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中图分类号:TP319
文献标识码:A
文章编号:16727800(2017)004013203
0引言
减速器是机械、航空航天等诸多领域的机械传动装置,在现代机械系统中应用很广[1],其主要作用是减小转速及增大扭矩。以圆柱齿轮为传动零件的圆柱齿轮减速器最为常用,其工作原理是利用齿轮的速度转换器,将电机速度降低到所需要的速度,从而增加转矩。齿轮减速器主要由传动零件(齿轮)、轴承、箱体及其附件组成。减速器结构非常复杂,除主要零件外,还包括通气器、密封装置、轴承挡油盘等,如果每个部件都采用个性化设计,会造成设计难度大、开发周期长、生产效率低等问题。为此,我们引入了快速设计系统概念。设计者在产品开发过程中利用二次开发技术,建立模型模板,开发同类零件时可直接调用模型库中已保存的零件模板,通过参数化驱动快速实现。
1快速设计系统
产品快速设计系统(KRDS),也称快速响应设计、敏捷设计,是一个集参数化设计、系列化设计、模块化设计、模板化设计、自顶向下设计及设计知识管理于一身,具备良好的人机交互操作界面,面向产品三维方案设计、三维结构设计和三维转二维工程图的智能设计平台。该系统在企业设计技术体系和三维技术应用基础上,实现企业设计知识的继承和发展,有效推进企业“三化”设计,显著提高了产品设计效率和质量,同步促进企业的组织结构优化调整和研发模式改进转型。 系统最重要的部分是参数化设计。参数化设计是将模型中的定量信息变量化,使之成为任意调整的参数[6]。对于变量化参数赋予不同数值,即可得到不同大小和形畹牧慵模型。在本实例中,先用SolidWorks软件绘制好各子零件模型,定义各零件中的参数关系,然后装配保存。再用Microsoft Visual Studio 2008搭建好零件参数的可视化界面,设置一键驱动按钮,把零件参数关系用代码表示出来,同时与数据库连接。当驱动模型时,模型参数会自动保存到数据库指定的文件夹下,需要改变模型参数时,只需在界面中输入参数即可,点击一键驱动按钮就会出现新参数下的模型。在产品族模型进行参数化变型驱动时,系统会自动对驱动后的各个模块装配进行检查。由于SolidWorks的三维模型和二维工程图之间存在相互关联性,因此在三维模型参数驱动的同时,可实现对二维工程图的同步更新,并应用工程图优化技术进行调整,达到零件的快速设计和快速装配目的[2]。
2系统结构
基于的圆柱齿轮减速器智能设计系统通过技术和OLE(对象链接和嵌入)或COM(组件对象模型)技术相结合,将SolidWorks的API函数作为二次开发接口工具,添加.NET和COM引用[3] 。模块化设计分类方式有功能和特征两种。功能模式分为设计计算、结构设计、三维参数化建模、工程图、数据管理等。
(1)设计计算模块:根据输入的传递功率、转速等基本参数,计算后判断强度、刚度等是否符合要求,确定各个零件的具体尺寸,设计结果存入数据库供研究。(2)三维参数化建模模块:主要对零件进行参数设置,包括主动参数和从动参数,主动参数在可视化界面中直接输入,从动参数通过在中定义的关系直接驱动生成三维模型。(3)工程图模块:用于实现三维转二维的智能输出。通过编写工程图优化程序,调整工程图尺寸大小及视图位置,实现工程图的快速自动导出[4]。
3系统设计
3.1系统开发工作流程
系统开发流程如下:①进入SolidWorks系统,在菜单栏进入用户登录界面,输入整体基本参数;②减速器的类型设计完成后输入轴及齿轮主要参数,并通过计算分析得出二级参数;③根据已输入的产品编号,判断已知实例库中是否已有该型号,若已存在则直接调用。若没有,则在判断数据正确的情况下,将参数写入数据库存档;④显示三维模型及工程图。
3.2系统界面及引用添加
圆柱齿轮减速器智能设计系统主要包括基本参数、轴参数设计及齿轮参数设计3部分。用户界面作为人机交互最重要的部分,设计时要做到操作简洁方便,一目了然。本设计界面分模块填写参数,并附上说明图标注,使具体参数位置更加清晰。大部分数据可在后台计算自动得出,大大降低了设计人员工作量,提高了工作效率。设计系统界面如图1所示。
本实例使用Visual Studio 2008 作为编写代码平台,为了使开发程序能成功连接到SolidWorks软件,首先应当添加SolidWorks.Interop.sldworks、SolidWorks.Interop.swconst、SolidWorks.Interop.swpublished等引用。
3.3尺寸模型驱动
模型驱动前对工作路径及存储路径进行修改。填写完圆柱齿轮减速设计系统各零部件参数之后,对模型进行驱动,定义好尺寸驱动关系,点击尺寸驱动模型按钮即可驱动总装模型,代码如下: Imports System.Data.SqlClient ‘与数据库Sql的引用 Imports SolidWorks.Interop.sldworks ‘与SolidWorks软件的连接 Imports System.Math Imports System.Windows.Forms ‘运行的平台 Imports System.IO Imports Microsoft.Office.Interop ‘与excel的引用 Public Class waterprotection #Region "打开模型"Private Sub Button6_Click(ByVal sender As System.Object,ByVal e AsSystem.EventArgs) Handles Button6.Click Button8.Enabled = True SwApp = GetObject("","sldworks.application") part = SwApp.ActiveDocpart = SwApp.OpenDoc6("E:\参数化设计\圆柱减速器模型\总装图.SLDASM",2,0,"",longstatus,longwarnings) (模型存放的路径) SwApp.ActivateDoc2("总装图",False,longstatus) End 驱动完成模型总装配图如图4所示。
3.4设计计算
智能设计系统优点在于设计人员只需输入少量参数,通过后台程序运算就可得出想要的参数,也可根据后台的尺寸规则来判断数据的正确性,避免了重复性工作。〖HT5"〗 TextBox_G_t.Text = Compute_F_Gmax(M,H1) *Y5/ S TextBox_H_t.Text = Compute_F_Gmax(M,H2) *Y6/ S part.Parameter("D1@草图2@大齿轮.part").SystemValue = Diameter_DC_31_09 / 1000 part.Parameter("D1@草图3@大齿轮.part").SystemValue = Diameter_DC_31_09 / 1000 - 0.002 part.Parameter("D2@草图1@大齿轮.part").SystemValue = Diameter_DC_31_09 / 1000 + 0.007 ‘获得大齿轮参数
3.5数据库访问
数据库(Database)是存储计算机相关数据的集合。一个完整的数据库应由数据库、数据库管理系统、数据库应用程序、计算机软件和硬件系统以及数据管理员几部分组成。设计过程中往往需要对大量数据进行筛选,工作量大且复杂,如何高效简洁地获取所需要的数据至关重要。数据库的另一作用是标准数据的管理,主要对标准件及固定尺寸模型参数进行存储。使用过程中,通过代码对数据库进行调用,设计者可选择需要的参数型号,直接驱动该类模型生成。本实例中标准件包括六角螺钉、夹紧装置等。数据库中内六角螺母基本参数如表1所示。
本文利用SQL Sever 2008作为系统的数据支持,用户在该数据库下使用SQL语言,可进行数据的新增、删除、修改、查询等操作,功能强大。以下是数据库连接代码: Dim connectionstr As String connectionstr = "server=服务器地址;database=数据库;uid=用户名;pws=密码" Dim comm As New SqlConnection(connectionstr) '定义连接功能 conn.open() '打开连接 conn.close() '关闭连接
3.6工程图驱动
模型驱动完以后,在主界面点击生成工程图按钮,就能自动生成工程图。但是直接转换过来的工程图质量很差,会出现视图位置漂移、尺寸线拉长、序号不整齐等情况[5]。通过代码重复利用可实现各工程图的自动调整。工程图调整主要包括视图位置调整、视图比例调整、尺寸位置调整及材料明细表调整等。 视图位置调整用Position函数进行定位[8],模型驱动后获取当前图形的中心位置C点坐标及该图形的任意一个端点F的坐标。视图位置调整代码如下: Dim swSelMgr As SelectionMgr=swpart.SelectionManager Dim swView As IView=swSelMgr.GetSelectedObject5(1) Dim swPosition As Object=swView.Position Dim swOutline As Object=swView.GetOutline() 〖JP2〗Dim outlineX As Double=(swOutline(2)+swOutline(0))/2 Dim outlineY As Double=(swOutline(3)+swOutline(1))/2 Dim ViewX As Double=swPosition(0) Dim ViewY As Double=swPosition(1) …… swView.Position=swPosition 视图比例调整主要是通过确定驱动后工程图的包络线参数值,与事先设置好的视图包络线尺寸值进行比较。视图比例调整部分关键代码如下:〖HT5"〗 Swpart.ActiveView(viewname) swDraw=swpart Dim shtWid,shtHeight As Double shtWid=widLim shtHeight=heiLimboolstatus=swpart.Extension.SelectByID2(viewname,”DRAWINGVIEW”,0,0,0,False,0,Nothing,0) …… Do While lengthX>shtWidOrlengthY>shtHeigh i=i+1 vScaleRation=swView.ScaleRation …… Loop {整后的工程图如图5所示。
4结语
本文以知识工程思想为指导,把参数化设计、模块化设计和实例推理思想引入到圆柱减速器设计,借助SolidWorks2016软件、SQL Server数据库、编程语言开发了圆柱减速器智能设计系统。该系统实现了圆柱齿轮减速器的快速设计,实现了资源的整合和重复利用,缩短了产品设计周期,具有一定的现实意义。
参考文献:[1]王秋颖.基于SolidWorks的减速器三维设计系统的研究与开发[D].大连:大连理工大学,2014.
[2]刘昆民.圆柱齿轮减速器的快速设计技术[D].太原:太原理工大学,2006.
[3]索超,李玉翔,林树忠.基于VB语言对SolidWorks参数化设计的二次开发[J].制造业自动化,2013,35(8):137138.
[4]李晓玲.圆柱齿轮减速器快速设计研究[D].西安:西安电子科技大学,2010.
[5]陈树晓,水俊峰,张晋强,等.基于SolidWorks的工程图明细栏自动生成与调整技术[J].中国制造业信息化,2007,36(3):4446.
