段之一,通过智能操作组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效,低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境,是符合21世纪建筑的发展趋势的,也是节能,生态,可持续建筑实现途径之一。
5 总结
中国的城市发展和城镇化进程一定要考虑人与自然的关系尊重自然生态规律。本着协调共生、健康安全、科学求是、永续发展的宗旨提高我们把握命运的科学能力,约束人类无节制消费的行为,控制对资源的低效益消耗、浪费和过量的摄取,挖掘新能源拓展新技术,鼓励创新从每一栋建筑、每一个社区、每一个城市、每一个国家做起来构筑绿色建筑、绿色社区、绿色城市,乃是构筑人类理想美好的未来,科学技术的智能化也是未来发展的趋势,生态建筑和智能建筑一体化,必将是未来建筑新的发展点。
参考文献:
[1]从智能建筑到绿色建筑 WORDSTANDARDS NEWS 2008.10
[2]刘显成.智能建筑的发展与展望建筑论坛
[3]许溶烈.邹婷婷.中国智能建筑的昨天,今天和明天.智能建筑和城市信息.2008年1期
建筑电气工程是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,它是介于土建和电气两大类学科之间的一门综合性学科。主要包括:建筑供配电技术,建筑设备电气控制技术,电气照明技术,防雷、接地与电气安全技术,现代建筑电气自动化技术,现代建筑信息及传输技术等。国家建设部定义的智能化小区的基本概念是:‘住宅小区智能化是利用4C(即计算机、通信与网络、自控和IC卡),通过有效的传输网络,将多元的信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化集成,为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段,以实现决捷高效的超值服务与管理,提供安全舒适的家居环境”。建筑电气专业被更紧密地与智能化建筑联系在一起:建筑电气设计活动中智能化的元素越来越多,通过人员专业知识的完善和项目设计中的综合开发的运用,都直接起到提升建筑智能化的水平的作用。
2.建筑电气智能化设计对智能建筑物业开发项目产生的影响
智能建筑作为现代建筑技术与信息技术相结合的产物,随着科学技术的进步得到不断发展和充实,通过采用多元信息传输、监控、管理以及科学有效的集成等一系列高新技术,以实现信息、资源和任务的共享。现代建筑技术、现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术一一简称‘,4c+A’’技术,共同构成了智能建筑发展的技术基础,智能建筑最主要的特征就是“智能化’。从成功开发的智能建筑来看,通过运用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制和管理,并对用户提供信息和通信服务等,实质上是通过拥有一套或多套智能化系统,包括安装计算机设备、数据通信线路、程控交换机等,用户可以取得通信、文字处理、电子邮件、情报资料检索、科学计算、行情查询等服务。另外对建筑物的所有空调、给水排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机控制,实现综合自动化,使建筑物的用户获得了经济舒适、高效安全的环境,使建筑物的功能产生质的飞跃。而这一切离开了建筑电气设计都将无从谈起。因为智能化建筑的每一项功能都将通过建筑电气设计活动从最初的设计、施工验收、功能维护及今后的技术升级来实现,可以说智能化的要求自始至终贯穿着建筑电气设计活动的全过程。
3.建筑电气智能化设计的基本要求和实践分析
3.1建筑智能化系统的规划和设计智能化要求贯穿于建筑电气设计活动的全过程,因此建筑开发方应尽早规划好智能化建筑的各项功能,在最初提出设计任务时尽可能洋细地说明智能化系统的内容、要求具备的功能、要求达到的标准、投资及能耗估计;设计单位在编制设计任务时应按照实际业务需要来确定,便于在设计活动中的方案设计、初步设计、深化设计、施工设计中进一步提高效率,做到优质、准确。智能化系统设计任务书是向设计单位提出的建筑物智能化功能要求,设计单位据此提出设计方案。任务书是智能化设计的基础和前提。任务书的内容主要是:(1)设计依据:包括遵循国家现行有关规范和标准的建筑物的设计任务书、建筑物的建筑、结构、设备方案。(2)设计原则:要求功能上实用、技术上先进、经济上合理、施工维修方便,符合可持续发展要求。(3)设计内容:包含通信系统、办公自动化系统、建筑物自动化系统、火灾自动报警系统、保安系统。(4)技术要求:分系统提出技术性能要求。
3.2建筑智能化设计的实践分析建筑智能化和电气智能化设计的目标是要向住户提供‘方便快捷的信息通信、安全舒适的居住环境、高效便利的物业管理。”然而作为一种新型的地产物业,在国内尚未有出台明确规范的设计标准。这就需要设计人员与物业开发方反复不断地沟通,结合具体情况交换思想,明晰设计思想,以达到圆满一致的效果。建筑智能化功能实现涉及多门现代学科技术,建筑电气设计人员要成为诸多学科的专家不可能也并无必要,对于上述智能化功能所提及的各个系统,建筑电气设计师在本专业基础上再学习和了解各系统间之间是如何实现通信的就可以了,因为各个系统是可以单独施工的。而且不同的厂家也有不同的通信协议所以要做到真正的集成是有一定有困难。所以设计人员的关键在于按照设计任务书基础上制定的设计方案精心设计。
3.3建筑智能化对电气智能化设计的崭新要求近几年来,各行各业用信息技术来改造传统产业已经成为发展的潮流,而建筑智能化是与信息技术紧密结合的朝阳产业,社会对“建筑电气与智能化’专业人才的要求越来越高。可以说,智能化建筑的成功与否,建筑电气设计师的个人素质具有不可忽视的重要作用。事实上,真正理想的智能化建筑,不单是一个智能化设计师与智能化施工单位能做得到的。这其中建设方协调是最重要的。没有建设方的协调,各执一词,很难在思想上和行动上保持一致,从而影响到施工进度甚至智能化的最终效果。1、对建筑电气设计师而言,电气专业知识的精通是根本,必须熟悉相关规范,熟悉最前沿的技术,对智能化设计的信息等技术要有所必要的了解;通常设计师会为各行各业的建筑做设计方案,每个行业所涉及的内容肯定是迥然不同。一般来说,设计与施工当中具有很强的针对性,学校与酒店、政府与企业对智能化的要求是不同的。房地产中的智能化建设在建筑当中也是一步步完善的。而且智能化建设还有一个重要的,就是要与建设方要有很好的沟通与协调,才能真正的做好智能化建设。同时设计人员还必须要有丰富的现场经验,能够准确把握住施工中各个层面的要点和要注意的问题,对相关的土建、结构、强电、通风等方面的基本知识也要有一定基础和了解,便于在弱电施工中随时与多方面进行协调和配合。2、在弱电施工方面,弱电工程通常由土建(总包)进度来决定的,把握好施工进度很关键,尤其是要把握好施工进度中预埋、设备采购、设备安装、调试等关键点。建筑电气设计师要善于发现智能化建筑电气施工中出现的问题,正确表达自己的专业观点,并及时认真做好与各总包、强电等单位的协调、配合工作,处理好与各兄弟单位的关系。施工中各种资料要保存完好并归档。
