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當前,研究者們把人工智能技術與建筑行業各專業領域知識相結合,使得智能科技在建筑設計、結構、電氣、施工圖生成、施工工序應用、建筑工程預算、建筑效益分析等領域中取得了非常廣泛的應用[2]。已有許多專家系統、決策支持系統應用在建筑行業并取得了很好的經濟效益和社會效益。但是當前我國建筑行業安全形勢仍然不容樂觀,各種安全事故頻發,建筑工人的生命安全仍然無法得到保障。試想如果我們把VR安全體驗館、全時視頻監控系統、多媒體安全教育培訓工具箱和人員定位系統等全面應用到建筑施工安全管理中去,將會給我國建筑行業帶來怎樣的福音呢?我們具體來分析一下:
一、建筑施工行業的安全特點
建筑施工行業是國民經濟發展的支柱行業,2018年中國GDP為90萬億元,其中全國建筑業總產值為23.5萬億,對國家GDP貢獻超過25%。據相關統計,截止2018年上半年,全國有施工活動的建筑業企業(不含勞務分包企業)有85993個,從業人數將近4500萬人。行業市場規模大、從業人員多,但是建筑施工行業因其作業環境的特殊性和從業人員個人素養問題,呈現出較高的危險性。其行業主要安全特點概括如下:
1.人員流動性大。建筑施工最大的特點就是人員流動,一項工程建設完結后便在其他地方開始新的工程建設。建筑從業人員也是不固定的,他們大都不是正式員工,流動性很大。而且施工期也不固定在某一季節,往往要經歷較長時間,防護措施也要根據時間不同而不同,大大增加了安全管理難度。
2.施工環境復雜,露天作業和人工作業多。建筑施工行業涵蓋市政、路橋、房建、水利等各個施工種類,其作業環境大多暴露在露天自然環境中,受氣象、地質、地形等自然條件約束性大,且環境復雜多變,不可控因素多,很多施工現場常常處于人跡罕至的深山密林或者荒漠高原之上,本身客觀條件就具有極高安全風險。另外建筑施工大多數需要人工操作,機械自動化水平低,并且存在交叉作業的情況,也導致了極高的安全風險。同時作業時間長,勞動強度大,繁重的體力勞動加之惡劣環境影響,導致作業人員注意力不集中,更容易導致各種安全事故。
3.建筑施工變化大,規則性差,不安全因素隨形象進度變化而變化。由于工序不同,施工工藝和施工方法不同,所存在的風險因素也不同,這些都給安全管理帶來諸多困難。而現如今的安全施工管理與控制方法是非常單一的,有的只是憑借經驗管理,很難形成詳盡、統一的管理規范。
二、建筑施工行業安全管理的現狀
1.建設單位安全管理水平低下
因為歷史發展的原因,我國建筑施工行業傳統粗放式管理在建筑施工行業中仍占主流,對作業人員安全管理缺乏重視,針對施工人員在施工過程中產生的安全隱患視而不見;安全檢查走馬觀花,敷衍了事;問題整改不夠深入,管理不夠嚴格,導致安全管理上下脫節,進而使得安全事故發生概率不斷上升[1]。
2.從業人員安全意識淡薄
受國情影響,我國建筑施工行業的從業人員整體文化素養不高,安全意識淡薄。加之施工單位缺乏有效的安全培訓手段,不重視安全警示教育和安全體驗教育,只重痕跡管理,不重培訓效果,施工作業人員不能有效掌握安全操作技能和安全操作規程,在生產中憑經驗作業,埋下了安全隱患,導致不必要的安全事故,進而影響施工進度,造成安全生產事故。
3.安全監控薄弱,現場控制不力
建筑施工行業的生產現場,大多覆蓋區域廣,作業人員和設備多,但是缺乏監控手段和設施,主要依靠現場安全員盯控,導致監控盲區和死角多,不能有效掌控作業人員生產操作情況,對重點區域缺乏監控手段,不能及時發現安全隱患,現場安全控制不力。
三、智能科技應用對建筑施工生產安全的改善
根據對我國建筑施工行業施工安全特點和當前建筑施工行業安全管理現狀分析,我們亟待將智能科技引進到建筑施工行業的生產安全管理中來。下面分析一下上述智能科技應用對建筑施工行業安全改善的作用:
1.VR安全體驗館
建筑VR安全教育體驗館是集安全教育、質量樣板、綠色施工為一體的體驗館,它主要是結合VR眼鏡讓體驗者在動態漫游狀態下更加真實的體驗電擊、高空墜落、洞口墜落、腳手架傾斜等效果[3]。
VR安全體驗館在當代建筑行業施工安全管理中的應用主要體現在:
(1)新興科技體驗激發了工人參加安全教育的興趣,工人對安全事故的感性認識也會增強;
(2)虛擬場景建設不再受場地限制,可最大程度模擬真實場景下的安全事故;
(3)體驗者進入虛擬環境可對細節部位節點、優秀做法進行學習,獲取相關數據信息,同時還可進一步優化方案、提升安全系數;
(4)虛擬環境中的質量模型樣板有效避免了材料和人工的浪費,符合綠色施工理念。
2.全時視頻監控系統
建立統一的網絡數字化視頻監控、視頻會議和應急指揮平臺,我們便可以結合內部機構行政辦公應用的各個系統,實現視頻會議、監控于一體的平臺建設,并能夠與OA、質量系統、安全系統、技術管理系統等無縫結合,進而實現多重應用效果:
質量系統+視頻監控=實施現場質量監控
安全系統+視頻監控=實時現場安全監控(防患于未然,消滅隱患于萌芽)
技術管理系統+視頻會議=技術專家在一線
項目管理系統+辦公系統+視訊系統=最快捷的上情下達=零距離管理
3.多媒體安全教育培訓工具箱
多媒體安全培訓工具箱集傳統的安全教育培訓教室主要功能于一個工具箱中,便于建筑施工企業安管人員在現場隨時隨地開展安全教育培訓工作,并以培訓自動化、多媒體化的優勢徹底解放其繁重的培訓工作[4]。
多媒體安全教育培訓工具箱主體是一臺筆記本電腦,內置安全培訓信息系統和各種培訓課件和實體,對建筑施工安全帶來各種益處:
(1)便捷靈活。本工具箱在現場隨時可以外接投影儀和音響開展培訓工作,同時連接網絡后便可成為網上學習平臺;
(2)功能齊全。集建檔、考勤、培訓、自學、考試、閱卷、發證等功能于一體,滿足安全培訓各環節要求;
(3)多媒體化。培訓課件全部采用動漫、視頻等多媒體形式、直觀、生動、易于理解,對農民工具有良好的培訓效果;
(4)資源豐富。培訓模塊單元包括豐富的資源滿足建筑施工安全培訓的要求,同時該工具箱連網后可定期更新培訓資源。
4.人員定位系統
中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)66-0049-02
1 智能建筑簡介
眾所周知,智能建筑是依托現在信息產業的迅速發展而逐步發展起來的產業。其集網絡技術、通訊技術、電子技術、自動控制技術和傳感技術等先進技術于一身,以建筑為平臺,提供系統的辦公自動化、通訊網絡化等服務,為人們生活工作提供安全、方便、環保的建筑環境。而電氣技術在智能建筑中的應用也經過了電氣化、自動化和智能化3個階段的發展,成為智能建筑不可或缺的一部分。
2 電氣自動化在智能建筑中的應用
2.1 電氣系統設計
2.1.1 TN-S系統
該系統屬于低壓配電系統,嚴格的將中性線和保護接地線分開,是標準的三相四線PE線的接地系統。其中中線和保護地線只在變壓器中性點有共同接地。該系統正常運行過程中,保護地線不帶電,只有中性線帶電,具備可靠的基準電位,對地面沒有電壓。但接地線不允許短線,其接在金屬外殼的設備上是安全、可靠的。采用該系統的原因主要考慮的以下幾點:1)通常智能建筑中單相用電設備多、負荷大、而其經常又是不平衡的,而且中性線帶有隨機電流;2)由于中性線帶電,如果將其與保護地線連接在一起然后接到金屬外殼的設備上,會有很大的危險性,并且會使電子設備相互干擾,導致無法工作;3)由于智能建筑中有很多精密的電子設備易受到電磁波干擾、要求考慮防靜電接地等原因,所以采用上述連接方式。
2.1.2 TN-C-S系統
該系統由兩部分組成,一部分是TN-C系統,第二部分是TN-S系統,采用了兩個接地系統,其分界點在中性線和保護地線的連接點上。在智能建筑中,當供電由區域外引電流的時候,常選用該系統。與一般的系統不同,該系統在進入使用前采用TN-C系統,進入處則需要重復接地,進入后變為采用TN-S系統。該系統明顯提高了線路對人員的安全性保證。但此類系統為了使得電子設備共同獲得一個等電位基準點,要求系統各自從接地線一點引出,并選擇正確的接地電阻值。
