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智能建筑主要指在建筑设计的过程中,将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的要求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利化的人性化建筑环境,在这种建筑环境中,用户可以使用各种各样的智能化工具实现建筑物功能的转化。智能建筑不仅集聚了当今科学技术的精华,其技术基础主要包括现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。智能建筑核心优势在于节能,这也是世界性的大潮流与大趋势,同时也是当前能源结构调整的关键,更是当前建筑事业发展的一个重点与热点。智能建筑的内涵精华在于其契合了可持续发展的生态和谐发展理念,凸显了智能建筑的环保性、实用性、先进性及可持续发展等特点,这些特点也更好地实现智能建筑的资源共享。
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。
4结论
中图分类号:TU855 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)08-0171-02
1. 智能建筑的功能体系
目前国内人们对智能建筑的概念还不是很清晰,什么是智能建筑,智能建筑能给人们的生活带来哪些方便,以及智能建筑的未来发展趋势。对智能建筑的简单的理解是,利用当今的电子技术将建筑内每套住户与物业管理等等联系起来,快捷高效的超值服务与管理为每一位住户提供安全舒适的家居环境。随着我国的经济的不但提升,建筑行业高速的发展,人们生活水平的不断提高。人们对生活质量的要求也不断的提高,智能化的建筑也悄无声息的进入了我们的生活。方便,快捷,舒适成为人们对建筑的要求。
上世纪八十年代末智能建筑走入我国的市场,早期的智能建筑出现在高级酒店和有特殊需要的工业建筑。当时由于我国的经济水平比较薄弱,科技不发达,主要是从国外引进技术和设备。当时普及程度并不高,但是这一项技术让我国很多建筑设计单位、电子产品生产供应商以及业内专家产生了很大的兴趣,在这种兴趣下,他们不但努力,勇于探索创新,而今智能建筑在我国并不是什么罕见的事情。然而与国外相比我国智能化建筑的发展就是小巫见大巫了。
我国智能楼宇的外观和设计不尽相同,但是智能楼宇的核心体系和大体结构以及运用的原理大体相同。利用在楼栋中综合布线来与各种终端设备的连接,然后利用计算机系统对整栋大楼实时监控,实现整个楼栋的高度智吗,能化。许多子系统的相互连接组成整体的整个智能系统,楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统是现在智能化系统的最基本的三个子系统有。联外还有专门机构来管理消防系统和保安系统,这个机构对系统的要求要比其它系统更加严格的管理。防火自动化系统和安全保卫自动化系统相比其他系统要更重要,这两个系统直接影响到住户的人生何财产安全。信息通信系统、办公自动化系统、系统集成中心、设备管理自动化系统、防火自动化系统和安全保卫自动化系统以及楼栋的综合布线组成当代楼宇的智能系统。
在我国的智能建筑正在高速发展,在经济发达地区智能建筑的发展趋势更快。智能建筑在质上发生了很大的飞跃从原来建筑物中很基本的弱电系统到现在的无线电系统,然而对智能建筑的管理缺乏专业人从而导致智能建筑在当前的建设和发展中出现了不少问题。
2.智能建筑的发展的关键技术
2.1智能建筑的发展有两方面的关键技术,分别为软件方面和硬件方面
软件方面技术的关键在于各方面对智能系统的控制,遇到紧急请苦熬的处理,因此我们要注意:
(1)高度重视系统的故障,定期要对系统进行维护检修,如果发现突发状况,应该及时的处理和维修。
(2)随着社会的发展,人们对现在建筑功能呢个的要求,因此我们需要不断开发升级智能建筑的功能让智能建筑的功能变得更为完善。
(3)在智能建筑中的系统管理员要对系统监进行维护,以及对系统时时监控,如发生可以情况,建筑内业主的东西要盗贼正在进行偷盗,要及时处理,保证户主的利益。
(4)我们要录用懂技术,能够运用技术的人才,这样才能完成系统监控,和系统开发这一块的工作。同时我们要做好人才培养工作,让更多懂技术的人才进入这个行业。