应用科学管理方法优化企业施工管理是现阶段降低施工企业成本,提升工程施工利润空间的重要措施,然而只节流不开源的做法是很难为企业持续利润增长提供强有力保障的。施工企业要想实现企业利润的可持续增长,就必须在注重成本优化的同时,研究企业可能存在的新的利润增长点,即所谓的开源。只有把节流和开源两者有机的结合起来使用,方能收到良好的利润优化作用。固定资产是施工企业成本消耗中必不可少且比重较大的一个重要组成部分,良好的企业设备物资管理是企业贯彻节流开源职能的决定因素。
1.现阶段我国建筑施工企业设备物资管理现状
施工设备物资种类较多,品质不一,秩序混乱,价格变化较大是现阶段我国建筑物资市场的主要特征。物资设备市场的混乱现状使得企业物资采购和管理变得十分困难。一些常见的建筑材料比如钢材、混凝土、防水材料等市场报价几乎一天一变,有些材料的价差在百元以上都是市场有的事情,且这些材料的供应商的资质和信誉参差不齐,所提供的产品质量也好坏不匀。建筑材料采购时常常提倡货比三家,可是在现阶段的施工设备物资供应市场中,有时即使货比六家也不一定可以采购到价廉质优的材料和设备。且从企业内部来讲,许多施工项目的保障部门和其他部门之间严重缺乏具有规范化、标准化及程序化的接口机制,相互推诿扯皮的现象发生频率也较大,以至于企业整体施工项目的经济利益流失在内耗之中。责任划分的模糊使得企业内部的合同管理部门、工程施工部门、采购部门存在沟通不畅、反应迟钝的问题,使得许多建筑设备和材料常常无法按期供应。缺乏时效性和精确性限制的物资损耗审核上报机制使得上级主管部门无法及时准确的了解物资供应和耗费的详细情况,给工程物资设备成本控制和核算带来极大的不利。
2.提高我国建筑施工企业设备物资管理促进开源节流的重要措施
2.1重视高素质管理队伍的建设
人才是企业实施物资设备管理促进工程施工开源节流的主要执行者,企业专业管理人才队伍建设的水平关系直接关系到开源节流在企业物资设备管理中执行的力度。高素质的企业物资设备管理人才起码应当具备以下条件:首先,管理人员应当对工程施工过程中将要使用的建筑材料性能有一个充分的认识,并且善于观察市场价格变动行情。其次,能够掌握基本的财会知识,能够对物资设备的使用全过程进行基本账目处理。再次,对工程相关专业知识的掌握和熟练运用是必不可少的一项专业技能。最后,管理人员应当具备强烈的物资设备管理责任心和脚踏实地的工作作风。
2.2充分做好工程施工前的准备工作
良好的工程施工前期准备是确保工程施工顺利进行的必要前提条件。施工企业想要通过施工物资设备管理职能促进企业施工活动的开源节流,就必须重视以下前期准备工作的完善。首先,充分分析和总结物资设备市场行情,尽最大可能对市场未来变化做出正确的预测和分析,了解工程施工现场的交通和布局情况,以便以物资运输距离最短化为目标优化材料堆放、搅拌机放置和运输车辆路线,尽可能的减少二次倒运的费用。其次,结合工程施工实际情况编制科学合理的工程施工用料计划和备料计划,通过集体讨论和决策,共同商议出科学决策,规避可能存在的断料风险。最后,做好部门间的沟通。部门沟通在工程施工阶段尤为重要,项目保障部人员要主动和财务部、计划部、工程部和试验室做好沟通。尽快使各部门的工作步调一致。当然,此项工作是需要项目部主管领导或分管领导予以协调和强化的。
2.3重视施工设备物资的采购管理
设备物资采购是构成工程施工成本的重要组成部分,同时也是企业进行开源节流,开发新的利润增长点的重要方向。而设备物质采购成本的高低主要取决于企业采购管理的绩效,因此,重视施工设备物资的采购管理水平的提高对企业开源节流的实现影响较大。为了取得良好的设备物资采购管理成果,施工企业需要重视以下几个方面的工作:第一,对张拉材料及机具、外添加剂、土工材料、防水材料以及周转材料的采购实行全国比货采购,重视供应商信誉评级建设,强化公司采购监督保障等。第二,重视对设备物资的充分调查和评价,并在此基础上根据购货批量和供应商评级确定长期或者指定合作对象。第三,重视公司保障设备物资网站建设,确保材料供应价格的及时了解。
2.4强化设备档案及资产获取管理
施工设备是企业宝贵的固定资源,其使用状况、数量、规格、折旧程度等都可能会对工程施工成本造成不同程度的影响,因此,建立完善的施工设备档案及台账具有严峻的紧迫性。企业只有实时了解本企业拥有的施工设备及设备的状况,才能更有效的安排其生产使用,以便以最低的设备损耗取得较高的工程设备使用效率。
对于设备获取的管理主要是对新建工程项目所需大型设备的购置或者租赁获取方式进行论证。强化设备获取管理就是为了相对较少的支出获得工程施工所需设备的使用权,以满足工程施工的要求。但当一项施工设备对于企业十分重要,且采取租赁的形式的话不能确保企业在需要时一定能够获得其使用权,在这种情况下,企业需要更多的考虑其使用权活动的可靠性和稳定性,而不仅仅是设备取得时将要花费的成本。因此,对于资产获取的管理方式和策略的选择与却定,应当采取灵活多变的形式,紧密结合工程施工实际情况,尽量做到企业总价值的最大化。
2.5促进企业施工设备物资采购合同管理的规范化
项目部采购的材料总金额凡超过五千元的必须以书面合同或协议的形式约定双方的权利和义务,严禁口头约定。对于常规材料(如钢筋、水泥等) 的采购合同,公司保障部将下发的统一的合同范本。对于大宗材料的采购合同必须经公司保障部审核后方可签订。所有的物资采购合同必须经项目经理签字后方可生效,所签订的采购合同须报项目财务部一份作为支付依据。项目保障部应由专人负责合同的保管、归档整理,建立合同台帐、记录合同履行情况。公司保障部将随机抽查项目部采合同执行情况。
2.6强化对周转材料的管理
建筑工程周转材料是指能够在多次施工中使用,且价值被逐渐转移但原有形态不能确定为施工企业固定资产的材料。常见的周转材料如脚手架、模板等,这些周转材料都是建筑工程施工所必不可少的设备物资。加强对周转材料的管理能够明晰企业施工成本的形成机制,为进一步确立成本优化节约点准备条件。一项工程施工项目一上马,其设计和组织所需要周转材料就必须按照数量、型号、规格和质量予以准备妥当。周转材料的成本费用一般在项目部予以反映,通常采用项目内部使用租赁制度。施工部门负责使用,项目部门负责收费。在周转材料的租赁率确定方面大多数企业都是按照市场价格的变化及其实际摊销情况进行测算的。项目部门自周转材料取得之日起,就需要对所有的周转材料进行台账建设和记录,并对作为原始凭证的施工图纸和供应商清单进行收集保管。由保障部门负责周转材料在个项目部门之间的统一协调。周转材料在调拨前应当就其型号、规格及数量是否能够满足施工的需要进行充分考虑,同时还要考虑运输过程中可能产生的损耗及将要发生的费用,以便比较调拨成本是否超出周转材料的使用价值。对于材料的调拨较常采用的原则是就近原则。
2.7做好竣工清场和材料的节超分析工作
以往多数项目竣工后,材料的节超情况都未详细地进行核算分析,这样不但不能发现所存在的问题,而且也不能提高保障人员的工作积极性。今后的项目不仅要逐月核算分析节超情况,并且在竣工后及时进行核算分析节超情况,为项目的总体评价提供依据。
智能建筑于20世纪80年代起源于美国,主要依靠智能控制技术、计算机技术、集成技术以及信息技术等实现各种不同功能。智能建筑是由多种高、新科学技术综合产生的。人们通过建筑智能系统尽情享受个性化、舒适化、节能环保,符合现代绿色建筑要求的生活与工作环境。
一、智能建筑研究现状
智能建筑自20世纪80年代初出现在美国,随着信息技术发展,在全世界范围内得到了极大发展。智能建筑相对于其他的普通建筑而言,其特征主要是安全、便捷、高效、舒适。随着建筑智能化系统技术的快速发展,智能建筑工程规模越来越大,智能建筑已逐渐引人关注与研究。根据智能建筑设计标准,其主要结构包括信息系统、设备管理系统以及安全系统,复杂的智能建筑可根据具体需求设计特点的功能模块。
智能建筑是伴随着计算机科学技术兴起的,以计算机技术与信息技术为基础,并与建筑施工技术、控制技术息息相关。该技术的发展对智能建筑具有直接影响。智能建筑发展一般划分如下几个阶段:
(1)第一阶段,开始于20世纪80年底,该时期以单功能系统的研发为主流产品。随着智能控制技术在智能建筑设备的应用,逐步研发出了各种研发产品,其中最具有代表性的是闭路电视监控、火灾自动报警、空调设备监控等系统。该系统结构简单,且可通用、可互换,只需调整控制参数。
(2)第二阶段,开始于20世纪90年代,以多功能系统为代表。随着信息技术、微电子技术的发展,以ASC为代表的微控制器研发成功并得到广泛推广。ASC可根据具体要求进行定制。ASC的通信功能实现了各专用控制器间的信息共享和管理功能,如综合保安系统、建筑设备设备自控系统、有线电视、火灾自动报警与控制系统等。
(3)第三阶段,20世纪90年代末期出现的集成系统。随着互联网的快速兴起,通信协议由专有型逐步转向开放型。
(4)第四阶段,21世纪的集成管理智能化系统、计算及网络系技术,智能控制系统依托互联网,实现了智能建筑的系统化、集成化与独立运行和管理。智能建筑实现了基于虚拟现实与多媒体技术的人机接口和融合处理。
二、智能控制技术在智能建筑中的应用
(1)知识库专家系统和知识工程是智能领域的重大研究成果,专家系统管控着整个系统正常运行,专家系统是在所需控制对象和规律的基础上研发的。该系统,具有丰富的专业知识和经验水平,能解决专业问题。根据一个或多个专家提供的特殊领域知识、经验进行推理,综合模拟专家的决策来解决复杂的问题。引入基于控制专家的专业知识和实践经验的专家控制系统。采用知识表达技术,建立模型知识库,利用逻辑推理法则,制订系统的控制决策。为智能建筑的自动化提供了最优控制决策支持。专家控制系统改变了传统依托数学模型的控制系统设计的局限性,使数学模型与知识模型相融合,知识信息处理技术与控制技术相结合。专家系统现在广泛应用于物业管理、自动缴费业务与智能支持等领域,在社会上评价均很高。
(2)人工神经网络在建筑系统建模、学习、控制、优化等方面取得了很大的成功。目前广泛使用到了语音识别、最优化计算、图像处理等等控制领域。随着智能建筑的自动化功能需求的不断增强,在现代智能建筑物内安装的自动化设备愈来愈多,能耗也越来越大。智能建筑改变了传统的自动化、半自动化的响应速度,且其对设备要求越来越低。智能系统中的建筑学习模式的开放,使智能系统的成本越来越低。尽管建筑神经网络模型存在实时性,但随计算机运行速度的提高与神经网络算法的改进,建筑神经网络控制不断完善。神经网络学习控制将采用大规模集成电路,可完成建筑物监控、保安、照明、娱乐等任务。
(3)随着数据库技术、网络技术的快速发展,数据仓库技术、分布式数据库的不断走向成熟,科学家不断将其引入到了建筑物的智能决策系统当中,能使智能建筑实现智能化决策支持系统。半结构化和非结构化的智能决策帮助了中、高层决策者进行方案决策,为决策者提供详细的信息,帮助决策者明确决策目标和对决策问题全面认识,能提供各种决策方案,并能对其进行优化设计,帮助决策者提高决策能力、决策水平、决策质量和决策效益,从而达到最大经济效益的目的。
三、结论
智能建筑由于其依托互联网技术、计算机技术、信息技术,能够比较自由的设计个性化服务,从而使我们的工作与生活环境得到了极大的改变,随着经济的发展,智能建筑逐步走向个性化、智能化方向发展,而智能建筑的关键技术是智能控制技术,因此,只有促进智能控制技术的发展,才能更好的发展智能建筑。
参考文献:
[1]郭维钧.智能建筑的最新发展[J].施工技术,2007,(04).