2.1.3安全保護接地
在智能建筑中,由于有很多強電設備、弱電設備和非帶電導電設備及構件的存在,所以需要嚴格的安全保護接地措施。如果沒有安全保護接地,當設備的絕緣損壞的時候,其外殼很容易帶電,人不小心觸碰到此類電氣設備的時候,很有可能被電擊傷甚至造成危害生命的事故。因此,智能建筑中必須采用安全保護接地設備。其主要是將電氣設備不帶電的技術部分與接地體之間進行金屬連接,將保護地線與智能建筑中的用電設備進行連接,最好將其附近區域的金屬構件也進行連接,但嚴禁與中線相連接。
2.1.4 直流與交流的工作接地
直流電工作接地主要考慮到智能建筑內有很多計算機、多媒體等大型設備,其要求電流穩定性好、準確度高,以滿足大量信息的傳輸、能量轉化等要求。通常采用較大截面的絕緣銅線做引線,將電子設備直流電接地,并與基準點相連接。變流電工作接地主要是將變壓器中性點或者中性線接地。其中中性線需采用銅芯絕緣線,并保證其不會外露、不能與其他接地系統混接。
2.1.5 屏蔽接地與防靜電接地
智能建筑中大都需要進行防電磁干擾工作,通常采用屏蔽和正確接地等手段進行。一般將設備的外殼與保護地線進行連接,要求與保護地線連接的屏蔽管路兩端均進行連接,并盡可能的使室內屏蔽多點與保護地線進行連接。除此之外,因進行大量防靜電工作,對室內和電氣設備進行除塵清潔工作。
2.2 電氣自動化在智能建筑中應用的實例
某家保險公司業務大樓的計算機機房正在進行裝修,設計施工人員采用的是單點接地連接方式。施工人員從計算機機房引出一根VV235mm 的單芯電纜,令其經過地下穿至室外30m處,并將其做一組接地電阻為4Q的閉環式邏輯接地電極。這種連接方式不僅花費了大量的人力物力,而且計算機并不能正常工作。事實上,在對計算機接地時,經常采用交流工作接地、直流工作接地、防靜電接地和安全保護接地,而在智能建筑這樣的特殊環境中,應采用聯合接地方式。首先因為在智能建筑中,采用聯合接地,可以將智能建筑自身的基礎鋼筋和結構鋼筋作為接地裝置,效果良好,接地電阻值一般為014Q以下。其次,在同一智能建筑中,采用同一個聯合接地系統后,可以避免不同系統間的電位差引起的相互干擾。當智能建筑物中采用等電位聯結、局部等電位聯結和星形等電位聯結后,利用鋼筋做接地裝置,其接地電阻將小于014Q,遠遠小于計算機直流接地的電阻,也符合行業標準要求。因此,在該建筑物機房內進行局部電位聯結和聯合接地后,計算機運行良好。
3 電氣自動化在智能建筑中應用存在的問題
3.1缺少完整、系統的行業實施標準
目前,智能建筑一系列的工序由智能建筑設計標準》、《民用建筑電氣設計規范》等規定。但是這些規定對電氣自動化在智能建筑中應用方面的一些細節沒有詳細的描述,沒有太強的約束性與規范性。這給電氣自動化在智能建筑中的應用增加了很多難度。
3.2 設計人員技術水平有限
我國智能建筑設計時經常將整個項目交由集成商負責,而他們并不了解智能建筑設計程序和全過程,沒有太多的經驗和專業知識,設計的東西經常不符合建筑要求,有些甚至有很大危險。這樣的運行環境下,電氣自動化這一安全性要求極高的項目在智能建筑中的應用定會受到嚴重阻礙。
參考文獻
[1]王厚余.低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗[M].北京:中回電力出版社.
[2]陶根根.論建筑智能化工程的丙方監理[J].智能建筑,2004(8).
中圖分類號:TU198 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)01(a)-0024-01
所謂智能建筑是通過現代通信和計算機技術對結構中的裝置,進行集中控制,并給建筑物內的人員提供信息服務和對信息的整合。
其實,智能建筑包括以下兩點:第一,對于使用者來說,讓其感受到環境的舒適、和諧,并讓他們的工作效率大大提高,創造性思維更加活躍。第二,對于管理者來說,在節約成本開支的前提下,擁有一個通信、控制、管理的完善維護設施,安全和快速地對安全巡察、環境監控和預警等系統做出正確的反應,并以最直接的方式與有關管理部門取得聯絡。
1 智能建筑的組成
智能建筑通常由辦公自動化系統、通信自動化系統、樓宇自動化系統組成。
(1)辦公自動化系統,其英文名稱:Office Automation System。為了提高辦公的效率而使用高科技的手段,進而使辦公自動化得以提升。它采用Internet/Intranet技術。基于工作流的基本概念,讓企業相關人員快速并準確的分享信息,工作的協同率從而大大的提高。讓之前繁瑣、冗長的手動辦公方法得以改善,快速并全面的進行信息的匯總、信息的加工,給企業提供決策和安全的科學性依據。
(2)通信自動化系統,其英文名稱為:Communication automation system。提供建筑內外的任何數據資源,主要內容有:通過通信系統的環境來講,從而讓人們的交流,可以隨時隨地的進行,是人們的通信行為最大化的發揮,讓之不受到某一通信主體的約束。從通信網絡的一步步發展直至今日,不同類型的建筑體,通信網絡之前的互聯技術。既充分體現了任意地點的這一要求,也實現了任何人通信的這一基本要求,這包括了不同通信技術之間的融合。
(3)樓宇自動化系統,英文為:Building Automation System。其樓宇自動化系統主要包括的內容有:通風系統、暖通空調系統、照明系統、電梯運維系統、安保綜合系統、火災報警系統和綜合布線系統。樓宇自動化系統使得建筑物人性化,也使其建筑物服務自動化,激發辦公人員更多的創造和想象力。同時也使環境控制、安全管理、監視警報更加便利,也具有更完善的管理和通信設施。
2 智能建筑的特點
2.1 智能建筑各種智能化系統的高度集成
它將辦公自動化系統、通信自動化系統和樓宇自動化系統等各個子系統通過計算機進行匯總整合,并通過有線網絡實現各個子系統的互聯。這樣才能使智能建筑系統得以實現。
2.2 節能
以某大廈來舉例,其暖通系統和照明燈具的消耗是很大的,占大廈總消耗的8成左右。如果是智能建筑的話,通過它“智能的手段”,盡可能多的使用日光來照明,自然風來調節室內的溫度。例如,下班后將照明的照度和環境的溫度降低到最低,以達到節能效果的最大優化。
2.3 節省維護運行的人工費用
由于智能化系統的高度集成,系統的操作和監控也是相應的集中,合理安排人員,即可大大減少人工費的消耗。
3 智能建筑的發展近況
在信息社會中,人們對于現代建筑的概念也在發生變化,傳統建筑提供的服務早已不能滿足現代社會和工作環境等方面的要求。智能建筑的出現,使得一幢幢高樓就變成了一個小型社交圈,各種小公司在其中,整座建筑物的各種商業行為和生活行為將會有數千兆計的信息和控制指令進出。
例如,某大廈公寓辦公區A棟17~39層的公寓和40~46層的辦公層以及B棟6層以上的攝像機采用光端機將視頻信號傳輸至中心監控機房,其余的攝像機都是直接視頻線到中心監控機房。某大廈公寓辦公視頻監控系統采用模擬方式,系統前端用攝像機采集圖像,在監控室用數字硬盤錄像機進行存儲,用矩陣鍵盤進行管理和切換控制。
綜上所述,智能建筑是由辦公自動化、通信自動化和樓宇自動化等三種系統所構成,將它們進行有序的組合之后,是辦公室具有了高度化機能的業務處理能力,從而增加了建筑物的經濟性、安全性和可靠性。智能建筑提供給居住者的活動空間,辦公自動化、通信自動化和樓宇自動化系統恰恰共同組成了此空間。智能建筑是當代科學技術發展的必然結果,它是人類智慧的結晶,是建立在弱電智能化設計、通信學科、環境科學、工程力學、人類行為學科、電子系統工程學、人類工程學等各類理論學科之上的交叉應用。
參考文獻
[1] 國務院發展研究中心宏觀部課題組.2006中國房地產發展預測報告[R].中國不動產網,2006.
