建筑智能化概论范文

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建筑智能化概论

篇1

关键词:智能化;技术;现状;发展趋势

Abstract: with the development of economy, people's living environment demand safe, efficient, comfortable, arises at the historic moment of the intelligent building technology is now widely used in all kinds of buildings in our country, it is the collection of architectural technology, computer technology, automation technology, communication technology and system integration technology for the integration of an emerging but technology development is very rapid.

Keywords: intelligent; Technology; The status quo; Development trend

中图分类号:TU-098.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一、我国智能化建筑的发展现状

我国对智能建筑的最大贡献是住宅小区智能化建设。在上世纪末在中国开展的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大厦有很大的不同,住宅小区智能化正是信息化社会,人们改变生活方式的一个重要体现。 推动智能化住宅小区建设的主角是电信运行商,他们试图通过投资建设一个到达各家各户的宽带网络,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受和传送各种语音、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。以此网络开展各种增值服务如:安防报警、紧急呼救、远程抄表、电子商务、网上娱乐、视频点播、远程教育、远程医疗以及其他各种数据传输和通信业务等,并以这些增值服务来回收投资。目前虽然还有人对这种发展建筑智能化的思路持怀疑态度,但建筑智能化已成为房地产行业最热门的话题。更重要的是他将会改变人们进行建筑智能化建设的技术路线和运作模式,也许这标志着智能化已经突破一般意义上的建筑范畴,而逐渐延伸至整个城市、整个社会中应用。 建设部住宅产业促进中心于1999年底颁布了《全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则》(试行稿),导则计划用5年时间,组织实施全国智能化住宅小区系统示范工程,以此带动和促进我国智能化住宅小区建设,以适应21世纪现代居住生活的需要。信息产业部于2001年出台了《关于开放用户驻地网运营市场试点工作的通知》及《关于开放宽带用户驻地网运营市场的框架意见》。将在13个城市首先开展宽带用户驻地网运营市场开放、管理试点工作。摸索出行之有效的管理办法、技术标准,进而在全国推广,进一步推进中国的宽带建设。

二、建筑智能化技术的发展趋势

随着科技发展和经济的全球化趋势,企业间的竞争加剧,现场总线技术标准必将趋向统一,楼宇自动化系统中的现场总线通信协议也必然随之趋于统一。BACnet标准在我国将得到广泛应用。同时,以太网络技术由于其协议完全开放、成本低,随着研究工作不断深入,设备的以太网络接口技术的成熟,工业以太网在楼宇自动化领域将得到广泛应用。

目前,楼宇自动化系统的应用主要集中在建筑公共资源中,主要包括供配电、照明、空调与冷热源、给排水、电梯自控、安防、消防、综合保安、车库管理、自动抄表等子系统。随着网络技术应用的不断深入,安全、舒适、节能、快捷的工作生活环境的内涵不断丰富,楼宇自动化系统的研究将进一步深入,范围也将进一步扩展,将扩展到家庭生活空间。各种以太网络接口的研究将推动家用电器的网络化使得家居自动化有可能成为楼宇自动化系统集成的一个子系统。

随着楼宇智能化技术的发展特别是以太网技术在楼宇自动化系统中的应用,传统的“3A”说法将淡化,系统趋于统一,OAS、CAS、BAS界限将更加模糊。系统集成将更加简便,楼宇智能化系统的成本也将进一步下降。

能源危机已经成为当代的急需解决的问题,也成了当前研究的热点。楼宇智能化系统可对能源进行科学合理的分配达到节能的目的。因此,高效节能也将是楼宇自动化系统发展的重要方向,这其中也包括新能源的利用,如目前的太阳能光伏建筑。如何在智能建筑中利用光伏电能也将是智能楼宇自动化系统研究和发展的一个方向。无线网络可以省去布线,节约资源,在楼宇自控网络系统中也有较大的研究和应用价值。

楼宇自动化系统与网络技术结合紧密,DCS和现场总线在目前楼宇自控系统已经得到应用广泛。工业以太网技术由于其全开放、成本低、带宽高、稳定性和可靠性高、应用广泛、共享资源丰富等优点将成为楼宇自控系统研究应用的热点。家居自动化、家用智能电器的网络化在不久的将来也将进入楼宇自动化控制系统的研究应用领域。节能研究、新能源开发利用、无线网络等技术在智能楼宇领域的应用也将成为楼宇自动化系统的重要研究方向。

