时间:2023-09-04 16:56:14
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能建筑的核心技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:智能建筑;人性化;设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号
引 言
建筑是供人们居住、生活和工作的场所,建筑的一切都是用来为人们服务的,因此,完整的建筑在方方面面、处处都体现着人性,人类与建筑和谐共生。建筑电气最大的特点就是这个人性,建筑电气设计就是要体现这个人性,要做到灵活、安全、可靠。现就建筑电气人性化设计简要分析。
一、建筑电气设计的基本要求
建筑电气一般分为两个部分,一是建筑电气系统(强电部分),二是建筑电子系统(弱电部分)。传统建筑电气包括配电系统、照明系统、防雷装置、火灾自动报警系统、电话和计算机网络系统。智能建筑电气在传统建筑电气基础上还要具备通信自动化系统(CAS)、办公自动化系统(OAS)、建筑设备自动化系统(BAS)、安全自动化系统(SAS)和综合布线系统(GCS)等智能化系统。建筑电气设计要求技术先进、安全可靠、经济合理。
二、建筑电气智能化演进
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,人们对建筑的要求也不断地提高。智能建筑正是为了满足人们的需求,由传统建筑基于现代通信技术、控制技术、计算机网络技术、电视技术、光纤技术、传感器技术及数据库技术等高新技术而不断地演进、发展起来的。现代智能建筑功能齐全,是传统建筑在人性化方面的进一步深化。建筑通信自动化系统(CAS)、办公自动化系统(OAS)、建筑设备自动化系统(BAS)和综合布线系统(GCS)等智能化系统是建筑电气在人性化方面的进一步体现。目前,各智能化系统是由不同的企业和生产厂家提供的,采用的技术各不相同,这就涉及到一个问题,即各智能化子系统之间、智能化系统与其它控制系统之间的适配问题。如何将这些智能化子系统集成、优化,灵活、高效率地发挥建筑功能 ,是摆在技术人员面前的一道难题。建筑电气施工图设计应为这些系统的集成准备好条件,使它们在安装使用和运行管理上有机地结合在一起。
三、智能建筑综合布线
综合布线系统是智能建筑的神经系统,它采用光纤通信电缆、铜芯通信电缆及同轴电缆将网络信息传输到每一个用户终端。然而,并不是所有系统的配线都要纳入综合布线系统。建筑设备自动化系统(BAS)所要监控的设备有柴油发动机、变压器、电气开关、水泵、冷水机组、空调机、风机、电梯、防火卷帘等建筑设备,还有火灾自动报警系统的火灾探测器、报警按钮、消防对讲电话、消防水泵、防烟和排烟风机、防火卷帘门等消防设备,温度、湿度、压力、流量、电压、电流、电量传感器等测量元件,各类风门、执行器、阀门及其执行机构等控制元件。这些设备安装于现场,位置固定,一经选定,很难再改变。因此,建筑设备自动化系统、火灾自动报警系统、保安监视系统、广播系统、电缆电视系统等弱电系统仍采用传统配线方式为宜。传统配线方式因其固有的保护措施不易受到破坏和拆除,比较安全。而对于可能需要更新换代的、可能需要重新布线的电话和计算机网络系统(包括CAS和OAS)采用综合布线系统配线是科学的。
建筑电气施工图设计配合土建施工预埋管线很关键。土建预埋管线中的线缆和终端盒与综合布线系统中的线缆和终端盒要标准化,这样不仅使终端设备搬迁容易,更为智能化子系统的集成创造了条件,是非常可取的。线缆采用屏蔽线缆,防止电磁干扰和辐射,以免语音、数据、图像信息在传输过程中缺失。
四、住宅建筑综合布线
住宅建筑电子系统从综合布线方面考虑,每套住宅均设置信息配线箱,电话、有线电视、宽带数据、安全防范等网络系统管线通过信息配线箱引出。通常,引入信息配线箱的有一路市内固定电话网、宽带数据网、有线电视网和住宅小区安全防范监视网各一路线。信息配线箱内可安装接线端子(配线架)、路由器、分支(分配)器、电涌保护器(SPD)和交流220V电源插座。电话线经接线端子、宽带数据网线经路由器和有线电视电缆经分支(分配)器,采用放射式配线方式,引至卧室、起居室和餐厅等处终端插座。此布线方式好处在于固定电话网与宽带数据网之间跳线连接十分方便;同时播放的电视机之间互不干扰,电视画面清晰、稳定;室内装修期间方便改动线路,甚至不改动线路。
五、防雷击电磁脉冲措施
防雷击电磁脉冲措施:有计算机网络系统的A类建筑采用2级或3级信号电涌保护器;B类建筑采用2级信号电涌保护器;C、D类建筑采用1级或2级信号电涌保护器。为防雷电波侵入,在入户处应将电缆的金属外皮、钢管等接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。电子信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地网作等电位连接。建筑物应装设等电位连接环,通常每隔3层设一等电位连接环,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、电气和电子系统之间应满足间隔距离的要求。由于有些金属装置、电子系统等设备往往不固定,为便于后期这些设备的等电位连接,应在每层引下线(引下线通常采用暗敷设方式)处预埋等电位连接板。接地及安全措施:防直击雷、防闪电感应、防闪电电涌及防雷击电磁脉冲等的接地共用一综合接地装置,接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层时,宜利用基础内的钢筋作为接地装置。当基础的外表面有其他类的防腐层且无桩基可利用时,宜在基础防腐层下面的混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体。要求接地电阻不大于1欧姆,实测不满足要求时,增设人工接地极。
六、结语
关键词:电气自动化;控制技术;智能建筑;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.149
1 引言
如今我国建筑行业的规模逐渐扩大,人们对建筑的功能性与环境的舒适度提出了更高的要求,建筑系统要求具备便捷的信息通讯以及完善的服务设施等配套系统,以便不断增强建筑功能的功能个性化与多样化需求,因此传统建筑电气系统已经不适合新时期智能建筑的发展,结合电气自动化控制技术是现今智能建筑发展的必然趋势。
2 电气自动化控制技术在智能建筑中的应用优势特点
2.1 智能建筑的概述
智能化建筑就是社会信息化技术与现代建筑技术有机结合的应用成果,主要基于建筑平台,将通信网络系统、办公自动化系统以及建筑设备结合在一起,形成一个集管理、服务、系统与结构于一体的最优组合,为人们提供一个便利、舒适、高效并安全的建筑环境。智能建筑结合计算机网络与综合布线方法,以便将建筑内的全部子系统功能综合配置在一起,实现对大楼内各基础设备(公共安全设备、消防设备、照明设备、变配电设备、给排水设施、供热设备、空调设施等)、办公自动化系统以及通信系统的综合管理。
2.2 智能建筑自动化控制应用的主要优势与基本特点
在具体应用时,智能建筑自动化控制系统主要根据现场控制器来高速处理建筑中的电梯、通风、照明、给排水、变配电、空调等系统,以便实现对这些系统的集散管理与控制。电气自动化控制技术在智能建筑中的主要应用特点就是要将建筑内部设备的运行状态进行优化,以便降低并节省设备运行的能耗,提高建筑设备的管理水平与自动化水平,为人们提供一个良好的居住与办公环境,提高管理人员与设备的工作效率。
2.3 智能建筑应用电气自动化控制技术的优势
可以数字化的对系统进行实时的监控,实现系统与设备全部工作流程内的高效与准确监控,将中心控制指令及时并准确的传达到整体建筑系统,并将信息反馈到智能建筑控制中心,以便对整体智能建筑系统的实时、连续与高效管控。
3 我国智能建筑中自动化功能的实现与系统的组成
(1)电气自动化控制系统的组成与原理:①输入并检测电气控制设备的瞬时被控值,实现数据的实时采集与获取;②将采集到的数据进行一定的逻辑计算,并将运算得到的结果作为控制信号及时传送到中央控制器,实现控制措施的实施应用;③将编制好的控制措施作为控制信号输出到具体系统中,以便实现控制与管理的任务,智能建筑自动化控制系统主要为电梯与综合布线系统、供配电系统、安全防范系统、消防报警与联动系统、智能照明控制系统、给排水系统以及空调系统中。
(2)实现智能建筑的自动化控制系统功能:①智能建筑的空调控制系统主要是对智能建筑空调末端系统、空调调节系统、通风系统、蓄冷系统、热交换系统以及冷水机组进行自动化的控制。对空调设备运行状态进行能耗累计、机组运行均衡控制、启停程序配置、故障报警、监视、检测等,并结合建筑室内的二氧化碳浓度与温度等来有效检测与调整室内的空气质量与温度;②自动化控制技术在智能建筑给排水系统中的应用主要是实时监视给排水系统的超低与超高水位报警、液位监测、故障报警、运行状态等;③智能建筑的智能照明控制系统就是对公共区域或建筑室内的照明根据特定程序来统一的控制,以便达到自动节能与控制的目的;④智能建筑的电梯监控系统就是对电梯实时的运行、故障、状况等进行管理与监控;⑤智能建筑的供配电自动控制系统就是实时检测配电系统的运行参数,并自动化的管理与统计建筑内的用电量;⑥智能建筑的消防控制系统由消防专用电话系统、消防联动控制、火灾自动报警系统、消防广播系统、火灾探测器等共同组成,并结合探测器来监控楼内火灾,以便控制相关系统来进行灭火处理。
上述这些电气自动化控制系统的功能实现主要利用子系统的功能组成,想要实现智能建筑电气自动化系统的高水平,还需要建立科学并完善的数字控制系统,并结合本地控制与远程管理中心相结合的管理模式,以便提供智能建筑自动化控制系统的灵活性与可靠性。
4 智能建筑中对BACnet协议与现场总线技术的应用
(1)智能建筑对现场总线技术的应用:在生产现场主要应用现场总线,将智能建筑的数字控制系统、自动化监测仪表与智能现场设备连接起来,从而实现控制系统、检测仪表与这些设备的多分支与全数字化结构相互联系的数据通信网络体系。将网络中智能化、数字化以及分散化的控制与测量设备作为网络控制的节点,并采用总线方式进行连接,以实现自动化控制功能与信息的相互交换功能。智能建筑的自动控制系统是过程控制的一种,因此智能建筑可以适用那些适合过程控制的通信标准协议。如今电气自动化控制中的现场总线技术在智能建筑中的应用最为广泛。
(2)智能建筑对BACnet协议的应用:该协议主要为楼宇自动控制网络的一种数据通讯协议,应用在智能建筑中具有以下特点:具有较可靠并先进的技术,同时控制系统开放性比较良好,不需要任何专用的芯片,因此可以通过任何制造商来生产,基于这些制造商的生产支持,可以有效缩减整体自动化控制系统的应用投资;实际通信过程采用先进并统一的交换方法与数据表示;智能建筑产品具有一致严格的等级标准;智能产品具有较好的操作互动性,可以便于自动化控制系统的集成与扩展。总之该协议可以通过其系统集成性来将智能建筑中的所有子系统集成在统一控制平台,以便在统一的进行管理、控制与监视,提高设备质量与管理效率,降低智能建筑的运行与管理成本,这也是如今我国智能建筑中最常有应用价值的电气自动化控制网络系统。
5 结束语
总而言之,如今智能建筑的发展不断提高其建筑物的功能要求与效果,而现代建筑的核心技术也逐渐转变为电气自动化控制技术。新时期我们要智能建筑对电气自动化控制技术的应用研究,以便推动着我国智能建筑快速并健康的发展下去。
参考文献:
[1]嘉春乔.气自动化控制在智能建筑中的运用[J].电子测试, 2016,07(06):12-13.