[2]李旭.智能建筑浅谈[J].中国科技信息,2005,(07).
1 引言
建筑智能化是一个发展中的概念,它随着科学技术的进步和人们对其功能要求的变化而不断更新、补充内容。建筑智能化系统,利用现代通信技术、信息技术、计算机网络技术、监控技术等,通过对建筑和建筑设备的自动检测与优化控制、信息资源的优化管理,实现对建筑物的智能控制与管理,以满足用户对建筑物的监控、管理和信息共享的需求,从而使智能建筑具有安全、舒适、高效和环保的特点,达到投资合理、适应信息社会需要的目标。建筑智能化涉及广泛,涵盖电气、安装、装修、弱电、计算机、软件等诸多学科,又属于建筑行业的一个边缘分支,在很多时候不受各大设计院青睐,多数设计院都把建筑智能化划在了电气专业,而一级建造师又把建筑智能化划在了机电工程专业,而有些业主更是把建筑智能化划在了IT或信息化专业,对建筑智能化的定义可谓是五花八门。我国建筑业普遍认同的定义为:智能建筑以建筑为平台,兼备通信、办公设备自动化,集系统、结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,提供一个高效、舒适、安全、便利的建筑环境。
2 世界各国对建筑智能化内涵的定义
美国智能化建筑研究所通过对建筑的四个基本要素,即结构,系统,服务,管理以及她们之间内在的关联的最优化考虑,来提供一个投资合理的但又拥有高效率的舒适、温馨、便利的环境,并帮助建筑物业主、物业管理人员和租用人实现在费用、舒适、便利和安全等方面的目标,当然还要考虑长远的系统灵活性及市场能力。欧洲智能化建筑集团:使其用户发挥最高效率,同时又以低廉的保养,最有效的管理本身资源的建筑。能为建筑提供反映快,效率高和有力支持的环境,使用户达到其业务目标。
在日本智能化建筑就是高功能大厦,其功能是:1、方便有效的利用信息和通讯设备:2、采用楼宇自动控制技术,使其具有高度的综合管理能力。新加坡:智能化建筑必须具备三个条件,1:安全、舒适的环境,即具有消防功能,温度和湿度控制功能以及灯光及其它楼宇设备的控制功能,2、良好的通讯网络设施,使数据信息能够在大厦内传输。3、足够的对外通信设施与通信能力。
我国建筑业普遍认同的定义:智能建筑以建筑为平台,兼备通信、办公设备自动化,集系统、结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,提供一个高效、舒适、安全、便利的建筑环境。智能建筑是一个发展中的概念,它随着科学技术的进步和人们对其功能要求的变化而不断更新、补充内容。我国智能建筑专家、清华大学张瑞武教授在1997年6月厦门市建委主办的“首届智能建筑研讨会”上,提出了以下比较完整的定义:智能建筑是指利用系统集成方法,将智能型计算机技术、通信技术、控制技术、多媒体技术和现代建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理,对使用者的信息服务及其建筑环境的优化组合,所获得的投资合理,适合信息技术需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的现代化建筑物。这是目前我国智能化研究的理论界所公认的最权威的定义。
3 建筑智能化发展历程
1、智能建筑起源于20世纪80年代初期的美国,智能建筑是建筑史上一个重要的里程碑。1984年1月美国康涅狄格州的哈特福特市(Hartford)建立世界第一幢智能大厦之后,大厦配有语言通信、文字处理、电子邮件、市场行情信息、科学计算和情报资料检索等服务,实现自动化综合管理,大楼内的空调、电梯、供水、防盗、防火及供配电系统等都通过计算机系统进行有效的控制。
2、美国诞生智能建筑之后,日本派出专家到美国详尽考察,并且制定了智能设备、智能家庭到智能建筑、智能城市的发展计划,成立了“建设省国家智能建筑专家委员会”和“日本智能建筑研究会”。1985年8月在东京青山建成了日本第一座智能大厦“本田青山大厦”。
3、西欧发展智能建筑基本与日本同步。1986~1989年间,伦敦的中心商务区进行了二战之后最大规模的改造。英国是大西洋两岸的交汇点,因此大批金融企业特别是保险业纷纷在伦敦设立机构,带动了智能化办公楼的需求。
4、法、德等国相继在20世纪80年代末和20世纪90年代初建成各有特色的智能建筑。
5、智能化办公楼工作效率的提高,使当时处于经济衰退中的西欧的失业状况更加严重,进而导致对智能楼宇需求的下降。到1992年,伦敦就有110万平方米的办公楼空置。
6、20世纪80年代到20世纪90年代,亚太地区经济的活跃,使新加坡、中国台北、中国香港、汉城、雅加达、吉隆坡和曼谷等大城市里,陆续建起一批高标准的智能化大楼。
7、泰国的智能化大楼普及率领先世界,20世纪80年代泰国新建的大楼60%为智能化大楼。
4 建筑智能化系统分类
在通常的设计当中,建筑智能化分为三个大系统:安全防范系统、通信及控制系统、多媒体系统,每个大系统内又包含了诸多的子系统。实现建筑智能化的目的:是为用户创造一个安全、便捷、舒适、高效、合理的投资和低能耗的生活或工作环境,在建筑物内设置的任何设施与系统都要服从于这个目标,否则建筑智能化就失去意义了。
常见系统
(1)消防报警系统、计算机网络、宽带接入及增值服务
(2)闭路监控系统,无线转发系统及无线对讲系统
(3)停车场管理系统,音视频系统
(4)楼宇自控系统,水电气三表抄送系统
(5)背景音乐及紧急广播系统,物业管理系统
(6)综合布线系统,大屏幕显示系统
(7)有线电视及卫星接收系统,机房装修工程
5 建筑智能化的设计规范
设计规范在设计中起到法律的作用,国家制定的设计规范实际上就是建设单位与设计单位必须遵守的法规。安全性在智能化建筑中的位置是非常重要的,没有安全性,舒适性和使用性都无法保证。安全性包括人身安全与设备安全。智能化建筑人员集中,设备昂贵,安全性就尤为重要,所以智能化建筑必须严格遵守设计规范。
6 结束语
智能建筑的发展正向着高效节能、生态环保、健康、资源可持续利用的方向发展,越来越好的为人们提供更加便利、舒适的工作和生活环境。紧紧围绕“绿色、人文、科技”的主旋律,秉承“低碳、节能、环保”的理念。
2智能建筑的发展概况
智能建筑最初起源于西方,其开拓了新型的建筑设计方式。随着智能建筑的迅速发展,其设计风格逐渐流传到中国,在中国也得到了较好的传播。在二十世纪八十年代,智能建筑最先出现在国外投资的酒店和特殊需要的工业建筑,在设计过程中所采用的技术与设备是从国外进口的,虽然智能建筑的普及率不够高,但是吸引了众多建筑设计师的关注,而且一些设计单位、产品供应商以及业内学者专家积极响应,从某种意义上说,智能建筑设计有效地推动了当前建筑行业的发展。1995年中国工程建筑标准化协会通信工程委员会了《建筑与建筑综合布线系统与设计规范》,这些都促进了通信网络和办公自动化系统在建筑中的应用。同时,智能建筑的标准随着时间的推移也得到了逐步的完善,而且其划分标准逐渐演变成智能建筑的规划、设计与施工三级结构,这三中结构相互影响,在一定程度上可以相互转化,对于智能建筑而言,其最开始需要进行科学的规划,然后需要进行评估,判断其是否具有设计的潜力,而且在这种潜力的背后能否进行有效的施工。这种三级结构通过合理的方式推动了当前智能建筑的逐步发展。智能建筑在发展过程中,房地产行业也如火如荼的进行着,并且一些房地产商已经意识到智能建筑的潜在价值。在九十年代后期,沿海经济发达地区开始批量进行智能建筑开发,并将建筑开发区域拓展到西部,同时在智能建筑的发展过程中,涌现出一大批建筑设计师与施工队伍,在这背后也潜存着一些隐患。为了避免智能建筑的非法发展,国家建筑管理部门出台了一系列政策规范智能建筑的不合理发展,这种不合理发展的规范形式多种多样,其中最为关键的是其质量标准。
3智能建筑的发展趋势
3.1智能建筑的发展影响当前正处在信息时代,智能建筑会伴随着信息技术的发展而前景广阔,这会在一定程度上改变未来建筑的发展格局。同时,国际社会合作与互融的趋势明显,对国际格局的影响也日益深刻,这将会对智能建筑的设计模式与管理方式产生深刻的影响。根据以往相关文献的研究,笔者认为未来的建筑的发展趋势主要包括以下几个方面:(1)信息技术的发展将会改变智能建筑的体系结构在信息技术全面发展以前,智能建筑的设计仅仅局限于传统建筑的优势功能,伴随着计算机应用技术的发展,智能建筑的功能将倾向多元功能的开发,将建筑的居住功能向纵深方向拓展,实现智能建筑功能的智能操作。信息技术的发展对智能建筑的改变不是体现在量的累积上,而是一种结构的革新,这种革新更多体现在内涵的改变上。在现实生活中,我们会发现一些智能建筑的内在功能具备了机器人的实际操作程序,甚至超越了智能机器人的操作水平,人们在智能建筑中生活,能够体验到效率高、舒适性强。(2)管理制度的变革将会消除建筑智能化系统发展的障碍在智能建筑未有得到发展的时候,建筑管理制度倾向于市场化,以房地产市场的行情来调整管理方式。随着信息化技术的发展,智能建筑的高速发展迫切改变当前的管理方式,而且这种管理需要从体制上进行革新,改变以往束缚智能建筑发展的规章制度,真正将智能建筑的发展推向市场,使智能建筑的发展适应不同的市场信号,实现智能建筑的良性发展。同时,国家对智能建筑的管理更加注重人文因素的注入,根据智能建筑的发展情况,不断优化自身的管理方式,为智能建筑的发展提供更加优质的服务。(3)建筑设计理念的更新促进人们对智能建筑服务模式的探究在智能建筑发展的初期,人们的建筑设计理念还停留在传统的设计模式上,伴随着智能建筑的发展,人们对建筑的设计理念有了更加深刻的认识,这种认识不仅能够促进当前智能建筑的发展,而且还能改变智能建筑的服务模式,以往智能建筑的服务模式仅仅依靠物业服务,而现在更加倾向于智能化的服务模式,这种模式不仅能够提升服务效率,而且还大大提升了服务质量。