在新世纪智能建筑领域里,信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。

21世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术、探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。“可持续发展技术”才是21世纪智能建筑技术发展的长远大方向。新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。

三、建筑智能化技术发展现存的问题

1.由于智能化建筑不是单一技术、单一设备产品,而是多学科多专业多技术综合运用的整体建筑物业产品。它的技术发展必须要多个行业、多个部门的综合协调同步发展,需要全国统一计划、统一协调、统一对策,而不是各部门、各行业、各环节“各自为战”、“互不协调”、“各自为政”。更不可“分封割据”打乱仗。

2.智能化建筑技术不同于传统技术领域。智能化建筑属新兴的高新技术领域,技术发展还不成熟完善正处在变化极快之中。因此,技术发展政策既需要有远见卓识的前瞻先进性,更需要有深思熟虑的严谨准确性。历史实践已经证明;政府的正确指导行为是技术发展的根本保障,而不准确的指导行为就会导致紊乱、滞后、误解、甚至失误。

3.智能化建筑技术发展要实现产业化而不是仅看作一项应用技术。目前国内智能建筑市场仍由国外技术系统产品设备占主导。要大力扶持鼓励发展国产化的技术产品与系统,技术发展才可能形成国产化产业。当前,不把智能化建筑作为一项产业发展,就要“贻误时机”。

4.技术协调理顺是智能化建筑建设全过程中技术发展质量保证的瓶颈。不仅是智能化各个专业子系统之间的协调,而且更重要的是从工程项目的立项、方案、设计、施工、监理、到验收、物管之间的全程协调。要从体制结构上着手解决事实上存在的“山头”与“门户之见”。当前智能化系统的真正技术监理还是个空白。

5.智能化建筑属交叉学科系统工程,涉及多学科多专业,当前突出存在建筑设计与智能化系统设计严重分离。由于建筑的智能化大大增加了传统工程设计工作的难度及劳动量,而设计费一直未变,不符合按劳付酬原则,直接影响人的极积性与技术发展。

6.目前,我国智能化建筑技术发展政策尚未具体地与单位体制改革相协调、相结合;尚未充分体现出技术政策激励机制。智能化建筑技术发展还未有机地与知识经济时代的技术创新紧密结合;还未深入地与可持续发展战略密切联系。关键是,尚未真正意识到智能化建筑产业是21世纪人类社会进步生产力发展的必然需要。

四、建筑智能化技术的发展对策

为了确保智能化建筑建设整体工程质量,保障投资效益,减少浪费损失,提高智能化建筑技术发展总体水平,有利于技术创新激励,符合可持续发展战略方向,提出以下方面建议:

1.统一抓好智能化建筑领域各类资质管理改革,打破地区和部门的市场封锁与分割,推进设计、施工和监理的资质协调管理。更多地运用市场机制和手段,减少政府行政设定企业资质审批作法,逐步同WTO市场接轨,用个人资格替代单位资质。

2.立即着手建立健全建筑物的智能化系统工程实施的技术监理制度,填补空白,以保障智能化工程质量。智能化系统技术监理工程师必须经过培训、考核取得资格证上岗。

3.智能化建筑建设项目立项申报时,项目建设法人(业主)必须在立项报告(方案说明、项目论证、可行性报告等)中,说明拟建项目中的建筑智能化系统工程的内容,拟达到的功能要求及标准、投资及措施。

4.建设智能化建筑是一项投资巨额的系统工程。为了减少决策或抉择的失误,必须把技术咨询列入工程必须要有的法定规范程序,贯彻于工程过程始终。

5.建筑的智能化必然要求建筑设计与之相适应。建筑设计必须要与智能化系统总体规划协调同步,建筑环境平台必须能足够支撑建筑的智能化。兴建智能化建筑必须要建筑设计与智能化系统集成,紧密协同、整体规划、细致管理、精心实施。

6.智能化建筑的总体规划必须着重考虑到要适应21世纪信息化社会环境发展的需要。以便全面规划、分期实现,既符合当前实际、又能满足未来发展。

7.系统集成的本质就是最优化综合统筹设计。建筑智能化建设的全过程,不只是从单一的设备供应出发来考虑,而必须以整个建筑物的结构、系统、服务及管理四个方面出发综合(集成)来考虑。

8.传统工程设计单位的专业技术结构构成,已远不能适应知识经济时代建筑智能化系统工程设计的技术创新系统的需要。工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新充实智能化高技术相关专业的技术力量。