[2] 陳志新.智能建筑概論[M].北京:機械工業出版社,2008:2-20.
[3] 韓朝.智能建筑的物業管理[M].北京:清華大學出版社,2008(3):5-8,12-20.
一、智能系統的簡介
智能系統(Intelligence system)是指能產生人類智能行為的計算機系統。智能系統不僅可自組織性與自適應性地在傳統的諾依曼的計算機上運行,而且也可自組織性與自適應性地在新一代的非諾依曼結構的計算機上運行。“智能”的含義很廣,其本質有待進一步探索,因而,對“智能”這一詞也難于給出一個完整確切的定義,但一般可作這樣的表述:智能是人類大腦的較高級活動的體現,它至少應具備自動地獲取和應用知識的能力、思維與推理的能力、問題求解的能力和自動學習的能力。
二、智能建筑的簡介
智能系統在房屋建筑中的應用研究表現在智能建筑。智能建筑由建筑物本體加智能化系統構成。智能建筑是指通過將建筑物的結構、系統、服務和管理根據用戶的需求進行最優化組合,從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環境。智能建筑是集現代科學技術之大成的產物。其技術基礎主要由現代建筑技術、現代電腦技術現代通訊技術和現代控制技術所組成[1]。
建筑智能化工程又稱弱電系統工程,主要指通訊自動化(CA)、樓宇自動化(BA)、辦公自動化(OA)、消防自動化(FA)和保安自動化(SA),簡稱5A。其中包括的系統有:計算機管理系統工程,樓宇設備自控系統工程,通訊系統工程,保安監控及防盜報警系統工程,衛星及共用電視系統工程,車庫管理系統工程,綜合布線系統工程,計算機網絡系統工程,廣播系統工程,會議系統工程,視頻點播系統工程,智能化小區物業管理系統工程,可視會議系統工程,大屏幕顯示系統工程,智能燈光、音響控制系統工程,火災報警系統工程,計算機機房工程,一卡通系統工程。
智能建筑與傳統建筑的主要區別在于“智能化”。智能建筑除了具備傳統建筑的全部特征和功能外,還具備一定程度的“人工智能”特征和功能,例如:感知環境和使用功能變化的能力;高效傳遞、精準處理感知信號或信息的能力;對建筑設備與建筑環境信息進行綜合分析和判斷的能力;做出決策、發出指令、執行相應操作、完成相應動作的能力。
三、智能建筑的產生
現在公認世界上第一幢智能大樓是1984年出現在美國康州首府哈特福德市的城市廣場,這是一棟38層的辦公建筑,原來就有比較好的建筑設備系統,例如,較早地應用了數字程控交換機、辦公自動化機器的集中使用、設置計算中心、消防、安保的自動監控等。在美國以后,日本很快跟上來,但走的是另外一條路。日本在1986年建造的東京本田青山大廈和NTT品川大廈等大體上都是大公司建造的自用辦公大樓。因此,對其設備自動化,通訊網絡的建設等就更有針對性。由于目的明確,所以在大樓建設中同時將其內部的辦公網絡(0A)系統以及相應的應用系統一起建設起來。在這個基礎上形成了我們后來所說的智能建筑的“3A"體系。
人們對建筑的關心往往是它的外在表現,而忽視其內在的許多因素。但智能建筑的出現改變了這一觀念。如果說鋼鐵、混凝土等建筑材料使建筑的外觀發生了變化,那么智能建筑就是從本質上改變著建筑在人們心中的概念。建筑不再單單是一個用來遮風避雨的殼體,而是成為能夠參與人類辦公、生產、生活活動的具有“生命”特性的實體。如果用人體作一個形象的比喻,那么傳統建筑只是具備了外在的骨骼和肌肉,而智能建筑則是在此基礎上加上聰明的“頭腦”和靈敏的“神經系統”的完整的“人”。以下是智能建筑與人的類比:
表1 智能建筑與人的類比
四、智能建筑在我國發展狀況
據《2013-2017年中國智能建筑行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》數據顯示,我國智能建筑行業市場在2005年首次突破200億元之后,也以每年20%以上的增長態勢發展,2012年市場規模達到861億元。
五、智能建筑應用實例
在2006年修訂的國家《智能建筑設計標準》中,根據行業和應用領域的不同,把
智能建筑分為辦公、商業、文化、媒體、體育、醫院、學校、交通、住宅和通用工業建筑等10大類。建筑智能化體現在建筑以下幾個方面:
1、地基壓實智能化例子
智能壓實過程控制系統是在壓實過程中,對壓實過程進行智能化的系統管理。
智能壓實過程控制系統包括GPS基準站組件和振動壓路機安裝組件。系統運行時,架設在控制點上的GPS基準站實時向壓路機上的GPS接收機發送差分信號,安裝在振動壓路機頂部的GPS接收機和無線電接收器接收該信號并實時進行厘米級定位;裝在壓路機振動輪上的壓實傳感器實時將壓實數據傳輸給安裝在駕駛室里的顯示控制器,使操作員能夠實時了解當前壓路機的三維位置、壓實度(CMV)和碾壓遍數等信息。
中鐵五局承建的蘭新鐵路甘青段12標位于甘肅省酒泉市肅州區境內,正線長度76.94km,工程主要包括路基、橋梁,其中路基占66%,是整個建設工程中至關重要的施工環節。為確保工程質量,促進施工進度,實現高鐵路基機械化、信息化建設,項目部通過麥斯泰格(北京)工程技術發展有限公司引入美國天寶公司智能壓實過程控制系統,用于指導路基填筑施工。成功地實現了實時圖形和數據信息顯示,防止在工作區域內出現過壓、漏壓;并且,實時顯示了碾壓區域、碾壓次數、碾壓厚度圖形和壓實度(CMV)值;能現場打印壓實工作報告,便于現場分析和處理數據,方便找出碾壓的薄弱區域,有針對性地進行常規檢測[2]。
2、工程虛擬智能化例子
在工程中應用虛擬技術對施工過程進行模擬,在施工前了解各種構件在實際結構中的相對位置及相互關系,及可能存在的工況條件,分析相應工況應力、變形、動力特性及其失效特征,對施工方案進行優化,提出符合現場條件的施工工藝方法,實現風險控制和保證工程質量的目的。
在香港迪斯尼樂園工程中,在太空山施工階段,由于在太空山屋面鋼結構安裝前,中心部位必須要搭建臨時鋼支撐進行空間作業,但高速過山車軌道系統已經完成安裝,使支撐的下部難于找出幾個與過山車軌道系統不相撞的位置進行臨時支撐的詳細設計與施工。所以該項目運用了虛擬技術原理,利用計算機3D動畫輔助方法,先是將有關路軌的三維坐標輸入到計算機中,然后再加上相關路軌和其他設施的實際鋼材及構件的尺寸,在電子模型上建立實物大小之三維立體電子模型,經過多次不斷假設支撐位置,作三維分析和虛擬施工,在電子模型中終于找出了四個合適的支柱位,即這四個不會與已安裝好的過山車軌道相碰。在找到支柱位置后,再次輸入計算機有關支柱的真實尺寸再進行精確定位分析,以確定臨時支撐的位置,然后根據此結果進行臨時支撐的詳盡計算與設計,從而達到理想結果。
在建筑工程工程施工中采用虛擬仿真技術,能夠有效的預知施工過程質量、安全控制的關鍵點,及時發現薄弱環節,并予以糾正,從而相對降低了對操作人員的技能要求,并可實現臨時施工結構適宜操作的良好裝配特性。
3、建筑設備智能化例子
隨著現代人生活水平的提高和環境意識的增強,人們對生活質量的要求越來越高,在滿足使用要求的同時,對美觀和舒適度的需求逐步增大,對現代建筑設備智能化系統的要求也逐步提高,現代建筑設備智能化系統是建筑設備工程的重要組成部分,也是影響建筑物使用質量的重要因素,其智能化功能的好壞將直接影響到建筑物的正常使用,給生活與工作帶來了很大的麻煩,因此必須嚴格完善現代建筑設備智能化系統這一關。建筑設備智能化主要表現在:家庭監控系統、遠程監控系統、消防報警系統和樓宇自控系統。