3.2智能建筑未来的演变进程伴随着智能建筑技术的不断提升,人们对智能建筑的认识更加具体,下面就其具体类型发展趋势进行介绍。(1)智能化办公楼随着行政办公效率的提升,行政办公空间日益缩减,智能建筑在此类建筑上的发展趋势较小,其所占比例为3%。但是智能化办公楼对智能化的要求较其他类型的建筑物标准较高。根据以往相关研究,智能化办公楼不仅能够改善办公环境,还能提高工作效率,而办公效率的提升也能够促进智能化建筑的发展。(2)智能化医院智能化医院更加依赖计算机网络技术,这得力于计算机的诊断与处理功能存在较大的潜力,这种潜力能够迅速提高信息储存容量与运算顺序。根据相关研究,计算机在开方、医疗、远程会诊等方面具有较快的效率。随着时间的推移,目前医学手术的涉及面较广,其中包括医学研究与医学教育等。医院智能化功能能够带动以医院为代表的智能化建筑的发展。(3)智能化学校随着信息化时代的深入,学校多数采用多媒体等电教化教学手段,这些都是智能化学校最原始的模型,随着信息化社会的发展,学校的教学手段更加倾向于智能化,而且智能化教学能够发掘优势潜力,实现教学资源的共享与拓展。由于信息化水平较高,学生对互联网的依赖性较高,其更易采用智能化的操作手段进行实际演练。在一些智能化学校存在一种虚拟学校,是一种利用智能化技术进行全程教学,其中包括在线布置作业、批改答卷、讨论教学、公布教学计划等。(4)智能化公寓智能化公寓是指将住宅中各种通信设施与实际的运用功能进行较好的链接,这些链接可以与智能化公寓进行互动,实现公寓各种功能的展现。智能化公寓能够为人们的起居生活提供优质的服务,在提供服务的过程中实现信息社会的创意生活。在表1中可以看出智能化公寓未来的发展趋势较好,其所占的比例最高,这充分说明人们对生活质量的要求越来越高,也在一定程度上表明智能化建筑的发展前景广阔,与之对应的房地产行业也将迎来新的春天。
物联网能将无处不在的末端设备和设施,通过各种无线、有线的或长或短距离的通讯网络实现互联互通,在内网(Intranet)、专网(Extranet)或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
融现代建筑技术与通信网络技术等高科技于一体的智能建筑悄然兴起,智能大厦、智能小区已经遍布世界各地,其发展势头十分迅猛。而目前方兴未艾的物联网技术因其各种特性,引入到智能建筑中,必将是一个重要的发展方向。
一、什么是物联网
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
物联网(Internet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”(Enabled)的,如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote),通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。物联网的行业特性主要体现在其应用领域内,目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试,某些行业已经积累一些成功的案例。
二、什么是智能建筑
所谓智能建筑,就是给传统建筑加上“灵敏”的神经系统和“聪明”的头脑,以提高人们的居住质量,给住户带来多元化信息和安全、舒适、便利的生活环境。在建筑业界流传着“3A”的说法,即指BA(楼宇自动化)、OA(办公室自动化)和CA(通讯自动化),“A”代表自动化,“A”(自动化)智能建筑、智能住宅和智能社区,代表着人们对工业自动化、家庭信息化和社区网络化三个需求的阶段。
智能建筑在20世纪80年代中期起源于美国,并在美国得到了迅猛发展,不久,智能建筑的发展在世界范围内一浪高过一浪,在欧洲、日本和东南亚等地区迅速刮起了建智能建筑之风。据报道,智能建筑也经过了一个演变过程。上个世纪80年代初,大量采用电子技术的家用电器面市,当时人们称之为住宅电子化;80年代中期,将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念;80年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统,这在美国称为智慧屋、在欧洲称为时髦屋,日本建设省在推进智能建筑概念时,提出了家庭总线系统概念。
总之,智能建筑必须具备以下四个条件:一是一套先进的楼宇设备控制系统,以营造一种温馨、回归大自然的生活环境。二是一套结构化布线系统,将整座大楼或整个小区的数据通信、语音通信、多媒体通信融为一体。三是一个现代化的通讯系统,以满足现代信息社会高效率的工作需求。四是一个对大楼的强电设备和弱电系统进行统一监视和管理的系统集成平台,为住户提供良好的物业管理和一流服务。
我国智能建筑的起步较晚,但近几年来,在北京、上海、广州等大城市,相继建起了具有相当水平的智能建筑。智能建筑是一个国家的综合国力和科技水平的具体体现之一,目前世界各国都在加大力度发展智能建筑,中国也把智能建筑的建设纳入了重要的议程。权威专家认为,网络技术、视频技术、通信技术等新技术的发展,使未来智能建筑正朝着集约化、系统化、标准化的方向发展,绿色、环保、节能是智能建筑发展的主流方向,另外,在智能建筑的建设中,应避免重技术、轻管理,重硬轻软的情况,创造出以人为中心的数字化的高效家居及办公环境。
三、物联网对智能建筑的影响
当前智能建筑技术现状,智能建筑包括了20-30个子系统;子系统分成两大类:常规与专业应用;绝大部分常规类、几乎全部专业应用类子系统均为网络化、IP网络化架构;建筑设备监控、安防、一卡通等已经构成ITP/IP网络平台上的集成融合子系统。一卡通包含很多内容,门禁、消费等等很多内容,现在融合起来了,变成一个集成融合子系统。智能建筑技术遍及各个行业,从传统“弱点”发展成“综合集成系统”;智能建筑技术遍及数字城市,是构建数字城市核心技术之一;智能建筑技术是构建绿色建筑的重要技术;标准与规范日趋完善。
物联网对智能建筑技术影响无处不在;设备经过传感器联网技术遍及大部分子系统;可以说:很多子系统已经是准物联网形态或已经是物联网形态。什么叫物联网形态,有三个方面内容,一部分是传感器联网,一部分是互联网的协议栈,一部分是设备网站。现在很多子系统可以说已经是物联网形态。例如智能家居、建筑设备监控、安防、一卡通、电子配线架、远传抄表、专业应用等系统。
智能建筑设备传感器联网方式:单向/双向;单路/多路;TCP/IP网、非TCP/IP网;设备间无直接互动/直接互动。简单例:远传抄表/一卡通/视频监控等。复杂例:智能家居/建筑设备监控等。
智能建筑的物联网形态,家居网连接了家电、安防、窗帘、远传表具。家居网可以是无线,可以是电力载波,也可以是以太网等等。大部分家居网里可能都不是TCP/IP支持的网络。整个家居里面必须要有智能家居控制器来控制这些设备的联网。每个家里面有一个智能家居控制器以后,到小区里可以通过以太网跟住户连接起来,住户也可以反馈自己家里一些情况。要么就是移动通信网,要么就是以太网。
什么叫做物联网?我们知道物联网里面一个最主要的核心部分是互联网的协议,互联网协议在住户移动终端跟物业里,必须要浏览器跟服务器的访问,如果B/S访问模式必须要有一个服务器,服务器放在家居智能控制器里面,也就是说住户的移动终端或者物业的终端,通过服务器就可以访问到家居设备的运行情况,对它们进行控制。
四、物联网在智能建筑系统中应用的可能性分析
随着物联网技术的发展,将其应用在智能建筑系统中已经成为可能,具体可表现在以下几个方面:
1.物件(设备)经传感器联网明显地反映在智能家居、建筑设备监控、安防、一卡通、远传表、电子配线管理、智能照明、公共广播、会议系统、机房以及某些专业应用等系统中。
2.以局域网作为内网是智能建筑的网络层主要结构。
3.TCP/IP网络平台支撑设备的管理和监控。
4.实现管理和监控,浏览器和服务器(B/S)访问模式逐渐取代了传统的B/S与客户机/服务器(C/S)混合访问模式。
5.智能建筑设备传感/控制联网方式实际开关量或模拟量、单向或双向、单路或多路、TCP/IP支持的网或TCP/IP不直接支持的网、设备间无互动或设备间互动5个因素。
不同的子系统设备传感器/控制联网方式可能不同,其中模拟量、双向、多路、非TCP/IP网、设备间互动的联网方式比较复杂,建筑设备监控、智能家居、机房环境与设备监控等系统涉及的传感/控制联网就归于此类情况。
6.“十二五”物联网规划所支持的重点应用领域与智能建筑关系密切。
五、智能建筑物联网应用体系架构
智能建筑物联网应用体系架构可细分成6层和公共技术共7部分。
1.智能建筑传感与执行层。各子系统物件传感相互协调,互不干扰。
2.短距离通信技术和协同处理层。涉及传感器与执行器所连接的现场总线和通信技术,以及设备在现场总线网络上的互动和协同处理。
3.网络平台层。对于智能建筑物联网有关的子系统该层的内容几乎全部是TCP/IP以太网平台某些子系统需要建立移动通信网平台。
4.网络应用协议层。该层内容是TCP/IP网络平台所支持的应用协议如HTTP、FTP、MIME、SNMP、XML等。
5.服务支持层。该层内容包括数据资源和中间件等。
6.智能建筑应用层。对于智能建筑物联网有关的子系统必须具备基于浏览器的B/S访问模式的管理和监控功能。
7.公共技术。公共技术主要包括建立系统所需要的公共文件和服务如标志解析、信息安全、系统管理等。
六、物联网应用在智能建筑中应注意的若干问题
1.物联网应用的主要目标可认为是数字城市(目前称感知城市)和行业智能化。国家“十二五”规划物联网锁定的十大重点领域虽然遍及数字城市但与处于基层的智能建筑关系密切:智能家居领域本来是智能建筑的一部分;工业与自动化领域包括智能建筑中的建筑设备监控子系统;环境与安全检测领域落实到智能建筑中就是绿色建筑环保监测以及重要的安防系统;智能电网、智能交通、智能物流、医疗健康、金融与服务业等领域的物联网应用与这些领域中的智能建筑相关专业子系统物联网应用有关。
2.物联网的原文是Internet of Things但对于基于建筑物、基本由TCP/IP以太网内网支撑的智能建筑来说其物联网架构不可能发展成由Internet来支撑即智能建筑领域的物件资源不太可能在互联网上被共享。但是互联网技术特别是互联网应用协议(如浏览器、HTTP、Web Server、MIME、XML等)对智能建筑物联网应用的支持极为重要。可以认为智能建筑物联网物件资源的共享发生在互联网协议支持的内网以太网平台上。
3.智能建筑各个物联网子系统的应用层采用B/S访问模式的重要性在于如下几点:物联网计算模式源于上一代互联网计算模式显然应用层的B/S访问模式是主导随着浏览器越来越强大的功能当前国内外智能建筑产品的应用层均走上全B/S之路替代了B/S与C/S混合模式。