9.按照“引进、消化、发展、创新”的方针,要大力加强对开放式互操作性系统技术的研究。特别要对国外先进技术的深入分析了解,要组织力量投入。

结语

在新世纪之初,切实正确地制定“十五”计划编制产业技术发展政策,对于中国智能化建筑技术发展战略全局极其重要。要充分广泛征求听取各方面专家意见,要搞“五湖四海”集思广益。正如建设部俞正声部长近年曾指出的:“建设中的很多失误是不听专家的意见造成的”。

参考文献

1.建筑智能化系统 ,清华大学出版社 ,2009年11月出版

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【关键词】智能建筑;项目管理

1 智能建筑的概论

所谓的智能建筑是以建筑为基点,兼有建筑所需的设备及网络通讯体系并实现办公自动化,是结合体系、结构、管理、服务及他们之间的组合优化以便向大家供给一个有效、方便、舒坦及安全的环境的建筑体系。

智能化建筑是一种以高科技为平台,结合人、环境、信息及其相互作用的办公环境系统。根据不同的用户的使用需求、综合考虑投资者和产生的经济利益及工程完成的效率等的不同导致了每座建筑物的智能化程度不同,但总的来说其根本目标是一致的,主要有以下几个方面:

(1)信息资源库的共享。

(2)实现对工作效率及工作环境的提高及改善。

(3)为了避免资源浪费及减少管理人员要加强对建筑物及其设备的管理。

(4)面对外界环境的变化,使建筑物要能适应复杂及多样的工作性质。

2 现代智能建筑的组成

现代化智能建筑主要包括以下三个部分:(1)Office Automation System, OAS(办公自动化系统);(2)Telecommunication System, TCS(通信系统);(3)Building Automation System, BAS(建筑物自动化系统);三大系统下又包含各自的子系统,且这三个体系并不是散落没有关系的而是一个综合性的整体。

2.1 建筑物自动化系统

所谓的建筑物自动化系统(BAS)又称为楼宇自动化控制系统。首先,它是对建筑物内的所有机电设施通过使用一些现代的传感技术及网络通讯技术来使其达到自动化。建筑物的采暖通风、给排水及电气等有关的设备属于BAS监控的范围,对机电设备进行检测、监控和控制,以确保各种设备可以稳定、安全、有效的运行,并达到节能和环保的管理要求。最后此系统应有对建筑物环境参数作出快速检测的功能。

2.2 通信系统

通信系统(Telecommunication System, TES)是用以完成信息传递过程的技术系统的总称,主要功能有语音通信、文字通信、图像及数据通信。

将程序控制用户的交换机(PABX)为中心的语音通讯网络以及建筑物内的计算机网络系统结合在一起,这些系统中设备通过配备新型的信息技术组成智能化建筑的核心地域。为了保障楼内住户语音、图像、数据等的传输即一切语音与数据的通信建立了通信体系,并且这个体系还需与楼外的公用电话网(PSTN)、卫星通讯网、因特网等远程数据通讯网连结以便达到信息交流的互通及资源的共享。

2.3 办公自动化系统

作为智能建筑基本要素之一的办公自动化系统(OSA),其应具有以下几个特点:首先,本系统应能通过收集、储存、处理及搜索等方法对来自建筑物内外的的各种信息并给以综合处理。其次,处理文字、识别板块、图像及图形的处理、信息的检索并对所得到的情报进行统计处理、计算机辅助设计、文件的管理、电子邮件及数据的交换、接待来访、电视会议及广播宣传等功能均是办公自动化体系所要提供的。最后,对于提供辅助决策功能并实现为办公事服务的从低级到高级的决策支持体系是对较为高级的办公自动化系统提出的要求。如,专用型的办公自动化体系可以对特定的业务进行处理,如酒店及物业管理、商业及金融管理、档案及图书管理、停车费及交通费等的管理等各方面的综合服务管理。

3 智能化建筑的特征

与传统建筑相比,智能化建筑有以下优势:

3.1 灵活多变,适应环境变化的能力强

其主要表现在以下两个方面,首先,可以适应变换的高度灵敏性是智能化建筑环境的主要特点,如建筑物内的房间设计为具有活动性的开间及板房。大房间可以隔成不同的小隔间,组成小隔间的小版块可以根据需要而灵活的变换。其次,为了适应用户的更换及其使用方式的变化、设备的位置变更及其性能变化等各种情况,管线设计应有适应变化的能力。