位于廣州市濱江東路的華標品峰樓盤,無可復制的250-560平米寬廣豪宅,構筑純大戶型豪宅領地。獨特的波浪型板式結構,三梯兩戶,戶戶南北對流;45°面江盡享珠江的波瀾壯闊,遠眺白云山,近觀二沙島,晚上更可收納珠江兩岸的璀璨燈火。每套房間內全采用全球領先的智能家居,燈光、窗簾、熱水、空調、地熱等等均可通過電話或PC遠距離調控,隨時隨地指揮生活;電子眼、智能紅外防盜、玻璃破碎報警、智能門禁管理等高技術、立體化、多層次的監控聯網,全方位保障業主居住安全;智能家居的自動檢測系統時刻對煤氣、用電、消防等進行檢測,并與控制中心聯網,自動報警,第一時間預約維修,徹底摒除安全隱患。睿智的綠色中央空調系統,時刻提供新鮮健康的空氣,并自動回收利用運行產生的熱冷能;直供水系統、頂級不銹鋼水管、智能換風系統等精挑細選,守護業主健康;先進的聲學隔聲震板,樓板與面層之間鋪貼隔聲氈隔音層,隔音防震,滿足完全私密的享受空間。
六、智能建筑的展望
智能建筑是現代高新技術的綜合產物。智能建筑的目標,是為人們提供安全、舒適的環境,提供快捷的服務,建立先進與科學的綜合管理機制,達到環保和節能以及降低人工成本的目的。目前,中國大力發展房地產,智能系統在房屋中的應用已成為發展商大力鼓吹的賣點,但同時我們應該看到,有些設備已落后,有些材料不環保,有些技術并不新鮮,我們應該大力尋找新材料,開發新技術,發明新工藝,降低生產成本,把真正給人們帶來方便的“智能”嵌入普通的房屋中,讓家家戶戶住得起房屋,享受得起“智能建筑”。
參考文獻:
[1] 王新泉.建筑概論[M].機械工業出版社,2008,8
中圖分類號:G48 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2015)06-0208-02
引言
智能建筑是智能化建筑環境內的系統集成中心(System IntgratedCenter,SIC)通過建筑物綜合布線系統(Generic Cabling System,GCS)或通信網絡(CN)與各種信息終端連接,收集數據,“感知”建筑環境各個空間的“狀況”,并通過計算機處理,得出相應的處理結果,通過網絡系統發出指令,指令到達通信終端后,終端做出相應動作,使建筑物具有某種“智能”功能。智能建筑通常由4個子系統構成,既建筑設備自動化系統(BAS)、通信網絡系統(Communication Network System,CNS)、辦公自動化系統(Office Automation System,OAS)和綜合布線系統。具有這幾個子系統的建筑稱為智能建筑。智能建筑是由智能化建筑環境內的SIC利用GCS連接和控制其他子系統組成的。
樓宇智能化實驗室的建設,主要是以安全高效,節約成本,智能化管理和生態綜合建設等為建設理念為基礎,以達到現代實驗室的標準。而當今世界上的實驗室的樓宇智能化,主要是以以發達國家為主,實驗室基本完成了樓宇智能化的建設,而我國也許因為現正處于發展中階段的國家,實驗室的樓宇智能化并未得到普及,以我國的公辦學校或211工程的重點學校為例,能夠真正實現樓宇智能化的其實也不多,也許是因為經費不足或校風問題不等而無法實現。而在本科獨立學院的同類之間,也許是因為經費充足以及現代化思想逐漸在這類學院間普遍化,實驗室的樓宇智能化已越來越被重視。
一、樓宇智能化實驗室實訓項目
為符合各獨立學院的現狀,以及建設一所能夠高效安全的實驗室,我們考慮了以下五項實訓。
1.對講門禁及室內安防系統實訓
(1)實驗室室外的主機、實驗室室內的分機和管理中心機實現聯通,能夠實現可視對講或不可視對講。
(2)設立獨立的ID卡,以實現刷卡開鎖。
(3)設置解鎖密碼,以備緊急使用。
(4)實驗室室內的分機可以使用緊急密碼開鎖。
(5)對講機能夠完成記錄信息和報警的任務,并且實驗室室內的分機能夠為實現安防的功能。
(6)實驗室室內分機設有緊急報警按鈕,并且能夠通知中心管理機。
2.閉路視頻監控及周邊系統防范系統實訓
(1)監視器系統化能夠完成圖像的調整、視頻的切換、瀏覽的設置等功能。
(2)矩陣視頻要能夠實現多功能的切換,并且獨立完成控制云臺輸出,調節鏡頭等功能。
(3)硬盤錄像機能夠完成多畫面同時切換,并且控制云臺轉出和調控鏡頭等功能
(4)實驗室的錄像須實現手動和定時錄像的功能,并且能夠查詢錄像。
(5)硬盤錄像機報警聯動錄像,實現外部報警輸入、動態監測報警輸入、聯動錄像、報警、云臺自動控制及錄像查詢。
3.消防系統實訓
(1)設備聯動功能要求:任何消防探測器動作或消防報警按鈕按下,消防警鈴開啟。
(2)感煙探測器、感溫探測器響或消防報警按鈕動作時,立即啟動排煙設備,延遲5s啟動消防水泵滅火,延時10-20s秒降下防火卷簾門。
(3)感煙探測器動作,并且同時手動按鈕按下,立即啟動消防泵滅火。
4.綜合布線系統實訓
(1)程控交換機應用:能通過程控交換機設置,實現整個實訓環境中所有電話都能實現相互通話。
(2)網絡交換機應用:能通過網絡交換機設置,實現整個實訓環境中所有網絡都能正常使用。
5. DDC系統控制實訓
(1)當DDC系統采用手動控制時,兩組燈的開啟與關閉由監控畫面上的相應按鈕控制。
(2)當DDC系統采用自動控制時,則由光控開關控制或定時控制。
(3)光控開關控制,是根據光控開關的運行狀態,從而控制樓道照明燈的亮與滅。光控開關響應動作時,燈開啟;光控開關無響應動作時,燈關閉。
二、綠色智能建筑的應用
為符合現代智能樓宇的設計,我們還另外引入了綠色建設的實訓方案。
1.太陽能供電系統實訓
(1)室內所有供電均有太陽能裝置提供。
(2)室內所有溫、熱水供應均由太陽能水熱加熱系統提供。
(3)當由于天氣的影響而導致太陽能裝置無法正常使用時,自動轉化為緊急備用電池使用或者正常電線線路通入。
2.中水回用系統實訓
(1)實驗室室內所有污水均由中水回用系統自動收集,并且由低成本的分流式中水處理系統處理成可二次利用的中水。
(2)大部分實驗室室內用水(對水質沒有太高要求的部分)均由中水回用系統供應。
(3)消火栓水源供水由中水回用系統提供。
(4)中水回用系統的管道接通其他建筑,并且達到共同回收和共同利用的目的。
3.太陽能水環熱泵空調系統實訓
(1)室內的空氣調節由太陽能水環熱泵空調系統控制并調節。
(2)太陽能水環熱泵空調系統可由實驗室內遙控直接控制。
(3)太陽能水環熱泵空調系統可由管理中心機直接或間接控制。
(4)太陽能水環熱泵空調系統能夠自動根據室外室內的溫差,自動調節室內適應的溫度和濕度。
(5)空調系統在太陽能供電不足時可自動轉換成太陽能儲備電池供電。
4.室內照明系統實訓
(1)實驗室室內的照明燈均使用LED節能燈(沒有特殊要求的情況下)。
(2)照明系統的開關使用光控和手動控制共同控制。
(3)照明系統可由管理中心機直接或間接控制。
(4)實驗室室內備有緊急照明燈。
三、結束語
實驗室實的現智能樓宇化逐漸成為各高校所追求的目標,因為智能建筑已成為現代化的重要標志之一,實驗室的先進與落后大概呈現出了學校教學水平的高低。實驗室實現智能樓宇化的同時,也實現了學生學習環境的與時俱進化和安全舒適化,因而建設樓宇智能化實驗室我們都已蓄勢待發。另外,為了符合人與自然,以及可持續發展這等理念,對于建筑的綠色建設我們也不能懈怠,這才符合新現代化樓宇化實驗室的名號。
參考文獻
[1]鄭潔、伍培.智能建筑概論;重慶大學出版社,2006.