便于构建物联网架构的智能建筑集成系统。如果有关的子系统均为B/S访问模式则形成智能建筑集成系统(BMS)新颖的物联网架构是迎刃而解的事。便于向上融合。B/S访问模式是智能建筑作为基层子系统融合到感知城市或(和)行业整体的物联网架构中的重要技术支撑。云计算是当前信息化发展的重要目标为了构建即将到来的智能建筑物联网云计算平台B/S访问模式是必要的技术条件。如当前国内已有企业推出基于智能建筑云计算的能源管理系统以能源管理的云计算服务改变当前每个建筑孤岛式的能源管理。智能建筑公共运维服务是智能建筑行业发展的重要目标之一。要实现该目标必须摒弃传统智能建筑孤岛式的运维模式。物联网B/S访问模式为智能建筑发展第三产业公共运维服务提供了必要的技术支撑。智能建筑领域应用层的B/S访问模式是发展智能建筑物联网搜索引擎的决定性的技术条件。
引 言
火灾对于智能建筑的影响较大,因此,智能建筑防火设计问题成为人们重点关注的对象。火灾是发生频率较高的灾害。无论电器设备、装修材料、室内陈设都可能引发楼宇火灾,导致人员伤亡和财产损失,尤以高层和超高层建筑损失最大。所以,智能建筑的防火系统技术在高层及超高层的防火设计中得到了广泛采用。
1 智能建筑及其特点
智能建筑的概念起源于美国,但是,至今,智能建筑还没有一个明确的定义。美国智能建筑学会定义“智能建筑”是将结构、系统服务、运营及其相互联系全面综合并达到最佳组合,所获得的高效率、高功能与高舒适性的大楼。智能建筑一般具有三个条件:①采用先进的自动控制系统,调节大楼内的各种设施,包括消防、保安、气温、湿度、灯光等,创造舒适的环境;②具有良好的通讯网络设施;③可提供现代化对外通讯手段和办公条件,可及时获得全球性金融商业情报、科技情报和各种数据库系统中的最新信息,有利于及时处理商贸业务的高速决策与竞争。综合来讲,智能建筑有以主几个特点:①智能建筑是计算机和信息处理等高技术与建筑艺术的有机结合,可创造出安全,有宜于健康和提高工作效益,舒适的办公环境。②在建筑结构设计中采用开放式,大跨度框架结构,以满足多种用户对不同环境功能要求,并通过结构化综合布线系统(SCS 或 PDS)全面实现建筑自动化(BA)、通讯自动化(CA)和办公自动化(OA)。③利用新技术最大程度地节能,实现设备的最佳经济运行,如火灾监控系统采用环境自适应调整和消防设备优化控制,空调系统采用最佳启停控制、设定值自控和节能优化控制等。④智能建筑随各国经济和文化背景不同而体现出差异,如美国主要发展出租型智能建筑,日本多为大企业自用的智能化办公楼,泰国则更重于适应旅游需要的智能型建筑。⑤智能建筑随高技术发展,而不断完善功能。
2 智能建筑中火灾监控系统的性能要求
首先,智能建筑中火灾自动报警系统的设计形式以及它的划分和设置,从设计而言一般分为三种:区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心报警系统。就以现在的智能建筑从其基本特点来看,最适应的方式是控制中心报警系统。从划分和设置方面来看有探测区域的划分与探测器的设置,报警区域的划分和报警控制器的设置,消防连动设备及其控制。当然提出火灾自动报警系统设计时一定要考虑它在联接界面上智能建筑的适应性。其次,智能建筑中火灾自动报警系统的设计要点是:根据被保护对象发生火灾是燃烧的特点,确定火灾探测器的类型;根据划分报警区域设置区域报警控制器;根据消防设备确定联动控制方式;根据防火灭火要求来确定按照火灾探测器的总数和其他报警装置(如手报)数量,确定火灾报警控制器的总容量;根据防火要求的联动控制方式确定报警和联动的逻辑关系。最后还要考虑火灾自动报警系统与建筑设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统的适应性。智能建筑的核心,是采用开放式大跨度框架结构和设置 3A 系统,其中,BA系统由火灾监控系统、空调系统、保安系统等组成,智能建筑发生火警时,火灾监控系统要及时探测、鉴别并启动通讯系统自动对外报警,根据各楼层人员情况显示最佳疏导、营救方案,同时,自动关闭不必要的电力系统和办公系统,并根据火灾状况分配供水系统,启动防排烟设施等。因此,从消防安全需要出发,智能建筑中火灾监控系统应采用规范要求的控制中心报警系统模式,并应具备以下性能要求:①具有模拟量火灾控测方式和总线制系统结构,现场火灾控测器或传感器能采集动态数据并有效传输;②火灾报警可靠及时,误报率低,系统工作稳定,兼容性强;③具有数据共享、电源与设备自动监控、网络服务和消防设备优化管理功能;④具有良好的人机对话界面和系统软件,综合管理和服务能力强。智能建筑并不在于是否拥有最先进的火灾监控系统、通讯系统、办公系统、保安系统和空调系统,而在于这些系统在满足智能建筑基本要求的前提下是否有机地联系在一起并发挥作用。
3 防排烟模块控制框图动设备及其控制
当然提出火灾自动报警系统设计时一定要考虑它在联接界面上智能建筑的适应性。其次,智能建筑中火灾自动报警系统的设计要点是:根据被保护对象发生火灾是燃烧的特点,确定火灾探测器的类型;根据划分报警区域设置区域报警控制器;根据消防设备确定联动控制方式;根据防火灭火要求来确定按照火灾探测器的总数和其他报警装置(如手报)数量,确定火灾报警控制器的总容量;根据防火要求的联动控制方式确定报警和联动的逻辑关系。最后还要考虑火灾自动报警系统与建筑设备自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统的适应性。智能建筑的核心,是采用开放式大跨度框架结构和设置 3A 系统,其中,BA系统由火灾监控系统、空调系统、保安系统等组成,智能建筑发生火警时,火灾监控系统要及时探测、鉴别并启动通讯系统自动对外报警,根据各楼层人员情况显示最佳疏导、营救方案,同时,自动关闭不必要的电力系统和办公系统,并根据火灾状况分配供水系统,启动防排烟设施等。因此,从消防安全需要出发,智能建筑中火灾监控系统应采用规范要求的控制中心报警系统模式,并应具备以下性能要求:①具有模拟量火灾控测方式和总线制系统结构,现场火灾控测器或传感器能采集动态数据并有效传输;②火灾报警可靠及时,误报率低,系统工作稳定,兼容性强;③具有数据共享、电源与设备自动监控、网络服务和消防设备优化管理功能;④具有良好的人机对话界面和系统软件,综合管理和服务能力强。智能建筑并不在于是否拥有最先进的火灾监控系统、通讯系统、办公系统、保安系统和空调系统,而在于这些系统在满足智能建筑基本要求的前提下是否有机地联系在一起并发挥作用。3 智能技术在火灾报警系统中的应用我国已建成或在建的高层建筑中,智能防火系统有较广泛的应用,如北京光大大厦、长城饭店、交通部办公楼、上海展览中心、锦江饭店、广东国际大厦等建筑已达到楼宇设备自动化,即实现中央电脑控制系统,其防火子系统亦采用集中智能型,具有设备监控和网络通讯能力。
3.1 智能建筑火灾探测技术
火灾自动报警系统中,火灾探测器的选用及其报警器的配合是火灾自动报警系统设计的关键。先介绍一种国外最新设计的新型分布式智能火灾探测报警探头,探头自带 CPU,具有智能型,能独立地探测火灾。据探测到的火灾特点与探头内储的预置火灾特性曲线参数进行比较,能准确地进行灾探测、排除干扰,及时诊断判定、自动报警、选择消防控制。另外,分布式智能火灾探测系统,在每个火灾探测器或火灾传感器上都有一个原始的微处理器代探测器的电子线路进行参数处理并进行必要的分析判断,提高探测器的有效数据输出。在智能建筑中,采用分布式智能火灾探测系统,能较好地协调早期发现火灾,消灭或消除误报或不报现象,及时传输信息功能。
此探测器具有灵敏度自动调整、自动诊断、自动报警功能。内设的微处理器,实现探测器本身对信号进行不间断的真正智能模拟处理,当灵敏度阈值超出允许范围时,自动进行干扰参数计算,调整报警灵敏点,使之适应探测器所处环境,完成灵敏度自动调我自动诊断功能是采用综合诊断方式进行预防性维护,通过自动修正检测值,确保对探测器电气性能进行诊断,确定老化程度;自动报警功能是通过自动修正灵敏度、补偿环境条件变化,消除干扰和集灰影响,使其长期内免维护,当自动修正无法满足要求时,发出报警信号,提醒维护。
3.2 智能型数据总线布置
中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:
一、前言
建筑物中的信息传输系统越来越庞大,传统的布线系统各自独立而互不兼容,已经无法满足建筑物中通信的需要。综合布线系统是与智能化建筑同时发展起来的多学科交叉的新领域,它将智能建筑的信息系统融合在一起,采用结构化、模块化的设计思想,统一安装,具有兼容、开放、灵活、可靠、先进和经济等特点。智能建筑性能的好坏完全取决于智能建筑物内综合布线系统的技术设计和施工质量。综合布线系统是整个智能建筑的核心部分,加强对综合布线的探讨,具有十分重要的社会经济意义。
二、综合布线系统的概念与特点
建筑物或者建筑群综合布线系统也称开放式布线系统。综合布线系统依据诸节点的地理分配状况、网络配置状况和传递信息要求,安装相适应的布线基质和连接设施,从而便于对整个网络的连接、维护和管理等。综合起来,综合布线系统表现出如下的功能特点:
1. 先进性。综合布线很好地消除了过去布线模式隐藏的诸多缺点。在科学技术的快速发展的同时,人们急切地要求共享信息资源,特别是以电话业务为标志的通信网逐步被综合业务数字网(ISDN)取代,人们相当看重可以同时传输语音、数据和视频的集成通信网。可见,综合布线系统替代单一、高价、复杂的传统布线系统,是符合信息时代的潮流,与历史发展的趋势相适应。
2.开放性。过去的布线系统,一旦用户选择了一种设备,相应地就固定了与之相匹配的布线方式及传输介质。一旦更换成新的设备,相应地就要更换原来的布线。可以预料,在完成施工的建筑物
内,这种改变是相当有难度的,要耗费大量投资。
3.可靠性。综合布线使用高质量的材质,采用组合压接的方法,建造一套高水平的信息传输线路。全部线缆和相关元件均经过ISO认证,使用专业仪器调试每条线路的链路阻抗和衰减率,从而使电气性能的可靠性得到保证。系统的布线完全使用点到点对接,无论哪条线路出现都不会给其他线路的运行造成影响。这让线路的运行和保养及问题检修变的简单快捷,因而使应用系统运行的可靠性得到保证。
4.灵活性