关键词:建筑工程 电气施工技术 发展 现代化建筑
中图分类号: TU198文献标识码: A
引言:
智能、舒适、节能是现代化建筑不断追求的目标,随着我国现代化建筑的发展,现代化建筑服务于人们的工作、学习和生活,因此现代化建筑更应该以人为本。现代化建筑的现代化程度正是体现在人们使用建筑的满意度。但是随着人们越来越重视生活环境的舒适性、服务设施的完善性、信息沟通的便捷性等,加之建筑物的高度不断提升,因此要求电气设备与建筑设备的复杂性不断的提升;另一方面,也是对供电、给排水、消防等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准与要求。建筑工程电气安装是安装业的重要组成部分,也是现代化建筑的核心技术所在,因此,我们应该重视电气施工技术在现代化建筑中的地位和作用,并且密切关注其变化和发展前景。
一、发展概况
建筑电气工程技术是近年来新兴的一门专业,它主要研究的方向是现代智能建筑的建设问题,我国进入二十一世纪以来,现代化的智能建筑飞速增长,随着人们对建筑物功能的要求越来越多也越来越高,一栋建筑物的现代化程度取决于是否满足使用者的需求功能上。当今现代化建筑已经不再是仅仅由先进技术设备和器材的简单和成品,而是采用先进技术对人类居住、生活和学习环境的品质的整体的提高。
随着我国经济的高速发展一方面,正是这一前提下,以电气自动化作为技术支撑的智能建筑设计布局得到了飞跃式的发展和应用。通过将建筑物的整体结构、各项设备以及服务管理依据用户的具体需求进行对比优化组合,为用户提供一个舒适、方便的人性化家居环境是智能建筑的核心理念。智能建筑行业是在现代信息产业发展的基础上逐步发展形成的一个新兴产业,其集结了自动化控制方式、电子技术、传感技术以及网络通讯等先进技术与一体,将建筑作为平台,为用户提供通讯网络化、办公自动化等人性化服务。在智能建筑中应用的电气技术也经历了电气化、自动化以及智能化三个不同的发展阶段,现已成为智能化建筑不可缺少的一部分。
二、电气施工技术在现代化建筑中有以下四大特点(优势:
1、实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。
在结构复杂的大型建筑中,电气系统组件繁多、结构复杂、功能多样,传统运行方式常常留下管理盲区,导致故障的发生。而现代电气自动化技术则通过“采集—处理—反馈”模块,对系统进行实时的数字化监控,能及时将控制中心的指令传达到系统, 并将反馈信息同时传递到控制中心,以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。
联动性的提高。
电气自动化技术将建筑中配电、照明、消防、空调等系统连接为一个整体,大大提高了其联动效果,解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节,以及紧急情况下(火灾、水管爆裂等) 系统的自动识别、判断,及时实现预设的应急处理方案,开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等,实现子系统间的配置与互动。
3、安全性强。
由于电气系统固有的危险性,设备故障、操作失误以及环境变化等因素都可能导致系统产生严重的安全风险。而电气自动化控制有利于系统对异常情况及时作出反应,并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。
4.数据完备、计算精确。电气自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库,以便为后期优化的决策提供信息支持。
三、电气施工技术在智能建筑应用中存在的问题
1、整体水平较低,有待提高。
智能建筑中的电力施工技术整体水平较低,且区域发展不平衡,产业化水平较低,相关的技术产品无法满足市场的需求,急缺具有自主产权的高科技的智能建筑电气产品和软件。随着智能建筑的发展,系统集成成为一个新的研究课题,建筑单位对系统集成的认识不足,认为系统集成就是简单的设备集成与信息共享,导致真正实现系统集成的智能建筑在市场上很少出现,用来完成系统集成的配置设施发展也不成熟,不能满足系统集成发展的需要。目前大部分的建设施工单位都对智能建筑的电气技术抱有过高的期望,常出现因设计施工人员不熟悉智能化设备的性能以及设计方法,而出现的影响智能电气设备使用效果的情况。
2、施工规范亟待完善。
近几年,随着智能建筑电气技术的飞速发展,配套设备和系统的标准和规范跟不上电气技术发展的速度。目前智能建筑的设计和工程验收依然采用传统建筑的工程设计与验收标准,相关的《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》等内容比较笼统,各种器件的计算方法、量化方法都不完善,科学技术发展的速度非常快,这些技术规范显得有些陈旧,不符合智能建筑发展的需要。在智能建筑电气施工的规划、设计、管理、质量监督、施工、验收等环节,都缺乏与之配套的技术法规和施工归功,致使许多智能电气设备在安装完成后在无规范、无测试、无标准的情况便投入使用,极大地降低了智能电气设备的使用效果和使用年限,造成了资源设备的浪费。关于智能建筑的设计标准规范也不完善,例如火灾自动报警系统、消防联计算机房的工程验收标准就不完善。
3、施工技术人员的素质较低,有待加强。
智能建筑的电气设备的设计工作通常由专业的技术部门来负责,保证了电气设备设计的科学化、合理化。智能建筑的电气设计应该由具有资格的资深设计院来完成,首先,设计院对建筑行业和国家的相关要求、地方的建筑标准都有比较详细的了解,在设计过程中能够按照国家与地方的方针政策来设计,不违法国家相关规定;其次,设计院的设备和系统设计能够符合建筑工程标准,并具有一定的开放性和灵活性,以完成工程设计为目的,而不是以追求高利润为目的;第三,设计院在设计过程中能够和施工单位、监理单位、业主进行交流与合作,为集成商提供良好的建筑平台,如果由集成商或者独立的监理公司来设计,往往不能达到设计要求。但是,在具体的施工过程中,普遍存在施工人员整体技术水平较低、职业道德水平低的情况,盲目追求商业利益,同时也缺乏必要的约束制度,致使工程完工后,安装的电气设备无法正常运行,严重影响了智能建筑电气设备的安装和使用,对整个智能建筑业的发展也造成了不良影响。智能建筑的电气施工由于细节较多,易出现质量问题。因此,我们只有认真理解规范并按照设计要求严格执行,同时结合工程的实际情况,认真分析问题出现的原因,才能制定完善的施工技术方案,有针对性的解决施工中遇到的各种问题,切实提高施工质量,保证施工效率,建造高水平、高质量、高标准的智能建筑。
结束语:
智能建筑的发展代表了我国建筑行业的巨大进步,电气技术在智能建筑的视频监控方面、电梯系统方面和接地装置方面发挥了重要的作用,使智能建筑更能够满足用户的需求,更能够适应现代社会发展的需求。在现代化社会的今天,建筑电气工程的地位是不可替代的,我们无法想象没有建筑电气工程的生活,无法想象没有高级科学技术的中国。基于上述建筑电气工程的重要性,那么相关的这一领域的工程师就担负着重要的使命,只有不断地研究发现建筑电气工程方面的新技术,才能决定现阶段的建筑电气工程的新发展,同时也需要每一代为建筑电气工程事业奋斗的人们,只有技术不断的革新,建筑电气工程才会有更大的发展。
参考文献:
[1]冯松玲主编.建筑电气工程施工技术与质量检测 [M].北京:机械工业出版社,2009
[2]朱成主编.《建筑电气工程施工质量验收规范》应用图解[M].北京: 机械工业出版社,2009
[3]黄民德主编.建筑电气安装工程 [J].天津:天津大学出版社,2008
[4] 王迎文.对我国现代建筑电气设计内容的几点研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(05)
[5] 冯国江.高层办公建筑电气设计——某办公大楼设计实践[J]. 商品与质量. 2009(S1)
【关键词】建筑工程 电气施工技术 发展 现代化建筑
引言
智能、舒适、节能是现代化建筑不断追求的目标,随着我国现代化建筑的发展,现代化建筑服务于人们的工作、学习和生活,因此现代化建筑更应该以人为本。现代化建筑的现代化程度正是体现在人们使用建筑的满意度。但是随着人们越来越重视生活环境的舒适性、服务设施的完善性、信息沟通的便捷性等,加之建筑物的高度不断提升,因此要求电气设备与建筑设备的复杂性不断的提升;另一方面,也是对供电、给排水、消防等大量电气系统的运行和管理提出了更高的标准与要求。建筑工程电气安装是安装业的重要组成部分,也是现代化建筑的核心技术所在,因此,我们应该重视电气施工技术在现代化建筑中的地位和作用,并且密切关注其变化和发展前景。
一、发展概况
建筑电气工程技术是近年来新兴的一门专业,它主要研究的方向是现代智能建筑的建设问题,我国进入二十一世纪以来,现代化的智能建筑飞速增长,随着人们对建筑物功能的要求越来越多也越来越高,一栋建筑物的现代化程度取决于是否满足使用者的需求功能上。当今现代化建筑已经不再是仅仅由先进技术设备和器材的简单和成品,而是采用先进技术对人类居住、生活和学习环境的品质的整体的提高。
随着我国经济的高速发展一方面,正是这一前提下,以电气自动化作为技术支撑的智能建筑设计布局得到了飞跃式的发展和应用。通过将建筑物的整体结构、各项设备以及服务管理依据用户的具体需求进行对比优化组合,为用户提供一个舒适、方便的人性化家居环境是智能建筑的核心理念。智能建筑行业是在现代信息产业发展的基础上逐步发展形成的一个新兴产业,其集结了自动化控制方式、电子技术、传感技术以及网络通讯等先进技术与一体,将建筑作为平台,为用户提供通讯网络化、办公自动化等人性化服务。在智能建筑中应用的电气技术也经历了电气化、自动化以及智能化三个不同的发展阶段,现已成为智能化建筑不可缺少的一部分。
二、电气施工技术在现代化建筑中有以下四大特点(优势:
1、实现了设备与系统全工作流程内的高效监控
在结构复杂的大型建筑中,电气系统组件繁多、结构复杂、功能多样,传统运行方式常常留下管理盲区,导致故障的发生。而现代电气自动化技术则通过“采集―处理―反馈”模块,对系统进行实时的数字化监控,能及时将控制中心的指令传达到系统, 并将反馈信息同时传递到控制中心,以实现对整个系统高效、实时、不间断的控制和管理。
2、联动性的提高
电气自动化技术将建筑中配电、照明、消防、空调等系统连接为一个整体,大大提高了其联动效果,解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节,以及紧急情况下(火灾、水管爆裂等) 系统的自动识别、判断,及时实现预设的应急处理方案,开启紧急照明系统、调整水压或开放喷淋灭火系统等,实现子系统间的配置与互动。
3、安全性强
由于电气系统固有的危险性,设备故障、操作失误以及环境变化等因素都可能导致系统产生严重的安全风险。而电气自动化控制有利于系统对异常情况及时作出反应,并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的风险。
4、数据完备、计算精确
电气自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库,以便为后期优化的决策提供信息支持。
三、电气施工技术在智能建筑应用中存在的问题
1、整体水平较低,有待提高
智能建筑中的电力施工技术整体水平较低,且区域发展不平衡,产业化水平较低,相关的技术产品无法满足市场的需求,急缺具有自主产权的高科技的智能建筑电气产品和软件。随着智能建筑的发展,系统集成成为一个新的研究课题,建筑单位对系统集成的认识不足,认为系统集成就是简单的设备集成与信息共享,导致真正实现系统集成的智能建筑在市场上很少出现,用来完成系统集成的配置设施发展也不成熟,不能满足系统集成发展的需要。目前大部分的建设施工单位都对智能建筑的电气技术抱有过高的期望,常出现因设计施工人员不熟悉智能化设备的性能以及设计方法,而出现的影响智能电气设备使用效果的情况。
2、施工规范亟待完善
