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在20世纪80年代初,我国引入智能建筑理念,它是指根据用户所的需求,对建筑物的结构、设备、服务和管理四个基本方面进行最优化组合,进而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物,其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。目前,它正处于一个快速成长周期,但随着我国房地产市场的不断发展,将日益多元、综合化,成为一种主流趋势。
一、智能建筑的目标
1、建筑功能自动化运作
建筑物的运作包含了水、电力、空调、通讯等多种功能系统。它们每一个又有着各自的特色,比如水,它又可以分为生活用水、生活污水、生产污水、生产废水处理与循环利用、生产及生活污水的处理等,对于建筑物来说,要对这些实现自动控制是非常复杂的,所以说,智能的概念是代替人来做出最适合的方案并完成其功能。
2、建筑物的节能运作
降低建筑物设备的能耗是智能建筑的另一个重要作用,并延长其使用寿命,提高使用效率,提高可靠性,为取得更高的经济效益和社会效益。
3、自动化通信
利用各种传递手段,如电信网络、卫星电视、计算机互联网络等为建筑物提供现代化信息传输的设施,是现在信息时代人们工作、学习、生活的重要组成部分。
4、自动化安全保卫
利用摄像、各种感触探测器等进行信号采集、分析、处理,通过机电一体化的设备对其进行控制和管理。
二、智能建筑发展存在的问题
1、理论研究未达到智能建筑的发展
“智能化办公大楼可行性研究”的攻关课题在“七五”期间就被确定下来,但是相关的产品研究一直没有得到足够的重视,相关的理论研究也是只依靠在国外的研究成果上。没有先进、成熟的理论研究作为指导策略,在实践过程中就会出现诸多的问题,而无法得到有效地解决。
2、缺少国产化系统集成产品
在国内智能建筑市场中,占主导地位的仍旧是国外的几家公司,比如江森自控、朗讯科技等。我国自己还没有一款成熟的系统集成产品,一个国家没有自己的产品,就没有一定的主动权,很难做出适合本国智能建筑的规划。
3、缺少专业的智能建筑人才
智能建筑是信息时代、高科技技术的产物,涉及到计算机、通信、机电设备、安防产品技术等方面的综合人才,但是目前国内这样的人才相当缺乏,在今后的发展中,供需缺口较大。
三、重视智能建筑行业健康发展
1、重视智能建筑的宣传工作
智能建筑存在虽然有了一定的时间,但很多开发商和消费者对这方面的认识还是很少,因此,很有必要加大对其宣传力度,从而进一步提高对智能建筑的认识度,推进其健康发展。
2、提高集成设计能力,培养智能化系统集成商
改变集成设计弱的现状,需要市场对系统集成公司进行一定的引导,鼓励科研院所把研发成果转化为生产力,并采取国外相结合的集成思路,通过消化改变,充分发挥国产计算机系统的优势,提高元器件国产率和质量,形成规模化的智能化系统集成商。
3、培养合格专业的技术人才
智能建筑是一个新兴产业,针对专业人才缺少的现状,施工单位应加强现有人员的培养,引进高科技人才,组建一个专业的施工团队,推动智能建筑行业健康发展。
四、智能建筑未来的发展趋势
1、智能建筑技术将会以更快的速度发展
建筑相关的IT技术,如电子、自动化、通信、计算机等,新的材料、设备等都为智能建筑技术的发展提供了一个全方位的技术支持,也吸引更多的人才加入到这个行业中。技术要发展,离不开人才,在智能建筑技术刚进入国内时,相关的技术人员少之又少,经过后面几年的发展,智能建筑的技术及相关技术人员数量日益增加,很多院校都开设了有关于智能建筑课程,有的甚至开设了一个独立的专业,培养出不用层次的专业人才,为智能建筑技术的发展提供了有利的人才保障。智能建筑有着惊人的发展速度,并有着可预见性的发展前景,吸引了大量的资金注入,为研究开发新技术新产品提供了充足的资金流。这里有一个非常典型的例子:SIEMENS是一家非常有名的公司,早在20世纪90年代后期收购Landis公司,最终凭着自身的知名度,以及很高市场占有率的技术与产品进入了到智能建筑行业,在很短的时间内就成为了国际著名的技术与产品供应商之一。
2、智能建筑及相关领域的持续发展
第一座“智能大厦”的诞生成就了如今的智能建筑。早期的“智能大厦”就是指“楼宇自动化系统”,后来随着时代的不断前进和发展,信息技术、办公自动化、现代通信技术、自动控制技术在现代建筑中突显出来的重要性,使得智能建筑范围也在不断地发展与充实。在住宅建筑中,大量应用建筑智能化技术,智能、信息、数字化功能的住宅不断涌现打破了“智能建筑”原有定义,成为“智能建筑”的另一重要组成部分,体现了一个国家经济实力,标志着一个国家科学技术水平,成为人类社会住宅建设发展的必然趋势。21世纪的现代化城市中,越来越多的住宅建设具备着“智能建筑”特点。从自身角度来讲,它们有着独具特色的综合“信息系统”,但从整个城市来讲,它们就是一个个功能齐全的“信息孤岛”。如何更大地发挥信息孤岛的功能和作用,有机的联系起来促进整个现代化、信息化和智能化的发展,“数字化城市”的概念由此而生。换句话说,“数字化城市”就是“智能建筑”的一种扩展,我们可以设想下,如果再将学校、超市、购物中心、社区、医院、银行、娱乐场所等所有智能建筑,通过信息网络连接形成“数字化城市”信息平台之上的“智能建筑”,那么和现代的“智能建筑”将有多大的不同,智能建筑的这些可以预见性前景,代表着极广阔的发展领域。