[关键词]建筑智能化;电气工程;工程管理
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0181-01
1、引言
智能建筑即是根据用户的需求,将建筑物的结构、系统、服务和管理进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境,是现代科技集成下的产物。建筑智能化电气工程结合了现代建筑技术、现代控制技术、现代通讯技术和现代电脑技术,能有效提高建筑的适用性,降低了投入成本和使用成本,在我国的应用逐年增长,已经成为了发展趋势。
2、智能化建筑在我国发展现状
智能化建筑在我国发展更多的结合了可持续发展观念和生态和谐发展理念,因此,我国的智能建筑特点更多的体现了节能环保性、先进性、实用性和可持续发展,注重节能减排,追求智能建筑的低碳环保。
(1)智能建筑在我国发展速度快
从1990年开始,智能化工程逐渐成为我国建筑工程重要的一部分,促进了建筑工程内容的扩展,提升了建筑工程的先进性水平,改变了工程投资方向。在这10多年的发展和积累中,智能建筑已经逐渐在我国得到普及,大大提高了应用水平。建筑工程的不断规划、设计、建设、管理使得企业积累了不少的经验,工程管理模式从最初的单项子系统承包发展为现在的智能化工程总承包。
(2)智能建筑社会需求大
智能建筑能有效节约资源、降低成本、节能环保性能优良,在社会上需求大。各地纷纷建设绿色环保建筑,有效地节约了在管理投入、维修维护、设备更新换代、能源上的成本,是社会发展的必然趋势。
(3)智能建筑发展水平低
我国智能建筑发展10多年来虽然进步很大,但与其它国家相比,发展水平还不是很高,还存在很多问题和有待完善的地方。如建筑智能化系统功能不足,运转不稳定,工程滞后现象严重,有些工程无法如期完成,妨碍了建筑整体的完工,效率不高,导致企业经济效益不高。国内生产的电子产品品质不高,常发生故障,国外生产的电子产品品质高,但价格偏高,不利于在国内普及应用,给生产生活带来了困难,一定程度阻碍了智能建筑的普及。
3、智能化管理技术分析
建筑智能化电气工程管理中,新技术的不断发展增多,应用也不断增多,智能化管理技术也是应用较为广泛的一种。智能化技术是一门综合技术,也是人工智能技术,是计算机技术的一个组成部分,主要集中有计算机技术、精密传感技术、GPS 定位技术,主要应用在控制领域。
建筑智能化中的智能化技术,主要方面有自动控制技术、网络技术、数据技术和通信技术。智能建筑主要由办公自动化系统、通信自动化系统和楼房自动化系统三个部分组成。在科技发展中,智能化技术加入了更多的学科知识,具有更多实用的功能,成为了现代大型建筑的主流应用技术,将在未来得到进一步发展。
4、建筑智能化电气工程管理技术应用
智能建筑能有效利用能源,在科学的建筑节能设计下,实现节能、低碳、高效效果,防止环境进一步恶化。建筑智能化技术结合了通讯技术与建筑技术,并在不断发展中,推进实现高效、便捷、合理的目标,有利于资源的共享和信息的传递。随着科技的进步、计算机网络与工程技术的飞速发展下,人们开始追求便捷、安全、美观与舒适的建筑,并在观念中不断普及和要求智能建筑的建设。为了增加竞争力,很多房地产也推出了楼盘智能化系统来提升楼盘档次和质量,并广泛应用在楼房监控设施、公共广播、警报器、电视、通信、网络、警报与停车管理等,提高了人们的生活质量。
5、建筑智能化电气工程管理技术应用的问题
5.1 建筑智能化电气工程存在的问题
建筑智能化电气工程10多年以来得到了长足的发展,在很多方面都有不错的成绩。但毕竟发展的时间还不是很长,我国智能建筑还是存在很多问题需要解决的。
(1)系统规划理念缺乏
建设单位对智能化系统还没有深入理解,提出的要求过于片面和有些不切实际。承包单位缺乏以客户需求为主导的规划理念,且管理部门的专业技术人员缺乏或专业水平不高,不能从根部进行管理,使建筑智能化的衡量标准变成了简单以技术系统数量的堆砌为准,进而降低整个工程的有效性。
(2)设计与实际脱节
建筑设计院和系统集成商是建筑智能化电气工程的主要设计单位,都不同程度的存在着缺点和不足。主要表现在:快速发展的电气工程建设要求与设计人员的知识储备、知识更新、实践操作经验等方面之间不匹配;设计人员对当期主流产品的技术要求、技术性能不熟悉;设计规划与实际建筑工程的具体实施过程不一致,存在矛盾,从而实际工程质量受到了设计问题影响。
5.2 加强建筑智能化电气工程管理
(1)建筑智能化电气工程缺乏高素质人才,且缺乏问题严重。
针对这种情况,必须尽快加大力度培养一批具有较高技术水平的专业技术人员,并不断深入探讨开发新技术和研究新方向。在现有的理论研究基础上,定期组织多方人员参与研讨会,就现存问题进行讨论研究,听取多方意见,特别是建筑商、施工单位、集成商和业主的看法,探讨符合市场、符合人们需求的行业发展方向,对出现的问题提出解决措施。建立智能化建筑电气工程管理技术专项研究基金,不断提升科研水平,对有突出表现的人员进行奖金奖励,从而促进整个智能建筑的快速稳定发展。
(2)做好系统规划
在系统规划设计阶段,按照用户需求的智能化系统,制定一份详细的系统规划书,再在详细设计阶段做好施工组织、施工技术规划。制定定岗定责制度,合理安排各部门之间的责任问题和设计安排,经过有效的统筹安排,按期进行工程施工。在实践中,再根据实际存在,对总体设计中的问题进行改进和解决,优化整个工程设计。
(3)做好施工管理
建筑智能化电气工程的施工现场管理,要严格遵守施工工序安排,合理安排施工人员岗位,人尽其用,按期完成各分部工程,及时纠正并处理违规违纪行为,积极营造一个安全的、和谐的工作环境,避免各种安全事故的发生。对工程质量进行控制,合理安排质量控制点,控制每个工序的质量,检查工序完成情况。重视施工质量检查,加强工程质量验收过程,建立健全建筑工程项目施工安全保障体系。加强为机械设备的维修、保养工作,避免设备带病、带伤工作,设备的安装要符合有关设备的技术和质量标准,实施岗位责任制,保证每个操作人员都是执证上岗。加强施工人员是质量管理、施工技术、安全知识等方面的培训,同时制定竞争制度,对技术不过关人员进行淘汰,提高总体技术人员平均水平。
6、结语
智能建筑具有良好的发展前景,未来发展的市场潜力大,且随着科技的进步,智能化的水平将会进一步提高,智能化工程会被更多的人接受,得到更多的认可。在未来发展中,我们要加强对智能化电气工程管理体制的建立,不断提高施工水平,更多的技术人员服务于智能化建筑的建设。完善系统规划,加强技术人员培训工作,做好施工管理工作,促进建筑智能化电气工程处于建筑业领先地位。
参考文献
[1] 任美青.浅谈智能化建筑综合布线的电气工程管理.山西焦煤科技[J].2007年05期.
[2] 陈晓国.我国建筑智能化工程管理模式探讨.企业技术开发[J].2012年14期.