3.2 有较为强大的智能化功能

作为现代控制技术与建筑技术完美结合的智能建筑与普通建筑有个很大的区别,即拥有强大的智能化功能,如建筑及通讯自动化、设备及办公自动化等。

3.3 使设备等在最经济、最可靠的状态下运行,即能源利用率高。

举个例子说明,如采暖及排风系统采用焓值控制、设定值与间隔变换的自动控制、启动及停止的最优管理等使建筑物的能损大量下降,从而获得较大的经济利益。

3.4 内涵容量大,发展迅速

通过将各种新型技术及设备不断导入智能化建筑体系,如计算机及公共数据网络,使智能化建筑迅速发展且内涵容量提高。

3.5 施工工期较普通的长且任务复杂繁重,工程质量要求高

智能化体系施工的主要工作是设备的安装与调试,主要内容有以下几个方面,包括大系统下子系统的设备及控制体系的安装,各个系统的布线工作,各个系统完成后的试运行,中央控制体系的安装及调试等工作,这些工作内容繁重复杂且工期长、质量要求高。一般情况下,智能建筑所耗费的时间是总工期的一半,并且智能化系统所需的控制体系及设备所需要的技术及施工要求较高,各子系统间除了要与土建方密切合作之外还需它们之间的相互协作,如安装及调试的工作等。

3.6 设备投资的比例大于普通建筑

由于智能化建筑所需的设备要求较高,导致了智能化系统占总投资额的比例较大。

3.7 通过三个体统的密切协作而产生了许多新功能

(1)办公自动化系统与建筑物管理系统的密切联系,通过此可以获得建筑物的管理信息(通过办公自动化网络的计算机及工作站等)。如,使建筑物内空间的预约管理系统与排风及空调设施联合;把自动化的财务管理系统与建筑物管理系统收集到的信息联合起来。

(2)远程通讯系统与建筑物管理系统的合作,这个联合可以使用户通过在旁的如电话作为终端来变换温度及湿度、调试温度及湿度直到确认、资源的损耗量及通知设备的运行状态、紧急状况时的报警通知、照明及空调的使用及停止,还可以通过监视设备对几座建筑物进行监视以减少犯罪率的发生。

(3)办公自动化与远程通讯系统的配合,使独立存在的建筑物通过信息成为一个管理中枢。

4 智能建筑的智能化系统建设

由于技术条件等的不成熟且规模较小,因而在建筑智能化系统发展的初期其工程量较小,对整体工程的影响较小,如进度、费用及质量方面,导致其未引起足够的重视。随着时代的进步及人类要求的不断提高,通过引入计算机通讯设备等高新科技于传统的建筑行业,智能化建筑的概念逐步形成了,导致了传统建筑物内的各种较弱的体系日趋成熟且智能化、功能日益强大并于建筑物的管理等方面起着重要的作用。由于智能化系统自身结构复杂、涉及面较广,施工难度大,且在各子系统间的相关性较强,故在规划方面及工程的实施方面均有大量的协调及管理工作。因此,智能化系统建设在建筑工程上的发展已成为一个不可缺失的重要部分。

4.1 基本程序

智能化系统建设的基本程序:(1)外部条件的调研及对用户需求的考量;(2)对智能化体系建设方案的设计;(3)专家审批;(4)进行施工招标及智能化技术规格书的制定;(5)确定设备及工程的供应商;(6)施工图的最后审查;(7)施工调试阶段及培训管理人员;(8)试运行及验收阶段;(9)正式投入运行。

通过各个智能化系统建设的事例可以看出,若按照规范合理的程序进行施工运作就可以快速高效的控制智能化建设的质量并按规定时间完成进度,从而使建成后的建筑能得到有效的利用,否则将会斥巨资而成果较少。