2.2智能系统硬的方面需注意的问题
(1)选择高质量,高标准的,高科技,最新的能够升级的设备,不要选用上市很久的,即将淘汰了的设备。
(2)在暗转设备时要合理的布置,不能让控制系统的,监控系统等的设备安置在很容易被破坏的位置。
(3)对消防控制系统的消防喷头的安置要呢个让其能够以最短的时间感应到火灾的发生,同时喷水灭火,对于安全系统,要在能够及时的报警解决安全问题。
3. 智能建筑在未来发展的趋势
我国社会在高速发展下,随着科技的突飞猛进,随着各种高科技的电子产品的出行以及新型材料的出现以及运用,这给智能建筑的发展带来了很多优势,在今后智能建筑的发展形式将会越来越好。
建筑智能的化系统作为信息技术产物,在未来将会随着信息技术迅猛发展而发生深刻变化。随着我国的国际地位的提高,相应的技术水平和管理水平以及运用性能的提升,这样我国将会一步一步的和国际高科技接轨,必然会对建筑智能化系统的管理方式相应进行调整。这些优势将会促进建筑智能化系统的变革和发展,主要的变革和发展有: 建筑智能化系统的体系结构将会随着信息技术的进步而进步;建筑智能化系统发展的障碍将会随着管理制度的变革而消除;随着科技的发展,和技术的改造,人们对智能系统的新要求,智能系统要重新规划和调整对建筑智能化系统的功能、作用和服务方式。
将来智能建筑的发展速度随着智能建筑的技术基础和制度保障逐步完善一步步加快,来满足人们对新时代见着的要求。在欧洲有许多家科学研究机构和学术机构共同发表了题为“智能建筑在欧洲” 的实施概要咨询文件,他们以欧洲智能建筑组织的名义要求以智能建筑金字塔的图形来实施概要, 智能建筑的发展过程和发展方向得到来哦形象地描述了。从智能建筑的系统构成来看,集成化,多元化将会是智能建筑的发展趋势。
4.未来智能建筑的前景预测
为了人们能够体验高科技产品带来的好处,以及跟好的去享受生活,学习以及工作的乐趣,在未来来智能化系统将会运用到我国很多建筑上面,它将体现在各行各业。
4.1医院
存储信息和运处速度上远非人脑可比的电脑在诊断和处理能力有巨大的潜力,智能化医院利用计算机网络等系统给病人进行诊断治疗,如果遇到系统内没有的病情,远方的专家会利用系统网络进行远程会诊。医用网络里的数据库给患者器官移植带来了巨大的资源信息,同时在医学研究和医学教育等方面正在发挥巨大作用。据说目前有几家类似的医院,病人通过一系列的电脑检查,电脑系统就会判断出患者的病情。
4.2学校
目现在很多学校出现智能化学校的雏形开始了网络教学,主要用电化教学和多媒体教学的手段 。随着社会的发展,时代的进步,以及资源的的综合利用,在今后社会的发展中 ,智能系统在学校的运用将会成为教育建筑美好景观。虽然我国有很多学在网络教学实现得比较好,运用了很多高科技的设备,但我国的教育只限制在学校。国外有很多孩子在家就可以通过互联网来上课,这解决了许多偏远地区的孩子上学难的问题。这也是我国今后智能化教育的发展模式,让学生可以通过互联网来上课。
4.3智能化公寓
今后小区的住宅里的将会安装各种信息设备,构成新型智能化公寓,通过网络系统将住宅与用户的手机等移动通讯设备联系起来 。无论我们走到哪里,我们对自己的房子进行监控,这样保证自身的财产安全。并且沃恩还可以通过智能系统,对家里的设备进行控制,比如我们在准备回家还未到家时,我们可控制这些设备进行一些工作,如煮饭,开空调等等,这样我们一会到家里就可以享受到温馨。还有该系统可以为我们提供很多服务,点餐,防火防盗等等。今后的智能公寓就会朝着安全,方便,舒适,美观方向发展,为我们的生活提供更多的方便。
4.4办公楼
作为一名员工,你总是因为堵车以及其他的原因而错过了一些重要的会议,以及重要的业务;作为一位老板你总是担心你的员工偷懒,办不好事,或者办事不让你满意,在提拔员工时看不到该员工的亮点等等。今后随着智能建筑的发展智能系统的升级,你可以坐在车里就可以参加你的会议,老板可以通过调查体统的数据就可以知道哪位员工的表现出色。有时一些细小的工作就可以直接交给系统来运行处理。
5.结语
智能化的建筑将会在我们的生活中变得越来越常见,他会悄悄的走进我们的生活,而我们却生活在其中没有发现它的存在。以上只列举部分智能化的建筑及发展趋势,智能建筑在人们的生活之中将会越来越常见。
参考文献
[1]徐兴声.智能建筑建设中的模糊概念辨析工程设计CAD 及自动化,1997(5).