近几年,随着智能建筑电气技术的飞速发展,配套设备和系统的标准和规范跟不上电气技术发展的速度。目前智能建筑的设计和工程验收依然采用传统建筑的工程设计与验收标准,相关的《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》等内容比较笼统,各种器件的计算方法、量化方法都不完善,科学技术发展的速度非常快,这些技术规范显得有些陈旧,不符合智能建筑发展的需要。在智能建筑电气施工的规划、设计、管理、质量监督、施工、验收等环节,都缺乏与之配套的技术法规和施工归功,致使许多智能电气设备在安装完成后在无规范、无测试、无标准的情况便投入使用,极大地降低了智能电气设备的使用效果和使用年限,造成了资源设备的浪费。关于智能建筑的设计标准规范也不完善,例如火灾自动报警系统、消防联计算机房的工程验收标准就不完善。
3、施工技术人员的素质较低,有待加强
智能建筑的电气设备的设计工作通常由专业的技术部门来负责,保证了电气设备设计的科学化、合理化。智能建筑的电气设计应该由具有资格的资深设计院来完成,首先,设计院对建筑行业和国家的相关要求、地方的建筑标准都有比较详细的了解,在设计过程中能够按照国家与地方的方针政策来设计,不违法国家相关规定;其次,设计院的设备和系统设计能够符合建筑工程标准,并具有一定的开放性和灵活性,以完成工程设计为目的,而不是以追求高利润为目的;第三,设计院在设计过程中能够和施工单位、监理单位、业主进行交流与合作,为集成商提供良好的建筑平台,如果由集成商或者独立的监理公司来设计,往往不能达到设计要求。但是,在具体的施工过程中,普遍存在施工人员整体技术水平较低、职业道德水平低的情况,盲目追求商业利益,同时也缺乏必要的约束制度,致使工程完工后,安装的电气设备无法正常运行,严重影响了智能建筑电气设备的安装和使用,对整个智能建筑业的发展也造成了不良影响。智能建筑的电气施工由于细节较多,易出现质量问题。因此,我们只有认真理解规范并按照设计要求严格执行,同时结合工程的实际情况,认真分析问题出现的原因,才能制定完善的施工技术方案,有针对性的解决施工中遇到的各种问题,切实提高施工质量,保证施工效率,建造高水平、高质量、高标准的智能建筑。
四、结束语
总而言之,建筑电气行业的一体化建设是一项漫长而又艰巨的任务,这就要求施工、监理人员的密切配合及努力。在施工过程中只有防范各个细节,才能保证整个工程系统的质量 在工程施工中要周密计划每一个工序,并认真操作,确保工程安全、工程进度、工程质量等,由于人们生活水平日益提高,使得建筑电气开始走向高品质、多功能领域。建筑电气是一项综合的、系统的工程,而且在技术和应用上发展很快,投资比例不断提高,电气技术人员及施工人员必须不断地更新知识、掌握发展动态以充实己,深入了解和掌握建筑电气各种系统和产品的技术性能、熟知规范、了解设计意图,只有这样才能跟上时代的发展,与时俱进。
参考文献
[1]吴晓峰,小议智能建筑与建筑电气技术[J]q科技资讯,2009(3).
【关键词】智能建筑;关键技术;自动化系统
近些年来,智能建筑得到了蓬勃发展。美国、日本新建的办公大楼中已有70%左右是智能建筑,得、英、法、新加坡、马来西亚等国家的智能建筑发展迅速,智能建筑都集中在各国的现代化大都市。我国已建成4000多幢智能建筑,主要集中在上海、广州、北京等大城市。我国智能建筑已步入规范有序、健康的发展时期,智能建筑会成为我国建筑业的主流和方向,据预测,在21世纪,全世界智能大厦半数会建设在我国各大中心城市。智能建筑在功能上各有不同,而本质都是在建筑环境内运用智能化技术提高建筑物的服务能力,有利于我国经济社会的发展。
1 智能建筑的优势
增加功能、改善服务、提高效益、降低成本是建筑的发展趋势。智能建筑具有传统建筑不可比拟的优越性,能人本化地满足人们的各种需求,适应性较强,具有空间和时间上的可扩展性,能最大限度地节约能源。
1.1 技术上的优势。智能建筑与传统建筑最大的不同之处是它采用系统集成的方法,把智能建筑中分离的设备、子系统、功能、信息通过计算机网络集合成一个相互关联、统一协调的系统,实现信息、资源、任务的重组和共享,节省了空间和费用。
1.2 效益上的优势。
1.2.1 可节省成本。智能建筑中智能系统部分的投资回收期一般为三年左右,这远远少于建筑的其他部分回收期,运行费用和耗能一般比普通建筑低30%―45% , 而售房率和出租率比普通建筑高出25%左右。
1.2.2 可节能减排。建筑物的能耗约占总能耗的30%~40%,节能减排是智能建筑的重要目标,也是智能建筑高效和高回报率的体现。在满足用户对环境要求的条件下,智能建筑可通过智能化技术最大限度地减少能源消耗,例如,对建筑物实施不同标准的自动控制;利用自然光来调节室内环境;采用高效率机组和节能产品等。
1.2.3 可节省运行和维护的费用。与传统建筑相比,智能建筑通过管理的科学化、智能化,使建筑物内的各类机电设备的运行管理、保养维修自动化,降低了维护成本,因系统的高度集成,操作和管理也高度集中,人员安排合理,人工成本可降至最低。
1.3 功能上的优势。
1.3.1 智能建筑配有消防报警自动化系统和安全防范自动化系统,能确保人、财、物的安全,可对灾害和突发事件做出快速反应。
1.3.2 智能建筑能对温度、湿度、照度等环境因素自动调节,可提供多媒体音像、公共环境背景音乐等,可使用户心情舒畅,提高人们工作、学习和生活的质量。
1.3.3 智能建筑通过建筑内的电话、电视、计算机网络等现代化通信手段,能使用户通过国际电话、电子邮件、电视会议、卫星接收、信息检索与统计分析等手段,即时获得全球性金融、商业、科技等信息的最新动态,可随时与世界各地进行联系沟通,为人们提供高效便捷的工作、学习和生活环境。
智能建筑发展到现在,是采用高科技来实现的、解决人们的需求,改善和提高建筑环境的品质,可更好地为人们服务。随着科学技术的发展,会有更多的高新技术应用在智能建筑中,可使智能建筑的未来有更广阔的发展空间。
2 智能建筑的关键技术
智能建筑运用系统集成,就是通过楼宇中结构化的综合布线系统和计算机网络技术,使智能建筑的各个子系统具有开放式结构,协议和接口标准化和规范化。软硬件的连接方式、交换信息的内容和格式、子系统之间的互控和联动功能、各子系统的扩展方法等方面,都实现标准化和规范化,把各自分离的设备、功能和信息等集成到相互关联、统一协调的系统之中,实现资源充分共享,实现集中、便捷的管理。
2.1 系统集成的要求目标和性能
2.1.1 系统集成的基本要求,对使用者来说,智能建筑可提高工作效率、激发人员创造方便、安全、舒适的环境;对管理者来说,智能建筑有一套便于管理、控制、运行、维护的系统。
2.1.2 系统集成的目标是能提供高度共享的信息资源;确保提高工作效率和舒适的工作环境;高效节能,节约管理费用,减少物业人员;各种系统设备使用管理方便、安全可靠;适应管理工作的发展需要;投资合理,实现短期投资长期受益目的。
2.1.3 系统集成的性能是安全性、舒适性、便捷性和可用性。智能大厦建设布线系统先进、信息系统全面、自动化系统周全、安全保障系统灵敏。
2.2 系统集成的实现途径
系统集成要根据需要采用功能集成、网络集成、软件界面集成等不同集成技术。它的实现关键在于解决系统之间的互连和互操作问题,需要解决不同设备之间及子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等问题,还有与建筑环境、施工配合、组织管理、人员配备等所有面向集成的问题,系统集成是实现资源共享。完成系统集成方案、不同系统之间的接口选择与连接、应用软件开发等技术工作。
2.3 系统集成的实现方式
智能建筑的系统集成有两个层面,就是中央集成和子系统集成。因此,在形成智能建筑管理系统、通信自动化系统、办公自动化系统这三个独立子系统后,对各个子系统作中央集成,这是以提高效率为目标的高层次集成。
智能建筑的中央管理机系统是复杂的计算机网络系统,各个子系统与该网络的接口方式,即两者之间的硬件连接,主要分为直接与主网接口方式,如OAS 子系统中的工作站等;子系统本身有自己的监控主机,而且其主机可与主网直接接口,如BA 子系统等;子系统本身虽然有自己的监控主机,但因其主机没有与主网直接接口的功能,需要通过网络接口设备与主网相连,如低档巡更系统、出入口控制系统等;子系统本身没有自己的监控主机,只能将其通过智能网络接口设备与主网相连,如有线电视系统等。
3 智能建筑系统工程设计要求与设备自动化
3.1 智能建筑的设计要求
智能建筑的设计,要从建筑物使用功能的实际出发,不要脱离实际追求高标准集成。它的设计应通过可行性论证、系统设计、深化设计,应做到功能适用、技术先进、经济合理、维修方便,还应留有可扩充余地,符合可持续发展方向的要求。安全、舒适、快捷的服务是智能建筑的目标,可以分别由各个子系统实现。
智能建筑的设计要与智能化系统设计相协调、同步进行,贯彻在设计的全过程。从整体到细部均要设计好智能化系统的布置、安装与运行的需要,还考虑人们工作与生活方式的变化对建筑设计的影响。智能建筑的设计要具有足够的应变能力,以满足用户变动、技术升级等需要。
智能建筑系统设计的核心技术方法是系统集成。要在同一计算机网络支持平台上、统一操作界面运行环境下,把各个子系统集成为统一的整体,选用符合标准的定型产品,构成开放性的系统。
3.2 建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统是研究的重点内容,其设计流程为:
3.2.1 探讨控制方案,确定控制功能和网络结构,了解给排水、暖通空调、安防、消防、供配电户照明、电梯等专业对控制系统的要求,要考虑节能、设备保养与维护、减少故障、防灾、保安等方面要求,确定系统网络结构。
3.2.2 确定中央控制室的位置、面积,确定竖井数量、位置、面积、布线方式等。
3.2.3 根据BAS 的网络拓扑结构和现场建筑设备的具体布置,画出控制网络图。
3.2.4 完成配线设备二次回路设计和各种仪表选择、调节阀计算,确定现场传感器、执行器的规格、尺寸和安装方式。
3.2.5 画出各子系统的控制系统图及各层管线敷设平面图,作出各个直接数字控制器的监控表。
3.2.6 采用建筑物总体接地方式,系统单独设置接地极时,要采用一点接地方式,接地电阻要小于4n,接地极与建筑物防雷接地极之间的距离应大于20m。
参考文献:
[1]王可崇:智能建筑自动化系统,北京,中国电力出版社,2008.5
[2]张瑞武:智能建筑,北京,清华大学出版社,1996.8
关键词:住宅建筑;设计;分析
Abstract: The social economy is accelerating and the rapid development of city construction, will greatly promote the development of construction industry, various types of building structures such as bamboo shoots after a spring rain like appearance. However, the ecological environment is the basic condition for human survival and development, but also the key to the sustainable development of human society, the building energy consumption as a maximum of human activities, its design and construction process to the low carbon concept into, become the current our country building industry urgently need to consider the issue. The architectural design ideas and strategies on the conception of low carbon research, for reference.