综合布线的传输线缆及有关零部件符合通用标准,而且使用模块化设计方案。因而,各个通道间具有通用性。任何一条通道都支持终端、以太网工作站和令牌网工作站。开通和改变设备无需变更布线,简单地增减要使用的设备,并于配线架上采取相应的跳线管理,就可以达到目的。
三、综合布线系统与智能建筑的关系
近年来信息化大潮不断袭来,社会对信息的需求越来越大,建筑物作为人们工作生活的主要场所必然需要为人们获取和处理信息提供必要的条件。所以传统的基本土建加供电线路加语音线路的建筑物已经不能适应时代的要求了,一种新的建筑物———智能建筑进入人们的视野。智能建筑(Intelligent Building 简称 IB)起源于上个世纪 80年代的美国。美国智能建筑学会 (AIBI:American IntelligenceBuilding Institute) 给出的定义为“:智能建筑是将结构,系统服务,运营及其相互联系全面综合,并达到最佳组合,所获得的高效率,高功能与舒适性的大楼,
综合布线系统是智能建筑的大脑,属于智能建筑的基础部分和关键设施,和建筑工程的前期设计、施工过程及后期的维护有着不可分割的联系,集中体现在如下几个方面:
1.智能建筑的智能化水平主要由综合布线系统体现出来。在评估智能建筑的智能化水平时,并不是评估建筑物是否巍峨耸立、是否具有新奇的外观,同时也不评是否具有华丽堂皇的装修和齐全的设备,重要是评估建筑物中的综合布线系统的配线水平,例如是否具有成套的设备、是否具有完备的技术、是否具有合理分布的网络、是否具有良好的工程质量,这些才是影响智能建筑的智能化水平的关键部分。智能建筑可否满足用户的需求,起到至关重要作用的是综合布线系统。
2.综合布线系统是智能建筑不可或缺的根基,这样智能建筑才可以更好地做到智能化,综合布线系统将智能建筑内的各种现代化通讯设备设施连接起来,构成一整套完备的系统,从而满足高度智能化的需求。因为综合布线系统可以满足诸多现代设施的需求及以后的发展,具有先进性、开放性、灵活性等诸多特点,因此它是保证智能建筑高效优质满足人们需求的根基设施之一。只有装备了综合布线系统的建筑物,才有可能做到智能化,这是设计智能建筑的重中之重。
四、智能建筑综合布线系统设计方法探讨
1.设计工作区子系统
设计工作区子系统时,应将信息插座安装在墙面或地面上,同时要有单孔和双孔两类。数据插座要是屏蔽嵌入式插座,这样高速网络设备所接的每个数据插座都具有金属屏蔽壳且能够良好接地。数据插座应是RJ45插座,能以大于15mbP/s的速度传输信息,各类型终端设备依靠RJ45的标准跳线能够快捷地与数据插座连接。工作区子系统遵循甲级标准,具备“端口保护装置”(也就是数据锁),隔离各类信号,不会因插错插座而损坏设备。
2. 设计干线子系统
干线子系统是指智能建筑物内的主干电缆的路由,将主配线架和分配线架,及其他设备相互连接起来。设计的干线传输不仅适应当下的需求,还要满足今后的发展。分布干线子系统时要使用能保证干线线缆最短、最可靠和花费最少的路由。在干线子系统的施工过程中,要留下少量线缆用作冗余通道,这样保证了综合布线系统能够扩展。
3. 屏蔽布线
当系统对电磁兼容性有较高的要求时,或者网络安全保密的需要,应采用屏蔽布线系统。当采用屏蔽布线系统设计时,除布线电缆采用屏蔽电缆外,连接器件、跳线、设备电缆等都应是屏蔽,并保证系统屏蔽的连续性。
4.布线长度要求
综合布线信道长度:水平电缆或水平光缆最大长度为 90m,最长10m 的跳线和设备缆线及最多 4 个的连接器件组成;综合布线永久链路长度:水平缆线最大长度为 90m及 3 个连接器件。综合布线水平缆线与建筑物主干缆线及建筑群主干缆线之和所构成的信道的总长度不应大于 2000m。
5. 电气防护与接地
综合布线和电力电缆的间距应符合国家相关规定,与电气设备的最小净距离也应符合相关规定。宜采用公用的接地系统,当采用单独的接地系统时,接地电阻不应大于 4 欧姆。当综合布线系统路由上存在干扰源,且不能满足最小净距离要求时,宜采用金属管线进行屏蔽或采用屏蔽布线系统及光缆布线系统。
6.综合布线系统测试
综合布线系统测试分为认证测试和验证测试。认证测试是以综合布线链路标准为依据,对布线链路进行测试。目前认证测试的标准主要采用美国国家标准协会 TIA/EIA 的TSB- 67《现场测试非屏蔽双绞线电缆布线系统传输性能技术规范》,它叙述和规定了电缆布线的现场测试内容、方法和对仪表精度要求。主要用基本链路和通道两种测试链路结构。目前通常使用的认证测试仪是福禄克公司的DSP- 4x00 数字式电缆测试仪,主要测试的参数是接线、长度、衰减、近端串扰、衰减与串扰比、传输延迟和延迟偏离、回波损耗等。
五、结束语
综合布线系统具有先进性、可靠性、开放性、灵活性,是智能建筑的根基,做好智能建筑中综合布线系统的设计要做好工作区间子系统设计和干线子系统设计。
参考文献:
[1]杨威 董一方 智能建筑综合布线系统设计方法 [期刊论文] 《中国勘察设计》 -2008年6期
[2]于昆伦 智能建筑中综合布线系统的设计 [期刊论文] 《低压电器》 ISTIC PKU -2009年16期
[3]阳莉 胡嘉,智能建筑的综合布线系统的设计 [会议论文] 2000 - 重庆市电机工程学会2000年学术会议
[Abstract] with the development of science and technology and ideas, information society and knowledge economy continues to improve and gradually combined with practical application, become the architectural design in the field of a critical philosophy. A style of architecture of intelligent building as this stage of construction project in the most common, the design idea and pay more attention to the intelligent degree. In this paper, design of intelligent building design analysis, it will offer a reference for the future work.
[keyword] intelligent building; office building; information technology; automation; architectural design
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
1、前言
近年来,随着科学技术的飞速发展和信息技术应用的日益广泛,建筑设计的过程中逐步采用了智能化方式,这也是现代化建筑形式智能化、现代化发展的必然趋势。今天,建筑物的发展可谓是经过了电气化阶段、自动化阶段和智能化阶段。其中,智能建筑是集现代科学技术和建筑物中各个结构、设备和管理应用为一体的综合性结构。在建筑设计中,采用最先进的科学技术、最先进的设备为手段实现高效、节能、舒适的建筑设计是建筑设计师关注的焦点。办公楼作为当前建筑中的主要形式,集电子技术、网络技术和通讯技术为一体设计不仅能够有效的提高建筑物使用功能,更是增加建筑物的美观性。
2、智能办公建筑概述
办公建筑是为了给人们提供一个良好的工作环境而形成的产物,它是政府部门、企业单位、个人企业等进行办公的建筑物。随着我国社会经济与技术的不断发展,建筑行业在智能化领域也得到了有效的发展,智能化建筑是社会发展的必然结果,在办公建筑当中,为了打造一个良好的工作环境,引入智能化至关重要。所谓智能化办公建筑也就是通过现代化技术手段以及先进的管理措施来对办公建筑的各种电器设备进行管理,使智能化建筑电器设备在办公建筑内部进行自动化、信息化管理,这就提高了人们在工作中的舒适度,在很大程度上提高了工作效率。
3、智能化建筑的起源
随着经济的不断发展以及现代化水平的提高,美国是最早对智能化建筑定义的国家。智能化建筑是现代化社会发展的产物,是建筑行业发展的必然结果,它的发展能够有效的提高建筑物的管理措施以及管理水平。目前,现代化技术水平的发展主要体现在计算机的发展与普及、自动化控制系统、通信技术手段等等。在建造智能化建筑的过程中,只有将上述几种技术水平的发展巧妙的融入到工程建设中,才能够在真正意义上达到智能化的效果。智能化办公建筑的实质是一种弱电系统,其范围要比弱电系统工程要广。智能化建筑主要是根据弱电系统工程在建筑工程中的运用所存在的设计问题进行深入的分析,通过现代化技术手段来充分发挥建筑物的使用价值以及使用功能,着给智能化建筑的弱电系统工程技术起到了一定的推动作用。随着社会的发展以及现代化技术水平的提高,智能化建筑正在不断的改善与发展,从而使人们接受。
4、智能化系统设计
在智能办公建筑的设计中,需要将智能化集成系统与信息系统合理结合起来,通过一定的管理手段与方法实现良好的办公智能化设计效果。并且在施工设计中需要充分利用现代先进的计算机技术来对设计方案进行分析优化,以此来提高办公建筑的智能化水平。
4.1智能化集成系统的应用为了能够促使智能办公建筑设计实现合理优化,在设计中应当适当引入智能化集成系统,并利用这个系统的功能作用来提高设计的实用性水平,以此来使建筑设计达到预期的功能作用,保证提高智能化集成系统能够实现安全的运行效果。提高使用者的满意程度。
4.2信息系统应用
在智能建筑的施工中,信息技术的应用一般体现在对建筑的通信接入系统、信息网络系统以及其他信息系统中,对于办公建筑来讲,由于其需要接收与传递的信息较多,为此必须要设计一套符合办公建筑运行要求的信息系统,以确保用户在使用智能办公建筑时能够充分享受到信息系统所带来的便捷服务,从而提高工作效率,减少因信息传递缓慢而浪费的时间。同时,若要能够进一步提高智能办公建筑的智能化水平,也可以再配置一些卫星通信系统和卫星保护系统来辅助信息管理系统,从而进一步保证信息传递的安全高效。