[2]失津津等.我国智能建筑的发展趋势及对策.工程设计CAD及自动化,1998(4).
[3]寿大云等.我国智能建筑的现状、问题及对策.建筑学报,1997(6)
[4]林贤光.智能建筑与建筑.工程设计CAD及自动化,1997 (1)
【关键词】智能建筑;技术;发展趋势
1 智能建筑的概念
智能建筑主要是指在进行建筑设计时,将建筑物的建筑结构、建筑系统、设施服务和管理体系按照人性化的需求进行设计,达到最优化整合,为住户居民提供一个安全可靠、人性化服务、绿色节能的智能化建筑环境。智能建筑将现代建筑技术、计算机技术、网络技术以及控制技术紧密联系起来,组成一个整体,使传统建筑领域与高新技术产业有机结合。在该智能建筑系统中,可以对室内温度、湿度系统,采光系统以及安保系统、物业管理系统等实现远程智能操控,并大大简化管理流程。既满足了生活工作方面更加人性化的需求,又顺应了当今社会节能减排、低碳环保的绿色发展要求,表现出智能建筑具有功能性以及实现资源共享、可持续发展的显著特点。
智能建筑的设计理念最初起源于美国,其开创了全新的建筑设计方式。1984年1月,美国联合科技公司在美国康乃迪克州哈特福德市建成了智能化的“都市大厦”―City Place Building,标志着世界首次智能型建筑的产生。该大厦首次将信息化、整合最优化理念应用到建筑设计方面,通过计算机智能控制手段对整栋大厦内的空调系统、供水排水系统、电力供应系统、防火防盗系统以及采光系统进行实时监控,并为大厦的办公人员提供语音通信、文字资料等多样化的信息交流体验,使客户的工作环境更加舒适便捷、智能高效。随后英法等国也开始相继发展智能建筑系统技术[1]。在二十世纪八十年代,智能建筑技术开始流入到我国的建筑领域,适应了我国快速变化的居家生活模式、休闲娱乐方式以及工作、商务模式,因此传入不久便得到了迅速的发展与演变,已经从原先单一的商务酒店大楼、商务办公大厦发展到了现在的智能化住宅、智能化医院、智能化学校等多元领域。
2 智能建筑的主要技术
智能建筑是整合利用现代化建筑技术、计算机技术、通讯技术和控制技术,将传统建筑领域与高新技术产业完美结合,使建筑物的整体结构、水电暖供应系统、物业管理和服务方式更加适应人性化的需求,为住户居民提供一个安心舒适、绿色生态的智能化建筑环境。它的主要技术包括以下几方面。
2.1 智能建筑设备自动化技术
智能建筑设备自动化系统是整合利用现代化电脑技术、现代化控制技术和现代化通讯技术等高新技术,组成高度智能的综合管理系统,对整栋建筑内的空调采暖、供水排水、供配电、防火防盗以及采光照明系统进行实时监控,并且按照需先设置的目标值进行实时调整。因此这就对于智能建筑设备自动化水平有了更加严格的要求。在早期阶段,我国通常采用电脑集中控制和监视形式,但不足之处是可靠性不够,因此逐渐被计算机集散控制技术(DCS)取代。现在我国多采用美国ASHRAE制定的BACnet网络通信协议和美国EChlon公司研发的LonmarkS技术。随着高新技术产业的不断进步,分布式计算机控制系统引导了智能建筑的发展潮流。