Key words: residential building; design; analysis
中图分类号:TU2 文献标识码:文章编号:
一、智能建筑的概念
我国目前公认的定义为:“智能建筑是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”,说的具体一点,就是以综合布线为基础,以计算机网络为桥梁,综合配置建筑及建筑群组成的多功能子系统,从而实现对通信网络系统、办公自动化系统、建筑及建筑群内各种设备(空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范的设计)等的综合管理。
二、功能分析是住宅设计之基础
任何建筑设计都必须从建筑功能入手,住宅设计也不例外。建筑立面造型再花哨如果平面竖向功能分析未做好也是一个失败的设计。其中在各个功能用房中,起居厅的设计尤为重要。首先在现代住宅设计中起居厅是家庭的核心部位,起居厅也是家庭中的娱乐,接待客人、家庭团聚等的活动中心,所以起居厅的面积在户内建筑面积的分配比例较大。起居厅还起到联系各功能用房引导交通的作用。在起居厅设计中要考虑到“动静分离”,要尽量使起居厅靠近户门便于出入从而使寝室等其它用房免受干扰。起居室的细部设计也决定着它的使用功能的优劣:比如在户型允许的条件下在入户门到起居厅处适当位置设置玄关还是非常“人性化”的。这使得进入起居厅不显得突兀,增强了起居厅的私密性,提高了起居厅的档次。同时可以在玄关处大做文章,比如按照人的生活习惯设置鞋柜衣架。起居厅一般是开敞式的,它是联系寝室、餐厅、卫生间的交通空间,所以在起居厅的设计当中也应注意尽量减少门洞设置,应保证至少有两面墙是完整的以便于放置电视柜和摆放沙发。起居室的采光、通风、日照也是非常重要的,根据多年的设计经验,人们还是比较喜欢南向的起居厅,白天在起居厅的时间相对较长,南向居室充足的阳光更加适合绿色植物的生长,极大地愉悦人们的心情。
在大户型或者独立式住宅设计中,起居厅的设计更是丰富多彩,成为户型设计的亮点。比如起居厅地面错台处理,起居室上空做挑空处理,这使得起居厅空间更加敞亮气派。当然错层设计也不能生搬硬套盲目滥用。比如在地震区做错层、挑空设计都不利于抗震,应避免或减少。中小面积户型也不应设错台,由于错台设计中的台阶把面积人为的分隔开,使得房间面积更加局促。
厨房设计也是现代住宅设计的重点。厨卫的设计也是最能体现设计深度的地方。由于厨卫的管线比较多,管线布置的协调、规整决定了厨卫的实用性。随着人们生活水平提高及生活节奏的加快,现代人厨房增添了各种烹饪电器设备、自来水净化设备,厨房设计中要考虑足够的储藏空间,这就使得厨房的设计更加细致使用面积要尽量宽敞便于操作。厨房洗菜盆操作台的布置要考虑人的操作习惯。要考虑成品烟道,要有足够的厨房电器插座以满足使用要求,燃气管道和上下水管道的布置位置要仔细推敲,即要美观又要符合规范。综上所述就势必要求厨房的使用面积不能太小。
卫生间的设计首先要考虑私密性,因而卫生间门的位置不宜正对入口或直接对起居厅开门,向起居厅开门不仅使用者感到不便而且会把卫生间的气味带到厅中,从而影响厅中的环境气氛。卫生间的位置尽量紧邻厨房摆放以便于上下水管道集中布置美观大方,而且还方便于厨房净水设备的循环水重复利用,从而大大地节约了水资源。卫生间对外窗台以1200~1500为宜,这样使大便器浴盆的摆放更加自由。由于太阳能上下水管道集中统一安装在卫生间PVC立管中,节省空间美观整齐,紧临厨房使洗菜盆的太阳能热水线路不至于太长,使用起来更加方便。卫生间的干湿分离也很重要,面积较大狭长的卫生间在中间位置设置玻璃推拉门,将洗脸、便溺、盆浴分开,特别是使洗衣机的放置位置远离浴室,增强了电气使用的安全性。
三、建筑设计和智能建筑的关系
3.1概念上
从我国对智能建筑的定义来看,不管是从哪个角度分析,智能建筑工程系统都离不开建筑结构、建筑形式、建筑功能、建筑组合、建筑的高舒适性和建筑艺术的处理,而这些正是建筑设计中的主要范畴。建筑结构影响着智能建筑的综合布线的合理性,建筑形式和功能影响智能建筑使用智能的效果,合理的建筑空间组合给智能建筑带来便利和灵活性,建筑的高舒适性给智能建筑的综合性管理带来生机,建筑艺术处理又给智能建筑增添无比的光彩。建筑设计的未来发展将给智能建筑未来发展和运用留下广阔的空间,也就是说,一个优秀的建筑设计充分考虑到了未来智能建筑在新技术上的运用,为智能建筑设计向高一档次发展奠定基础。因此,一个建筑智能系统工程设计的好坏,建筑设计起着很重要的作用。
3.2综合协作
智能建筑工程应不单纯是指建筑电气智能化系统工程,还应涉及相关的专业和领域,其相互间的发展水平是相适宜的。另一方面,与传统工程相比系统集成逐渐成为建筑智能化系统工程的关键核心技术之一,而系统集成的趋势则体现在一元化的管理。尽管目前所指的建筑智能化系统工程仅仅是狭义的电气范畴,其所涵盖的专业领域仍是非常广泛的,涉及建设、信息(电子、邮电)、公安(消防、安防)、广电(广播、电视)、电力、机械等行业。建筑设计为建筑智能化系统工程综合布线创造方便的空间,智能建筑为建筑设计打破传统思想,掌握新理论,适应新科技.引出了一条思路,要求建筑设计各工种人员不断更新知识,掌握现代科技,紧跟时代的步伐,否则将被现代科技所淘汰。建筑设计和建筑智能化系统工程是相辅相成、密切配合的。
3.3建筑设计是龙头
设计一个优秀的智能建筑。首先,它的建筑结构、建筑形式、建筑功能、建筑组合和建筑艺术处理的设计也是优秀的,建筑设计起着龙头作用,相关工种的密切配合,也需要建筑、结构两大龙头专业去带动、协调。一般民用建筑设计院,建筑智能化系统工作主要靠设置的建筑、结构、设备、电气、经济五大专业来完成,各专业互相配合、相互协调。因智能建筑在我国刚刚起步,各方面均缺乏设计经验,系统集成的好坏很大程度上取决于承包商(集成商)的自身素质和职业道德, 影响智能建筑设计效果。所以建筑设计要带好头, 使建筑智能化系统工程健康发展。
3.4规范化
建筑设计和智能建筑之间需要一个设计标准和设计规范联系在一起,两者之间应是一个协作、协调和综合管理的体现,应是对现有标准和规范的优化、提炼和补充,具有超前和可持续发展意识的指导性文件。受国情所限,实际运作中执行政策法规不规范带来的不良影响最为严重,存在各自为政、各自划分势力范围, 处处人情一本帐,以及地方保护主义等现象,不利于建筑智能化系统工程的健康发展。因此, 建筑智能化系统工程呼唤综合管理体制,迫切需要各相关产业部门根据建筑市场发展的需求, 制定相应的政策、法规、标准,来协调规范市场。任一产业部门统管或独管的想法都是不符合客观规律的,也是不现实的, 更易引起认识上的混乱和摩擦。现代产业制度更应提倡协作、协调和综合管理
[关键词]智能化建筑;计算机;科学与技术 文章编号:2095―4085(2017)04―0039―02
随着计算机科学技术的应用范围不断扩大,计算机科学与技术的广泛应用都让智能化建筑中各项系统功能得到了更好的发展。智能化建筑中的多功能系统的连接包括安全监控系统,用于服务的自动化控制系统以及防火、防盗系统等。计算机科学技术大大促进了这些功能系统之间的连接与相互配合,还衍生出更多的智能化设备的使用,有助于我国智能化建筑的发展。
1智能化建筑
根据我国GB/T50314-2015《智能建筑设计标准》对于智能建筑的定义,是以建筑物为平台,综合各类智能化的信息,将系统、应用以及管理组成一个整体,使建筑物具备记忆、推理、感知等综合的智慧能力,打造出人c建筑,与环境相互协调的整合体,为人们提供高效、便捷及可持续发展的建筑功能环境。总体来说,就是应用计算机科学与技术实现建筑物的各项功能。
智能化建筑最初起源于二十世纪末的美国,它的出现成为建筑史中的一个重要里程碑。在1984年,美国建立起了世界第一栋智能建筑,包括了语音通信、信息处理、资料搜索等功能,实现了自动化管理。大楼内的空调、电梯、防盗防火及供电系统等都由计算机科学技术进行有效的管理。智能化建筑随着科学技术的进步以及人们对于功能多样化需求的增加,自身也在不断的更新和拓展。通常设计中把它归为三个大系统,即安全系统、通信控制系统和多媒体系统。其中又常见分为:监控系统;停车场管理系统;综合布线系统;音频视频系统;机房控制系统;消防警报;防盗系统等。
对于智能化建筑来讲,它自身的组成内容较多,不但要合理的将设备安装在自动化的控制系统当中,还需要结合计算机科学与技术的应用,从而达到自动化的控制效果。智能建筑中的设备基础是指在整体建筑中监控系统的组合,包括建筑物体中的照明、供暖、冷气、防盗系统等,把这些系统的作用进行一个统一,就是该建筑的基础管理。对于不同住户的不同生活方式,计算机科学与技术还可以针对性的采取管理模式,保证智能建筑各项功能的发挥。目前,计算机科学技术越来越多的应用在现代建筑的通信连接和管理等方面,科学合理的布置监控控制系统、防火防盗系统等在智能化建筑中的有效利用,促使各个系统之间有效的互通和协调。建筑中设备和系统功能之间形成的任意组合和构成,形成建筑整体智能化,体现出智能化建筑的核心内容。在一个监控控制平台中可以对整个建筑物体进行掌控,及时获取到建筑物内的信息,进行分类和整合,再根据结果进行系统的自动化调整,也能够展现出现代建筑应用智能技术的优点。
2自动化系统的应用
一个完整的智能化建筑包含的设备数量、设备自动化程度以及智能管理系统组成了自动化系统。这些设备是指用于监控及控制的中央监控系统;建筑内的给排水系统;门禁系统;影像监控记录系统;电梯以及家电智能控制系统等,根据不同的客户需求以及设计要求,进行差异的调整和管理。而整个系统及其子系统,具备以下几项功能。
(1)将科学技术应用于安全监控功能当中。计算机科学技术在建筑安全监控方面可以与其他建筑本身的安全设备连接互动使用。如门禁系统在发现有人通过非正常的方式进入建筑内部的时候,就会自动发出警报,安保人员在接收到警报后会及时赶到现场进行处理。一些重要地方的监控预警,直接与110报警系统挂钩。