關鍵詞:物聯網、建筑智能化、人類進化、雙刃劍、健康進步
“物聯網”這一名詞對當代每個國家,每個家庭,每個人,都是一個相當新鮮的概念。1999年首次提出了這一概念,其定義為基于計算機互聯網,利用射頻識別技術、無線數據通信技術等,構造了一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網(Internet of things),簡稱物聯網。2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯盟了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,引用了“物聯網”的概念。報告指出,無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。
之所以提出“物聯網”一例,是為了體現人類對高科技的追求,和對舒適有效的生活的充分向往,就是這兩點推動著建筑設施智能化的一步步快速穩健的發展。
建筑智能化技術其實也是一個新興技術,物聯網技術又與其有相通之處,并且也是建筑智能化技術的一個發展方向。談及建筑智能化技術,首先需要知道怎樣的一個建筑才能算作“智能建筑”。我國的《智能建筑設計標準》對智能建筑的定義是“以建筑為平臺,兼備信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統等,集結構、系統、服務、管理及其優化組合為一體,向人們提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑壞境。”其中清楚地看到,建筑智能化實質在于內部電氣設施的管理自動化、控制自動化、防災自動化和能量管理自動化,是依靠先進的電氣設備讓建筑物能“獨立”處理各種情況,而物聯網技術的發展正是為了讓此設想成為現實。
可以肯定的是,源于建筑智能化技術在社會各個方面的應用,才使得我們的生活、學習和工作,變得更加舒適、高效、便捷,更加安全可靠。可是,如果從這種美妙的感受和期待中走出來,從理性角度去思考,這種所謂的“舒適、節能、環保、健康”的生活是否一直對人類有益?
我們必須接受的一個事實是,在近幾個世紀,人類作為生活在地球一個物種,在肢體上的進化速度遠比不上大腦進化的速度。但可觀的是,人類肢體在每一個年齡段的平均重量卻在逐年增長,這也是社會上逐漸關注的問題之一,因為這種增長已經開始影響我們的健康。為什么會出現這種現象呢?縱觀二十世紀,人類社會的發展可謂翻天覆地,人們在不斷實現自身的需求的同時,又不斷提出新的需求。人民生活幸福了,吃飯能吃飽了,當然身體自然會健康,但為什么又會影響健康呢?是因為這種“突如其來”的幸福,使得人們缺少了對長遠的思考,也使得人們對于生活失去了危機感,而剩下的只是享受。正所謂“心寬體胖”,就像達爾文的進化理論,物種缺少生存危機對其的影響,物種的進化速度就會減慢,而物種數量就會翻倍增加。
另一個方面,隨著21世紀信息時代降臨,人類的生活不僅在質上發生了變化,而且生活速率也比以前至少要快一倍。尤其在現代的大都市,那種急速的生活工作節奏,往往使得其中的人應接不暇,以致身疲力竭。此時,人們所最希望的,便是一個“舒服安逸”環境,于是建筑智能化技術很快的得到了認同,便很快地進入建筑行業。以辯證的態度來看,這種科技進步確實會使得生活更加美好,但若持續這種“美好生活”,會不會使得人類身體失去了對外界環境的適應能力?更深一步,人類會不會習慣了這種“安逸”而變得越來越懶惰?又會不會因為這種“安逸”出現新的疾病?
“空調病”的出現給予了一個肯定的答案,其病因并不是人對空調的不適應而讓身體產生的病狀,而是長時間吹空調造成身體機能的衰退。空調只有將近一百年的歷史,雖然它的應用促進了人類社會的發展,但對人類本身,卻也帶來了負面影響,而空調只是眾多電器里的一個角色,誰能預料未來會不會出現更多諸如此類的疾病呢?至此,得出結論:建筑智能化技術在給人類生活帶來舒適的同時,也給人類本身帶來了不確定性的負面影響,可見科學技術是一把雙刃劍。
建筑設施智能化是未來建筑發展的必然趨勢,《智能建筑設計標準》中提到的“安全、高效、便捷、節能、環保、健康”的六項要求,我們必須真正領會這些要求的真諦:“安全”是前提,“高效、便捷”是目的,“節能、環保”是目的也是方式,“健康”才是最高要求。
結論
當代的社會發展是需要全面和諧地進行,所以要把握住科學技術這把雙刃劍,不能一味的看到其積極的一面,還要進一步去研究其對人類進步和社會發展所帶來的負面因素,然后才可以在實踐過程中把科學技術帶來的正面作用發揮到最大化,把負面影響減到最小。就如建筑設施智能技術一樣,雖然會使人類生活工作變得安全、高效、便捷、節能、環保,但它對人類自身的健康存在著不確定的負面影響。因此,人類不僅要科學地發展進步,更要健康地發展進步!
參考文獻:
Abstract: through the building itself energy consumption of building energy consumption and normal use of control, to achieve intelligent building in energy conservation in results, and combined with the use of new energy to reach the goal of building energy efficiency.
Keywords: intelligent building, saving energy, new energy use
中圖分類號:TK01+8文獻標識碼:A 文章編號:
引言:智能建筑是當今人類面臨生存環境日益惡化,追求人類社會可持續發展的必然選擇。建筑智能化的發展已不再局限于用智能系統控制建筑,而是更加關注與自然結合的建筑自控,成為節能建筑的一部分。以智能化推動建筑的節能發展,節約能源,促進新能源、新技術的應用,降低資源消耗和浪費,增強能效,減少污染是建筑智能化發展的方向和目的。
(一)減少智能建筑的建設能耗
一、加強相關法律法規,制定、完善節能政策,使建筑節能工作走上法制化軌道。注重建筑節能立法,建立完善的建筑節能管理體制,采取經濟政策鼓勵建筑節能,加強節能與開發并重的科學研究,加大建筑節能技術革新,完善建筑節能技術標準體系,加強建筑節能技術應用轉化與工程開發,培育建筑節能科技創新與服務企業,逐步形成“政府主導、市場主體、全社會參與”的良好格局。二、加強規劃設計,提高項目管理水平。建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要內容之一。要對建筑的總平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通風等氣候參數對建筑能耗的影響進行分析,使得建筑物在冬季最大限度地利用太陽輻射的能量,降低采暖負荷;夏季最大限度地減少太陽輻射的熱并利用自然通風降溫冷卻,降低空調制冷負荷。加強容積率控制,努力提高綠化率,美化環境,緩解熱島效應等。智能化建筑還要求項目管理采用一種具有統一協調界面、責任明確的責任管理體系,防止因為項目管理不善而造成巨大的浪費。三、系統要形成有機統一整體,避免簡單累加。智能化建筑所涵的樓宇設備監控系統、消防自動化系統、安防自動化系統、通信自動化系統以及辦公自動化系統要統一集成為建筑智能化系統,避免重復投資,重復建設,多重管理。四、需要高素質的物業管理團隊。智能建筑如果沒有高素質的物業來管理維護,那就是一個擺設,不但浪費巨大的投資,而且無序、無管理的運行也將導致巨大的能耗。
(二)降低智能建筑的運行能耗