2.2 智能建筑系统集成
智能建筑需要对整栋建筑的供配电、空调采暖、供水排水、防火防盗以及安保情况等进行及时有效的管控,整体协调各方,保证各个系统环节能够持久可靠的运转,为居住用户提供一个放心舒适、服务便捷、绿色节能的建筑环境。这就要求重点实施系统集成手段,将智能建筑内各个子系统按照功能的不同科学地进行有机结合,以期待实现资源共享。智能建筑的系统集成从初期阶段时简单的基于监控的处理,逐步演变为现如今基于内容的处理与融合阶段[2]。
2.3 智能建筑通信网络技术
智能建筑通信网络包括电话网、局域网和有线电视网,接入网技术可采用传统型电话系统的XDSL技术,有线电视网的HFC形式以及光纤到区(楼)的局域网等。智能建筑内各类原本相对独立的子系统需要先进的通信技术去进行信息的交流更新。通信网络技术称得上是智能建筑的神经网络,智能建筑的功能化发展都离不开通信网络技术的发展。
2.4 智能小区技术
近些年来,城市化进程不断加快,人们对居住环境也有了更高的要求,“数字化社区”的概念逐渐受到人们的关注,把智能化小区理念推向了一个全新的阶段。住宅小区逐步地智能化,出现了拥有实时监控、安全防范、远程控制的物业管理办公系统以及智能化家庭管理的智能小区,可以为住户的衣食住行等各个方面提供最优化、最全面的生活服务。
3 智能建筑的发展趋势
近几十年,智能建筑在我国得到了迅速发展,众多商业建筑与居住社区的办公人员与居民都渴望居住在更加智能化的建筑中,享受更加贴心周到的居住体验。我国北上广深等一线城市在该行业的发展日趋成熟,国内其他地区也紧随其后。我国对智能建筑的重视程度逐渐提高,智能建筑业得到了更多强有力的政策扶持和资金支持[3]。综合智能建筑的起源与演变以及当今社会的实际需求,可预测其整体发展趋势。今后将重点围绕深度化,广度化,规模化,可持续性等内在要求发展智能生态建筑。
网络信息技术的发展将起到至关重要的作用。智能化建筑的发展会刺激带动计算机网络技术的发展,反之,网络信息技术的发展又会促进智能化建筑的发展。因此发展更深层次、更高精准程度的信息网络技术也是今后能够深刻影响到智能建筑发展的重要因素。
智能建筑的理念符合我国积极倡导的绿色环保、可持续、和谐发展的方针政策,因此我国的智能建筑更加追求智能建筑的低碳环保,建造全方位、系统化的生态环保住宅。在未来智能小区中,会以最大限度发挥居住环境的生态效应为主要目的,全面协调发挥作用,最大限度的减少能源消耗。
【参考文献】
[1]岳素霞.智能建筑的关键技术及其应用研究[J]. 技术与市场,2013(3):38.