(2)建筑物的公共设施设备关乎到整个建筑的安全问题,如配电房的变压装置、配电箱、照明装置等设施都有设置监控设备的必要。智能化建筑之前也存在着组织原理上的差异,发展初期的技术已经不再符合现代化建设的标准,被社会淘汰。应用计算机科学技术能够把智能化建筑的特征表现的更加明显,突出建筑的特性,实现信息系统的管理协调。计算机技术的应用将智能化建筑中的各方面信息进行整合和有效利用。
3计算机技术和通讯监控系统的应用
(1)地域性的监控中心系统,它就好比一个中转站,是进入智能化的出发点。该系统通过接口接收到控制系统传出的信息,并且根据标准进行数据的甄别和设置,然后对数据项目进行保存、统计及分析,最后把分析出的结果反馈给集中监控系统。
(2)现场监控系统,具体作用是传递自身收到的信息,达到现场环境智能化调节的目的。
(3)集中监控系统,它是通过访问来获取下属单元系统的监控区域反馈回来的数据信息,以文字、声音、视频、图像等形式表现,进行人机交互,把监控的实时信息状态或者紧急数据真实有效的统计出来,并且通过自身的分析后对相关数据进行存档留底。另外一个接口将分析出的数据结果传达到单元监控系统,并下达控制指令,实现对下属所有子单元监控系统和设备进行有效的控制。集中监控系统能够促进整个监控系统的控制和管理,达到智能化建筑的控制中能够自动化操作和控制,改善设备的安全性,提高智能化建筑集成的水平和质量。
(4)计算机技术监控终端在智能建筑通信中起到监视应用程序的作用,监控终端设备包括智能开关,电源和温度测量仪器,湿度计在内的环境检测设备和通风设备等监控终端。
4系统集成化技术
系统集成技术的原理是解决网络出现的匹配问题,任意的将新的系统兼并集成到原有的系统当中,解决软件开发和硬件生产厂商之间的冲突,即操作系统和设备控制之间产生的矛盾。OPC(OLE for Process Control)是用于过程控制的工业标准,可以完成系统的兼并集成,而且能够进行数据的读取和录入,使各个设备之间互相联通,提高了系统的可互操作性。利用DCOM(Distributed COM)和OPC标准,可以创建一个解决冲突的控制系统软件。智能化建筑中的关键技术包括数据信息、通信技术、图像的处理及显示、计算机网络以及自动化控制技术,解决这些技术和系统之间的矛盾是集成化技术的功能体现。
智能化建筑中含有较多的技术信息和设备数量,必须要具备系统功能集成处理的技术,能及时解决各个功能模块之间出现的不兼容现象,保证系统的任意性,也便于建筑物以后的发展和功能选择多样化。其次,很多智能建筑系统与设备不相匹配,导致在使用过程出计算机网络不兼容的现象时有发生,影响系统整体的运行。采用系统集成技术可以有效避免这类问题的发生,保证每个设备都能够与系统任意连接互通,达到数据实时共享的效果。
【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:
[1]吴晓峰.小议智能建筑与建筑电气技术[J].科技资讯,2009,(3):84.
关键词:物联网,环境监测,高层建筑
Abstract: High-rise and high-rise building within the environmental quality is a problem can not be ignored. This paper analyzes the sources of pollution within the building, describes the development and characteristics of things, build things technology in high-rise and high-rise building in the application framework, from the perception layer, transport layer, application layer made of different construction content. Internet of Things technology in high-rise buildings in the application of environmental monitoring is combined with intelligent building things with a new direction, will increase the efficiency of environmental information collection and promote improved environmental quality within the building.
Keywords: things, environmental monitoring, high-rise building
1.引言
高层及超高层建筑最近几年在我国得到了快速发展,这些建筑内的环境质量问题还未引起人们的普遍关注,物联网时代的到来,标志着信息化推动工业化发展到了一个新的阶段,促进了数字城市建设的深入发展,也给智能建筑技术未来发展和应用指明了方向。物联网技术将覆盖从建筑外部环境到建筑内部结构,从机电设备系统到建筑结构材料,从设备材料表面特征到内部特征等几乎所有领域,并将给大楼安防系统、设备管理系统、消防报警系统、变配电系统乃至物业管理系统等带来革命性的变化。物联网技术由于其全面感知、可靠传输和智能处理的特点,可为建筑物环境监测提供坚实的技术支撑。
2.建筑物内环境问题
由于高层及超高层建筑一般都使用集中空调系统,及时地自动地将楼内小气候调节到适宜的程度,使楼内人群在非常舒适的环境内活动,提高工作效率,这就要求大楼的门窗不能向楼外敞开。在密闭的建筑物内,楼内空气与楼外大气不能通过门窗任意交换,因此,建筑内的环境质量问题是不容忽视的问题。室内环境的污染及其污染来源是多方面的,大致有以下几类:
(1)建筑材料散发出的有害气体
许多装饰材料都是化工产品,能释放出多种挥发性有机化合物,其中具有代表性的是甲醛。甲醛有异嗅,能刺激眼结膜、皮肤,能引起局部甚至全身的过敏反应,能降低机体免疫力,影响神经系统,严重时能引起喉头水肿,也能损伤肝脏,引起中毒性肝炎,另外某些粘合剂、油漆、涂料、地板蜡等化工用品中含有苯、甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、二异氰酸醋类等有毒物质。苯能损害造血系统,引起白血病。
(2)人体散发出的气体
主要来自楼内人群的呼出气,主要为二氧化碳及氨气、二甲胺等。人体若吸入了某些有机化合物, 也能从呼吸道排出部分该化合物的原形及其气态分解产物。此外,人体的皮肤也能排出汗液或其它具有不良气味的挥发性物质。
(3)现代化办公设备
复印机能释放臭氧,具有强刺激作用。碳黑粉中含有强致突变物一硝基多环芳烃。
除了以上三类外,还有物体燃烧的各种燃烧产物,如吸烟过程引起烟叶的燃烧产生的化学物质;室内用于喷雾、加湿、空调冷却等的用水产生的污染;各种卫生杀虫剂的使用产生的毒性物质。
3.物联网技术发展
物联网,在中国亦称传感网,是通过传感、控制设备,按约定的协议,将物件信息或(和)物件间互动的信息与互联网连接起来,进行信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的一种应用架构。
“物联网”概念最先是在1995 年比尔・盖茨在《未来之路》中提及的,但当时这个新概念没有引起太多的关注。1999 年,在美国召开的移动计算和网络国际会议提出,传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇。“物联网”真正引起中国公众关注,则是从2009 年8 月开始。2009 年8 月7 日,总理到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时表示,在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术。总理于同年11 月3 日发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话,物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一。2010 年3 月5 日,总理在政府工作报告中指出,要加快物联网的研发应用。“物联网”首次被写进政府工作报告,物联网的发展进入了国家最高层的视野。工业和信息化部已把物联网发展作为2010 年我国信息产业确定的三大发展目标之一。
4.应用框架
针对智能建筑物内环境的特点,综合运用先进传感技术、网络通讯技术、信息处理与存储技术,紧密结合物联网感知层、传输层和应用层的框架,设计物联网技术在建筑物内环境监测的应用框架,如图1所示。
图1 应用框架
(1)感知层:包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等,主要是识别物体、采集信息。在本应用中感知层主要包括温湿度传感器、甲醛气体传感器、苯气体传感器等,这些传感器以环境信息采集节点形式部署于建筑物内的出入口、主要有害气体排放点等区域,负责采集与监测对象相关的数据,并将其协同处理后的数据传送到汇聚结点,提升对区域中监测对象的监测能力。
(2)传输层:将感知层获取的信息进行传递和处理,包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。在本应用中传输层根据建筑物内的网络布线特点,采用有线/ 无线多种方式,可通过WiFi、有线局域网等多种数据传输方式来整合不同技术,提供解决方案。
(3)应用层:是物联网与行业专业技术的深度融合,它结合行业需求,实现了行业智能化。
分为数据中心、支撑平台、应用系统三个部分。数据中心采用主数据管理的方式统一设计数据体系,包括基础数据、业务数据(含历史数据和实时数据)、决策分析数据等,这些数据与智能建筑的其他数据有机集成,融合到大的数据平台中。支撑平台提供构件运行支撑、应用安全管理、工作流管理、数据共享交换、内容管理等功能,为上层应用提供统一支撑,并支持对原有业务系统的全方面整合。应用系统为监测者、管理者等提供环境信息采集、实时监测、智能决策不同的功能.