3、智能建筑及相关产业的持续发展
智能建筑的迅速发展带动了不少相关行业的发展,相关的产业规模不断壮大,发展速度不断加快,已是高新技术产业重要的组成部分。同时,智能建筑的发展,也带动了建筑设备智能化技术的快速发展,近几年制冷机组、电梯、变配电、照明等系统与设备的控制系统的智能化程度越来越高,一方面为智能建筑功能的提高提供了有力的技术支持;另一方面也促进了相关行业产品技术水平的不断提高和产品的更新换代。
参考文献
[1]杜道好.浅析智能建筑[J].城市建设理论研究(电子版),2012(04).
[2]马建,杨海舰.智能建筑的特点及发展趋势探讨[J].城市建设理论研究(电子版,2012(02).
[3]明兴.论高度集成化是建筑智能化发展趋势[J].科技信,2009(19).
关键词:智能建筑建筑设计发展趋势
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1.智能建筑的定义
随着高新科技的不断发展和渗透,新技术工艺也在侵蚀着建筑行业。为了给用户听便利、高效、舒适的建筑环境,需要将建筑物的结构、设备、服务、管理进行合理布置与组合,这就是智能建筑。智能建筑体现了对现代科学技术的集成,是现代科技与传统建筑技术的完美结合.
2.智能建筑建筑设计理念与目的
利用设计的智能化实现设计的人性化是智能建筑建筑设计的根本理念。科技的发展使得人们对事物的要求越来越高,同样对建筑物也不例外。在对智能建筑进行建筑设计时,使建筑物更具人性化就要求设计者对其进行细致深入的研究,真正的做到一切以用户为根本。与此同时,设计者还需要具备一定的弱电系统的尝试,在不逾越相关法律法规的情况下使建筑设计更方便人民大众。时刻关注弱电系统高新技术的发展,为设计工作做好充分准备,依据市场的行情,实现智能建筑的实用性和人性化特点。
智能建筑建筑设计的目的是为实现系统设备的一致性、高效性、稳定性,通过对建筑内设备信息的分析、归类、处理、判断等实现对系统设备的监控和管理的控制手段。智能建筑的建筑设计是在最大程度降低各系统造价成本,缩减能耗,并且保证系统的正常运转,为用户提供一个舒适、高效、安全的工作环境,实现现代化管理和服务的最大化。
3.智能建筑的特点
智能建筑发展的首要前提和最重要条件是节约能源,保护环境,以人为本。智能建筑必须时刻考虑到用户或者业主的经济效益。以人为本的思想必须体现在智能建筑中,无论建筑物内的设备器材有多么的先进,其主要取决与人的需求功能。智能建筑的发展不仅是单纯依靠高新科技更是采用高科技来实现人的需求,改善工作环境,提高服务质量,更好的服务于大众。
智能建筑是用户需求和高新科技发展带来的信息产品换代的相结合,它的发展完全是市场和人们需求的产物。
智能化系统高度集中是智能建筑与传统建筑的最大区别。智能建筑利用计算机网络集成设备,子系统,功能,信息并将其统一协调,实现信息、资源、任务的重新分配和共同使用。在节能方面,智能建筑更具有明显优势。以一座现代化商场为例,中央空调和照明系统耗电量占商场总耗电量的百分之七八十。在能满足商场需要的前提下,最大限度的控制空调和照明系统的功率可以通过智能建筑的高新技术来实现调控。据美国大楼协会的统计,一座大楼在其使用寿命内维护及营运费为建造成本的三倍之多,由此可见利用智能建筑的智能化管理模式能够最大程度的降低机电设备的维护成本,可以更好的把各个系统高度集中,节省人力消耗,降低人工成本费用。
智能建筑还能创造安全、舒适、便捷的环境。智能建筑能在面对突发事件和灾害性时间做出快速机动反应,并确保人、财、物的高度安全。智能建筑中的智能调控系统能适时的调整时能温度,空气湿度,照明亮度以及计算机局域网的布置不仅方便人们的工作和学习,还为用户提供一个高效、舒适、温馨的生活环境。
4.智能建筑的功能设计及发展趋势
4.1智能建筑系统集成中心和综合布线系统设计
系统集成中心需要完成对各系统信息的汇集和各类信息的集中综合处理。它需要汇集来自建筑物的各种信息,能对各个智能系统集中调控管理,具有很强的信息处理能力和数据采集能力。
综合布线系统是利用建筑物内的语音、数据、图像以及光纤传输信号的一种集成化传输系统。子系统、水平布线子系统、管理子系统、设备子系统以及建筑室外链接子系统等六个部分组成了综合布线系统。综合布线系统实现了各系统管理,施工管理简单化,适应千变万化的环境,提高其应对灵活性等优点,体现了智能建筑的高效性。
4.2建筑防火设计