[关键词]:城市 建筑 智能化 设计 展望。
中图分类号: F291.1文献标识码:A 文章编号:
正文:
1.建筑智能化设计概述
建筑智能化已成为现代建筑设计的重点内容,并且根据现代建筑的不同要求,智能化技术也获得了相应的发展。不论在国外还是国内,还较难做出智能化建筑的确切定义。但就人们对建筑的功能需求和当前广泛应用于建筑的技术,可做大致描述:在满足良好的人居环境的前提下,基于较先进的技术和实用产品;使建筑拥有可靠的家居安全保障手段,能迅捷地进行信息获取和交互,可提供丰富的娱乐休闲设施与内容及更加有效的环境保护措施;易于实现便捷的家居设施管理,便于对家居的维护和对家居设施与功能进行升级,在满足人们对生活与休息要求的同时,满足人们对家居的学习、工作、娱乐等多方面的要求,达到舒适、安全、便捷、环保。
2.智能化建筑发展
20世纪是人类建筑发展突飞猛进的一个世纪。上世纪之初到中叶,随着电力照明,电话在家庭中的普及,人类建筑开始进入电气化时代。20 世纪70~80 年代,各种家用电器开始涌入西方发达国家的家庭,建筑开始进入电子化时代。80年代中期,家电产品种类更加多样,功能更加繁多,安保防灾等产品融入家庭,以前应用于工业领域的控制思想和手段开始应用于家庭设备的控制与管理, 由此形成建筑自动化(Home Automation)的概念。进入90 年代,基于通信与信息技术(特别是网络技术)的飞速发展,对建筑内各种家电、安保、防灾等设备进行监控与管理,运用先进的通信手段及时获取信息并使享受各种服务成为可能。建筑智能化的思想开始形成。
3.城市建筑的智能化设计特点
智能建筑的规划建设与其它智能建筑的规划建设一样要考虑应用环境、功能用途、实施技术、管理维护、成本计算这五大要素。这是因为建筑智能化是智能建筑在民用建筑建筑领域的扩展与延伸,因此在设计规划智能化建筑时既要考虑其与一般意义上的智能建筑的联系,又要重视它们之间的区别。
首先,智能化建筑是以居住小区(社区)为应用环境平台,面向的是长时间生活在其中的居住者。因而在设计规划时考虑更多的应是其周围能够得到良好的人居环境,能方便地实现建筑所期望提供的各项功能,并易于建筑在品质、功能等层次上的提升。其应用的环境相对简单,物理空间小。
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、舒适、便捷的居住空间。它要求建筑首先要有较强的安全保障功能;其次,建筑应具有便于管理的功能(包括对各种家居设施等硬件的功能性管理和对日常活动的事务性管理);再次,随着人们生活水平的提高,对建筑休闲娱乐功能,特别是信息获取与交互的功能要求也在逐步提高。
第三,当前构成建筑智能化的系统相对简单,主要由各种不同的功能模块通过总线技术进行连接,达到对家居设备的本地、异地监视与控制和相应数据的采集。建筑与小区管理中心之间采用总线连接,也有采用局域以太网连接。建筑与小区以外范围的联系主要采用以太网连接。智能化办公、商用建筑和其他功能性建筑内部主要通过总线技术将楼宇中各个节点、传感器连接,达到对建筑设备的监控和管理。此外对智能化办公、商用建筑中的“软技术”(相应的控制策略等)要求较高。
第四,在管理维护方面,建筑是独立简单的小系统,并由此构成建筑小区的智能化大系统,但两者之间的关系并不十分复杂。小区对各个分立建筑系统一般只要求进行数据采集(多表数据采集和远传)、信息交互(主要是提供信息服务),并提供与外界联系的中继(住户网络接入服务等)。因此,智能化建筑维护的范围面较窄,工作量也不是很高。
最后是成本计算,这包括智能化系统在建筑中的初次投入成本、使用成本、维护更新成本和因其应用对其他方面所产生的成本节省(或远期效益)。其计算公式是:
成本计算= 初次投入成本+ 使用成本+ 维护更新成本- 成本节省(或远期效益)
对于建筑智能化建设与实施来说,成本计算这一要素要比其他几个要素更为重要,因为建筑面向的对象是普通消费者,并且建筑又是一种极为特殊的商品。对于广大消费者而言,对建筑基本品质的要求远远大于对建筑附加功能的需求。如果附加功能的成本过高,多数消费者就将放弃其附加功能。因为在其它类型建筑中,由先进技术保障和支撑的完善功能所产生的成本节省和远期效益相对较大。
由此我们可以看到,在智能化建筑的规划与建设中五大要素密不可分,其中应用环境应该作为规划设计的背景;成本计算作为建筑智能化设计、实施和应用的客观决定因素;功能用途、实施技术、管理维护则成为规划设计时的客观保障要素。
4.我国当前智能化建筑设计的问题
应该说我国的智能化建筑的设计、建设还处在起步阶段,但规划建设速度很快。纵观我国目前智能化建筑的设计和建设,以下问题应该引起重视:
(1)整体设计智能化建筑的理念还不强。在设计时过分强调自动化与通信技术及相关功能的应用,较多呈现出电子、自动化、通信技术产品及其功能的简单集合与堆砌的设计倾向。
在住宅设计中,由于住宅比其他建筑宽泛、复杂许多,这就要求在设计智能化建筑时要有一种整体考虑的思想。住宅的规划如何能够更好地达到与环境的和谐;如何能在住宅结构和材料上达到环保的要求并节能;如何在住宅基本结构与设施的维护上更加方便等内容都应被融入到建筑智能化设计与建设应考虑的要素中。
(2)目前建筑中“智能化技术产品”应用的建设和维护成本还较高。由于高端技术产品应用到建筑上对于使用主体——普通住户来说并不能产生很高的收益,并且我国大部分消费者对建筑还只是满足于对其环境与地段、建筑户型结构等基本使用要素的要求上,这样初期平均60~80 元/m2的成本就会让众多消费者望而却步,而随之的相关服务、维护费用也会使建筑智能化停留在口头上。
(3)应用于智能化建筑的产品还较为模式化、单一化。目前用于建筑中的家庭集控产品主要由数据采集模块、安全防范模块、家电控制模块、通信网络模块组成,并辅之以宽带网入户。家居集控装置与被控产品(主要是家用电器)在设计生产中还存在较大的矛盾,目前能够同时进行集控装置与被控产品制造的厂家不多。智能化系统产品的开放性、相互兼容性、可升级性还欠考虑。家居智能化产品操作复杂,对使用产品有诸多不便。
5.建筑智能化发展展望
21 世纪建筑智能化的发展将不仅是现代技术应用上的进步,而将是人们日常生活理念和方式上的重大转变。建筑也不仅仅是人们居住的物理空间,更将与人们生活的方方面面相互渗透和融合,从而具有物理实意以外多方面的意义。而未来新的技术将给建筑智能化带来更大的飞跃。
未来在规划设计智能化建筑时应更加注重建筑的应用环境背景的要求。这种环境背景要求不仅是建筑所处的周边小环境,更有可能扩大到与城市这种范围的大区域背景相联系。并且其规划设计也将是多学科的综合与协作。
智能化系统在建筑中应该具有较高的性价比。即使初次投入由于所用技术的先进而导致了成本较高,在今后的使用成本、维护更新成本上应该有较大幅度的降低,对于其他方面(如能源的利用等)的成本也应有较大的节省,并且能够带来更多的附加值。
6.结语
未来全国城乡建筑仍会大幅增加,为建筑智能化提供了广阔的应用平台,科技的飞速发展也为建筑智能化提供了有利的技术保障,我国在智能化建筑建设与发展上具有十分广阔的发展前景。
参考文献
1 马鸿雁.我国智能化建筑小区发展综述[J].北京建筑工程学院学报.2003(1)
【关键词】发展方向;建筑智能化技术;建筑节能技术;遮阳;保温