5.小结
将物联网技术应用于高层建筑物环境监测中,实现了对建筑内环境信息的实时监测,一方面,采用传感器及无线网络即可远程采集环境,极大程度上提高了环境信息采集的效率;另一方面,基于采集的信息进行实时监测和智能决策,将大大提升辅助决策能力,为环境预警和应急奠定基础。物联网技术在高层建筑物环境监测中的应用是物联网与智能建筑结合的一个新方向,不仅扩展了物联网的应用范围,也将丰富智能建筑的内涵。
参考文献:
[1] 张公忠. 物联网与智能建筑[J]. 智能建筑与城市信息. 2011(1): 14-17.
[2] 涂强,王雷. 物联网技术在超高层建筑中的应用分析与展望[J]. 现代建筑电气. 2010(7): 1-3.
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[4] 丛岩,郜庆,王甲. 物联网在高校能源管理中的应用[J]. 建设科技. 2010(22): 72-73.
[5] 陈岩,卢强. 物联网、数字化市政技术在“包头市市政设施数字化监控与管理系统”中的综合应用[J]. 中国建设信息. 2010(23): 53-56.
行业信息化
最具影响力企业奖
2012年度中国
行业信息化
最佳解决方案奖
作为国内领先的智能会议全面解决方案提供商,飞利信业务覆盖了会议系统硬件研发生产、会议及会务管理软件开发、会议室系统集成、视频会议系统集成、会议运维服务、国外会议产品销售等涉及会议系统的各领域。
北京飞利信科技股份有限公司(以下简称称飞利信)创立于1997年。作为国内领先的智能会议全面解决方案提供商,飞利信业务覆盖了会议系统硬件研发生产、会议及会务管理软件开发、会议室系统集成、视频会议系统集成、会议运维服务、国外会议产品销售等涉及会议系统的各领域。飞利信秉承“飞越无限、互利共赢、誉在信中”的经营理念,凭借强大的研发能力、专业化和高素质的员工团队、完善健全的销售服务网络,为客户提供覆盖智能会议全系统的产品和解决方案。目前,飞利信已在全国20余个省、市(直辖市)建立了分公司和办事处。公司于2012年2月成功上市。
作为国内智能化、信息化建设领域优秀的全面服务供应商、全国智能化会议行业标准起草单位之一,飞利信拥有建筑智能化工程专业承包一级资质、建筑智能化系统设计专项甲级资质、计算机信息系统集成一级资质、涉及国家秘密的计算机信息系统资质(软件单项)、安防工程企业一级资质、音视频工程特级资质、电子工程专业承包一级资质、演艺设备工程企业二级资质、CMMI3 等多项资质。
公司现有的10 余个系列、300 余种产品全部具有核心技术和完全自主知识产权。在软件研发方面,飞利信开发了中国人力资源管理系统、人大会议信息管理系统、人大政协机关综合业务系统、政府机关综合办公系统等。在解决方案方面,飞利信提供信息化建设整体规划方案及软件集成服务,客户群覆盖政府、军队、金融、能源、电信、航空、教育、媒体、制造等行业。
公司研发中心从事涵盖智能会议系统所有领域的软硬件开发与研究,获得多项发明专利和软件著作权登记。PRSM-Bus 实时流媒体数字总线技术是飞利信拥有完全自主知识产权的一项可用于并行传送实时音视频数据流的交换总线技术。该技术把先进的数字控制技术、实时网络技术和数字音频处理技术有机地结合起来,组成完整的全数字化的会议系统解决方案。
飞利信利用楼宇智能化管理的方法,通过对设备的自动控制、信息资源的管理、使用者的信息服务,以及其与建筑的优化结合,提供投资合理的、适合需要的智能建筑系统服务,曾承担合肥京东方光电科技有限公司、三亚凤凰岛、北京市政协、首都机场、贵州会堂等项目。
关键词: 智能家居; 智能家庭网关; 嵌入式设备
中图分类号:TN915.5文献标识码: A 文章编号:
目前,通常把智能家居定义为利用电脑、网络和综合布线技术,通过家庭信息管理平台与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。也就是说,首先,它们都要在一个家居中建立一个通讯网络,为家庭信息提供必要的通路,在家庭网络操作系统的控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次,它们都要通过一定的媒介平台,构成与外界的通讯通道,以实现与家庭以外的世界沟通信息满足远程控制/监测和交换信息的需求。
一、国内外智能家居的研究近况
随着信息社会的发展,网络和信息家电已越来越多地出现在人们的生活之中。智能家居系统已经成为智能建筑化的一个重要研究方向。如何去建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当今世界的一个热点问题。近年来,国际上许多大公司提出了相应的解决方案,但迄今为止,这一领域的国际标准尚未成熟,各国正努力研制适合于本国国情的智能家居系统。国外在探索现代化智能家居系统及其核心技术的过程中,已逐渐形成了一些相关的标准,分别受许多大公司的支持。智能家居系统已由开始时以PC 为控制中心逐渐转向以嵌入式家庭网关为核心的嵌入式系统领域。而智能家居系统物理层的接口标准和数据传输协议则是大部分国内外学术机构和厂商关注的问题。
二、智能家居系统发展的基础
促进智能家居发展的两个重要的基础是嵌入式Internet技术和外部宽带接入技术的发展。嵌入式Internet 技术是近几年出现的新兴技术,主要是随着嵌入式系统应用的普及,更多的嵌入式设备已经出现在当前的工业控制领域和家庭中。而Internet 技术的普及,使网络逐渐延伸到地球的每一个角落,嵌入式设备也逐渐摆脱了传统的单机运作模式,实现了对以太网和Internet 的接入。因而互联网的终端设备不仅仅是PC 终端,更多的嵌入式“瘦”服务器将出现以取代原有PC 这样的“胖”服务器。家居系统的控制也逐渐由原以PC 为控制中心的方式逐渐转向了以嵌入式家庭网关设备实现控制管理的嵌入式系统领域。
此外Internet 技术的普及使智能小区出现了基于以太网总线的网络,为家居系统提供了一个对外的接入,使家居系统的设备诸如PC 和家庭信息处理平台即智能家庭网关设备能直接实现对以太网或Internet 的互联。基于上述两个重要的基础,家居系统中也逐渐产生了很多能直接实现网络接入的设备,如信息家电、智能家庭网关、机顶盒等。构建家居系统的关键技术智能家庭网关不仅能实现对内部网络的互联,使家居系统中所有设备互联成一个系统,实现统一管理和控制,同时网关被设计成嵌入式服务器完成对外部网络的接入,响应远程客户端的请求,以WEB 的浏览器/服务器模式实现和远程浏览器的交互。
三、智能家居系统的构建基础
智能家居系统构建的三个重要的基础是: 布线系统、家庭信息处理平台即智能家庭网关及三种网络的支持。
1. 布线系统,提供一个硬件平台实现数据在上面传输。由于布线往往是在施工时预先埋设,扩展和更换不便,所以当前的家庭中往往采用无线方式来解决家庭内部网络的组建,如此不仅省去布线的麻烦,同时便于设备扩展。无线方式数据通讯不存在方向的限制,决定了设备的位置是随意的,增加了家居布局的便利。
2. 家庭信息处理平台即智能家庭网关,它是整个家居系统调度和控制的核心。它主要是用于完成协议转换,实现家庭内部网络和外部的以太网或Internet 的集成,集成方式是通过网关作为一个数据互通的桥梁。
3. 三种网络分别是: 外部宽带接入即外部的互联网,提供家居系统的外部接入; 家庭内部互联网,存在于家庭内部的信息网络和控制网络,为了实现上的便利,采用二者合一的方式; 家庭低一级的控制子网,该种网络存在于家庭和设备直接连接的控制子网,实现的方式主要是通过控制器进行家庭内部的分级子网组建,子网中的各设备通过控制器实现对网关的接入。
四、智能家居系统中的网络技术
当前网络技术多样性决定了家居系统中网络实现的多样性。对于家庭局域网构建,如何选择家庭内部的物理层接口技术和以太网的接入技术是至关重要的。目前采用的主要网络技术有:
1. 互联网接入: 以电话线、无线通讯、有线电视同轴线及专用线居多。
2. 家庭内部网络: 以电话线、无线通讯、电力线通讯、红外线及专用线居多。
3. 家庭底层控制网络: 以无线、电力线及控制线居多。
五、智能家居系统实现的关键技术———智能家庭网关
智能家庭网关是一个独立、智能、灵活多变、标准化的家居网络系统接口单元。它是通过各种途径( 如Internet、WAP、电话、手机等) 从多种多样的外部网络接收通讯信号,然后通过家庭内部网络将信号传送到特定的设备上,并将相应信号反馈给外部通讯节点实现远程交互。智能家庭网关是智能家庭局域网的核心部分,主要完成家庭内部网络各种不同通讯协议之间的转换和信息共享,同时网关一般还负责家庭智能、设备的管理和控制。由于嵌入式Internet 技术的发展,家庭网关实现上也逐渐从PC 机实现转向嵌入式设备的实现上。
家庭网关硬件上的结构决定了其内部的物理层接口的模式,外部的接口决定外部的接入方式。其中物理层接口是实现家庭局域网内部网络结构的底层硬件协议接口,是智能家庭局域网的最基本部件。目前国际上流行的物理层系列接口主要包含无线射频、电力载波、双绞线、蓝牙技术、无线以太网技术等,这些接口涵盖了以智能设备监控为代表的低速数据链路接口和以家庭多媒体娱乐和视频监控为代表的高速数据链路接口。其中以现场总线为特征的家庭自动化子网的物理层接口形式比较多样,且大量的新型接口标准正处于探索和标准化之中,这些方面一直是智能家居最热门,也是最有活力的研究内容之一。