一、智能建筑的定义
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。
二、智能建筑的特点
1、节约能源。2、节省设备运行维护费用。3、提供安全、舒适和高效便捷的环境。4、广泛采用了“3C”高新技术(3C高新技术是指现代计算机技术、现代通信技术和现代控制技术)。5、系统集成。
三、现阶段智能建筑存在的问题
1、电气施工图设计不完善。建筑工程项目在方案设计阶段时,往往重视建筑设计本身的平、立、剖,而对其他专业,特别是设备工程,包括水、电、暖等有所忽视,只要写一个简单的说明即可,而对智能化系统建设则未被列入内容,有的甚至不考虑。在设计方案评审时,有关主管部门提出或设计单位询问建筑单位关于智能化设计时,项目已进入初步设计阶段,建筑单位才认识到需要这方面的设计,设计单位也才被要求做智能化系统总体方案设计。智能建筑中涉及到的办公自动化系统、通信自动化系统与楼宇自动化系统都是当前世界的先进技术,设计单位难以完全掌握,设计单位对选用的系统不熟悉,施工图设计困难,对各系统应包括内容有分歧。
2、智能化系统总体方案设计与建筑设计不同步。正当智能化系统总体方案设计进行时,由于工期紧迫,建筑设计已进入施工图阶段,设计迫在眉睫,智能化系统总体方案甚至未经评审就进入施工图设计。部分工程项目在进入施工后才发现缺少智能化系统的设计施工图,于是重新找施工单位进行智能化系统设计。
3、系统集成商在准备进入项目实施时,发现没有弱电井和弱电配电间,要不就是土建已超前,管路预埋已成空话,或虽有管路但冗余不够等。介入时发现电话、电视等已有人实施,许多管路和信息出口的安装位置,设备的安装位置已被占用。诸如此类,使原方案必须重新修订,系统指标和工程预算发生较大变化。
4、缺少国产化系统集成产品。目前我国还没有开发出一套智能建筑系统集成产品,国外如美国江森自控、I BM、朗讯科技等公司产品占据国内智能建筑市场。国外楼宇自动化系统的供货都是从敏感元件、执行机构、阀门、变送器、现场控制站、子站、网络服务器及所有软件成套供货,产品质量有保证,但现场调试、人员培训、后期服务等方面不完善,在与甲方及施工单位配合上有难度。自身的技术力量薄弱。在施工过程中,接线、安装等低级错误引起设备损坏的现象时有发生,对国外产品不熟悉和技术壁垒给智能建筑的正常运行带来隐患。
四、智能建筑未来的发展趋势
1、智能大楼。是指将单栋办公大楼建成综合智能化大楼。智能大楼的基本框架是将BA、CA、OA三个子系统结合成一个完整的整体,发展趋势则是向系统集成化、管理综合化和多元化以及智能城市化的方向发展,真正实现智能大楼作为现代化办公和生活的场所。
2、智能广场。智能大楼从单幢大楼变为成片开发,形成一个位置相对集中的建筑群体,称之为智能广场。智能建筑不再局限于办公大楼,逐步向公寓、商场、医院、学校等建筑领域扩展。智能广场除具备智能大楼的所有功能外,还具有系统更大、结构更复杂的特点,一般应具有智能建筑集成管理系统IBMS,能对智能广场中所有楼宇进行全面和综合的管理。
3、智能化住宅。智能化住宅的发展分为三个层次:首先是家庭电子化(HE),其次是住宅自动化(HA),最后是住宅智能化,美国称其为智慧屋(WH),欧洲称为时髦屋(SH)。
智能化住宅是指通过家庭总线(HDS)把家庭内的各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置都并入到网络之中,进行集中或异地的监视控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的协调,提供工作、学习、娱乐等各项服务,营造出具有多功能的信息化居住空间。
4、智能化小区。是对有一定智能程度的住宅小区的统称。智能化小区是具有居家生活信息化、小区物业管理智能化、IC卡通用化的小区。小区智能化是一个过程,它伴随着智能化技术的发展及人们需求的增长而不断完善,表明了可持续发展是小区智能化的重要特性。
5、智能化城市。在实现智能化住宅和智能化小区后,城市的智能化程度将被进一步强化,出现以信息化为特征的智能化城市。
关键词:智能建筑;信息化;社会背景;网络
中图分类号:G267文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0279-02
1 现代智能建筑概述