在进行办公建筑中,所接入的通信系统通常都是依据该建筑的办公业务类型以及办公实际的需要来进行科学合理的分析,而在建筑中进行专用通讯网络或者公用通讯网络进行安装时,应该最大限度的防止网络因为某些原因而出现混乱,保障网络稳定运行,从而减少办公工作受到网络影响的可能性。
行政办公楼在进行系统和信息设施安装的过程中,必须要先对各个位置的线路布置进行科学的分析,在布线的过程中,布线系数必须要能够充分的满足该建筑楼宇内不同种类信息能够安全的传递,最大限度保证信息在线路中进行传递可靠性、高效性的要求。还需要在工作中对各项业务进行科学的管理和规定,根据办公的实际需要来选择能够满足当前工作要求的缆线和配置柜。
5、智能办公建筑设计策划影响
设计师在进行设计的过程中,必须要完全保证设计能够符合建筑智能化的相关标准,从实际要求出发,对各种类型的设备进行严格控制,防止设备的变动对建筑带来的巨大的影响以及对智能化建筑设计带来的不利因素。从建筑规模上来看,通常需要结合建筑实际规模以及建筑实际的构造情况来进行智能设计,从而使得智能建筑能够更加的实用与经济。设计智能建筑的一个主要宗旨就是为了创造出一个较为舒适的工作环境,减少建筑对环境的污染,改善周围环境的质量,因此在进行智能建筑设计的过程中还必须要注意环境对建筑造成的影响因素。
6、结束语
办公楼的智能化系统设计经常面临着需求、标准和费用的矛盾,特别是等待出售或者出租的办公楼,其中存在的各种不确定因素容易音响智能化系统的配置和设置,在设计的过程中应当根据不同的使用对象,在满足使用要求的前提之下使得系统设计更加优化、合理和经济。
国家建设部于2006年12月29日第536号公告,批准《智能建筑设计标准》为国家标准,编号GB/T50314-2006,自2007年7月1日起实施。原《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000同时废止。建设部于2007年4月6日第619号和第620号公告,内容分别是: 批准《综合布线系统工程设计规范》为国家标准,编号GB 50311-2007,自2007年10月1日起实施,原《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311-2000同时废止; 批准《综合布线系统工程验收规范》为国家标准,编号GB 50312-2007,自2007年10月1日起实施。原《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312-2000同时废止。
智能建筑是信息时代的产物,它是建筑系统自动化更高级的发展形式,它将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体。智能建筑的“智能化”,主要是指在建筑物内进行信息管理和对信息综合利用的能力,这个能力涵盖了对信息的收集与利用、对信息的分析与处理以及信息之间的交换与共享。
智能建筑是建筑技术与电子信息技术相结合的产物,已成为二十一世纪房地产投资开发的主导方向。
走向规范化
信息时代,智能建筑作为数字城市形象工程的基础,在现代城市建设中的地位日趋重要。在我国,伴随着智能楼宇与智能小区的兴起,与之相关联的研讨会、展示会此起彼伏,报刊、电台等传媒也争相宣传。以前开发商还把楼盘配有智能化系统当做卖点,而现在没有智能化系统则成为了缺点,不论是居住园区,还是大厦的建设,都把智能化系统当做基本配置。也正因为如此,对智能建筑的规范化发展提出了更高更多的要求。
在20世纪80年代末,国家建设部编制的《民用建筑电气设计规范》中,就已经提出了楼宇自动化和办公自动化,对智能建筑理念和各种系统有了比较全面的涉及。当时人们对建筑智能化的理解主要是将电话、有线电视系统接到建筑物中,同时利用计算机对建筑物中的机电设备进行控制和管理。各个系统是独立的、没有联系的,与建筑结合也不密切。
随着综合布线技术的引入,在建筑物内部为语音和数据的传输提供了一个开放的平台,加强了信息技术与建筑功能的结合,对智能建筑的发展和普及产生了巨大的作用。1995年,中国工程建设标准化协会通信工程委员会了《建筑与建筑综合布线系统和设计规范》,促进了通信网络和办公自动化系统在建筑中的应用。同年上海正式颁发了地方标准《智能建筑设计标准》(DBJ08-47-95),它根据不同的需求,把智能建筑划分为三级,为智能建筑规划、设计和施工提供了依据,推动了智能建筑的发展。90年代,为规范智能建筑行业发展,国家还出台了《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)、《民用闭路电视系统工程设计规范》(GB/T50198-94)、《火灾自动报警系统工程设计规范》(GB50116-98)、《火灾自动报警系统工程施工及验收规范》(GB50ll6―92)等国家标准。
市场推动力
智能建筑的另一个重要推动力量来自房地产开发商。在90年代房地产开发热潮中,房地产开发商在还没有完全弄清智能建筑要领的时候,发现了智能建筑这个标签的商业价值,于是“智能大厦”、“3A建筑”、“5A建筑”、甚至“7A建筑”的名词频繁出现在他们促销广告中,智能建筑迅速在中国普及起来。我国东部沿海一带新建的高层建筑几乎全都自称是智能建筑,并迅速向中西部扩展。迅速膨胀的市场在锻炼和培养一支智能建筑设计和施工队伍的同时,也出现一些不规范的现象,智能建筑的工程质量也出现一些隐患。
为此,国家建设部在1997年颁布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》,在1998年10月又颁布了《建筑智能化系统工程设计和系统集成专项资质管理暂行办法》以及与之相应的《执业资质标准》两个法令。这两个法令规定了承担智能建筑设计和系统集成的资格,实际上是对市场准入的标准,它禁止一切不符标准、不具实力、没有业绩的不合格企业进入市场,以确保市场的秩序和产品的质量。
我国对智能建筑的深化利用是开发了智能小区。在上世纪末,智能住宅小区建设是中国独有的现象,在住宅小区应用信息技术主要是为住户提供先进的管理手段,安全的居住环境和便捷的通信娱乐工具。这和以公共建筑如酒店、写字楼、医院、体育馆等为主的智能建筑有很大的不同。
推动智能化住宅小区建设的主角是电信运营商,它们试图通过投资建设一个到达各家各户的宽带网络,开展各种增值服务,如: 电子商务、网上娱乐、远程教育、远程医疗及其他各种数据传输和通信业务等,并用这些增值服务来回收投资。于是开发商和住户便享受起这个“免费的晚餐”,一个遍及全国的“宽带热”正在各地兴起。各种类型的公司纷纷加入这场“圈地”运动中,恶性竞争频频发生,甚至有些住宅小区几套宽带网络同时建设。
引入务实思想
虽然有人对这种发展建筑智能化的思路持怀疑态度,但这并不影响“宽带网”成为建筑智能化行业,乃至房地产行业最热门的话题。
于是有人对智能建筑进行新的解释和理解,认为建筑智能化就是通过接入到各种建筑的宽带网络,为生活和工作在这些建筑内的人们提供各种人们需要的智能化信息服务业务,用户通过这个网络接收和传送各种语音、数据和视频信号,满足人们信息交流、安全保障、环境监测和物业管理的需要。
如果把综合布线当做智能建筑的全部,显然过于简单化了。但另一方面,如果对智能建筑不分对象和实际需要,盲目追求智能建筑一体化集成,则又过于复杂化。针对智能建筑系统集成这个关键问题,建设部建筑智能化文化教育工作专家委员会于1999年在北京举办了“智能建筑系统集成高峰论坛”。
与会代表就智能建筑系统集成的必要性、如何进行系统集成等有关问题进行了研讨,有关代表提出了系统集成应该主要是以楼宇自控系统为主的系统集成,以及利用开放标准进行系统集成的观点。这些观点在后来的系统集成实践中成为主要指导思想,它标志着我国智能建筑建设从盲目追求智能化、贪大求全转向务实。
这种务实的思想,在国家建设部于2000年出台的《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)、《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》(GB/T 50311-2000)和《建筑与建筑群综合布线工程验收规范》(GB/T 50312-2000)三个国家标准中得到了充分的体现。
2003年7月1日,建设部颁布国家标准《智能建筑工程质量验收规范》(GB 50339-2003),2004年颁布《安全防范工程技术规范》(GB50348-2004)和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB-500343-2004)。这些国家级标准规范的制定和在实践中贯彻执行为我国智能建筑健康有序发展提供了保证。
再次深化内涵
当前,在智能建筑领域里,开放性控制网络技术正在向标准化、广域化、可移植性、可扩展性和互可操作性方向发展。随着智能建筑技术的高速发展,2000版有关智能建筑设计和综合布线的三个国家标准的不足之处逐渐显露出来。为此,建设部组织相关专家对这三个国家标准进行了修订,并于今年开始实施修订后的新版国家标准。
根据2000版智能建筑设计标准的规定,除住宅外的智能建筑中各智能化系统按功能、投资、管理三个方面分为甲、乙、丙三级,还要按子系统列出一般规定、设计要素(要求)和设计标准(功能及配置要求)。
新版智能建筑设计标准比2000版有了显著的改进,给“智能建筑”定义予以新的内涵,在内容上进行了技术提升和补充完善,着重于增强科技功能、提升应用价值,使文件更加全面、深入、完整; 适应面更广,适用于各类功能建筑; 文件表达更规范,系统的技术性更合理,对智能化系统的要求偏重于系统功能; 系统的界面更清晰,“综合布线”归入“信息设施系统”中; 系统技术覆盖更全面,增加“机房工程”; 系统的技术更完整,重视抗干扰的技术措施; 系统的应用立意更高,提高到建筑设备管理需要,以确保智能建筑工程技术的实用性、先进性、可靠性,工程投资的经济性和合理性,以及符合可持续发展的原则。
新版《智能建筑设计标准》按照各类建筑物的功能予以分类,以达到全面、科学、合理,使之更有效地满足各类建筑智能化系统工程设计的要求。除了对智能建筑共性的设计要素规定外,突出针对办公、商业、医院、文化、媒体、体育、交通、学校、住宅、工业等各类建筑分门别类地进行了关键点的描述,对于哪类建筑应该达到哪种智能化建筑标准,尝试着给出了比较明确的指导性意见,大大增加设计过程的参考价值和实际的可操作性。