建筑技术在建筑设计管理中占有十分重要的地位,它涉及到很多有关建筑方面的内容,如我们常见的有智能技术、防水技术、节能技术、保温技术等等,随着社会的不断进步,如今人们对现实生活环境和工作环境提出了更高的要求,房子已经不再仅仅是人们遮风避雨的场所,它已经慢慢发展成为人们工作、学习和生活的地方,房子的质量好坏直接体现了人们的生活质量的优越程度。因此,为了满足人们对房屋建筑环境的要求,不断发展建筑施工技术,促进其向现代化、智能化、节能化方向发展,使人们的生活变得更加舒适和美好。
一、建筑施工智能化技术的探究
(一)建筑智能化技术的介绍
人类迈入二十一世纪后,随着科技的日新月异,全球化知识经济时代已经到来,为了适应社会信息化和经济全球化的发展需求,建筑技术智能化逐渐孕育而生,它也是人类社会生产力发展的必然产物。建筑技术智能化将建筑施工技术与计算机、电子信息及网络技术有机的结合起来,在建筑物内或建筑物之间实现进行电子信息化管理和无线网络对接达到信息的交换、共享、办公自动化控制等综合利用的能力。智能化技术把当下最为先进的科学技术,充分的运用在现有的建筑物系统中,有效展示出智能化的作用和魅力。其中建筑技术智能化主要涉及到的内容包括房地产开发单位对建筑技术智能化系统的市场分析和需求报告,智能化设计和材料的选择和适合智能技术工程监理应具备的能力要求,还有对智能化系统的设计和实施方案以及验收竣工后的管理等。
(二)建筑智能化技术存在的问题
根据对现阶段建筑智能化技术的发展现状和趋势分析看,我国在建筑智能化技术领域中存在着一些问题,主要表现在以下几个方面:
(1)由于建筑技术智能化还处在成长期,政府的政策性引导对智能化技术的发展起到了决定性的关键作用。错误性的引导会使建筑技术智能化的发展出现失衡、混乱。
(2)国内建筑行业对智能化技术的发展重视程度不足,纵观目前我国建筑智能化技术市场,大多还是以国外智能化技术为主,国内建筑企业不能形成一套国产智能化体系,使得我国智能化技术的发展十分缓慢。
(3)建筑智能化技术所涉及到的方面十分广泛,它除了包括建筑本身的技术层面外,还涵盖了计算机、电子信息、网络技术及人性化技术等多个学科。因此要实现建筑智能化技术,就需要将这些学科涉及到的相关部门行业有机的统一起来,成为一个整体。而目前在建筑技术智能化发展中由于各学科之间的差异性,存在合作困难,各自为政的局面,严重影响了建筑智能化的发展。
(三)建筑智能化技术发展方向
今后建筑智能化技术将成为建筑行业发展的主要推动力,建筑智能化技术的发展方向是在建筑技术的基础上,不断对计算机技术、电子信息、网络工程、可视化技术、家庭智能化技术等领域进行拓展,实现人类社会居住和生产环境自动化,通过运用先进的建筑智能化技术,实现人类工作和生活环境的可持续发展。
根据我国实际国情出发,我国是一个人口多,底子薄的国家,居民人均居住面积狭小是目前建筑领域面临的首要问题,依照我国有关政策规定,大力发展城镇人均住宅面积,给建筑领域带来了巨大的商机。发展智能化居民生活小区,为广大城镇居民提供自动化、网络化的高质量社区是未来中国建筑智能化技术发展的方向。
二、对建筑施工节能技术的探究
(一)在建筑遮阳中应用节能技术
在建筑中采用遮阳措施可以有效的调控阳光的光线,改善房间内的光线环境,一方面可以阻挡阳光的直射,减少了空调的使用所造成的能源损耗,另一方面可以降低电灯的使用,所造成的电力损耗,最大程度的实现了节能的功效。在建筑设计中,对遮阳的设计应当按照建筑物的所在区域的气候环境、楼宇位置、室内结构、窗户朝向以及房屋使用等情况的不同,采用的各种遮阳材料和技术,设计出不同的建筑造型,使其能够满足人们对建筑外形的要求的同时,有实现了房间内节能、健康的环境的需求,合理的设计出完美的遮阳效果。
(二)建筑外墙保温中采用节能技术
在楼宇建筑施工中,采用外墙体保温技术,将墙体内加入苯板和具有保温性较强的砂浆,是楼宇墙体具有长时间的保温效果,从而实现节能的功效。在保温节能技术中,经过人们的不断尝试和研究,证明内保温和内外混合型保温技术在保温节能技术中是不可取的。目前,使用较为广泛的墙体保温技术是外墙外保温技术。外墙外保温技术具有诸多优点:第一,使用范围广泛,它既能够在用于炎热气候下的空调建筑,也能够用于寒冷气候下的采暖建筑。第二,能够有效的达到保温的功能。因为采用保温的材料在楼宇的外测墙体内,可以大大消除处在外墙和屋面等维护结构中的钢筋混凝土等部分的造成的“热桥”的干扰。第三,具有较高的节能功能。外墙外保温技术与外墙内保温技术及混合保温技术相比,它使用了高科技的保温材料,有效的降低了自然界温度、湿度、紫外线的直接影响,节能功效要比上两种效果好很多。第四,外墙外保温技术除了具有较好的保温功能,还能有效的阻挡雨水对墙体的损坏,具有较强的抗湿防潮性,杜绝了方面内出现的墙体渗水、发霉等现象,为人们的生活提供了良好舒适的环境。
三、结语
总之,依照当今科学技术的不断发展和人类社会进步的步伐日趋加快,未来建筑施工技术会朝着智能化和节能化的方向迅猛发展,随着人类思想层次水平的不断深化,人们对房屋建筑的质量和舒适程度的要求逐渐提升,如何建造出既能满足人们生活生产的高需求,又能实现建造的可持续发展,是每一名建筑技术人员值得探索和研究的课题。
参考文献
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探讨智能化建筑设计,文章最后对智能化建筑发展趋势进行前景概括。
关键词:智能化建筑 设计 发展趋势
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
[中图分类号] TU2[文献标识码]B [文章编号]
一、智能化内涵
进入2 1世纪,智能化技术从大厦走向小区,迈进千家万户,智能小区的内涵也在不断地丰富和完善。究竟达到一个什么样的标准和模式,才可以称之为住宅小区智能化呢?它是指从人的生活需求出发,综合运用了计算机、信息、通信、控制等科学技术,以家庭智能控制系统、社区信息平台、安防系统、物业管理系统和综合信息服务系统,用高科技手段构造服务平台,为小区住户提供安全、环保、高效、舒适、方便的生活空间。可见,小区智能化是一项集计算机、通信、自动化控制等高新技术于一体的人居环境系统工程,反映了人类社会进步、生产力发展以及知识经济时代的必然需求。智能化住宅小区应该具备安全防范、物业服务与管理、信息网络及布线、家庭智能化4 个方面的基本功能要求。
1.安全防范功能。包括小区出入口管理和周边防范、电子巡更、闭路电视监控、对讲(可视)与门禁控制、住户报警与紧急求救、安防报警(防盗、防火、防燃气泄漏、防溢水等)。
2.物业服务与管理。包括物业管理综合信息服务(包括收费结算)、远程抄收与管理(水、电、气、暖计量与收费)、车辆出入、停放管理、公用设备监控与管理(供水、供电、供暖、电梯、园林管理、垃圾储运、排污等)、区域与公共照明、电子公告与广告栏、背景音乐与广播。
3.信息网络与布线。包括模拟计量数据传送、开关控制量传递、程控数字交换(电话、传真通讯)、视频(公共电视、有线电视、V O D点播)、综合服务信息数据网(因特网、电子商务、远程医疗、远程教育、证券交易、电子银行、网上娱乐等)。