信息技术使人们的生产、生活等方式发生了巨大变化,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。智能大厦的内涵有如下定义:(1)位于华盛顿特区的“智能大厦研究机构”对IB的定义 :“智能大厦是人们通过对建筑物的四个基本要素―结构、系统、服务和管理及其内在关联的最优化分析,提供一个投资合理、效率又高的舒适、温馨、便利的环境。”(2)美国智能建学会(AIBI,American Intelligent Building Institute)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、高功能与舒适性的大楼。(3)日本的建筑学界强调IB就是高功能大楼,是方便有效地利用现代信息与通信设备,并利用楼宇自动化技术,具有高度综合管理功能的大楼。(4)新加坡规定IB必须有三个条件:一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动控制系统,以及自动调节大厦的温度、湿度、灯光等参数的各种设施,以创造舒适安全的环境;二是具有良好的通信网络设施,使数据在大厦内进行流通;三是提供足够的对外通信设施与能力。(5)我们的认识:IB 是以建筑为平台,利用系统集成方法,将智能型计算机、通信及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具有安全、高效、舒适、便利和灵活更具人情化的建筑物。
2 智能建筑的构成和功能
(1)楼宇自动化系统。该系统对智能大厦中的暖通、空调、电力、照明、给排水、消防、电梯、停车场、废物处理等机电设备进行综合协调、科学管理和维护保养。楼宇自动化系统通常包括以下三个子系统:建筑物管理子系统、安全保卫子系统、能源管理子系统。
(2)通信自动化系统。通信网络是建筑物的“中枢神经”。有各种通信设备、线路、计算机软件组成。是传送话音、数据和图像的基本通信网络。包括实现楼层间各种终端、微机、工作站之间通信的楼层局域网、沟通楼群或楼内计算机与楼内各个局域网间通信联系的楼群或楼内高速主干网以及公共信息资源网。
(3)办公自动化系统。智能大厦中要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务及安全保卫业务。
(4)智能建筑的系统集成中心。它具有各个智能化系统信息总汇和各类信息综合管理的功能:①汇集大厦内外的各种信息,接口界面要标准化、规范化、以实现各职能系统之间的信息交换及通信协议。②对大厦各个职能化系统进行综合管理;③对大厦内各个网络进行管理,必须具有很强的信息处理能力及数据通信能力。
(5)综合布线系统。它为整个大厦的光电信息传输提供技术标准统一、传输介质统一、布线结构一致的通道,适应多种信息的传输,管理配置灵活,维护方便。通常由工作区子系统、水平布线系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备子系统及大厦室外连接子系统六个部分组成,与传统的布线系统比较,有着许多的优越性,主要表现为它的兼容性、开放性、先进性和经济性。
3 智能建筑产生的背景
20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的巨大变化。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。20世纪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奖金匮乏等问题,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”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20世纪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。
4 智能建筑的发展趋势
在信息社会中,人们对于现代建筑的概念也在发生变化,传统建筑提供的服务已远远不能满足现代社会和工作环境等方面的要求。智能大厦的出现,使得一幢幢楼变成一个小社会,其内部有众多的小公司,各种商业的活动行为要求数以兆计的信息和控制指令进出整座大厦。智能大厦把建筑物的结构、系统、服务和管理等基本要素以及它们之间内在联系进行优化组合,从而提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境。由于经济的发展和社会的信息化,“智能大厦”这一术语逐渐在建筑业流行起来,在国内的楼宇建设中正流行一股“智能化”的热潮。许多房地产商在广告宣传时,将其大名必冠以“智能化”或“5A甲级智能大厦”。但大厦的“智能化”并不仅仅是建设一个简单的综合布线系统,更不是时髦的头衔能随便加在自己头上。我们必须对智能大厦有一个全面、综合、深入的认识,这对于设计者、使用者乃至发展商都是非常重要的。智能大厦发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。20世纪80年代,微电脑技术的崛起再加上信号传统技术的进步,基本上实现了所有设备都可以显示于大楼内的中央监控室,并且较容易地进行操作和管理,从而提高了效率。1984年,美国康涅狄格州的哈特福市将一幢旧金融大厦进行了改造,建成了称之为(City Place)的大厦,从此诞生了世界公认的第一座智能大厦。它是时展和国际竞争的产物;为了适应信息时代的要求,各高科技公司,纷纷建成或改建具有高科技装备的高科技 大楼(HI-Tech.Building),如美国国家安全局和五角大楼等;同时,高科技公司为了增强自身的应变能力,也对办公或研究环境进行了创新和改进。