4.2 项目管理

智能化系统工程的项目管理主要有以下几个内容:项目的策划及设计阶段、招标及投标阶段、工程的实施阶段等,其包含了通讯、管理控制、语言图像及计算机等多个技术领域,还涉及投标及招标过程中施工方面的内容,如设备的安装及调试、工程的验收、人员的培训及工程和设备的保修问题。这些工作需要与业主、设计及施工方、设备提供方等各个分包商共同协作和联络完成。其主要内容包括以下几个方面:对智能化工程需采取的项目功能的定位;设计需求及设计总体方案意见的编写;施工过程的技术定位;设备的选择;工程招标及投标等所需文件;各个分包商商业道德及资格证书的审查;对设备招标技术的审查;进行商务谈判及签订合同;除此之外还有执行合约及工程协调方面的内容,其主要包括以下内容:(1)总包商与设备供应商及设计院的关系;(2)分包商与总包商的关系;(3)总包商与土建方及装修方面的关系;(4)市政部门—电,水,气与总包商的关系;(5)城镇通信部门—电话电视局,数据处理部门与总包商的关系;(6)城市公共管理部门—消防局及公安局与总包商的等关系的工程管理,其主要内容包括:①详细审查设计及施工图;②对于总包商上提的施工管理计划及施工组织的设计进行审查和批准;③在与分包商及设备供应商签订合约时要严密监督;④在设备及施工材料进行交货验收时要严密监督;⑤在安装及调试设备时进行监控并注重系统的联调;⑥当施工过程中出现技术问题时要及时解决,必要时审查并批准设计的并更以便及时发现并解决设计及施工方面出现的问题;⑦随时监控施工的进程及质量;⑧施工完成后对设备及系统进行调试验收及试运行;⑨正式验收系统并签发验收合格证书,收集并整理竣工图、竣工文件等各方面的系统软件。

5 我国智能化建筑存在的问题及发展趋势

目前,我国通常是由业主自行管理建筑智能化系统的工程。例如,对于建筑智能化系统功能的定位及招标文件的制定,按业主的要求由设计院制作和提出初步设计方案及相关图纸,对系统设备及工程招标、评标、设备供货商和工程承包商的选择均是由业主来完成的;供货安装调试由弱电设备供货商完成,详细的设计图纸也是由设备供货商向设计院提供的;供现场安装施工用的较正式的施工管线图由设计院提供;由工程总包负责协调管理现场的安装施工。

5.1 我国现阶段建筑智能化系统项目管理存在的问题

智能化建筑包括许多高新技术及其产业,有着比较广泛的适用范围,在其发展中不可避免地存在着许多问题和缺陷,主要包括以下几个方面

(1)目前由业主提出功能需求, 通常情况下由设计院负责设计, 由系统集成商来完成智能化的深化设计与具体的实施细则,几个方面不能联系起来,存在普遍的不协调甚至脱节现象,在工程建成之后,导致系统运行不能达到预期的目标。

(2)由于缺乏相应的配套标准规范和技术法规,在工程的规划、设计、管理、质量监督、施工、竣工验收等环节会出现许多问题。

(3)技术产品方面,从智能化建筑技术的研究到智能建筑产品的开发,缺乏必要的引导、协调和支持。缺乏具有自主知识产权的智能建筑硬件和软件产品。

(4)在工程咨询与管理、工程技术与产品评估方面存在着技术服务不足的问题。

(5)一些“重建设轻管理”的现象广泛存在。由于缺乏相应的政策、管理规范和服务体系,掌握智能化系统技术的人才很少,出现问题很难及时解决。智能化系统建成后,对日常的管理和维护不重视,尤其是对在建设时就应当予以重视的问题放任自流。

(6)此外,对于生态和环境保护方面重视不够,出现许多环境问题。

5.2 智能化建筑未来发展趋势

为了适应信息时代,信息技术的快速发展和人们对建筑物的高效化以及多功能化的要求,智能化建筑应运而生,虽然智能化建筑起步很晚,但是它有着广泛的应用前景。一方面,它能够为人们提供安全,舒适,节能,高效的工作和生活空间,另一方面,运用现代高新技术可以把有限的资金和建筑空间进行综合的开发利用,这样既能保护环境和有限的资源,又能节省建筑运行费用。建筑智能化项目建设管理发展趋势包括以下七个方面:

(1)对智能建筑建设的方法论更加重视。智能大厦的设计和建设是一项系统工程,需要创立一套完整的方法论。系统工程开发方法可以应用到智能大厦当中去,比如说系统设计、系统分析、系统实施、安装调度以及在此过程中的支持环境等。

(2)开放式智能化建筑结构的建立。智能建筑是一不断发展的体系,在一个智能建筑的生命周期中,建筑结构最长的生命周期是50年。一般的硬件和软件设备的生命周期是5-10年,而办公自动化系统的生命周期只有3-5年。如果将开放式系统应用于智能大厦系统,它就能持续不断的吸收和引进新的技术,及时更换旧的设备,从而使整个智能大厦设施运行得更加完美。因此, 引起了国内外专家对智能化建筑工程研究的广泛关注,为了保证智能化技术在建筑中的安全使用和正常运行,提高智能化设备的工作效率,专家认为这些研究具有十分重要的意义。