建筑防火是任何一座建筑物的“必修课”。工程师们面对地震、火灾、水灾、风灾以及战争灾害的影响,积极研究它们的产生及发展规律并制定各种相关的规范标准,提出新的建筑防火措施来应对各式各样的火灾。随着科技节奏的越来越快,发生火灾的概率是越来越大,火灾造成的死亡和财产损失比比皆是。因此建筑防火在智能建筑的发展中占着举足轻重的地位。
智能建筑中的防火设计主要以火灾监控系统为主。由于不同智能建筑的不同结构,不同等级,不同的物业管理方式,火灾监控系统也不同,大体可以用分为三种监控系统。第一类,中控机系统形式。采集火灾现场数据和对火灾数据可进行多级类比判断处理是这种系统的主要特点。第二类,主子机系统形式。在智能建筑中使多台火灾报警器联网,并对火灾数据进行集中智能火灾分布智能的方式处理。该系统数据通信要求高,系统调控灵活,能适应各种环境。第三类,节点机系统形式。它的特点是火灾探测器一般采用类比式或分布智能式数据处理,火灾警报控制器之间通过支状或环状连接,消防设备由消防中心联动控制台集中联动。
社会科技的不断发展,智能建筑防火设计也在日新月异。在以后的设计中,智能建筑防火将利用更多的计算机技术,网络通信技术,自动化处理技术,可视化技术等,也可能为以后的用户实现办公的流动化,家庭的智能化,无线局域网的覆盖以及卫星通信等,更多的高新科技将与人们见面。
4.3结构、层高、自然采光以及人性化的设计
结构和层高的设计是建筑工程中的一项重要内容。对于智能建筑,建筑的整体结构更应该尽可能的选择框架结构或作框剪结构,这样可以实现建筑环境的灵活多变。建筑的层高设计应根据层高设计的基本原理出发来分析。不同的建筑布置的管线不同,智能建筑的管线更多,所以智能建筑的层高也要比一般建筑高些。据研究表面,智能建筑的层高在3.6米到4米最为合适,既能保证智能建筑的楼道部分的高度又能保证室内净高。
智能建筑的自然采光和人性化设计要比一般建筑要求高出很多。与传统建筑相比,自然采光需要开窗空间较大,而智能建筑可以通过光线控制器,温度传感器以及自动遮阳设备实现对自然光的合理采集,采光的充足才能体现智能建筑人性化的设计。
4.4机能室的设计
机能室是智能建筑的最最重要的部分,就好比人的大脑,因此机能室设计的好与坏会直接影响智能建筑的成功与失败。中央控制室能对设备的运转进行监控。咨询中心需要配备电脑,影像设备已经闭路电视等设备来保证咨询中心的正常运转。同样,合理的布置决策室,电视会议室,电脑机房等机能室也对智能建筑的成功与否起着至关重要的作用。
5.智能建筑在绿色建筑和节能建筑中的发展趋势
绿色建筑和节能建筑的技术支持需要智能建筑,它们是智能建筑的目标。绿色建筑一直以节约能源,保护环境和保持生态平衡为原则,实现建筑与环境的可持续发展。节能建筑更强调节能环保。智能建筑中的建筑设计采用自动化及智能化技术,利用智能系统的调控能最大程度的降低能源消耗。智能建筑设计的可持续性能满足各种要求,具有很强的适用性和兼容性,并通过对系统中的设备适应和兼容来实现超前性、扩张性和灵活性。
6.结语
智能建筑就是计算机网络技术,通信技术、信息技术以及建筑艺术相结合的产物。智能建筑中的智能化和人性化的实现对智能建筑的使用具有重大意义,智能建筑中建筑设计的合理性可以体现智能建筑的安全、高效、便捷和灵活等特点。智能建筑中运用的高新科技,在规范化,标准化,集约化的条件下进行开发和设计,不仅能够合理利用资源,更能保护周围的环境,给人们一个安全、舒适、高效的工作和生活环境,向着“绿色建筑”的方向发展,实现智能建筑的可持续发展。
参考文献
一、智能建筑的特点
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。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。
二、智能建筑的发展背景
1957年在美国从事技术、管理、职员等办公室工作的白领人员首次超过蓝领人员。白领阶层的增加,人们对办公环境的好坏也愈加重视。依赖于大量享有高薪的办公人员提供服务而运行的经济,无法承受办公费用高涨而功率低的状态,这一矛盾必然要由适用于信息化社会的手段来处理。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。
80年代以后,由于高技术的冲击,给一些发展中国家的经济带来了活力,同时也面临着基础设施落后和资金匮乏等问题,这就出现了一些原来由政府投资的交通、通信等项目,向民间和国外开放,出现了“建筑—经营—转让”即所谓BOT方式。1984年美日通信和电信业开始改革并全面开放、大幅度自由化。尤其是90年代冷战结束,大批高技术军工企业实现“民”,使得信息技术市场上出现如火如荼的竞争格局。所有这些都为信息社会的完善和智能建筑的出现创造了社会条件。
三、智能建筑的基础
作为人居住和活动场所的建筑物要适应信息化带来的变化,智能建筑的产生和发展是必然趋势。智能建筑是通过配置建筑物内的各个子系统,以综合布线为基础,以计算机网络为桥梁 ,全面实现对通信系统、建筑物内各种设备(空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、 消防、公共安全等)的综合管理。所有这些,从技术上也为智能建筑的产业起到技术上的支撑作用。