日本第一次引进智能大楼的概念。近十年来建成了野村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、NEC总公司大楼 、ARK森大楼、本田青山大楼。日本是对IB进行全面的综合研究并提出有关理论和进行实践的最具代表性的国家之一。1995年底日本还成立了国家智能建筑专业委员会。据有关估测,美国的智能大厦将超万幢,日本和泰国新建大厦中的60%为智能大厦。美国也宣称1995年以后要大幅度增加智能大厦的比例。中国的第一座智能大厦被认为是北京的发展大厦。此后 ,相继建成了一批准智能大厦如深圳的地王大厦、北京西客站等,上海证券大厦的智能建筑的全部弱电工程由美国一家工程公司承包。总之,进入20世纪90年代以后,智能大厦蓬勃发展,步美、日之后尘,法国、瑞典,英国等欧洲国家以及香港、新加坡等地的智能大厦如雨后春笋般地出现。
中国智能建筑行业经历了从无到有、从小到大,从依赖进口到自主研发乃至出口海外的发展历程。十年间,建筑更智能,城市更宜居。行业发生了翻天覆地的变化,实现了立足建筑、面向城市,立足国内、面向国际的跨越式发展.在信息时代之前的建筑中,灯的开关是手动的,水龙头需要人手去拧才能开,空调需要人通过拨盘去调整。随着数字化生存的到来,建筑物变得智能,甚至是更加智能。开始时,只是,灯光改为自动控制。随着自动化程度的提高,我们发现洗手间的水龙头是自动的,马桶是自动冲水的,不论外部环境的温度如何变化,建筑物内部的温度和湿度都可以自动保持在让人舒适的水平。而完成这一切的过程,都是自动化的,不需要人的干预。也许在不久的未来,你的房子会通过DNA识别你,当你接近自己的住所时,会自动为你打开房门。在传统的建筑系统中,建筑物内的温度,供水系统的压力,消防供水系统的压力,都是通过人工方式控制,而在智能建筑中,这一切,都不需要人的干预。操作人员只需要监视系统,处理异常情况。随着数字化方式的冲击发生了改变。在智能建筑中,我们不会再看到防盗门、防盗窗之类的东西。取而代之的则是全天候的监视系统,使得安全防范更加美观,同时也更加安全。除此之外,智能建筑相较于传统建筑更节能,以电梯为例,在智能大厦中,中央控制计算机可以控制大楼的全部电梯。通过数学的优化算法和对大厦电梯日常运行情况的统计分析,中央控制计算机可以优化电梯的停靠楼层,从而节约电梯运行所需要的能耗。美妙的是,这一切都是自动运行,不需要人工干预。
智能建筑还有一个显著的优势,那就是高效的系统维护作用,如供水管道系统出现管道破裂时,维修人员需要一定的时间才能找到破损的部分,从而关闭阀门。在智能大厦中,会在管道的不同位置安装一定数量的传感器,从而缩短了维修人员寻找泄露点的时间。而在未来的智能大厦中,由计算机控制的电磁阀门,可以接受来自水压传感器的数据,自动判断,从而关闭受损的管道。除了让大厦的日常运行更加自动化,更加高效率,在传统的建筑中,人们已经习惯在夜间进入某个房间时随手开灯。在智能大厦中,运动传感器会感测大厦的哪个房间中有人,并自动开启有人房间的照明。我们现在正在使用的普通声控楼梯灯,就是这一系统最原始的雏形。智能建筑除了使人们的生活感到更加舒适,便捷外,在消防应用中也起到了很大的作用。随着超高层建筑越来越多,消防车水炮的高度显然无法满足现代高层建筑的消防需要。因此,在高层建筑中,安装了自动喷淋系统。然而传统的喷淋系统,一旦启动,就会在全楼喷射,而智能大厦的喷淋系统可以根据安装在楼内的传感器传来的数据,决定对大厦的某一个部分进行喷淋,这样减小了用水量,同时减小了大厦的火灾损失。智能建筑通信能力对于现代办公也是极其重要的。智能建筑可以整合,卫星通信(包括电视广播和数据业务),光纤通信。公司之间的业务会谈,可以不再需要面对面的会谈,而是利用由智能建筑提供的通信能力,直接召开电视电话会议。传统的视频通话能力会让人觉得图像清晰度低,通话质量差。这是由于通信系统的带宽不足引起的。然而,智能建筑在设计之初,就是按光纤的思路来设计大厦的通信系统。这使得建筑的通信带宽完全可以满足通信的要求。同时,使得通信的质量大幅度的提高。以视频通话举例来说,智能建筑可以按照1∶1的比例,在屏幕上显示人像,同时观看者不会有任何画面模糊的感觉。采用卫星通信技术克服了光纤受地表影响的束缚。地震时,光纤因为埋在地下,容易受到断裂的影响,而卫星通信则不会,大幅度提高了通信系统的可靠性。
未来智能建筑的前景预测:
1 医院
电脑在诊断和处理能力上有巨大的潜力,智能化医院利用计算机网络等系统给病人进行诊断治疗,如果遇到系统内没有的病情,远方的专家会利用系统网络进行远程会诊。医用网络里的数据库给患者器官移植带来了巨大的资源信息,同时在医学研究和医学教育等方面正在发挥巨大作用。
2 学校
现在很多学校出现智能化学校的雏形开始了网络教学,主要用电化教学和多媒体教学的手段。在我国今后智能化教育的发展模式中,通过开展互联网教学,可以使学生在家里通过互联网就能完成基础的课程。