更细致的规范
在2000版有关综合布线工程设计和验收的两个国家标准中,明确规定综合布线系统的设施及管线的建设,应纳入建筑与建筑群相应的规划之中。综合布线系统应与智能建筑办公自动化(OAS)、通信自动化(CAS)、建筑设备自动化(BAS)等系统统筹规划,按照各种信息的传输要求做到合理使用,并应符合相关的标准。智能建筑工程设计中必须选用符合国家有关技术标准的定型产品。未经国家认可的产品质量监督检验机构鉴定为合格的设备及主要材料,不得在建设工程中使用。
新版有关综合布线的国家标准是在2000版的基础上加以改进和提高,以5E和6类、光纤布线系统内容为主,与国际标准ISO11801-2002E接轨,在符合国家法规政策的精神要求的前提下,对2000版国家标准进行了一系列的修订、补充和完善。
新版《综合布线系统工程设计规范》中系统指标分为建议性和需要执行的两种,系统配置等级与产品类别的应用分为七个部分。新规范明确规定了系统安装设计中缆线布放管槽利用率与弯曲半径,电信间、设备间、进线间等工艺要求; 防火缆线选用的重点在于所符合的测试标准规定的等级,而不完全取决于缆线所选用的护套绝缘材料,易燃区域和竖井内布放的缆线应阻燃; 对应列出了国际、北美、欧洲的缆线防火测试标准,不同的缆线布放方式和环境空间条件等。
新版《综合布线系统工程验收规范》的内容包括检测工具及仪表精度检查,工程检验项目及内容表; 缆线的长度及电气特性抽测,工程电气测试(基本链路、永久链路、信道的测试连接模型)技术指标和光纤链路测试指标值及衰耗的计算公式; 缆线的布放及保护措施要求符合设计要求; 缆线终接(接线图、预留长度)测试指标; 以及工程验收的评判标准和文档管理要求等。
有关智能建筑设计、综合布线系统设计和验收的三部修订版国家标准的推出,对我国智能建筑产业发展将起到更显著的指导作用,对贯彻国家关于大力推广“节能”、“环保”技术和努力创建“绿色”建筑等系列方针政策起到有力的推动作用。作为我国智能建筑工程设计和实施中首选的技术标准文件,对促进我国智能建筑产业的发展意义重大,被智能建筑行业广泛认可,被认为是中国智能建筑产业发展史上一个最重要的里程碑。
国外智能大厦的发展情况
智能化建筑起源于上世纪80年代初期。1984年1月美国康涅狄格州哈特福德市,建成了世界上第一座智能化大厦,它是将一座旧金融大厦进行改造,定名为“都市大厦”。这座38层高,总建筑面积达十万多平方米的大建筑,使该大厦不必自选购置设备,便可获得语言通信、文字处理、电子邮件、市场行情信息、科学计算和情报资料检索等服务。此外大厦实现了自动化综合管理,对楼内的空调、供水、防火、防盗、供配电系统等均实现电脑控制,使客户真正感到舒适、方便和安全。
日本从1985年开始建智能大厦,并制定了从智能设备、智能家庭到智能建筑、智能城市的发展计划,成立了“建设省国家智能建筑专家委员会”和“日本智能建筑研究会”。新加坡政府为推广智能建筑,拨巨资进行专项研究,计划建成“智能城市花园”。印度于1995年起在加尔各答的盐湖城开始建设“智能城”。英、法、德等国也相继在发展各具特色的智能建筑。
链接:中国智能建筑产业发展的四个阶段
上世纪80年代末,智能建筑在我国起步。一般认为“北京发展大厦”可以算是我国的第一栋智能建筑,因为它从1989年建造开始就有了明确的智能化目标。
从总体上看,我国建筑智能化技术的发展大致经历了以下四个阶段:
第一阶段:20世纪90年代初期,建筑智能化技术主要为单一功能专用系统。如出入口监控、闭路电视监控、空调设备监控、水电设备监控、消防设备监控、停车场管理、数据处理、统计报表、无线电话、对讲系统、卫星电视、共用天线、广播音响、有线电话等。
第二阶段:20世纪90年代中期,建筑智能化技术发展为多功能系统。包括结构化综合布线、技术安全防范系统、楼宇自控系统、消防报警、通信及联动系统、停车场系统、文本数据处理系统、无线通信系统、有线通信系统等。
伴随着互联网技术、计算机技术、网络技术以及工业控制技术等概念的不断出现和深化而出现的新的概念。随着新兴房地产事业的不断的发展和完善,伴随着居民对于智能建筑的新的需求。这种智能建筑是指通过使用互联网技术以及计算机等先进技术为基础的,通过对于智能楼宇的相关设备进行技术的发展和管理综合,以智能邮电建筑系统来实现对于整个建筑的管理和控制的。
一、智能楼宇管理系统使用背景
伴随着经济全球化以及城市信息化的浪潮,作为城市网络信息管理的新的概念,智能楼宇或者智能建筑逐渐出现在大众的视野中。针对这个概念,根据美国的智能建筑学会的观点认为:智能楼宇是指经营、装备、服务和建筑这四种要素相互结合、相互优化以及综合使用而达到的一种最优的效果,继而为民众带来一种高功能、高舒适以及高效率的现代建筑。
对于建筑物来说,一旦投入运营,就必须考虑到以后的管理和经营问题。建筑物本身以及其组成部分都是有自身的寿命的,所以及时的做好建筑物以及附属部分的管理和保护工作是十分必要的,也是保证企业效益的一个重要方面。同时也是关乎到普通民众的生命以及财产安全。
目前,实现系统的集成管理是管理系统发展的主要目标和要求。这不仅出现在工业控制、设备工程、管理领域以及先进制造各个方面。因为智能楼宇的开发和利用会紧密的影响到各行业的技术人员、企业家,同时也会提高出售房产的成交率。其市场的发展前景以及效益是十分吸引和有意义的。
建筑业作为中国具有很大的潜力和市场的行业,而且目前国内房价一直走高的趋势,进一步的开发先进智能的楼宇建筑,通过利用互联网等先进的技术和设备综合管理建筑物。使得智能楼宇的管理更加系统化、科学化以及规范化。
二、智能建筑相关管理在国外的发展
随着信息产业化的不断的深入我们日常生活中的各个行业,而国民经济的生活生产都离不开建筑物,因而运用先进的管理互联网控制技术来控制我们的建筑物的相关管理,也是更加科学和有必要的。全球化的深入也不断深入,对于起源于80年代的美国智能建筑,通过近几十年的发展,跨国公司之间的技术合作与交流,大大提高了智能建筑的信息化管理。
这座最早的智能大厦总的建筑面积达到了10万多平方米,有38层之高。针对内部的客户都不需要自带相关的办公设备,便可以方便的得到电子邮件、文字处理、语言通讯、科学计算、市场行情以及情报资料等一些所需要的检索信息。同时大厦内部的防火、防盗、供水、供电以及空调等公用的设备都实现了由电脑操作控制,使得整个大厦内部的管理更加的便捷、科学。这对这种先进的智能管理建筑的技术也纷纷的被世界上其他的发达的和发展中的国家所引进并开始投入使用。美国在90年代又开始研发实施其信息高速公路的研发。据相关的统计显示美国目前改建以及兴建的办公楼大概有超过百分之七十的是智能楼宇建筑。
所谓的4C技术主要是指控制技术、计算机技术、通信技术以及图形显示技术,他们同时也是世界科学技术发展的重要的特点和标志。我们通过相关的实践和研究将4C技术综合运用到智能楼宇建筑中,从而实现建筑物内部的综合智能化管理,主要包括智能化的商业中心、智能化管理的厂房以及智能化管理的办公室等。
在全球化经济浪潮的推动下,亚洲整体经济的发展水平也是不断的提高。同时建筑业也在近十年的发展中不断的兴起并且占据着交易市场的重要的份额。继而引进发达国家的智能化建筑也是发展建筑行业的一个重要方面。特别是韩国、日本、中国的港台地区以及印度等一些亚洲国家,都成为了世界智能建筑发展的重要力量和推动力。
三、智能建筑系统集成的实现
作为建筑物一旦投入使用就必然会面临着使用寿命和保养问题。为了保证智能设备中的管理设施的高校运行和使用,提高其使用的效益,就必须加强对于智能化管理的集成。必然也要用到相关的计算机技术、通信技术等。为智能建筑的三大系统主要是指通讯自动化系统、设备自动化以及办公自动化三大系统,以这三项智能化的系统为基础,通过结合数据库技术以及网络相关的技术继而可以实现对于整个楼宇的系统化、科学化的管理。
作为计算机网络中的系统集成,主要是包括网络集成、设备集成以及应用集成三个方面。同时随着智能化楼宇的发展和深化,继而也促进了信息集成化的进程和使用范围。而智能化楼宇的四大系统主要是指应用软件系统、多媒体系统以及计算机网络系统、弱电系统四个主要部分。
四、中国智能建筑的发展
随着全球化浪潮的深入以及我国改革开放以来,国民经济不断的发展和进步,我国的市场也不断走向世界。引进国外先进的管理技术经验来进行国内经济的发展和建设是我国市场经济发展的重要内容和条件。同时也是提高我国市场化的重要保证。
近年来,国内的房地产行业不断呈现走高的趋势,越来越多的建筑出现,同样居民的需求量也不断地增加。对于智能化建筑同样也是世界市场化推动,进而也同样带动了我国国内市场的需求。我国的智能化建筑开始于上世纪90年代。主要的有深圳的地王大厦、南京的金鹰国际商城、上海的金贸大厦等等,最初的雏形则是在北京。据相关的统计显示我国目前已经拥有大概2300多座智能化建筑。而目前国内的智能化建筑市场也不断由智能大厦转向一些大型的公共建筑,比如图书馆、文化艺术中心、体育场、音乐厅、博物馆以及会展中心等。
由于我国智能化建筑发展起步较晚,因而在目前的建筑行业中还存在还多的问题和不足。建筑物内部的智能化管理相对的落后。主要总结有以下几个方面。首先是设计方、家住房以及物业方三个方面的管理的脱节,作为同样是一座建筑物的三个主要施工管理方面,必须应该做到相关的数据以及管理上相互的沟通以及合作,才能保证整个楼宇的信息化管理方便的运行。再者是一些物业管理部门的管理上的漏洞。相关的管理人员并没有经过严格的运行系统的培训,导致了智能设备的管理浪费,同时对于建筑物使用者也存在很多的使用隐患。再者是存在认识上的误区,单纯的认为只要是智能管理的设备正常运行,就能够保证智能化管理的正常进行。并没有意识到物业管理环境的条件良好才是真正保障智能化管理的重要条件。
总结:
针对智能化楼宇的系统集成管理,我国由于发展的时间较短,因而还存在还多的问题和不足,这必然要求相关的建筑行业专业人士积极的吸取国外先进的管理技术和经验,改进我们目前智能建筑中存在的管理漏洞和不足。加强建筑行业中相关部门之间的连心和合作,真正的实现智能管理的一体化进程。而不仅仅是单方面的智能化。只有这样才真正的能够方便民众的使用,真正的实现智能化建筑应该有的便民条件。
参考文献:
[1] 徐利梅,童明俶.现场总线及其在楼宇自控系统中的应用[J].智能建筑与城市信息,2009(07)