除了以上所涉,智能化建筑還需要加強以下方面來提高節能效率。主要就是如何利用現代技術來降低各種建筑設施的運行能耗。采暖、制冷和照明是建筑能耗的主要部分,降低這部分能耗將對節能起著重要的作用。先說采暖和制冷,在南方比如瑞安這樣的縣城,空調采暖制冷占相當大比例。據有關數據統計,空調使用已經占建筑耗能50%左右。空調的能耗主要是由建筑物冷熱負荷來決定,因此在智能建筑建設時不但要設計好建筑物的圍護結構,還要從中央空調設計選型開始就應注重節能。要強制淘汰低效能空調,推廣使用高效節能空調。建好后還要加強中央空調的運行管理,因為一個設計再好的節能系統,如果管理不善一樣達不到節能的目的。空調系統包含了三大部分:冷源、空調機和空調末端設備。在實際應用中,比較重視對前兩部分的控制和管理,但對于空調末端的控制一直沒有引起足夠的重視。實現空調節能的根本途徑,就是巧妙利用室外條件、圍護結構、室內條件和空調設備相互作用關系,既創造出舒適高效的室內環境,而同時又實現大幅度節能目的。空調節能的工作原理重點在冷源系統與空調設備的運行效率方面想辦法,通過智能化管理優化其控制來達到節能目的。其節能措施包括:1、提高冷凍水溫度,可以達到節能效果。在保證舒適的前提下,系統能源管理程序根據每個季節及每天室外溫度的變化情況,自動調節冷凍水的出水溫度;2、根據末端設備所需的冷量負荷,運用模糊算法,對空調冷源設備進行群控,優化運行,保證冷量供求平衡,讓冷源設備運行在最高效率特性上;3、提高室內溫濕度控制精度。根據有關測算如果在夏季將設定值溫度下調1℃,將增加9%的能耗;如果在冬季將設定值溫度上調1℃,將增加12%的能耗。因此將大廈內溫濕度控制在設定值精度范圍內是大廈空調節能的有效措施。以瑞安來說夏天不要溫度太低,以25℃為宜,冬天溫度不要太高以22℃為宜;4、對于大堂、走廊等公共區域在能保證舒適的前提下合理設定溫濕度。相對于室內來說適當放寬控制要求,提高設定溫度。如進門的大堂在夏季將溫度設定值設在28℃ ~30℃,主要比室外低4~5℃,人們已感覺舒適;走廊設定值定在27℃ ~28℃也可滿足要求;5、根據季節變化,進行合理的新風量有效調節是節能的另一個措施。在過度季節要盡量采用自然通風等;6、要定期對設備進行維護,防止帶病、超負荷運行;7、監測運行參數,改造系統不合理之處;8、運行要能實現智能化管理功能,能集中實現分層、分區、分時控制。建筑照明是一個系統工程,要想節能除了在設計之初要注意照明燈具及附件的選擇,還涉及到建成之后的智能控制等多個方面。照明燈具有很多種如白熾燈、熒光燈、HID燈,光纖燈、LED等,每種都有各自的優缺點,都有自己的適用范圍,設計時可根據建筑物的使用性質,人員的視覺要求,靈活選擇配套的節能光源。在優化照明設計的同時還要充分利用天然光,使窗戶射的天然光和室內的人工照明合理協調,形成良好的照明環境,可大大地節約能源。節能光源作為一種簡便、有效的節能措施,主要在小型的建筑物或者家庭照明中發揮重要作用。在大型公共建筑物的運行和管理中,為了達到節能的效果,還需要把照明系統智能化并納入建筑設備自動化系統BAS之中,通過計算機集成系統,在主控室的計算機操作平臺上完成日常的運轉與管理工作。通過軟件的可編程任意實現單點、多點、區域、群組的分區控制、分時控制、通斷控制、調光控制等多種控制方案。
(三)提高智能建筑新能源利用
在節約能源、保護環境方面,新能源的利用起著至關重要的作用。新能源通常指非常規的直接或間接來自太陽的可再生能源,包括有太陽能、地熱能、風能、生物質能等非化石能源。其與常規能源相輔助, 進行合理的分配和使用, 可有效解決能源緊張和能源損耗問題,逐步達到零排放,實現“綠色建筑”。比如光伏建筑一體化技術,把太陽能光伏電板做成建筑材料,將建筑屋頂、向陽的外墻甚至窗戶材料都用光伏器件來代替,則既能作為建材又能發電,還能吸收太陽輻射,避免屋頂、外墻溫度過高,降低空調能耗,可謂一舉多得;太陽能熱水器為建筑物提供生活熱水和冬季采暖;空調系統采用地源熱泵技術,耗能低,對環境影響小等。在智能建筑中,為實現可再生能源的綜合利用,通常可設置建筑能源協調控制系統,將可再生能源利用系統與采暖、空調、照明控制系統通過智能化系統集成,使整個建筑成為一個能源體系,以利協調控制,使之在保證性能、各功能要求和運行安全的前提下,實現節能運行。
結束語:
隨著社會工業化的發展,國際社會致力于推進可持續發展,以“綠色”思想為指導,將各種先進技術應用于建筑物,促進資源節約與環境保護。智能技術是現代綠色建筑的重要組成部分,它將人與自然和諧共存。節能綠色建筑的智能技術是具有調節、控制、管理、規范、優化建筑與生態系統關系、人與建筑關系、人的行為與生態系統的集成智能。
參考文獻:
中圖分類號:TU972+.1 文獻標識碼:A
我國智能建筑專家清華大學張瑞武教授1997年6月在廈門市建委主辦的“首屆智能建筑研討會”上就智能建筑提出了下列比較完整的定義:智能建筑系指利用系統集成方法,將智能型計算機技術、通訊技術、信息技術與建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控、對信息資源的優化組合,所獲得的投資合理、適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建筑物。這一定義特別有助于認識什么是真正的智能建筑。
1智能建筑
智能建筑:是指在結構、系統、服務運營及其相互聯系,全面綜合而達到最佳的組合,獲得高效率、高功能、高舒適性和安全性有保障的大樓。
通常有四大主要特征,即樓宇自動化、通訊自動化、辦公自動化和布線自動化,由此可見:智能建筑是計算機技術、控制技術、通訊技術、微電子技術、建筑技術和其他多種先進技術等進行相互結合的產物,是以最優化的設計,提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間,具有安全、高效、舒適、便利、靈活和生活環境優良、無污染的建筑物。
23A系統
智能建筑的核心是3A系統,即建筑設備自動化系統BAS,通訊自動化系統CAS,辦公自動化系統OAS。智能化建筑就是通過綜合布線系統將此3個系統進行有機的綜合,使大樓各項設施的運轉機制達到高效、合理和節能。
2.1SIC
智能化建筑系統集成中心(SIC)應具有各個智能化系統信息匯集和各類信息綜合管理的功能,并要達到以下三方面的具體要求:(1)匯集建筑物內外各類信息,接口界面要標準化、規范化,以實現各子系統之間的信息交換及通信。(2)對建筑物各個子系統進行綜合管理。(3)對建筑物內的信息進行實時處理,并且具有很強的信息處理及信息通信能力。
2.2BAS
樓與自動化系統(BAS)是以中央計算機為核心,對建筑物內的設備運行狀況進行實時控制和管理,從而使辦公室成為溫度、濕度、光度穩定和空氣清新的辦公室。按設備的功能、作用及管理模式,該系統可分為火災報警與消防聯動控制系統、空調及通風監控系統、供配電及備用應急電站的監控系統、照明監控系統、保安監控系統、給排水監控系統和交通監控系統。BAS系統日夜不停地對建筑的各種機電設備的運行情況進行監視,采用各處現場資料自動處理,并按預置程序和隨機指令進行控制。
2.3OAS
辦公自動化系統(OAS)是把計算機技術、通信技術、系統科學及行為科學應用于傳統的數據處理技術所難以處理的、數量龐大且結構不明確的業務上。可見,它是利用先進的科學技術,不斷使人的部分辦公業務活動物化于人以外的各種設備中,并由這些設備與辦公人員構成服務于某種目標的人機信息處理系統。
2.4CAS
通信自動化系統(CAS)能高速進行智能建筑內各種圖像、文字、語言及數據之間的通信。它同時與外部通信網相連,交流信息。通信自動化系統可分為語音通信、圖文通信、數據通信及衛星通信等四個子系統。
3智能物業管理
物業智能化管理,是指在物業管理中,運用現代計算機技術、自動控制技術、通信技術等高新技術和相關的設備系統實現對物業及物業設施、設備、物業環境、物業消防、安防等的自動監控和集中管理,實現對業主信息、報修、收費、綜合服務等的計算機網絡化管理,以完善業主的生活、工作環境和條件,充分發揮智能物業的價值。
智能物業管理是在智能建筑的基礎上發展起來的,與傳統物業相比,智能物業有了顯著的優勢,主要體現在:
3.1創造了安全、舒適、高效、便捷的辦公、生活環境
智能物業首先確保人、財、物的高度安全及具備對災害和突發事件的快速反應能力。建筑智能化系統通過建筑物內外四通八達的電話網、電視網、計算機局域網、互聯網及各種數據通信網等現代通信手段和各種基于網絡的辦公自動化系統,為人們提供一個更加安全、健康、高效便捷的工作、學習和生活環境。
3.2節省了能源
節省能源主要是通過建筑設備自動化系統來實現的。以現代化的大廈為例,空調和照明系統的能耗很大,約占大廈總能耗的70%。在滿足使用者對環境要求的前提下,智能大廈可以利用自然光和大氣冷量(或熱量)來調節室內環境,以最大限度減少能源消耗。利用空調與控制等行業的最新技術,最大限度地節省能源是智能物業的主要特點之一,其經濟性也是該類建筑得以迅速推廣的重要原因。
3.3節省了設備運行維護費用
通過管理的科學化、智能化,使建筑物內的各類機電設備的運行管理、保養維修更趨自動化。建筑智能化系統的運行維修和管理,直接關系到整座建筑物的自動化與智能化能否實際運作,并達到其原設計的目標。維護管理工作的主要目的,是以最低的費用去確保建筑物內各類機電設備的妥善維護、運行、更新。
3.4現代化的通信手段與辦公條件大大提高了工作效率
在信息時代,時間就是金錢,智能物業可以大大提高工作效率。智能物業中,企業可以利用物業局域網,統一調度各部門運作,實現信息共享、互訪和傳遞,極大地提高內部工作效率;用戶可以通過國際互聯網進行多媒體信息傳輸和收集,還可以通過國際直撥電話、可視電話、電子郵件、聲音郵件、電視會議、信息檢索與統計分析等多種手段,及時獲得全球性金融商業情報、科技情報及各種數據庫系統中的最新信息。
3.5方便管理,提高了生活質量
智能物業可以通過總線控制技術實現對家中通信、家電、安保等設備的監視控制,實現水、電、煤氣多表自動計量、自動收費,可以通過網絡提供社區服務、網絡醫療、教育、娛樂、購物、投資理財等各類服務,從根本上改變了人們的生活、工作方式,提高了生活質量。
3.6廣泛采用了“4C”高新技術
在建筑智能化系統中,廣泛采用了“4C”高新技術。由于現代控制技術是以計算機技術、信息傳感技術和數據通信技術為基礎的,而現代通信技術也是基于計算機技術發展起來的,所以,“4C”高新技術的核心是基于計算機技術及網絡的信息技術。并且這些技術均采用了系統集成的方法使系統協調統一的工作。
摘 要:文章簡介了建筑電氣與智能化專業的歷史沿革、招生現狀及就業前景,從建筑電氣與智能化專業的形成背景、基本概念、技術基礎、就業趨勢等方面剖析了該專業的相關內容,提出了招生現狀與就業需求之間的矛盾,并依據矛盾提出了解決方案,為該專業今后的發展奠基。
關鍵詞 :建筑電氣與智能化專業;起源;招生;就業
中圖分類號:G71文獻標志碼:A文章編號:1000-8772(2014)13-0198-02
1 引言
在信息高速發展的時代,科技對建筑的影響越發潛移默化,科技使建筑功能有了“質變”的飛躍。現代IT技術賦予建筑以“靈魂”是對建筑最為突出的特征賦予,使可持續性建筑(Sustainable Building)具有高產出、高效能和生態平衡能力的特征。建筑電氣與智能化專業是使得建筑能建立在現代信息技術基礎之上,逐步成為具有與人和社會和諧、與人和自然平衡共生的綠色建筑(Green Building),成為具有時代特征的“智能化”建筑或“智慧型”建筑。
2 建筑電氣與智能化專業的歷史沿革
從1984年美國的一座38層高的舊金融大廈取名為City Place(都市大廈)開始,“智能建筑”一詞便形成且得以廣泛的應用。從第一座大廈誕生后,智能建筑便以蓬勃發展的勢頭在世界范圍形成。
我國智能建筑起始于20世紀80年代末90年代初,1990年建成的北京發展大廈是智能建筑的雛形。1993年建成的廣東國際大廈為我國大陸首座智能化商務大廈。它具有較完善的“3A”系統【建筑設備自動化系統(Building Automation System,BAS),通信網絡系統(Communication Network System,CNS),辦公自動化(Office Automation System,OAS)】及高效的國際金融信息網絡。政府也加強了對建筑智能化系統的管理,先后出臺了相關的規范和規定,2001年建筑部87號令《建筑業企業資質管理規定》中設立了建筑智能化工程專業承包資質。
目前,智能化建筑已成為一個國家綜合經濟實力的具體表征。智能建筑可以利用樓宇自控系統作為快速數據處理的手段,預先計劃并周期性地作出報告,且當今世界,國民經濟對數字化城市、綠色與智能建筑的要求越來越高,這樣建筑電氣與智能化專業就應運而生了。
3 建筑電氣與智能化的現狀
建筑電氣與智能化專業是教育部2006年新批準開設的本科專業,此專業的設立順應了智能建筑行業發展的歷史需求。截止2009年底教育部正式批準設置“建筑電氣與智能化”專業的高等學校有近30所,設置相關專業方向的有近百所,申請該專業的學校越來越多。
3.1 基本概念
建筑電氣與智能化就是以電能、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學科,它是介于土建和電氣兩大類學科之間的一門綜合學科。
3.2 技術基礎
(1)計算機控制技術基礎
計算機控制技術是計算機技術與自動控制技術相結合的產物,是構成智能建筑設備自動化系統的核心技術之一。計算機控制系統主要由硬件和軟件兩部分組成。計算機控制系統的結構形式一般可分為集中式系統、集散式系統和現場總線控制系統。
(2)計算機網絡技術基礎
計算機網絡技術與通信技術相結合,是智能大廈的核心技術。涉及通信網絡技術,辦公自動化系統和建筑設備自動化系統,延伸到大廈的各個樓層及角落。
(3)現代通信技術基礎
現代通信技術基礎是實現大廈內部、大廈與大廈、大廈與國內、國外信息交流不可缺少的關鍵技術。現代通信的內容涵蓋了多媒體通信、計算機通信網絡、個人通信、數字圖像通信、移動衛星通信、程控交換、信息高速公路等。
(4)照明系統
當今建筑,燈光越來越重要,且照明系統的改善、節能和科學管理在現代建筑中也被更加重視,采用建筑電氣的智能化系統,合理的選擇光源、燈具、電線及性能優越的照明控制系統、提高照明質量及節能效果,改善現代建筑的環境。
(5)火災報警系統
火災報警系統在現代建筑中的作用越來越大,使用也越來越普遍,根據不同工程的不同要求與各種滅火設施及通訊裝置聯動,形成中心控制系統。即由自動報警、自動啟動滅火、安全疏散指令、系統過程顯示及消防檔案管理等組成一個完整的消防控制系統。
(6)BA系統的檢測技術基礎
在智能建筑中,應用大量檢測設備(傳感器)及執行機構設備,在智能樓宇內對各種物理量的檢測與控制的執行和這些設備運行狀態密切相關。
(7)樓宇智能化系統的集成技術基礎
樓宇控制系統包括以下內容:冷凍站設備的控制和監視,空調機組的控制和監視,新風機組的監控和監視,給排水系統的控制和監視,供配電設備的監視和安防系統等。
4 就業趨勢
建筑電氣與智能化專業本科畢業生的就業前景主要是面向建筑行業工程單位,從事建筑電氣的構圖、設計、施工、安裝、調試、運行、維護等。作為近來發展起來的一個新領域,建筑電氣智能化給人們營造了一個良好的生活和工作環境,大大的提高了效率及經濟效益,是現代建筑行業中發展較為迅猛的領域,有著不可估量的前景,社會對“建筑電氣與智能化”專業方面的人才需求量也將會越來越大,其就業前景相當廣闊。
5 招生現狀與就業需求之間的矛盾及解決方案
由于建筑電氣與智能化為新開專業,很多人對其并不了解且缺乏對專業知識方面的學習興趣,所以目前招生現狀并不樂觀,這與日益增長的社會對“建筑電氣與智能化”方面專業人才的需求量形成矛盾,除此之外,從事這方面工作的畢業生所掌握的知識和能力也不能滿足社會的切實需求,所以,提出解決方案,學校應加大對該專業的宣傳,讓報考學生充分了解該專業的基本信息及就業前景,鼓勵學生向社會最需要人才方面發展,更要使即將畢業的大學生一定要獲得以下幾方面的知識和能力;
1.掌握供配電設計及管理,各種電氣設備的安裝、運行、調試與維修等知識技能。
2.能夠從事信息科學與現代建筑相結合的建筑智能化技術方面有關的工程設計、實驗分析、科學研究、技術開發、經濟管理以及計算機技術應用等領域工作。
3.能夠從事自動控制工程及智能化領域的工作。
4.能夠從事物業管理方面的技術管理工作。
5.能夠從事建筑工程、房地產公司的現場施工管理或監理工作。
6.能夠從事現代工業自動化系統的設計、管理、調配與維修工作。
6 結束語
建筑電氣與智能化是一個綜合多種學科的新專業也是一種新事物,往往新產生的東西都會給人帶來疑問,而建筑電氣與智能化的普及對人們的生活質量有著質的改變,所以我們要盡可能的為建筑電氣與智能化專業的發展奠基,緩解人才緊缺問題。
參考文獻:
[1] 孫景芝,李志平.建筑智能化系統概論[M].2005.12.