基于上述情况,研究智能家居的目的是实现一个低成本、高效率、简捷便利的智能家庭网关,基于此网关实现一个智能家居系统,以解决当前家庭中存在的大量传统家电设备和信息家电的互联,使之成为一个系统实现集中控制和管理,同时网关提供一个对外接口,实现对外部以太网或Internet 的接入,完成异地的访问和控制。
参考文献:
关键词:智能建筑,弱电,系统集成,信息集成,区域网-子系统集成,楼宇自控系统(BAS),构件对象模型
一、弱电系统集成应以信息集成作为目标
在信息科技高速发展的今天,计算机网络和系统集成已成为物业发展的主流方向,弱电系统作为智能建筑机电设备的一个主要方面正在走系统集成的道路。系统集成已成为判别大楼智能化程度的重要依据。
上海市于1995年颁布的《智能建筑设计标准》中强调了“智能建筑工程设计中对集成的各子系统应实行统一的管理和监控”。其中甲级智能楼必须“具有各智能化系统的集成。接口应标准化、规范化,实现各智能化系统之间信息交换。”
然而考察近年来已经建成的智能建筑,能够真正符合上述标准的并不多。许多号称已实施弱电系统集成的智能大厦,只是建立了一些有智能特点的分系统,只是将这些分系统的中心监控站安排布置在一间房屋内,但并未实现各智能系统之间的信息交换,也没有建立一个完整、统一的监控管理平台。显然这样的建筑不符合甲级智能楼宇的标准,还称不上“智能化”,也不能说是实现了真正意义的弱电系统集成。
智能建筑不是多种带有智能特征的系统产品的简单堆积或集合。智能建筑的核心是系统集成。按照通常的提法这种系统集成包含了对楼宇设备自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通讯自动化系统(CAS)的整合,以一体化集成的方式实现对信息、资源和管理服务的共享。要实现这种共享,最重要、最基本的是对信息资源的集成管理,这里我们把它简称为信息集成。只有实现了信息集成,才能在大厦的管理层面开发多种多样的智能化应用;也只有实现了信息集成,才能建立现代化的物业管理和信息服务系统,才可称得上是一幢智能大厦。
弱电系统的信息集成在整幢智能大厦的信息化中占有极为重要的意义。弱电系统实际上监管着整幢大厦的全部机电设备,智能大厦的物业管理和信息服务系统必然需要弱电系统提供大量关于设备方面的数据。这些实时的或历史的数据,是大厦设备维护、管理决策和自动计费等所必需的,没有这些原始数据,智能建筑的自动化物业管理根本无从谈起。由此可见,大厦的智能化是建立在弱电系统信息集成基础之上的。所以弱电系统集成应以信息集成为目标,实现智能建筑弱电系统集成的核心技术是弱电系统信息的集成。
弱电系统信息集成的主要特征是:建立一个完整、统一的以网络为基础的监控管理平台,提供一整套系统软件,能采集和取用弱电各分系统的所有实时数据并在集成网络系统上,可实现对系统信息、资源和管理服务的共享,具有一致、简易和方便的个人业务操作界面,能满足众多用户的不同作业需求。
近年有些高档建筑的业主对具有智能特征的各分系统投资很高,动辄花费数百万美金,系统硬件相当先进,但是最终却没有做到弱电系统信息的集成,使建成的系统离信息化的要求相差甚远,没能发挥应有的潜力和作用。其实这是又一种形式的资源浪费,这是非常可惜的。之所以会有这样的现象,有产业管理体制的原因;有人们认识上的不足;也有某些产品供应商有意或无意的误导。
二、以BAS为中心的弱电系统集成有一定的局限性
现代建筑物的弱电系统一般包含有十多个分系统,如何统筹考虑和优化设计这些系统,是多年以来建筑业主、设计院,工程承包商一直在探索的重要课题。弱电系统集成是解决这一问题的好办法。
传统上,弱电系统集成经常选择以楼宇自控系统(BAS)为中心的的做法,采用BAS专门的通讯控制器和它方生产的产品以串行通讯的方式连接起来,使系统间传递数据。这是将它方产品纳入楼宇自控系统的一种集成方式。
然而从信息集成的需要来看,以BAS为中心的弱电系统集成有一定的局限性。作为一种介于上层网络和各弱电分系统之间的集成系统,我们需要考察它向上的开放性能和向下的包容能力。
首先所有各种BAS系统软件都设计为自成系统。虽然BAS系统本身也是以通讯网络构成,却是一个相对封闭的体系,缺少向外的开放能力。有的BAS系统提供了一定的数据交换接口,例如提供DDE功能或API接口函数。但是这些数据接口并不支持网络操作系统,而且对于一般用户来说使用这种数据交换能力,因为需要专门的软件编程,也是非常地不方便。大部分BAS系统在网络环境下和其它应用程序交换数据的能力十分有限,当弱电系统通过BAS中心和上级集成系统交换数据时,会产生瓶径效应而不能获得预期的结果。
其次,一般的BAS系统可连接的它方弱电产品是受限制的,在它的可连接产品表上罗列的机电产品种类不过数十种,仅占全部可选机电产品种类的一小部分,这样就极大程度上约束了对其它子系统产品的选择,在系统产品的选择和优化方面选择范围很小,缺少灵活性和自由度,即其向下的包容性很差。
另外,还有一个重要问题是目前一般BAS的中央监控系统并不具有网络环境下的信息集成管理功能,不能面向网络提供透明的数据源,没有提供开放的数据库接口,也不能向客户提供分布式多用户的网络工作环境。由于不是设计在网络操作系统下运行,这种相对独立的监控软件包,如想直接利用其它系统资源十分困难,而远程操作管理也是很难实现。
而且,目前的BAS系统向用户提供的工作站运行的就是系统软件本身,由于体系结构的原因,它不可能向更众多的用户提供个人工作界面,这就大大限制了它的适用范围。
另外,BAS厂商提供的监控软件产品的特性,无论是个人操作界面,还是图形表达方式,都比较固定呆板,用户自己能“定制”的内容很少或者根本没有。它不允许你有“额外”的需求。对用户来说,厂家给你什么,你就必需接受,厂家没有给你的,你就别想拥有。总体来说这样的监控软件对信息的处理和集成管理能力很差,已不能适应信息化时代的需要。
然而,当网络操作系统下的新一代集成软件诞生以后,就使这一切有了根本的改进。
三、区域网-子系统集成方案
这里我们向大家介绍新一代先进的弱电集成系统,这是一套专为智能建筑的弱电系统集成设计、向用户提供统一的实时监控,数据采集和管理的网络软件:PSCADA系统。我们又称其为“区域网-子系统集成方案”。
这套分布式面向对象的网络软件,基于WindowsNT操作系统,采用以太网结构,TCP/IP协议;运用构件对象模型(COM)、软件构件重用和智能(Agent)技术,是一个典型的分布式客户机/服务器网络平台。
系统中使用通讯网关实现和各子系统的通讯
连接,采集各类机电设备的实时参数,然后通过实时对象服务程序把它们转变为一致的数据格式向网络上,通讯网关可以适应不同类型的接口和数据格式,也不会发生数据传送瓶颈;在用户工作站一端,运行个人服务程序,向各类对象服务程序发出服务请求,实现和完成各种各样的个人工作流程,例如对选定对象的监测、控制和管理。
个人服务由许多不同功能的系统服务按需要组态、设置构成。系统提供许多称为“单元(Cells)”的可重用软件构件,用于组织用户的个人图形操作界面和作为各种系统服务功能的基础材料。服务、单元(Cells)和对象服务这三个软件要素,提供了系统面向用户的个人操作界面的自定义功能。这套软件还创建了一种称为pCOM的过程构件对象模型,大大加强了对实时数据的处理能力。正是这些最先进而又十分成熟的软件技术保证了弱电系统信息集成的很高需求。
系统一般结构示意如下:
区域网-子系统集成一般分两步完成信息集成系统:第一步,建立弱电系统集成区域网,实现对机电设备的统一监测、控制和管理,即PSCADA系统已经成功提供的各项功能;第二步,利用获得的信息开发增值应用,例如故障跟踪、能源管理、自动计费、访客引导等等功能系统,进一步开发在物业管理和综合信息服务方面的大量应用。通过区域网-子系统集成获得的数据可以放入企业网络的相应数据库服务器以求得到更大范围的数据共享。
在建设期中的智能建筑,一般对第二步增值应用的功能需求(种类和范围),往往不能明确定位,但只要在这个时期以信息集成为目标进行规划、建设,则将来无论什么需求都能很方便地实现。
四、信息集成的最好方式是采用区域网-子系统集成
随着计算机网络技术的发展和成熟,网络系统集成已被广泛应用于各行各业,成为企业信息化的必然选择。这一点同样适合于要走信息化道路的智能建筑。我们提出智能建筑信息集成的最好方式是采用区域网-子系统集成,是基于以下的理由:
1.作为企业信息化的基础,在弱电系统管理这一层面,用户总是需要一套专门的成熟完整的集成信息管理系统。无论哪一种BAS产品现在和将来都难以胜任这一任务。
分析历来有过的中央监控系统,如工业界的DCS或者民用建筑的BAS,其软件界面和功能总有这样那样的缺憾,其实这是正常的现象,因为它们都是为某一类硬件产品而设计。为了弥补这种缺憾,新一代网络环境下的系统集成软件便应此而产生。无论那一种软件产品,只有针对某一类运用专门设计,才会获得成功。区域网-子系统集成所采用的软件系统就是为集成信息管理而开发的。
就大厦信息集成的总目标而言,对BAS系统的要求是优化对机电设备参数的采集和控制,着重于采用先进而开放的数据交换标准,譬如说它的通讯网为BACNet协议,现场通讯为LangMark标准,等等。即解决现场设备的监控和提供优化的信息源,而不是让它来代替集成信息管理。
2.支持系统集成的新一代软件技术已趋完善,例如多层次分布式C/S(客户机/服务器)工作模式;开放的数据库接口ODBC;支持代码重用的构件对象模型COM及其组装技术;支持不同应用程序之间交换数据的OLE2工业标准,等等。借助这些先进技术开发、设计的成套系统集成软件PSCADA系统已在一些大型智能建筑上得到成功的运用。