4.家庭智能化。包括家庭办公、室内人工环境调控(温度湿度调节、室内外空气对流调节、室内空气净化等)、家电智能控制。国内首个真正意义上的高科技智能化小区当属曾被深港两地传媒冠以“地王之王”美誉的深圳“红树西岸”项目。“红树西岸”引进的这套智能家居系统,是由全球500 强之一的霍尼韦尔安防集团提供的。霍尼韦尔是目前世界自动化技术的引领者,全球有超过一亿个家庭和五百多万幢大型建筑在使用其楼宇产品和技术,而其中的智能家居系统,更是这家国际大公司居领导地位的核心优势产品。小区给人印象最深刻的要属安防系统。从小区周边的智能探测器到小区内智能警示系统,从大堂智能门禁到能识别业主身份的电梯,从智能门锁到室内层层防护模式设定,这一切,可以完全让业主拥有安全又私密的个人空间。在这里,通过身份确认进入小区后,还必须刷卡才能坐电梯。通过智能卡上的信息,电梯会把你带到自家所在的楼层,别人想去你的楼层是去不了的;在家门口,你可以通过有密码的智能卡或者指纹记录开门,不在家的时候,没人进得了你的家。房子门口处,还有一个小小的方块形液晶显示屏,是家庭的智能终端,可以进行各种家居智能操作。从智能终端上,可以看到“外出、就寝、在家”三种选择状态,灯光场景、窗帘、防盗安全系统等将根据不同的状态选择自行启动或关闭“如果在客厅等处安装摄像头,主人就可以在外通过电脑看到家中儿童、老人的生活状况等,还可以在网上查看有哪些客人到访,长期在外地工作的业主,随时可以看到家中情况。”一句话,无论你身在何处,整个家都在你掌控之中。继“红树西岸”之后,位于杭州钱江新城核心区内的东方润园也成为了高科技智能化小区。
二、建筑智能设计
建筑智能化系统工程技术过程的主要内容有:建筑单位对用户的智能化建筑需求进行可行性评估,对建筑的各项技术指标进行预测,进行系统的选择和设计,工程具体的施工要求的制定等;系统供应商对系统进行设计安装,并对系统提供后续维护工作以及建筑的物业管理。智能化建筑的系统是运用先进的科学技术,将智能建筑的各个部分整合,最大限度的发挥出其能力。智能建筑系统集成技术是借助于楼宇设备自控系统、通信网络系统、办公自动化系统,把现有分离的设备、功能、信息等综合集成一个相互关联、统一、协调的系统之中,用于综合建筑物的各个环境。
1.项目策划及建筑智能化设计
1.1首先,设计师在设计时必须充分的考虑好建筑智能化的水平需求,根据建筑智能化的需求,我国的建筑智能化总体水平以及建筑规模去设计。通常认为,建筑面积在2 万m2 以上的建筑配备建筑智能化系统会比较实用。
1.2创造舒适的工作和生活环境是建筑智能化的目标之一。智能建筑内的温度、空气质量、光线、独立而又安全的工作和生活环境、计算机网络、符合人体工学的办公家具、休息空间及建筑物外的景致和适当的隔离等等方面,都应充分体现设计师独具匠心的构思。设计时要保证室内能充分的分享到室外的阳光。外墙可以布置成凹凸状,利用这样的平面做成所谓的corner office。在办公区要适当安排一些带有自然风味的工作人员休息的角落。设计时应避免做固定扇的外窗。
1.3采用合理的结构形式、柱网和层高。采用框架结构、框剪结构可以提供灵活多变的环境,一般9m 的柱网对停车、空间分割及结构设计都比较适宜。由于智能建筑内部要求舒适的环境,所以所有管线均不能暴露,考虑到中央空调的管道、综合布线的要求、空调排水的坡度及架空地面等方面,建筑物的层高应大于3.6m,只有这样才能保证办公区域的净空不小于2.6m,走廊里的净空不小于2.3m。
1.4智能建筑物内部合理布线,建筑物内部产生大量热量和噪音,因此要合理的划分职能区域,使生活区和工作区分开互不影响,设置专门的设备维护区域,为了达到智能化建筑的效果最佳,还应该根据外界因素的改变及时改变智能化建筑的运作指标,使得建筑自始至终能发挥出最大的效果。
1.5设计师在设计过程中还要考虑智能建筑内的变化、发展及新
增项目的可能性。
2.智能建筑的天花板及墙面设计
2.1地面。智能建筑内的地面可采用架空地面、预制线槽的楼板面层及地毯地面等。架空地面设计易于布线,而且很便于线路的管理工作,其弊端是会造成地面的高差。楼板面层预制线槽也很方便布线工作的开展,施工方便没有高差,可布设在面层10cm 内。在方块地毯下布置布线系统,但是在布线时要求线路较少,最好没有交叉点,其弊端是易产生静电。
2.2墙面。智能建筑内的墙体除了做隔断以外,墙面上还可以做出线口,墙内空间还能布置各种传感器和控制设施。
2.3天花板。智能建筑内的天花板需要负责照明、送风、出风、烟感、喷洒等的走线及出口任务。
3.专用机能室的设计
3.1中央控制室。中央控制室的职能是全面监控整个智能化建筑的运行状态,并及时发现问题,是智能化建筑的心脏。
3.2电视会议室中需要考虑音响、光源、照度及配电等的设计。
3.3咨询中心。咨询中心中需要配备电脑、多功能工作站、电子档案、影像设备的输入和输出装置、微缩阅读及闭路电视等。
3.4决策室需要考虑音像、声音、会议、电脑及通信系统的综合设计。另外,接待柜台、电脑机房等机能室都需要给予充分的考虑。
4.屋顶的设计
建筑屋顶直接的敞开接触外界,职能建筑的屋顶会有很多的设备暗转,所以设计者要进行全面的美化外观,还可以充分的利用自然界的风能太阳能等,使得大自然能够为建筑服务,当然也应该设有相应的预防措施,防止自然灾害对建筑的损坏。还要考虑到设备运转时产生的震动、噪音、电磁场等因素,电缆穿过屋面以后如何防止漏水,电线基座的防水、防风及防震的问题。
三、智能建筑的发展趋势
智能建筑结构趋向于开放式因为建筑智能化系统是一个动态的、发展的系统,在智能建筑的生命周期中,建筑结构具有最长的生命周期(约五十年)。一般的硬件和软件设备有五至七年的生命周期,而办公自动化系统只有二至三年的生命周期,如果智能建筑系统做成开放式的系统,它就能不断吸收新的报术,更新旧设备,从而使整个建筑智能化系统运行得更好、更有效。将具有不同功能的智能建筑互联综合在一起,形成智能建筑群、智能街区、以至智能城市等。目前国际互联网(Intemet)的迅速发展为这种趋势奠定了基础。智能建筑形成了一个非常广泛的电讯环境,在这个环境里一个主干网可能与大量的子网交织在一起,而且设备运行参数范围大,这意味着网络协议必须容纳所有这些内容。此外,随着综合业务数字网和宽带综合业务数字网的快速渗入,就有许多外部的网络协议与智能建筑的网络接口。如何定义和处理智能建筑内部的、外部的接口需要,将是一个重要的课题。
四、结束语
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。智能建筑己成为未来时代建筑的标志,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:
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[3]李林.21 世纪新技术在智能建筑中的应用与发展[J].工程设计
关键词:建筑楼宇电气技术发展
建筑电气技术的发展,是随着建筑技术的发展,电气科技的发展而同步的。尤其是随着信息技术的发展,如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展,使建筑电气技术实现了飞跃性的发展。自从改革开放以来,与国际上进行广泛的技术交流,国际上许多先进的新产品、新技术不断进入中国建筑市场,使建筑电气行业迈出了新的一步。