[2] 杜明芳等.建筑電氣與智能化專業內涵及發展定位探析[J](ICCCT2010).
中圖分類號:G267 文獻標識碼:A 文章編號:
某現代建筑大樓工程智能化設計保證建成后的辦公建筑能適應未來辦公發展的需要,建立相應的軟、硬件平臺,實現信息共享,資源共享,科學管理和網絡信息集成。系統設計采用先進、成熟、實用的主流技術,進行系統的優化集成設計。系統軟、硬件配置采用模塊化、開放式結構,以適應系統靈活組網,擴展和系統能力提升的需要。實現各個子系統有機相互聯系,資源共享,信息共享,正確應對突發事件的響應能力;提高設備利用率,降低能耗,節約能源,利于科學化管理。系統必須具有極高的安全性,可靠性,兼容性、易維護性和可擴展性。系統設計還應充分體現節能和環保,應少用或慎用高能耗的設備和系統,以改善并提高能源利用效率。系統設計應考慮甲級商務辦公寫字樓的不同使用需求,并充分考慮靈活性、通用性。
綜合布線系統
綜合布線系統是信息通信網絡的基礎傳輸通道,滿足信息通信網絡的布線要求,應能支持語音、數據、圖像等業務信息傳輸的要求。
工作區子系統:本次設計考慮采用區域布線箱的方式,每個辦公室預留信息箱,每個信息箱內含1根四芯單模光纖,4個語音點,4個數據點(其中包括1個IPTV點),1個數字電視點(數字電視點在衛星及有線電視系統中統一考慮設計)。
水平區子系統:綜合布線水平配線由樓層弱電間至各工作區信息插座采用六類線,至信息箱采用8根六類線和1根室內四芯單模光纖(2用2備),六類線配線長度不超過90米。
垂直主干子系統:語音主干采用1根3類50對大對數電纜,數據主干采用室內24芯單模光纖。
管理區子系統和設備間子系統:計算機網絡垂直干線和水平光纖采用光纖配線架,語音垂直干線采用110型卡接式配線架。數據語音水平配線子系統采用RJ-45端口模塊式配線架。
計算機網絡系統
本工程設置辦公網(含無線局域網)、設備網(含IPTV網)兩套物理上隔離的計算機網絡系統。考慮到辦公網辦公需求(每個辦公室內部設置4個語音和4個數據點,其中1個數據點為數字電視用),在每層的弱電間內根據數據點的多少設置24/48換機1臺,采用千兆接口,萬兆上聯,無線AP系統覆蓋所有樓層,無線AP采用專用的POE供電裝置實現,采用集中控制器的方式實現。
辦公網和設備網的供電都通過機房UPS供電,辦公網UPS供電系統在每層設置弱電UPS供電箱。設備網UPS供電系統在相應的樓層設置SAS供電箱。
衛星及有線電視接入系統
衛星及有線電視接入系統按照860MHZ帶寬數字有線電視系統傳輸要求設計,系統選用的設備與部件具有雙向性,其視頻輸入與輸出的阻抗以及電纜的特性阻抗均為75歐姆,樓內電視信號傳輸采用SYWV-75-9、SYWV-75-5同軸電纜。
背景音樂及公共廣播系統
背景廣播采用數字廣播主機,可同時有4路不同的音源輸出,滿足大樓音源根據不同功能需要可獨立選擇播放,本工程公共廣播系統采用定壓輸出方式,背景廣播音源干線從地下一層廣播機柜分別引到各層消防廣播聯動模塊。背景廣播垂直干線線路與消防廣播完全分開,在各層消防廣播聯動模塊處進行消防廣播與背景廣播切換,當發生火災時,關閉所有背景音樂強切至消防廣播。
視頻監控系統
視頻監控系統采用的是半數字式監控系統,在弱電間按樓層區域設置數字編碼服務器,視頻前端探頭到數字編碼服務器(本次考慮可內帶硬盤式,預留10%~15%的余量,以備后期系統增加和調整)視頻線采用SYV-75-5型同軸電纜,數字編碼服務器通過網絡系統將監控探頭采集的數據全部傳輸到系統后端;電梯轎廂內攝像機視頻線采用定制雙層屏蔽同軸電纜以防止在電梯井道內線纜被擦傷,應加工在電梯轎廂的隨行電纜中;水平電源線采用RVV(2*1.0)型電纜;一體化快球彩色攝像機控制線采用RVVP(4*1.0)型電纜。攝像機電源線由消控監控機房內UPS引出單獨布管至樓層弱電間樓層配電箱,采用集中供電,在分線箱變壓后給攝機供電。UPS供電容量為1小時后備。
停車場管理系統
本工程考慮在地下車庫出入口及地下各層間的通道設置道閘管理和監控系統,實現停車庫出入口自動控制的管理功能,并具有遙控及手動按鈕控制功能。本次停車場系統具有出入口功能、圖像識別功能、車位顯示屏功能、崗亭系統、語音提示系統和打印系統、消防聯動系統、車位引導系統、系統信息傳輸管理等功能。
智能卡管理系統
智能卡管理系統由感應卡、讀卡器、控制器、電磁鎖、門磁、出入口控制管理軟件等組成。在消控監控機房設置門禁工作站,各地下層及一層弱電間內設置門禁控制器,各門禁控制器采用TCP/IP方式引至門禁工作站。智能卡管理系統電源由消控機房UPS弱電配電箱集中供電,電源送到現場后電控鎖電源變壓器與出入口控制其它設備用電變壓器分開設置,火災時通過消防聯動模塊聯動門禁控制器斷電開門
樓宇自控系統
本工程樓宇自控系統由操作站、網絡控制引擎、現場控制器組成。系統構架采用兩層網絡結構,支持BACNET協議標準,管理層上服務器/工作站之間的通訊采用基于BACnet/IP的B/S方式,控制層上DDC之間通訊采用符合BACnet MS/TP協議方式。管理傳輸層建立在100M以太網絡上,采用星形連接方式,以綜合布線為物理鏈路,通過標準BACnet/IP通訊協議高速通訊,進行信息的交換處理。主要設備包括服務器、管理工作站、網絡控制引擎等,系統基于瀏覽器/服務器(Browser / Server)結構。控制中心設置一臺主交換機,控制層通過網絡控制引擎NAE轉換后連至交換機。本工程樓宇設備自動化控制系統根據大樓機電設備情況,分為冷熱源系統、空調系統、送排風系統、給排水系統、公共照明系統。
綜合信息集成系統
綜合信息集成管理系統(BMS)是建筑物的各個子系統BAS、SAS、FAS等的總集成。系統集成管理系統(BMS)通過統一操作平臺,全局化的集中控制與協調相關的子系統,使各個子系統之間的數據進行交互,信息能夠互連、互通、互用,為管理者提供一種高效、集中、優化的管理手段。
本系統集成管理系統(BMS)通過統一的操作平臺,全面的集中控制與協調各系統。主要集成的內容包括以下:
BAS建筑設備監控系統
安全防范系統(含CCTV、防盜報警等)
一卡通系統(門禁、停車場管理系統等)
消防報警系統
物業管理系統
綜合信息集成管理系統(BMS)作為建筑物機電設備運行信息的交匯與處理中心,對匯集的各類信息進行分析、歸類、處理和判斷,采用最優化的控制手段,對各類設備進行分布式監控和管理,使各子系統和設備始終處于有條不紊、協調一致的高效、被控狀態下運行,在為建筑提供安全保證和舒適宜人的生活與工作環境的前提下,最大限度地節省能耗和日常運行維護管理費用,給業主一個較高的回報率。
參考文獻:
[1] 劉光輝,智能建筑概論, 2010,(11) .