3.为了和当代主流技术合拍,越来越多的弱电系统产品配置了通讯接口,提供开放的通讯协议,有了和外部交换数据的能力。只要编制一个通讯接口程序,就可将需要的分系统纳入区域网-子系统集成系统之中。做这样的通讯接口开发已不是困难的事。
4.由于弱电产品的多样性,你会面对五花八门的数据格式,信息交换有的通过软件,有的通过硬件接口,即使采用相同的通讯规约,其传送的数据格式也各有自己的定义。采用区域网-子系统集成就是将这些不同类型的数据模式整合起来进行集成管理,以一致的格式和界面提供给用户使用,其效果和作用是不言而喻的。
5.目前普及型的网络操作系统已十分稳定、可靠,网络技术已完全成熟,例如象WindowsNT4.0系统已得到广泛的应用。
6.高性能个人计算机的价格急速下降,随着普及率提高,网络元器件也在下跌,使构筑网络系统硬件的费用大为降低。
7.区域网-子系统集成的总费用一般只占全部弱电系统投资的十分之一以下,这笔资金的投入可使在建大厦在智能化、信息化方面档次的提高量却远远超过十分之一。
8.一旦完成区域网-子系统集成,就可在此基础上,按照需要建立种种增值应用,例如设备故障跟踪,设备维护管理和自动计费等等;并且按照大厦住户的需求,进行软件开发,形成大厦综合管理自动化系统。这个系统不仅是要对整个大厦内所有设备资源和运行状态进行监测,记录和管理,而且要对大厦内的各种公共服务设施,通讯系统,办公自动化系统等进行综合集成管理,构成一个集成的自动化管理系统和信息服务系统。即建立一个集成智能建筑物管理(I2BMS)系统,显然她是建立在弱电系统信息集成基础之上的。只有完成信息集成,才有可能建立和完成一个真正的I2BMS系统。
关于以BAS为中心的集成和区域网-子系统集成这两种弱电集成方式,下面列表作一番扼要比较:
比较内容
以BAS为中心的集成
区域网-子系统集成
PSCADA系统
软件结构
Windows3.1或Windows95环境下的应用程序。无数据共享。
WindowsNT下的分布式客户机/服务器结构,数据共享。
采用技术、标准
专有软件,自成系统,相对封闭。
采用构件对象模型COM,智能服务、ODBC数据库和PCP/IP协议等。先进、优秀,符合当前软件工业界标准。
个人操作界面
固定、呆板,很少用户自定义内容。
可按用户需要定义、设置个人化的图形操作界面。
系统资源利用
与它方应用软件结合受限制,一般都需要专门的软件编程开发。
可结合它方应用软件发挥强大功能,如Office和LoutusNotes。可实现网络环境下的多系统协同运算。
软件风格
繁琐,难学。
面向对象,采取即插即用和“拖-放”技术,简单易用。
可扩充性
受限制,不易实现。
不受限制,系统规模仅受以太网频带宽度约束。
用户数量
有限。
不受限制。
增值应用
附加的增值应用难以实现,需大量软件开发工作。
有设备故障跟踪、维护管理及自动计费等可选。
综上所述,作为甲级智能楼宇,以信息集成为目标的现代化建筑,弱电系统集成宜采用区域网-子系统集成的方案。
五、弱电系统集成承包商的选择
智能建筑的弱电系统已逐渐成为引人注目的市场。而对系统集成承包商的选择也逐渐得到重视,因为这一点对工程的成效影响很大,尤其是对于以信息集成为目标的项目特别至关重要。
一些传统的工程承包商,往往着眼于推销某一种特定的弱电系统产品,对系统集成的优化难以作出客观、公正的技术评估。由单纯硬件产品供应商(例如:楼宇自控产品厂商、综合布线产品供应商)做系统集成是80年代末90年代初的习惯做法,作为早期智能建筑的运作方式,在计算机网络技术还不很普及的时候,项目本身没有许多软件工程服务量,即进行初级的系统集成是行得通的。然而这种运作方式显然根本不能满足目前高档的智能大厦对信息集成管理的要求。
另一方面,系统集成软件是复杂、庞大的软件系统,一般需要
二、三年以上的时间去逐步完善。所以委托给没有成熟产品的软件开发者去临时开发,也很不合适。
随着智能大楼的发展,弱电系统集成已成为了一个专门的行业,弱电系统集成作为一个内涵丰富,技术性极强的专门行业已不适宜作为某个弱电产品供应商的“副业”来操作,而应作为工程承包商的主营业务倾其精力、能力去认真操作。
那么弱电系统集成商应有什么特点呢?
他们必须具备以下三个特点:
1.拥有弱电系统产品的专家,具有丰富的工程经验。
2.拥有计算机软件工程的专家,具有应用程序的开发能力。
3.提供一套支持信息集成的具有先进特征而又十分成熟的集成网络软件。
弱电系统集成是一项十分庞大的综合性系统工程,需要相应的技术专家对众多弱电产品作评估和把握,需要一套行之有效的技术管理和施工管理的作业方法。在这样的工程中,实际的现场经验具有头等重要的意义,你不能将一项投资达数百万元以上的工程当作实验让没有经验的人去做。
弱电系统集成的主要任务是收集弱电系统数据,完成对弱电数据信息的集成管理。系统集成商首先要熟悉各子系统产品,这种熟悉不能纸上谈兵,应该有实际的工程经验,能真正了解技术细节。从而能正确提出信息集成所需要的各项工作任务。
同时,系统集成商应拥有真正的集成软件开发能力,他不仅要为信息集成提供一个实现数据共享的网络平台,而且能面对现场的需要解决各种各样的实际应用问题,去满足大厦信息服务和综合管理方面的需要。提供一整套信息集成管理的解决方案,是对系统集成商的基本尺度和要求,凡没有能力提供这种方案的,就称不上是系统集成商。
值得一提的是系统集成商应倾注全力向业主提供一整套完整的最佳的解决方案,而不应只关注于推销某种弱电产品,只有这样作为弱电系统总承包者,他的做法才会客观和公正,他才能得到众多供货厂家的支持,也才会得到业主的信赖和委托。
然而,当前真正同时具备上述三个特点的弱电系统集成商不多。为了使工程能让真正的专家去开展,在目前条件下可以提倡具有不同专长的工程商之间的合作。
六、弱电系统产品的选择
大厦弱电产品种类很多,每一种类又有许多品牌,每一品牌又有众多的供应商,怎样作出判断去选择呢?我们认为有以下几点值得注意:
1.避免主观印象,先入为见,一般用户往往倾向于自己比较熟悉的产品,其实最为可靠的是听取专家的意见。
2.注重产品供应商的技术服务、工程服务和售后服务的素质和能力。
3.确认产品本身的先进性和成熟性,是否采用当今正在发展的、主流的技术,是否可靠成熟等等。
4.一定要确保所选产品是真正开放的系统,即具有和外部世界交换数据的能力。这一点对系统集成来说有决定性的意义。
下面就弱电产品的通讯接口以楼宇自控系统为例作些讨论:
当前世界上众多楼宇自控系统(BAS)产品供应商云集中国大陆,尤其是上海。在这里列出一些比较著名的公司(产品)名称:Honeywell,JohnsonControls,Landis&Staefa,Satchwell,STE&E,CaradonTrend,Andvor,Siebe,CSI(ControlSystemInternational),TA(Tour&AnderssonAB),Auto-Matrix等等。
考察这些BAS产品和外部设备的数据交换能力或者说开放性能,可以说有多种多样的情况。但通过分析综合,这些产品和外部设备的数据交换能力,大致可分为以下几种情况:
1.产品支持某种标准的数据交换协议,具有很好的开放性能。例如支持微软Windows操作系统下的OPC(OLEforProcessControl)功能;或者动态数据交换(DDE)功能,数据交换通过软件实现,不需要硬件接口;公开接口技术的详细规格、说明,接口软件随系统监控软件一起售于用户,开发通讯功能不必向产品供应商支付另外费用。
2.产品支持某种标准的数据交换协议,具有一定的开放性能。例如具有DDE功能,或者有其它某种软件数据交换工具象API函数接口,但不公开有关软件技术的详细规格、说明,用户开发数据通讯功能需要另外购买支持这种功能的软件,有的产品可能还要增配相应的硬件。
3.没有软件数据交换功能,但在控制机上具有串行通讯接口,如买方有外部通讯要求,供应商可以提供串行通讯协议,但一般要求买方另外支付一定的费用,并在知识产权方面承担一定的责任。
4.没有软件数据交换功能,也不提供开放的通讯协议。
对于有信息集成要求的项目来说,应优先考虑采用符合上述第1种情况的BAS产品,当然符合上述第1至第3种情况的BAS产品都是可选的。然而选用那一种产品,使用什么方式和集成系统交换数据,在软件工作量方面是出入很大的,这些因素将会反映入系统集成的工作量和成本之中。这里仅举楼宇自控系统产品为例,其它弱电产品和上述情况类似。
由于实施系统信息集成,要求被集成的弱电产品是一个开放的、能够和外部交换数据的系统。这一点适用于所有被集成的弱电子系统产品。
在系统集成工程开展时,作为系统集成商应负全面的责任,他们应将已经掌握的各种接口资料,向业主
,设计院和建设者提出客观的参考意见。他们应向所有子系统供货商提出系统集成方案关于实现数据通讯的技术要求,由各子系统供货商承担责任,提供关于通讯接口的技术资料。他们应和各子系统供货商建立融洽的合作关系,因为集成系统和各子系统通讯接口的设计、技术开发和调试完成,取决于各子系统的本身的正常开通及现场数据地址的组织和编程,这种合作关系是极为重要的。
为了避免可能的纠纷,关于产品供商向用户提供开放的通讯协议的承诺,应该写入供货合同的相应条款之中。通讯协议作为供货产品的一个重要组成部分,供货商应对此负全责,如果通讯协议不完整或不能据以实现通讯,则应视为责任者违约。
参考文献:
1.上海市标准:智能建筑设计标准,上海市DBJ08-4-95
2.温伯银等:智能建筑设计技术,同济大学出版社,1996年10月
3.张瑞武:智能建筑,清华大学出版社,1996年8月
4.李林:智能大厦系统工程,电子工业出版社,1998年1月