3 智能化公寓
今后小区的住宅里的将会安装各种信息设备,构成新型智能化公寓,通过网络系统将住宅与用户的手机等移动通讯设备联系起来。无论我们走到哪里,我们对自己的房子进行监控,这样保证自身的财产安全。还可以通过智能系统,对家里的设备进行控制。今后的智能公寓朝着安全、方便、舒适、美观的方向发展,将会为我们的生活提供更多的方便。
4 办公楼
今后,随着智能建筑的发展智能系统的升级,人们可以坐在车里就可以参加自己的会议,老板可以通过调查体统的数据就可以知道哪位员工的表现出色。有时一些细小的工作就可以直接交给系统来运行处理。
当今社会科技的迅速发展无形中带动建筑行业的发展,从而驱动智能建筑的迅速发展,文章根据实践经验和对有关资料的总结,对多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计问题进行了研究和探讨。
20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的巨大变化。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。
智能建筑的发展趋势
智能大厦发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。
未来的智能建筑发展将体现如下显著特征:(1)多学科、多技术相互渗透。如虚拟现实、人工智能、生物电子工程、仿生学、生态学等新技术,使智能建筑有新的功能。(2)多个系统的相互交叉融合。智能大厦的三个系统不久就可以结合一个系统。(3)智能大厦群体化;未来将发展智能化建筑群。进一步实现智能化城市和国家。(4)智能建筑是可持续发展的建筑、其内涵:高功能建筑、绿色建筑、健康建筑、生态建筑。 智能建筑将成为建筑革命的先声,成为21世纪的重要产业部门,并进而带动其它行业的发展,乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。
地震区建筑结构设防与不设防,震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。
我国作为发展中国家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我国的地震灾害可谓全球之最。因此,建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
一、震害多发点
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
(一)结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。
(二)柱端与节点的破坏较为突出
框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角杜和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏,轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时,节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。
(三)砌体填充墙的破坏较为普遍
砌体填充墙刚度大而变形能力差,首先承受地震作用而遭受破坏,在8度和8度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。
二、抗震结构设计
较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力。
(一)抗震计算中的延性保证
从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求,且考虑了设计者的使用方便,采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式,只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。
综合大量实验研究成果,影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。
(二)构造措施上的延性保证
四川大地震实践证明,当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量,因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段,容易产生变形。所以,根据这种特点和抗震的要求,多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证了建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。