四、智能建筑的系统构成
1、楼宇自动化系统
BAS的功能是调节、控制建筑内的各种设施,包括变配电、照明、通风、空调、电梯、给排水、消防、安保、能源管理等,检测、显示其运行参数,监视、控制其运行状态,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使其始终运行于最佳状态;自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件;自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理,从而保障工作或居住环境既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人。
BAS按建筑设备和设施的功能主要划分为几个子系统。
(1)变配电控制子系统(包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等),主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监控机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。
(2)照明控制子系统(包括工作照明、事故照明、舞台艺术照明、障碍灯等特殊照明),主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外泛光灯定时开关;控制停车场照明定时开关;控制舞台艺术灯光开关及调光设备;显示航空障碍灯点灯状态及故障警报;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。
(3)通风空调控制子系统(包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等),主要功能有监测空调机组状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的最佳开/停时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的最佳开/停时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统工作的最佳状态等。
(4)交通运输控制子系统(包括客用电梯、货用电梯、电动扶梯等),主要功能有监测电梯运行状态;处理停电及紧急情况;语音报名服务系统等。
(5)给排水设备控制子系统,主要功能有监测给排水设备的状态;测量用水量及排水量;检测污物、污水池水位及异常警报;检测水箱水位;过滤公共饮水、控制杀菌设备、监测给水水质;控制给排水设备的启停;监测和控制卫生、污水处理设备运转及水质等。
(6)停车库自动化子系统,主要功能有出入口票据验读及电动栏杆开闭;自动计价收银;泊位调度控制;车牌识别;车库送排风设备控制等。
(7)消防自动化子系统,主要功能有火灾监测及报警;各种消防设备的状态检测与故障警报;自动喷淋、泡沫灭火、卤代烷灭火设备的控制;火灾时供配电及空调系统的联动;火灾时紧急电梯控制;火灾时的防排烟控制;火灾时的避难引导控制;火灾时的紧急广播的操作控制;消防系统有关管道水压测量等。
(8)安保自动化子系统,包括门禁系统、闭路电视监控系统、防盗报警系统等。
2、通信自动化系统
CAS是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上,同时与外部通信网(如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网)相连,与世界各地互通信息的系统。CAS按功能划分为几个子系统:
(1)固定电话通信系统,设PABX或采用公网的集中小交换机。
(2)声讯服务通信系统(语音信箱和语音应答系统),具有存储外来语音,使电话用户通过信箱密码提取语音留言;可自动向具有那个语音信箱的客户提供呼叫(当语音信箱系统和无线寻呼系统连接后),通知其提取语音留言;通过电话查询有关信息并及时应答服务功能。
(3)无线通信系统,具备选择呼叫和群呼功能。
(4)卫星通信系统,楼顶安装卫星收发天线和VAST通信系统,与外部构成语音和数据通道,实现远距离通信的目的。
(5)多媒体通信系统(包括Internet和Intranet),Internet可以通过电话网、分组数据网(X25)、帧中继网(FR)接入,采用TCP/IP协议。Internet是一个企业或集团的内部计算机网络。
(6)计算机通信网络系统,由网络结构、网络硬件、网络协议和网络操作系统、网络安全等部分组成。
五、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。
主要参考文献: