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智能建筑主要指在建筑設計的過程中,將建筑物的結構、系統、服務和管理根據用戶的要求進行最優化組合,從而為用戶提供一個高效、舒適、便利化的人性化建筑環境,在這種建筑環境中,用戶可以使用各種各樣的智能化工具實現建筑物功能的轉化。智能建筑不僅集聚了當今科學技術的精華,其技術基礎主要包括現代建筑技術、現代電腦技術、現代通訊技術和現代控制技術所組成。智能建筑核心優勢在于節能,這也是世界性的大潮流與大趨勢,同時也是當前能源結構調整的關鍵,更是當前建筑事業發展的一個重點與熱點。智能建筑的內涵精華在于其契合了可持續發展的生態和諧發展理念,凸顯了智能建筑的環保性、實用性、先進性及可持續發展等特點,這些特點也更好地實現智能建筑的資源共享。
2智能建筑的發展概況
智能建筑最初起源于西方,其開拓了新型的建筑設計方式。隨著智能建筑的迅速發展,其設計風格逐漸流傳到中國,在中國也得到了較好的傳播。在二十世紀八十年代,智能建筑最先出現在國外投資的酒店和特殊需要的工業建筑,在設計過程中所采用的技術與設備是從國外進口的,雖然智能建筑的普及率不夠高,但是吸引了眾多建筑設計師的關注,而且一些設計單位、產品供應商以及業內學者專家積極響應,從某種意義上說,智能建筑設計有效地推動了當前建筑行業的發展。1995年中國工程建筑標準化協會通信工程委員會了《建筑與建筑綜合布線系統與設計規范》,這些都促進了通信網絡和辦公自動化系統在建筑中的應用。同時,智能建筑的標準隨著時間的推移也得到了逐步的完善,而且其劃分標準逐漸演變成智能建筑的規劃、設計與施工三級結構,這三中結構相互影響,在一定程度上可以相互轉化,對于智能建筑而言,其最開始需要進行科學的規劃,然后需要進行評估,判斷其是否具有設計的潛力,而且在這種潛力的背后能否進行有效的施工。這種三級結構通過合理的方式推動了當前智能建筑的逐步發展。智能建筑在發展過程中,房地產行業也如火如荼的進行著,并且一些房地產商已經意識到智能建筑的潛在價值。在九十年代后期,沿海經濟發達地區開始批量進行智能建筑開發,并將建筑開發區域拓展到西部,同時在智能建筑的發展過程中,涌現出一大批建筑設計師與施工隊伍,在這背后也潛存著一些隱患。為了避免智能建筑的非法發展,國家建筑管理部門出臺了一系列政策規范智能建筑的不合理發展,這種不合理發展的規范形式多種多樣,其中最為關鍵的是其質量標準。
3智能建筑的發展趨勢
3.1智能建筑的發展影響當前正處在信息時代,智能建筑會伴隨著信息技術的發展而前景廣闊,這會在一定程度上改變未來建筑的發展格局。同時,國際社會合作與互融的趨勢明顯,對國際格局的影響也日益深刻,這將會對智能建筑的設計模式與管理方式產生深刻的影響。根據以往相關文獻的研究,筆者認為未來的建筑的發展趨勢主要包括以下幾個方面:(1)信息技術的發展將會改變智能建筑的體系結構在信息技術全面發展以前,智能建筑的設計僅僅局限于傳統建筑的優勢功能,伴隨著計算機應用技術的發展,智能建筑的功能將傾向多元功能的開發,將建筑的居住功能向縱深方向拓展,實現智能建筑功能的智能操作。信息技術的發展對智能建筑的改變不是體現在量的累積上,而是一種結構的革新,這種革新更多體現在內涵的改變上。在現實生活中,我們會發現一些智能建筑的內在功能具備了機器人的實際操作程序,甚至超越了智能機器人的操作水平,人們在智能建筑中生活,能夠體驗到效率高、舒適性強。(2)管理制度的變革將會消除建筑智能化系統發展的障礙在智能建筑未有得到發展的時候,建筑管理制度傾向于市場化,以房地產市場的行情來調整管理方式。隨著信息化技術的發展,智能建筑的高速發展迫切改變當前的管理方式,而且這種管理需要從體制上進行革新,改變以往束縛智能建筑發展的規章制度,真正將智能建筑的發展推向市場,使智能建筑的發展適應不同的市場信號,實現智能建筑的良性發展。同時,國家對智能建筑的管理更加注重人文因素的注入,根據智能建筑的發展情況,不斷優化自身的管理方式,為智能建筑的發展提供更加優質的服務。(3)建筑設計理念的更新促進人們對智能建筑服務模式的探究在智能建筑發展的初期,人們的建筑設計理念還停留在傳統的設計模式上,伴隨著智能建筑的發展,人們對建筑的設計理念有了更加深刻的認識,這種認識不僅能夠促進當前智能建筑的發展,而且還能改變智能建筑的服務模式,以往智能建筑的服務模式僅僅依靠物業服務,而現在更加傾向于智能化的服務模式,這種模式不僅能夠提升服務效率,而且還大大提升了服務質量。
3.2智能建筑未來的演變進程伴隨著智能建筑技術的不斷提升,人們對智能建筑的認識更加具體,下面就其具體類型發展趨勢進行介紹。(1)智能化辦公樓隨著行政辦公效率的提升,行政辦公空間日益縮減,智能建筑在此類建筑上的發展趨勢較小,其所占比例為3%。但是智能化辦公樓對智能化的要求較其他類型的建筑物標準較高。根據以往相關研究,智能化辦公樓不僅能夠改善辦公環境,還能提高工作效率,而辦公效率的提升也能夠促進智能化建筑的發展。(2)智能化醫院智能化醫院更加依賴計算機網絡技術,這得力于計算機的診斷與處理功能存在較大的潛力,這種潛力能夠迅速提高信息儲存容量與運算順序。根據相關研究,計算機在開方、醫療、遠程會診等方面具有較快的效率。隨著時間的推移,目前醫學手術的涉及面較廣,其中包括醫學研究與醫學教育等。醫院智能化功能能夠帶動以醫院為代表的智能化建筑的發展。(3)智能化學校隨著信息化時代的深入,學校多數采用多媒體等電教化教學手段,這些都是智能化學校最原始的模型,隨著信息化社會的發展,學校的教學手段更加傾向于智能化,而且智能化教學能夠發掘優勢潛力,實現教學資源的共享與拓展。由于信息化水平較高,學生對互聯網的依賴性較高,其更易采用智能化的操作手段進行實際演練。在一些智能化學校存在一種虛擬學校,是一種利用智能化技術進行全程教學,其中包括在線布置作業、批改答卷、討論教學、公布教學計劃等。(4)智能化公寓智能化公寓是指將住宅中各種通信設施與實際的運用功能進行較好的鏈接,這些鏈接可以與智能化公寓進行互動,實現公寓各種功能的展現。智能化公寓能夠為人們的起居生活提供優質的服務,在提供服務的過程中實現信息社會的創意生活。在表1中可以看出智能化公寓未來的發展趨勢較好,其所占的比例最高,這充分說明人們對生活質量的要求越來越高,也在一定程度上表明智能化建筑的發展前景廣闊,與之對應的房地產行業也將迎來新的春天。
4結論
中圖分類號:TU855 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)08-0171-02
1. 智能建筑的功能體系
目前國內人們對智能建筑的概念還不是很清晰,什么是智能建筑,智能建筑能給人們的生活帶來哪些方便,以及智能建筑的未來發展趨勢。對智能建筑的簡單的理解是,利用當今的電子技術將建筑內每套住戶與物業管理等等聯系起來,快捷高效的超值服務與管理為每一位住戶提供安全舒適的家居環境。隨著我國的經濟的不但提升,建筑行業高速的發展,人們生活水平的不斷提高。人們對生活質量的要求也不斷的提高,智能化的建筑也悄無聲息的進入了我們的生活。方便,快捷,舒適成為人們對建筑的要求。
上世紀八十年代末智能建筑走入我國的市場,早期的智能建筑出現在高級酒店和有特殊需要的工業建筑。當時由于我國的經濟水平比較薄弱,科技不發達,主要是從國外引進技術和設備。當時普及程度并不高,但是這一項技術讓我國很多建筑設計單位、電子產品生產供應商以及業內專家產生了很大的興趣,在這種興趣下,他們不但努力,勇于探索創新,而今智能建筑在我國并不是什么罕見的事情。然而與國外相比我國智能化建筑的發展就是小巫見大巫了。
我國智能樓宇的外觀和設計不盡相同,但是智能樓宇的核心體系和大體結構以及運用的原理大體相同。利用在樓棟中綜合布線來與各種終端設備的連接,然后利用計算機系統對整棟大樓實時監控,實現整個樓棟的高度智嗎,能化。許多子系統的相互連接組成整體的整個智能系統,樓宇自動化系統、通信自動化系統和辦公自動化系統是現在智能化系統的最基本的三個子系統有。聯外還有專門機構來管理消防系統和保安系統,這個機構對系統的要求要比其它系統更加嚴格的管理。防火自動化系統和安全保衛自動化系統相比其他系統要更重要,這兩個系統直接影響到住戶的人生何財產安全。信息通信系統、辦公自動化系統、系統集成中心、設備管理自動化系統、防火自動化系統和安全保衛自動化系統以及樓棟的綜合布線組成當代樓宇的智能系統。
在我國的智能建筑正在高速發展,在經濟發達地區智能建筑的發展趨勢更快。智能建筑在質上發生了很大的飛躍從原來建筑物中很基本的弱電系統到現在的無線電系統,然而對智能建筑的管理缺乏專業人從而導致智能建筑在當前的建設和發展中出現了不少問題。
2.智能建筑的發展的關鍵技術
2.1智能建筑的發展有兩方面的關鍵技術,分別為軟件方面和硬件方面
軟件方面技術的關鍵在于各方面對智能系統的控制,遇到緊急請苦熬的處理,因此我們要注意:
(1)高度重視系統的故障,定期要對系統進行維護檢修,如果發現突發狀況,應該及時的處理和維修。
(2)隨著社會的發展,人們對現在建筑功能呢個的要求,因此我們需要不斷開發升級智能建筑的功能讓智能建筑的功能變得更為完善。
(3)在智能建筑中的系統管理員要對系統監進行維護,以及對系統時時監控,如發生可以情況,建筑內業主的東西要盜賊正在進行偷盜,要及時處理,保證戶主的利益。
(4)我們要錄用懂技術,能夠運用技術的人才,這樣才能完成系統監控,和系統開發這一塊的工作。同時我們要做好人才培養工作,讓更多懂技術的人才進入這個行業。
2.2智能系統硬的方面需注意的問題
(1)選擇高質量,高標準的,高科技,最新的能夠升級的設備,不要選用上市很久的,即將淘汰了的設備。
(2)在暗轉設備時要合理的布置,不能讓控制系統的,監控系統等的設備安置在很容易被破壞的位置。
(3)對消防控制系統的消防噴頭的安置要呢個讓其能夠以最短的時間感應到火災的發生,同時噴水滅火,對于安全系統,要在能夠及時的報警解決安全問題。
3. 智能建筑在未來發展的趨勢
我國社會在高速發展下,隨著科技的突飛猛進,隨著各種高科技的電子產品的出行以及新型材料的出現以及運用,這給智能建筑的發展帶來了很多優勢,在今后智能建筑的發展形式將會越來越好。
建筑智能的化系統作為信息技術產物,在未來將會隨著信息技術迅猛發展而發生深刻變化。隨著我國的國際地位的提高,相應的技術水平和管理水平以及運用性能的提升,這樣我國將會一步一步的和國際高科技接軌,必然會對建筑智能化系統的管理方式相應進行調整。這些優勢將會促進建筑智能化系統的變革和發展,主要的變革和發展有: 建筑智能化系統的體系結構將會隨著信息技術的進步而進步;建筑智能化系統發展的障礙將會隨著管理制度的變革而消除;隨著科技的發展,和技術的改造,人們對智能系統的新要求,智能系統要重新規劃和調整對建筑智能化系統的功能、作用和服務方式。
將來智能建筑的發展速度隨著智能建筑的技術基礎和制度保障逐步完善一步步加快,來滿足人們對新時代見著的要求。在歐洲有許多家科學研究機構和學術機構共同發表了題為“智能建筑在歐洲” 的實施概要咨詢文件,他們以歐洲智能建筑組織的名義要求以智能建筑金字塔的圖形來實施概要, 智能建筑的發展過程和發展方向得到來哦形象地描述了。從智能建筑的系統構成來看,集成化,多元化將會是智能建筑的發展趨勢。
4.未來智能建筑的前景預測
為了人們能夠體驗高科技產品帶來的好處,以及跟好的去享受生活,學習以及工作的樂趣,在未來來智能化系統將會運用到我國很多建筑上面,它將體現在各行各業。
4.1醫院
存儲信息和運處速度上遠非人腦可比的電腦在診斷和處理能力有巨大的潛力,智能化醫院利用計算機網絡等系統給病人進行診斷治療,如果遇到系統內沒有的病情,遠方的專家會利用系統網絡進行遠程會診。醫用網絡里的數據庫給患者器官移植帶來了巨大的資源信息,同時在醫學研究和醫學教育等方面正在發揮巨大作用。據說目前有幾家類似的醫院,病人通過一系列的電腦檢查,電腦系統就會判斷出患者的病情。
4.2學校
目現在很多學校出現智能化學校的雛形開始了網絡教學,主要用電化教學和多媒體教學的手段 。隨著社會的發展,時代的進步,以及資源的的綜合利用,在今后社會的發展中 ,智能系統在學校的運用將會成為教育建筑美好景觀。雖然我國有很多學在網絡教學實現得比較好,運用了很多高科技的設備,但我國的教育只限制在學校。國外有很多孩子在家就可以通過互聯網來上課,這解決了許多偏遠地區的孩子上學難的問題。這也是我國今后智能化教育的發展模式,讓學生可以通過互聯網來上課。
4.3智能化公寓
今后小區的住宅里的將會安裝各種信息設備,構成新型智能化公寓,通過網絡系統將住宅與用戶的手機等移動通訊設備聯系起來 。無論我們走到哪里,我們對自己的房子進行監控,這樣保證自身的財產安全。并且沃恩還可以通過智能系統,對家里的設備進行控制,比如我們在準備回家還未到家時,我們可控制這些設備進行一些工作,如煮飯,開空調等等,這樣我們一會到家里就可以享受到溫馨。還有該系統可以為我們提供很多服務,點餐,防火防盜等等。今后的智能公寓就會朝著安全,方便,舒適,美觀方向發展,為我們的生活提供更多的方便。
4.4辦公樓
作為一名員工,你總是因為堵車以及其他的原因而錯過了一些重要的會議,以及重要的業務;作為一位老板你總是擔心你的員工偷懶,辦不好事,或者辦事不讓你滿意,在提拔員工時看不到該員工的亮點等等。今后隨著智能建筑的發展智能系統的升級,你可以坐在車里就可以參加你的會議,老板可以通過調查體統的數據就可以知道哪位員工的表現出色。有時一些細小的工作就可以直接交給系統來運行處理。
5.結語
智能化的建筑將會在我們的生活中變得越來越常見,他會悄悄的走進我們的生活,而我們卻生活在其中沒有發現它的存在。以上只列舉部分智能化的建筑及發展趨勢,智能建筑在人們的生活之中將會越來越常見。
參考文獻
[1]徐興聲.智能建筑建設中的模糊概念辨析工程設計CAD 及自動化,1997(5).
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[4]林賢光.智能建筑與建筑.工程設計CAD及自動化,1997 (1)
【關鍵詞】智能建筑;技術;發展趨勢
1 智能建筑的概念
智能建筑主要是指在進行建筑設計時,將建筑物的建筑結構、建筑系統、設施服務和管理體系按照人性化的需求進行設計,達到最優化整合,為住戶居民提供一個安全可靠、人性化服務、綠色節能的智能化建筑環境。智能建筑將現代建筑技術、計算機技術、網絡技術以及控制技術緊密聯系起來,組成一個整體,使傳統建筑領域與高新技術產業有機結合。在該智能建筑系統中,可以對室內溫度、濕度系統,采光系統以及安保系統、物業管理系統等實現遠程智能操控,并大大簡化管理流程。既滿足了生活工作方面更加人性化的需求,又順應了當今社會節能減排、低碳環保的綠色發展要求,表現出智能建筑具有功能性以及實現資源共享、可持續發展的顯著特點。
智能建筑的設計理念最初起源于美國,其開創了全新的建筑設計方式。1984年1月,美國聯合科技公司在美國康乃迪克州哈特福德市建成了智能化的“都市大廈”―City Place Building,標志著世界首次智能型建筑的產生。該大廈首次將信息化、整合最優化理念應用到建筑設計方面,通過計算機智能控制手段對整棟大廈內的空調系統、供水排水系統、電力供應系統、防火防盜系統以及采光系統進行實時監控,并為大廈的辦公人員提供語音通信、文字資料等多樣化的信息交流體驗,使客戶的工作環境更加舒適便捷、智能高效。隨后英法等國也開始相繼發展智能建筑系統技術[1]。在二十世紀八十年代,智能建筑技術開始流入到我國的建筑領域,適應了我國快速變化的居家生活模式、休閑娛樂方式以及工作、商務模式,因此傳入不久便得到了迅速的發展與演變,已經從原先單一的商務酒店大樓、商務辦公大廈發展到了現在的智能化住宅、智能化醫院、智能化學校等多元領域。
2 智能建筑的主要技術
智能建筑是整合利用現代化建筑技術、計算機技術、通訊技術和控制技術,將傳統建筑領域與高新技術產業完美結合,使建筑物的整體結構、水電暖供應系統、物業管理和服務方式更加適應人性化的需求,為住戶居民提供一個安心舒適、綠色生態的智能化建筑環境。它的主要技術包括以下幾方面。
2.1 智能建筑設備自動化技術
智能建筑設備自動化系統是整合利用現代化電腦技術、現代化控制技術和現代化通訊技術等高新技術,組成高度智能的綜合管理系統,對整棟建筑內的空調采暖、供水排水、供配電、防火防盜以及采光照明系統進行實時監控,并且按照需先設置的目標值進行實時調整。因此這就對于智能建筑設備自動化水平有了更加嚴格的要求。在早期階段,我國通常采用電腦集中控制和監視形式,但不足之處是可靠性不夠,因此逐漸被計算機集散控制技術(DCS)取代?,F在我國多采用美國ASHRAE制定的BACnet網絡通信協議和美國EChlon公司研發的LonmarkS技術。隨著高新技術產業的不斷進步,分布式計算機控制系統引導了智能建筑的發展潮流。
2.2 智能建筑系統集成
智能建筑需要對整棟建筑的供配電、空調采暖、供水排水、防火防盜以及安保情況等進行及時有效的管控,整體協調各方,保證各個系統環節能夠持久可靠的運轉,為居住用戶提供一個放心舒適、服務便捷、綠色節能的建筑環境。這就要求重點實施系統集成手段,將智能建筑內各個子系統按照功能的不同科學地進行有機結合,以期待實現資源共享。智能建筑的系統集成從初期階段時簡單的基于監控的處理,逐步演變為現如今基于內容的處理與融合階段[2]。
2.3 智能建筑通信網絡技術
智能建筑通信網絡包括電話網、局域網和有線電視網,接入網技術可采用傳統型電話系統的XDSL技術,有線電視網的HFC形式以及光纖到區(樓)的局域網等。智能建筑內各類原本相對獨立的子系統需要先進的通信技術去進行信息的交流更新。通信網絡技術稱得上是智能建筑的神經網絡,智能建筑的功能化發展都離不開通信網絡技術的發展。
2.4 智能小區技術
近些年來,城市化進程不斷加快,人們對居住環境也有了更高的要求,“數字化社區”的概念逐漸受到人們的關注,把智能化小區理念推向了一個全新的階段。住宅小區逐步地智能化,出現了擁有實時監控、安全防范、遠程控制的物業管理辦公系統以及智能化家庭管理的智能小區,可以為住戶的衣食住行等各個方面提供最優化、最全面的生活服務。
3 智能建筑的發展趨勢
近幾十年,智能建筑在我國得到了迅速發展,眾多商業建筑與居住社區的辦公人員與居民都渴望居住在更加智能化的建筑中,享受更加貼心周到的居住體驗。我國北上廣深等一線城市在該行業的發展日趨成熟,國內其他地區也緊隨其后。我國對智能建筑的重視程度逐漸提高,智能建筑業得到了更多強有力的政策扶持和資金支持[3]。綜合智能建筑的起源與演變以及當今社會的實際需求,可預測其整體發展趨勢。今后將重點圍繞深度化,廣度化,規?;?,可持續性等內在要求發展智能生態建筑。
網絡信息技術的發展將起到至關重要的作用。智能化建筑的發展會刺激帶動計算機網絡技術的發展,反之,網絡信息技術的發展又會促進智能化建筑的發展。因此發展更深層次、更高精準程度的信息網絡技術也是今后能夠深刻影響到智能建筑發展的重要因素。
智能建筑的理念符合我國積極倡導的綠色環保、可持續、和諧發展的方針政策,因此我國的智能建筑更加追求智能建筑的低碳環保,建造全方位、系統化的生態環保住宅。在未來智能小區中,會以最大限度發揮居住環境的生態效應為主要目的,全面協調發揮作用,最大限度的減少能源消耗。
【參考文獻】
[1]岳素霞.智能建筑的關鍵技術及其應用研究[J]. 技術與市場,2013(3):38.
一、智能建筑的定義
我國智能建筑專家、清華大學張瑞武教授在1997年6月廈門市建委主辦的“首屆智能建筑研討會”上,提出了以下比較完整的定義:智能建筑是指利用系統集成方法,將智能型計算機技術、通信技術、控制技術、多媒體技術和現代建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控,對信息資源的管理,對使用者的信息服務及其建筑環境的優化組合,所獲得的投資合理,適合信息技術需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的現代化建筑物。這是目前我國智能化研究的理論界所公認的最權威的定義。
二、智能建筑的特點
1、節約能源。2、節省設備運行維護費用。3、提供安全、舒適和高效便捷的環境。4、廣泛采用了“3C”高新技術(3C高新技術是指現代計算機技術、現代通信技術和現代控制技術)。5、系統集成。
三、現階段智能建筑存在的問題
1、電氣施工圖設計不完善。建筑工程項目在方案設計階段時,往往重視建筑設計本身的平、立、剖,而對其他專業,特別是設備工程,包括水、電、暖等有所忽視,只要寫一個簡單的說明即可,而對智能化系統建設則未被列入內容,有的甚至不考慮。在設計方案評審時,有關主管部門提出或設計單位詢問建筑單位關于智能化設計時,項目已進入初步設計階段,建筑單位才認識到需要這方面的設計,設計單位也才被要求做智能化系統總體方案設計。智能建筑中涉及到的辦公自動化系統、通信自動化系統與樓宇自動化系統都是當前世界的先進技術,設計單位難以完全掌握,設計單位對選用的系統不熟悉,施工圖設計困難,對各系統應包括內容有分歧。
2、智能化系統總體方案設計與建筑設計不同步。正當智能化系統總體方案設計進行時,由于工期緊迫,建筑設計已進入施工圖階段,設計迫在眉睫,智能化系統總體方案甚至未經評審就進入施工圖設計。部分工程項目在進入施工后才發現缺少智能化系統的設計施工圖,于是重新找施工單位進行智能化系統設計。
3、系統集成商在準備進入項目實施時,發現沒有弱電井和弱電配電間,要不就是土建已超前,管路預埋已成空話,或雖有管路但冗余不夠等。介入時發現電話、電視等已有人實施,許多管路和信息出口的安裝位置,設備的安裝位置已被占用。諸如此類,使原方案必須重新修訂,系統指標和工程預算發生較大變化。
4、缺少國產化系統集成產品。目前我國還沒有開發出一套智能建筑系統集成產品,國外如美國江森自控、I BM、朗訊科技等公司產品占據國內智能建筑市場。國外樓宇自動化系統的供貨都是從敏感元件、執行機構、閥門、變送器、現場控制站、子站、網絡服務器及所有軟件成套供貨,產品質量有保證,但現場調試、人員培訓、后期服務等方面不完善,在與甲方及施工單位配合上有難度。自身的技術力量薄弱。在施工過程中,接線、安裝等低級錯誤引起設備損壞的現象時有發生,對國外產品不熟悉和技術壁壘給智能建筑的正常運行帶來隱患。
四、智能建筑未來的發展趨勢
1、智能大樓。是指將單棟辦公大樓建成綜合智能化大樓。智能大樓的基本框架是將BA、CA、OA三個子系統結合成一個完整的整體,發展趨勢則是向系統集成化、管理綜合化和多元化以及智能城市化的方向發展,真正實現智能大樓作為現代化辦公和生活的場所。
2、智能廣場。智能大樓從單幢大樓變為成片開發,形成一個位置相對集中的建筑群體,稱之為智能廣場。智能建筑不再局限于辦公大樓,逐步向公寓、商場、醫院、學校等建筑領域擴展。智能廣場除具備智能大樓的所有功能外,還具有系統更大、結構更復雜的特點,一般應具有智能建筑集成管理系統IBMS,能對智能廣場中所有樓宇進行全面和綜合的管理。
3、智能化住宅。智能化住宅的發展分為三個層次:首先是家庭電子化(HE),其次是住宅自動化(HA),最后是住宅智能化,美國稱其為智慧屋(WH),歐洲稱為時髦屋(SH)。
智能化住宅是指通過家庭總線(HDS)把家庭內的各種與信息相關的通信設備、家用電器和家庭保安裝置都并入到網絡之中,進行集中或異地的監視控制和家庭事務性管理,并保持這些家庭設施與住宅環境的協調,提供工作、學習、娛樂等各項服務,營造出具有多功能的信息化居住空間。
4、智能化小區。是對有一定智能程度的住宅小區的統稱。智能化小區是具有居家生活信息化、小區物業管理智能化、IC卡通用化的小區。小區智能化是一個過程,它伴隨著智能化技術的發展及人們需求的增長而不斷完善,表明了可持續發展是小區智能化的重要特性。
5、智能化城市。在實現智能化住宅和智能化小區后,城市的智能化程度將被進一步強化,出現以信息化為特征的智能化城市。
關鍵詞:智能建筑;信息化;社會背景;網絡
中圖分類號:G267文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0279-02
1 現代智能建筑概述
信息技術使人們的生產、生活等方式發生了巨大變化,作為人居住和活動場所的建筑物要適應信息化帶來的變化,智能建筑的產生和發展是必然趨勢。智能大廈的內涵有如下定義:(1)位于華盛頓特區的“智能大廈研究機構”對IB的定義 :“智能大廈是人們通過對建筑物的四個基本要素―結構、系統、服務和管理及其內在關聯的最優化分析,提供一個投資合理、效率又高的舒適、溫馨、便利的環境?!?2)美國智能建學會(AIBI,American Intelligent Building Institute)定義“智能建筑”是將結構 、系統、服務、運營及其相互聯系全面綜合,并達到最佳組合,所獲得的高效率、高功能與舒適性的大樓。(3)日本的建筑學界強調IB就是高功能大樓,是方便有效地利用現代信息與通信設備,并利用樓宇自動化技術,具有高度綜合管理功能的大樓。(4)新加坡規定IB必須有三個條件:一是具有保安、消防與環境控制等先進的自動控制系統,以及自動調節大廈的溫度、濕度、燈光等參數的各種設施,以創造舒適安全的環境;二是具有良好的通信網絡設施,使數據在大廈內進行流通;三是提供足夠的對外通信設施與能力。(5)我們的認識:IB 是以建筑為平臺,利用系統集成方法,將智能型計算機、通信及信息技術與建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控,對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合,所獲得的投資合理,適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活更具人情化的建筑物。
2 智能建筑的構成和功能
(1)樓宇自動化系統。該系統對智能大廈中的暖通、空調、電力、照明、給排水、消防、電梯、停車場、廢物處理等機電設備進行綜合協調、科學管理和維護保養。樓宇自動化系統通常包括以下三個子系統:建筑物管理子系統、安全保衛子系統、能源管理子系統。
(2)通信自動化系統。通信網絡是建筑物的“中樞神經”。有各種通信設備、線路、計算機軟件組成。是傳送話音、數據和圖像的基本通信網絡。包括實現樓層間各種終端、微機、工作站之間通信的樓層局域網、溝通樓群或樓內計算機與樓內各個局域網間通信聯系的樓群或樓內高速主干網以及公共信息資源網。
(3)辦公自動化系統。智能大廈中要處理行政、財務、商務、檔案、報表、文件等管理業務及安全保衛業務。
(4)智能建筑的系統集成中心。它具有各個智能化系統信息總匯和各類信息綜合管理的功能:①匯集大廈內外的各種信息,接口界面要標準化、規范化、以實現各職能系統之間的信息交換及通信協議。②對大廈各個職能化系統進行綜合管理;③對大廈內各個網絡進行管理,必須具有很強的信息處理能力及數據通信能力。
(5)綜合布線系統。它為整個大廈的光電信息傳輸提供技術標準統一、傳輸介質統一、布線結構一致的通道,適應多種信息的傳輸,管理配置靈活,維護方便。通常由工作區子系統、水平布線系統、垂直干線子系統、管理子系統、設備子系統及大廈室外連接子系統六個部分組成,與傳統的布線系統比較,有著許多的優越性,主要表現為它的兼容性、開放性、先進性和經濟性。
3 智能建筑產生的背景
20世紀科學技術的飛速發展,導致產業結構的巨大變化。白領階層的增加,人們對辦公環境的好壞也愈加重視。依賴于大量享有高薪的辦公人員提供服務而運行的經濟,無法承受辦公費用高漲而功率低的狀態。這一矛盾必然要由適用于信息化社會的手段來處理。智能建筑的產生為解決這一問題展開了廣闊前景,尤其是其通信及辦公自動化系統,大大提高了辦公效率。20世紀80年代以后,由于高技術的沖擊,給一些發展中國家的經濟帶來了活力,同時也面臨著基礎設施落后和獎金匱乏等問題,這就出現了一些原來由政府投資的交通、通信等項目,向民間和國外開放,出現了“建筑―經營―轉讓”方式。1984年美日通信和電信業開始改革并全面開放、大幅度自由化。尤其是20世紀90年代冷戰結束,大批高技術軍工企業實現“民”,使得信息技術市場上出現如火如荼的競爭格局。所有這些都為信息社會的完善和智能建筑的出現創造了社會條件。
4 智能建筑的發展趨勢
在信息社會中,人們對于現代建筑的概念也在發生變化,傳統建筑提供的服務已遠遠不能滿足現代社會和工作環境等方面的要求。智能大廈的出現,使得一幢幢樓變成一個小社會,其內部有眾多的小公司,各種商業的活動行為要求數以兆計的信息和控制指令進出整座大廈。智能大廈把建筑物的結構、系統、服務和管理等基本要素以及它們之間內在聯系進行優化組合,從而提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環境。由于經濟的發展和社會的信息化,“智能大廈”這一術語逐漸在建筑業流行起來,在國內的樓宇建設中正流行一股“智能化”的熱潮。許多房地產商在廣告宣傳時,將其大名必冠以“智能化”或“5A甲級智能大廈”。但大廈的“智能化”并不僅僅是建設一個簡單的綜合布線系統,更不是時髦的頭銜能隨便加在自己頭上。我們必須對智能大廈有一個全面、綜合、深入的認識,這對于設計者、使用者乃至發展商都是非常重要的。智能大廈發展史,是一個從監控到管理的發展過程,也是樓宇設備監控的演變史。早期的超高層大樓一般設備非常多,諸如空調系統、給排水系統、變配電系統、保安系統、消防系統、停車場系統等各種專業系統同時共存。操作和控制這些系統,僅靠中央臨近室很難實現。20世紀80年代,微電腦技術的崛起再加上信號傳統技術的進步,基本上實現了所有設備都可以顯示于大樓內的中央監控室,并且較容易地進行操作和管理,從而提高了效率。1984年,美國康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進行了改造,建成了稱之為(City Place)的大廈,從此誕生了世界公認的第一座智能大廈。它是時展和國際競爭的產物;為了適應信息時代的要求,各高科技公司,紛紛建成或改建具有高科技裝備的高科技 大樓(HI-Tech.Building),如美國國家安全局和五角大樓等;同時,高科技公司為了增強自身的應變能力,也對辦公或研究環境進行了創新和改進。日本第一次引進智能大樓的概念。近十年來建成了野村證券大廈、安田大廈、KDD通信大廈、NEC總公司大樓 、ARK森大樓、本田青山大樓。日本是對IB進行全面的綜合研究并提出有關理論和進行實踐的最具代表性的國家之一。1995年底日本還成立了國家智能建筑專業委員會。據有關估測,美國的智能大廈將超萬幢,日本和泰國新建大廈中的60%為智能大廈。美國也宣稱1995年以后要大幅度增加智能大廈的比例。中國的第一座智能大廈被認為是北京的發展大廈。此后 ,相繼建成了一批準智能大廈如深圳的地王大廈、北京西客站等,上海證券大廈的智能建筑的全部弱電工程由美國一家工程公司承包??傊?進入20世紀90年代以后,智能大廈蓬勃發展,步美、日之后塵,法國、瑞典,英國等歐洲國家以及香港、新加坡等地的智能大廈如雨后春筍般地出現。
中國智能建筑行業經歷了從無到有、從小到大,從依賴進口到自主研發乃至出口海外的發展歷程。十年間,建筑更智能,城市更宜居。行業發生了翻天覆地的變化,實現了立足建筑、面向城市,立足國內、面向國際的跨越式發展.在信息時代之前的建筑中,燈的開關是手動的,水龍頭需要人手去擰才能開,空調需要人通過撥盤去調整。隨著數字化生存的到來,建筑物變得智能,甚至是更加智能。開始時,只是,燈光改為自動控制。隨著自動化程度的提高,我們發現洗手間的水龍頭是自動的,馬桶是自動沖水的,不論外部環境的溫度如何變化,建筑物內部的溫度和濕度都可以自動保持在讓人舒適的水平。而完成這一切的過程,都是自動化的,不需要人的干預。也許在不久的未來,你的房子會通過DNA識別你,當你接近自己的住所時,會自動為你打開房門。在傳統的建筑系統中,建筑物內的溫度,供水系統的壓力,消防供水系統的壓力,都是通過人工方式控制,而在智能建筑中,這一切,都不需要人的干預。操作人員只需要監視系統,處理異常情況。隨著數字化方式的沖擊發生了改變。在智能建筑中,我們不會再看到防盜門、防盜窗之類的東西。取而代之的則是全天候的監視系統,使得安全防范更加美觀,同時也更加安全。除此之外,智能建筑相較于傳統建筑更節能,以電梯為例,在智能大廈中,中央控制計算機可以控制大樓的全部電梯。通過數學的優化算法和對大廈電梯日常運行情況的統計分析,中央控制計算機可以優化電梯的??繕菍樱瑥亩澕s電梯運行所需要的能耗。美妙的是,這一切都是自動運行,不需要人工干預。
智能建筑還有一個顯著的優勢,那就是高效的系統維護作用,如供水管道系統出現管道破裂時,維修人員需要一定的時間才能找到破損的部分,從而關閉閥門。在智能大廈中,會在管道的不同位置安裝一定數量的傳感器,從而縮短了維修人員尋找泄露點的時間。而在未來的智能大廈中,由計算機控制的電磁閥門,可以接受來自水壓傳感器的數據,自動判斷,從而關閉受損的管道。除了讓大廈的日常運行更加自動化,更加高效率,在傳統的建筑中,人們已經習慣在夜間進入某個房間時隨手開燈。在智能大廈中,運動傳感器會感測大廈的哪個房間中有人,并自動開啟有人房間的照明。我們現在正在使用的普通聲控樓梯燈,就是這一系統最原始的雛形。智能建筑除了使人們的生活感到更加舒適,便捷外,在消防應用中也起到了很大的作用。隨著超高層建筑越來越多,消防車水炮的高度顯然無法滿足現代高層建筑的消防需要。因此,在高層建筑中,安裝了自動噴淋系統。然而傳統的噴淋系統,一旦啟動,就會在全樓噴射,而智能大廈的噴淋系統可以根據安裝在樓內的傳感器傳來的數據,決定對大廈的某一個部分進行噴淋,這樣減小了用水量,同時減小了大廈的火災損失。智能建筑通信能力對于現代辦公也是極其重要的。智能建筑可以整合,衛星通信(包括電視廣播和數據業務),光纖通信。公司之間的業務會談,可以不再需要面對面的會談,而是利用由智能建筑提供的通信能力,直接召開電視電話會議。傳統的視頻通話能力會讓人覺得圖像清晰度低,通話質量差。這是由于通信系統的帶寬不足引起的。然而,智能建筑在設計之初,就是按光纖的思路來設計大廈的通信系統。這使得建筑的通信帶寬完全可以滿足通信的要求。同時,使得通信的質量大幅度的提高。以視頻通話舉例來說,智能建筑可以按照1∶1的比例,在屏幕上顯示人像,同時觀看者不會有任何畫面模糊的感覺。采用衛星通信技術克服了光纖受地表影響的束縛。地震時,光纖因為埋在地下,容易受到斷裂的影響,而衛星通信則不會,大幅度提高了通信系統的可靠性。
未來智能建筑的前景預測:
1 醫院
電腦在診斷和處理能力上有巨大的潛力,智能化醫院利用計算機網絡等系統給病人進行診斷治療,如果遇到系統內沒有的病情,遠方的專家會利用系統網絡進行遠程會診。醫用網絡里的數據庫給患者器官移植帶來了巨大的資源信息,同時在醫學研究和醫學教育等方面正在發揮巨大作用。
2 學校
現在很多學校出現智能化學校的雛形開始了網絡教學,主要用電化教學和多媒體教學的手段。在我國今后智能化教育的發展模式中,通過開展互聯網教學,可以使學生在家里通過互聯網就能完成基礎的課程。
3 智能化公寓
今后小區的住宅里的將會安裝各種信息設備,構成新型智能化公寓,通過網絡系統將住宅與用戶的手機等移動通訊設備聯系起來。無論我們走到哪里,我們對自己的房子進行監控,這樣保證自身的財產安全。還可以通過智能系統,對家里的設備進行控制。今后的智能公寓朝著安全、方便、舒適、美觀的方向發展,將會為我們的生活提供更多的方便。
4 辦公樓
今后,隨著智能建筑的發展智能系統的升級,人們可以坐在車里就可以參加自己的會議,老板可以通過調查體統的數據就可以知道哪位員工的表現出色。有時一些細小的工作就可以直接交給系統來運行處理。
當今社會科技的迅速發展無形中帶動建筑行業的發展,從而驅動智能建筑的迅速發展,文章根據實踐經驗和對有關資料的總結,對多層及高層鋼筋混凝土房屋的抗震設計問題進行了研究和探討。
20世紀科學技術的飛速發展,導致產業結構的巨大變化。智能建筑的產生為解決這一問題展開了廣闊前景,尤其是其通信及辦公自動化系統,大大提高了辦公效率。
智能建筑的發展趨勢
智能大廈發展史,是一個從監控到管理的發展過程,也是樓宇設備監控的演變史。早期的超高層大樓一般設備非常多,諸如空調系統、給排水系統、變配電系統、保安系統、消防系統、停車場系統等各種專業系統同時共存。操作和控制這些系統,僅靠中央臨近室很難實現。
未來的智能建筑發展將體現如下顯著特征:(1)多學科、多技術相互滲透。如虛擬現實、人工智能、生物電子工程、仿生學、生態學等新技術,使智能建筑有新的功能。(2)多個系統的相互交叉融合。智能大廈的三個系統不久就可以結合一個系統。(3)智能大廈群體化;未來將發展智能化建筑群。進一步實現智能化城市和國家。(4)智能建筑是可持續發展的建筑、其內涵:高功能建筑、綠色建筑、健康建筑、生態建筑。 智能建筑將成為建筑革命的先聲,成為21世紀的重要產業部門,并進而帶動其它行業的發展,乃至成為一個國家科學技術與文化發展水平的重要標志。
地震區建筑結構設防與不設防,震后結果大不一樣。要使工程建設真正達到能夠減輕以至避免地震災害,把握好抗震設計關是減輕地震災害的根本措施。
我國作為發展中國家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我國的地震災害可謂全球之最。因此,建筑物的抗震設防問題是我國減輕自然災害、保障國民經濟建設和社會持續發展,特別是保障人民群眾生命安全的一個重要問題。
一、震害多發點
地震作用具有較強的隨機性和復雜性,要求在強烈地震作用下結構仍保持在彈性狀態,不發生破壞是很不實際的;既經濟又安全的抗震設計是允許在強烈地震作用下破壞嚴重,但不倒塌。因此,依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設計的特點,提高結構的變形、耗能能力和整體抗震能力,防止高于設防烈度的“大震”不倒是抗震設計要達到的目標。
(一)結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層
鋼筋混凝土框架結構在整體設計上存在較大的不均勻性,使得這些結構存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下,結構的薄弱層率先屈服,彈塑性變形急劇發展,并形成彈塑性變形集中的現象。
(二)柱端與節點的破壞較為突出
框架結構的構件震害一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤其是角杜和邊柱易發生破壞。除剪跨比小的短柱易發生柱中剪切破壞外,一般柱是柱端的彎曲破壞,輕者發生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥,主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當節點核芯區無箍筋約束時,節點與柱端破壞合并加重。當柱側有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時,柱頂剪切破壞嚴重,破壞部位還可能轉移至窗洞上下處,甚至出現短柱的剪切破壞。
(三)砌體填充墻的破壞較為普遍
砌體填充墻剛度大而變形能力差,首先承受地震作用而遭受破壞,在8度和8度以上地震作用下,填充墻的裂縫明顯加重,甚至部分倒塌,震害規律一般是上輕下重,空心砌體墻重于實心砌體墻,砌塊墻重于磚墻。
二、抗震結構設計
較合理的框架地震破壞機制,應該是節點基本不破壞,梁比柱屈服可能早發生、多發生,同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好,底層柱底的塑性鉸宜最晚形成。即:框架的抗震設計應使梁、柱端的塑性鉸出現盡可能分散,充分發揮整個結構的抗震能力。
(一)抗震計算中的延性保證
從用樓層水平地震剪力與層間位移關系來描述樓層破壞的全過程可反映出,在抗震設防的第二、三水準時,框架結構構件已進入彈塑性階段,構件在保持一定承載力條件下主要以彈塑性變形來耗散地震能量,所以框架結構需有足夠的變形能力才不致抗震失效。試驗研究表明,“強節點”、“強柱弱梁’、“強底層柱底”和“強剪弱彎”的框架結構有較大的內力重分布和能量消耗能力,極限層間位移大,抗震性能較好。規范通過構件承載力調整辦法在一定程度上可以體現上述的強弱要求,且考慮了設計者的使用方便,采用地震組合內力的抗震承載力驗算表達式,只是要對地震組合內力的設計值按有關公式進行相應的調整。
綜合大量實驗研究成果,影響不同受力特征節點延性性質的主要綜合因素有:相對作用剪力、相對配筋率、貫穿節點的梁柱縱筋的粘結情況。
(二)構造措施上的延性保證
四川大地震實踐證明,當建筑結構在大地震中要求保持足夠的承載能力來吸收進入塑性階段而產生的巨大能量,因為此時的結構在震中進入到一個塑性階段,容易產生變形。所以,根據這種特點和抗震的要求,多發地震的國家鋼筋混凝土結構抗震設計均要求按延性框架結構進行設計,所以建筑結構的設計必須保證結構局部薄弱區的承載力與剛度,保證了建筑構造的整體性,延性的增加也就提高了變形能力,這樣可以減少地震的破壞性,提高了建筑的抗震能力。