70年代末,建筑行业是我国大的支柱产业之一,建筑电气专业处于无标准规范、无科技期刊、无专业学会、无科研机构、无情报交流的状态,这与国家经济发展是很不相称的。建筑电气专业存在的上述问题不解决,势必要拖建筑行业的后腿。经过短短几年时间,这一情况得到了巨大的改观。大专院校先后在电气自动化专业开设与建筑电气有关的基础课程;成立了中国建筑学会建筑电气学术委员会、全国建筑电气设计技术协作及情报交流网、出版发行《建筑电气》杂志,部标《建筑电气设计技术规程》也于83年颁布。为建筑电气专业设计今后的发展打下了坚实的基础,成为推动建筑行业同步发展的动力。
各省市也在此基础上陆续成立了相应的学术机构,为本地区的建筑电气发展和进步积极努力,通过介绍、交流建筑电气设计中的新技术,达到了培养在职广大技术人员业务提高的一条卓有成效的途径。
随着改革开放的不断深入,与国际技术交往、合作愈加频繁,从70年代末期的南京金陵饭店首开高层建筑国内外合作设计的先例后,相继在广东、深圳、上海、北京等地陆续建设了一批高层建筑。有的是合作设计,有的则是国内设计单位独立完成。在此期间,广大设计单位纷纷感觉到建筑电气技术的发展速度之快,是我们闭关自守这么多年所始料不及的。我们可以回顾改革开放初期建筑界的形势,国家以邻近港澳的沿海城市作为改革开放的窗口,全国许多省市的建筑设计院则以在沿海特区开辟分院、公司作为了解新技术的窗口。这种举措,在当时确实起到了良好的作用,使我们进一步看到了自己的差距,也逐步了解了国外建筑电气发展的情况。通过与国外同行的交流,引进新产品、新技术用到建筑中来。促进和加快了我国的建筑电气技术的进步。经过多年的发展,随着基本建设的推进,建筑电气技术在全国范围内得到了充分的发展。尤其是从1992年小平同志南巡讲话后,经过拨乱反正,认准了方向,全国基本建设的形势历时十余年,以令世界瞩目的势头持续高速发展,使建筑电气行业有了长足的进步。
建筑电气包括强电和弱电两部分,强电部分的设计内容主要包括:变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说,建筑中变配电系统主要包括:高低压系统、变压器、备用电源系统等;电力系统主要包括电力系统配电及控制;照明系统则包括室内外各类照明;防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。在这短短二十多年中,这些系统的技术和产品发生了巨大的变化,许多设计的理念也随之发生了巨大的变化。例如高压系统中的高压开关柜,其最早采用的断路器为油断路器,后逐渐发展到少油断路器,不仅体积大,而且不防火。所配置的高压开关柜体积大,还必须独立设置在自己的隔间内,占用了很大的建筑面积。现在所采用的真空断路器和SF6断路器,不仅体积小,而且短路容量也高,柜体尺寸也比原来的柜子小了许多,由于断路器无任何油,防火性能大大提高,并且可以与其它低压设备共置一个房间内,既节省了空间,又方便了管理。低压断路器已从过去的体积大、短路容量小发展到大电流、高分断能力、体积小、性能稳定,使系统更加安全可靠,并给设计带来了方便。近些年低压断路器又朝着智能化方向发展,可将断路器的多种参数通过工业控制总线,直接将信号传送给计算机。
干式变压器的出现,为建筑电气设计带来了极大的方便,由于不存在由于变压器油泄漏而发生火灾的可能,使之可以方便地设置在建筑物的内部,更直接深入到负荷中心。另外也消除了建筑内对油变压器容量的限制,建筑中干式变压器可以采用更大容量。在曾设计过的工程中,就采用过4台2500kVA干式变压器。
应急电源所采用的发电机组,从其性能和体积上看,都比过去有很大进步。除在工程中采用柴油发电机组外,作为应急照明,可采用EPS,对于允许中断供电在毫秒级的设备,则可采用UPS。
电力设备的控制,从过去的单一继电控制走向了自动控制,除了各类元器件性能更好、体积小,使控制箱体体积减小外,更主要是由于采用了数字技术控制,使受控设备处于最佳控制状态,进一步达到了节能的效果。
照明工程更是从过去的光源单
一、光源和灯具效率低的状况中走向了更广阔的前景。目前在建筑中所采用的光源,有多种品种可供选择,光源朝着发光效率高、光色好、显色指数高方向发展,灯具也在不断提高其效率和配光形式,以利于各种不同场合的应用。光源的附件,例如用于荧光灯的镇流器,从过去的普通电感式镇流器发展到节能型电感镇流器、电子镇流器,而且针对谐波分量的大小,生产出低谐波电子镇流器。众多的光源、附件和灯具,能满足设计人员的各种选择和设计,并充分满足各类建筑、各种场所对照明的要求。不管是室内的工作照明还是装饰照明,不管是道路和庭院的室外照明还是建筑物的泛光照明,无一不显示出照明技术的发展给建筑照明带来的方便和好处。
另外在电气设计中所采用的其他装置和设备,例如双电源互相切换的互投开关,也从传统的产品走向了专业化的生产,除了满足常规的电源切换外,还出现了能满足电子设备双电源互投,能在1/4电源周波内互投的产品,大大提高了供电的可靠性和连续性。
供电电缆和导线是建筑电气中大量采用的产品。查看过去的电缆和导线样本,其品种显得贫乏,而如今,各种缆线不断推出,从普通PVC缆线到阻燃、耐火、低烟无卤辐照环保型缆线;从普通绝缘材料到矿物绝缘;从普通绝缘母线到封闭型母线、预分支电缆等等。这些技术均为建筑电气的安全、可靠、便利、环保提供了有力的保障。
针对特殊建筑的配电需求,一些新型的装置也得到广泛的应用。例如大型医院手术室采用医疗场所的漏电保护,剩余电流监视系统等。
强电系统的技术发展,是广大工程技术人员有目共睹的,也是我们所亲身经历的。如此巨大的发展,为我国的建筑电气建设奠定了良好的基础,也为建筑的安全用电创造了条件。
随着建筑智能化技术的深化应用,有些设备或系统的控制,逐渐走向由专业的控制系统进行监控,并向建筑设备监控系统开放其通信协议,达到系统间的互联和互通。例如建筑物的电力自动监控系统,采用现场总线技术实现数据采集和处理,集中进行监控,达到对变配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信,实现变配电所无人值守。系统能不断进行采集和分析,提前给出必要的提示或警告,便于系统的安全运行。电力自动监控系统采用计算机技术、数据处理技术、控制技术、传感技术、通信网络技术、电力电子技术等,可基本取代传统的二次回路,具有接线简单、性能可靠、易于维护等优点。与此同时,对建筑物中第二耗能大户照明系统的节能控制也开始被普遍重视,专业的照明控制系统在许多建筑物中被广泛应用。照明控制方式由单一的定时开关控制向实时感应控制、减光控制等方面发展。此外,场景控制、遥控器控制、现场控制等多种灵活的控制方式,在最大限度地实现节能的同时,还实现了照明系统的舒适性、功能性和人性化。
例如80年代末编制的《建筑设计防火规范》GBJl6—87;90年代的《民用建筑照明设计标准》GBJl33—90;《民用建筑电气设计规范》JGJ/16—92;《工业企业照明设计标准》GB50034-92;《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95;《供配电系统设计规范》GB50052—95;《l0kV及以下变电所设计规范》GB50053—94;《低压配电设计规范》GB50054—95;《通用用电设备配电设计规范》GB50055—93;《建筑物防雷设计规范》GB50057—94等等。为建筑电气设计提供了可遵循的依据,也为建筑电气走向规范化迈出了坚实的一步。
弱电方面在70年代末其主要是语音通信的电话系统和简单的广播扩声系统,进入到80年代,随着共用电视天线、火灾自动报警系统及建筑设备监控系统的应用,弱电系统的内容越来越多。尤其是进入到90年代中期,综合布线技术在建筑中的应用,弱电系统的设计内容从当初的几个系统逐渐扩展到十几个子系统。
“智能建筑”开始在我国出现,在国内经历了近二十年的发展历程,大致可分为两个阶段:第一阶段是从80年代末期至90年代中期,为摸索和实践阶段,这一阶段在智能建筑的概念、设计理念、建设标准等方面的认识还较为模糊;第二阶段是90年代中末期至今,为大规模的建设和高速发展阶段,经过第一阶段近十年的实践应用,行业中和社会上对智能建筑的认识逐渐趋于清晰,从早期的较为盲目到回归理性、客观。与其相对应的建筑智能化技术及其应用也取得了长足的发展,有关智能建筑的设汁、施工、验收规范和相关的法规逐步得到建立和健全。到90年代末期,国内智能建筑的建设己逐步走上健康、有序的发展轨道。进入二十一世纪,随着社会信息化的发展,建筑智能化系统己成为许多建筑物中不可缺少的基础设施,智能建筑的设计、系统集成商队伍不断扩大,已发展成为建筑行业中的一股新兴力量,与其相配套的产品制造行业也向国产化和产业化方向发展,并赋予了建筑全新的概念。
自1996年1月建设部在上海召开了全国第一次智能建筑研讨会以来,我国的智能建筑取得了较大的发展。这次会议从智能建筑的定义、概念、建设标准等到建筑智能化系统的技术应用形成了较客观的认识,并提出了应理性对待智能建筑的建设和发展,对智能建筑技术的推广和应用起到了积极的作用。智能建筑从最初房地产商开发的商业建筑逐渐扩展到政府办公楼、宾馆、商务楼、医院、银行、证券、图书馆、博物馆、展览中心、航站楼等各类公共建筑,并逐渐向住宅小区拓展。
为了加强对建筑智能化工程的设计管理,规范工程设计、保证工程设计质量,1997年和1998年,建设部了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》和《智能建筑设计及系统集成资质管理规定》。1998年底,建设部颁布了<1998>194号文件,即“关于建立建筑智能化系统工程设计和系统集成专项资质及开展试点工作的通知”,以及关于建筑智能化系统工程设计及系统集成商的资质标准的附件,这是对于参与智能化设计和承包的市场准人资格,在建筑智能化行业中引起了极大的反响。至今为止,获准进入该市场的设计和系统集成商已达一千多家。为了协助建设行业政府部门进行相应的管理及技术支持,在建设部设计司的领导下,1998年6月成立了第一届建筑智能化系统工程设计专家委员会。在2003年1月,将专家委员会进行改组,由建设部的部领导亲自负责,成立了建设部建筑工程技术专家委员会,建筑智能化技术专家委员会作为其中的一个委员会。专家委员会作为政府的顾问和助手,协助政府进行行业管理和技术服务,开展示范工程和试点工程的技术咨询等方面的工作,为相关部门领导的决策提供依据。
随着智能建筑在中国兴起。迫切需要有相关的规程、规范及标准作为设计和施工的指导性技术法规。1995年3月,中国工程建没标准化协会通信工程委员会颁布了《建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。1995年7月,上海市由华东建筑设计研究院编制了我国第一本地方性的智能建筑设计标准。随后,全国多个省市也相继编制了各自的智能建筑设计标准。2000年7月建设部颁布了GB/T50314—2000《智能建筑设计标准》。2000年2月,由信息产业部主编,建设部批准的GB/T50311—2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》及GB/T50312—2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》正式颁布。这些技术法规的制定,为我国智能建筑健康有序的发展奠定了技术基础。2000年8月,建设部修改颁发了《建筑物防雷设计规范》,重点增加了智能建筑弱电系统中大量电子产品防雷击和防止雷电脉冲破坏的条款。2004年又颁布了《信息系统防雷设计规范》C-B50343—2004。
为了能更好地与设计标准衔接,对工程质量做到公正、客观的评价,为智能建筑工程的质量验收提供依据,建设部于2003年7月颁布了GB/T50339—2003《智能建筑工程质量验收规范》。从而基本上达到了从设计、施工到验收各重要环节均有章可循。
智能化技术只是一种手段,是通过对建筑智能功能的配备,强调高效率、低能耗、低污染,在真正实现以人为本的前提下,实现节约能源、提升建筑使用功能、保护环境和可持续发展的目标。建筑的实施,要从可持续发展的战略高度出发,注重生态、注重环境保护,是可持续发展的永恒主题。通过多年的实践,以理性和务实的态度,从工程的实际需要出发,以实用和适用为标准,不盲目跟风、片面追求智能化系统的先进性和全面性,而是以在技术上适度超前,又做到投资合理的设计理念,针对不同工程的使用功能、投资标准和管理要求等方面的具体情况,找出先进性、可靠性、合理性与经济性的最优交点,这一观念目前己成为智能建筑行业的共识。建筑智能化技术的发展,也使得全国各建筑高校纷纷针对此项技术开设了相应的专业课程,并培养出了相关专业的研究生。
至今为止全国已有数千座智能建筑相继建成,令世界建筑界瞩目,同时全国住宅小区智能化系统示范工程也相继建成。经建设部科技发展促进中心评估通过了一批在工程中已实际采用、具有国内领先水平的建筑智能化技术的科技成果。
建筑智能化技术是多学科、跨行业的系统工程。
建筑智能化技术主要包括:建筑设备自动监控系统、安全防范系统、停车场管理系统、火灾自动报警及消防联动系统、通信与计算机网络系统、综合布线系统、广播系统、有线电视系统、数字会议及视频会议系统、系统集成等十几个子系统。国内的建筑智能化技术已从最初独立的各子系统发展到系统集成。
(一)建筑设备监控技术
二十世纪80年代主要采用计算机集中监控的方式,由于可靠性较差,运行速度较慢,90年代以后已经很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,随着计算机技术、控制技术、网络与通信技术的发展和结合,建筑设备监控技术得到了迅速发展,突出表现在:
1.现场总线的体系结构与参考模型、应用软件的开发平台与工具、现场总线的应用等各方面取得了很大的发展,现场总线技术在建筑设备监控系统中得到了广泛的应用。
2.在对控制网络的组网技术、实时网络操作系统、可靠性技术等方面进行深入研究的前提下,出现了以太控制网络。
3.控制网络与信息网络的集成成为控制网络技术发展的一个热点,各种建筑设备监控系统与信息网络的集成技术日益成熟。
4.各种控制网络的新技术在建筑设备监控系统中得到应用。计算机领域的OPC技术、Web技术、TCP/IP已逐渐融合到建筑设备监控系统中,大大推动了建筑设备监控技术的发展。
(二)安全防范技术
安全防范包括闭路电视监控、入侵报警、通道控制(门禁)、巡更、对讲、周界防越等子系统。安防系统从最初的各子系统相互独立,发展到如今的各子系统之间的联动,极大地提高了安全防范的严密性、可靠性和实时性,为人们的工作、学习和生活提供了安全保障。闭路电视监控子系统也从以往的模拟技术向数字化方向发展,整个安全防范系统也朝着系统规模化、数字化、综合化方向发展。
(三)通信网络技术
智能建筑中的通信网络包括计算机网络、双向有线电视传输网络和电话通信网络等,前两者作为智能建筑宽带骨干网集中了几乎全部的信息应用和信息管理资源,连接了几乎全部的用户站点。在二十世纪90年代中期以前,各种类型的网络均有一定的市场和用户,但在90年代后期,以太网以其投资合理、布线灵活、性能优越、使用维护方便等优点,逐渐在各种网络通信技术中独占鳌头。以太网的传输速率,已从最初的10Mbps、100Mbps发展到1Gbps、10Gbps甚至更高的速率。智能建筑的电话网(包括ISDN、xI)—SL),目前除用于语音通信外,还可兼备数据、图像等的窄带数据通信,使人们可以通过通信网络,实现电视会议、电话会议等功能。接入网技术是智能建筑与外部网络连接的关键,它使有形的世界变得越来越小,使人们的工作、生活发生了很大的变化。智能建筑接人城域网或Internet,要求接人的带宽越来越高,以满足用户数据通信日益增长的需求。在有线网络发展的同时,无线网络以其接人的灵活性,开始进入快速发展阶段。从最初的11M到2003年通过54M,如今又发展到百兆以上,它为人们的移动上网提供了极大的便利,同时在许多领域蕴藏着巨大的发展潜力,正成为网络发展的潮流。
(四)综合布线技术
综合布线是智能建筑中数据、语音以及多媒体通信的基础平台,自该项技术进入我国市场以来,由于其优异的性能,给国内的智能建筑市场带来了一种新理念、新技术,并立即在建筑行业引起了巨大的反响,被各类智能建筑所广泛采用。为了适应网络传输带宽和速率的发展,综合布线新产品相继问世,从最初的3类线、5类线到6类线,甚至出现了超前于标准的7类布线系统产品,以满足千兆网的需求。随着网络传输速率的提升,为适应其发展的万兆光纤网也已投入市场,新型的多模和单模光纤将作为良好的传输介质得到广泛的应用。铜缆从三类到五类、超五类、六类甚至更高类别,从铜缆发展到光缆,技术和产品不断更新,充分体现了汀发展的迅速以及智能建筑应用新技术的广阔前景。
(五)系统集成技术
在智能建筑内的每个子系统,一般来说均由各自的网络连接起来,在各自的操作站下完成预期的工作,但尚未达到信息资源共享。为了达到管理的方便快捷,各子系统之间的信息资源共享,应进行系统集成。
在系统集成过程中,集成所选择的系统平台不同,网络结构不同,所集成的子系统范围不同,有不同的集成模式。随着计算机技术、网络技术、控制技术、显示技术的发展,使建筑设备监控系统通过计算机网络与其它子系统相连,由此产生以建筑设备监控系统为主的系统集成方式。还有以各自系统平等进行集成的方式,建立系统集成管理网络,将各子系统视为下层现场控制网并以平等的方式集成。各子系统的实时数据,通过开放的工业标准接口,转换成统一的格式存储在系统集成的数据库或服务器中,系统集成管理网络通过程序对各子系统实现统一管理、监控及信息交换。
系统集成,利用开放的协议以达到各相关子系统之间的联动控制和信息共享,提高了管理效率,也提高了处理突发事件的能力,并达到了节能和节省人力的目的,这就是建筑设备管理系统(BMS)。系统集成不是目的,而是提升建筑使用功能和提高管理效率的技术手段,集成的内容不是多多益善,而应根据使用和管理的需要,在技术成熟、系统可靠、投资合理、管理高效等前提下,按需集成。
(六)住宅小区智能化
二十世纪90年代受国际智能住宅及电子屋理念的影响,建筑智能化技术逐渐延伸到住宅小区,最初在我国沿海少数经济较为发达的城市取得成效。建筑智能化技术开始从公共建筑向住宅和居住小区发展,建筑智能化技术迅速向小区智能化延伸,己成为智能建筑发展的重要市场。从公共建筑的智能化到住宅的智能化,这是市场的需求,也是实际发展的需要。全国各地设计院均将住宅智能化放到了重要的位置,住宅给智能化提供了平台,而智能化又是住宅设计中具有前沿性和挑战性的领域。住宅小区智能化技术的发展可归纳为以下几个方面:系统设计强调以人为本的设计理念,应兼顾各层次居民使用的便利性,并处理好安全性与舒适性的关系、先进性与实用性的关系、功能配置与合理投资的关系。安全防范系统从一个个独立的安防子系统发展为家庭与小区、技防与人防相结合的综合安防体系。信息通信方面由单一的宽带接人方式发展为多运营商可选方式,宽带接入网络由xD—SL、双向有线电视网络等向组建小区计算机局域网方向发展,小区居民可享用的信息通信服务从单一的宽带Internet接人服务向小区局域网上多样化的增值服务延伸。机电设备自动监控、水电气表远传抄送、音视频系统、物业管理信息化等系统的应用,使小区居民的生活环境和生活质量得到了极大的提高。家居智能化技术的应用,使小区居民实实在在地体验到了信息时代为生活带来的种种便利和精彩,使家庭办公、网络生活等概念成为现实。新晨
为了引导我国智能住宅小区的健康发展,建设部住宅产业化促进中心于1999年12月颁布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点及技术导则》(试行稿),对进行示范的工程做出了详细的规定与要求。这对于规范住宅小区智能化市场,推动住宅小区智能化建设健康有序地发展起到了关键作用。在此基础上,进行住宅智能化示范小区方案示范,用以指导全国住宅小区智能化技术的健康、有序发展。住宅小区智能化在我国各地发展迅速,在每年全国城镇住宅开发总量的数亿平方米中占有相当的比例,并且已逐渐成为住宅建筑发展的主流。在全国住宅小区智能化系统示范工程建设的基础上,建设部住宅产业化促进中心于2003年2月颁发了《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》,作为小区智能化设计、施工的依据。这也表明住宅智能化从示范工程正式走向了全面的住宅小区智能化建设。
由于我国居住环境和条件的特殊性,智能住宅小区的产品难以成套引进,促使国内产品供应商大量开发智能住宅小区所需的各种产品,从而形成了新的智能建筑产业。由于宽带网进入小区以及小区规模的扩大,现在又提出了数字社区的理念,将智能住宅小区的发展推向了一个新阶段。
数字社区进一步加强了网络的功能,具有完全的局域网和广域网、国际互联网宽带接人。通过完备的网络可以实现社区机电设备和家庭电器的自动化、智能化监控,安防系统的自动化、智能化监控。数字社区应用现代传感技术、数字信息处理技术、数字通信技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术,加快了信息传播的速度,提高了信息采集、传输、处理、显示的性能,增强了安全性。数字社区提高了智能化系统的集成程度,实现了信息和资源的充分共享,提高了系统的优化程度。数字社区是数字城市的单元节点,数字社区的建设为数字城市创造了条件,为电子政务、电子商务、电子物流等技术的应用打下了基础。