(3)从文本文件和声音文件的传送到静止和动态图片的传送,多媒体技术已经被广泛的采用,此外,通信技术与多媒体技术的结合,形成了多媒体通信。同时多媒体人机接口(多媒体终端)的设计、开发和应用也在紧锣密鼓的进行中。

(4)网络将具有不同功能的智能大厦联系在一起,形成了智能化楼群,甚至是智能化街区、智能化城市等。目前互联网的迅速发展使这种趋势成为可能。

(5)用于智能建筑的软件和协议的建立。智能大厦是一个广泛的电讯环境的体现。在这个环境里一个主干网与大量的子网联系在一起,而且设备运行参数范围大。这就是说,所有的事情都必须包括在网络协议内。此外,我们还有许多外部的网络协议与智能大厦网络接口。

(6)一些学科的兴起,比如说仿生学、生物气候学、生物电子学、环保生态学、生物工程学、新材料学等等学科的发展,都慢慢地渗透到建筑智能化多学科多技术领域中, 人类聚居环境的可持续发展目标才得以实现。

(7)由于不同交叉学科的综合导致新的行业和新的产业不断发展和壮大,建筑智能化的发展促进了社会经济发展。

6 结语

智能建筑是全球建筑行业发展的一个热点。虽然建筑智能化建设在我国才刚刚起步,但其发展潜力是非常大的。虽然智能化建筑工程项目的产业化、标准化、规范化运行水平还较低,许多工程的智能化程度并不高,智能化建筑的安装、管理和实施过程中存在的问题还很多,因此我国广大建筑业从业人员的还需要一起努力,加强智能化建筑理论和方法的研究,提高智能化系统工程项目的管理水平,为我国建筑智能化发展做出贡献。

参考文献:

[1]黄春辉.智能化建筑的建设项目管理研究[D].中南大学,2006.

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通过对智能楼宇企业、行业的调研,将本课程定位在电气自动化专业的职业技能课,课程突出技术实用性,着重培养应用技能、专业素养;对智能楼宇职业岗位进行分析,确定本门课程的培养目标;通过典型工作任务的归纳总结以实训设备为基础,设定本课程的学习情境,以职业能力培养为目标,进行学习内容的设计。

2课程培养目标的设定

2.1楼宇智能化工程技术专业人才需求分析

楼宇智能化行业是一个集计算机技术、通信技术、自动控制技术等技术于一体的行业,涉及的知识领域十分宽泛,它要求我们培养出来的人才必须是复合型的技能人才,楼宇智能化行业的过程涉及的环节很多,岗位很多,需要打交道的人、机构、事、仪器、设备也很多,它的专业性、技术性、综合性、还有灵活性都很强,概括起来,一个合格的楼宇智能化人才必须具备广博的知识,良好的专业技能,较强的沟通协调能力,良好的职业操守。它要求人才的专业素质和综合素质都必须要高。资料显示,我国建筑智能化技能型专业人才极其匮乏,尤其缺乏各个层次的智能建筑设计施工建设、运行管理的专业化人才,目前全国此方面的人才缺口达40万,特别是楼宇智能化系统设备运行维护人才、楼宇智能化工程设计、管理、安装与调试人才等各层次人才严重不足。在楼宇智能化高速发展的今天,这个缺口有可能会进一步扩大。因此,培养出合格的、优秀的楼宇智能化工程技术人员是高职教育刻不容缓的任务。

2.2楼宇智能化工程技术职业岗位分析

通过对智能建筑市场人才需求分析以及往届毕业生的跟踪调查可知毕业生的就业范围与主要就业岗位。毕业生的就业范围主要有以下几个范围:一是智能化系统集成公司,各类建筑施工企业房地产公司、物业管理企业、企事业单位的基建部门、政府机关后勤管理部门。主要从事楼宇智能化系统招投标;规划设计;现场施工、安装、调试;后期检测、维护等技术与管理工作。二是各类设计、施工单位的制图、读图和设计研发的辅助工作。三是从事微电子、电工及自动化等专业相关产品研发和辅助设计工作。毕业生的主要工作岗位有:助理自动化系统(智能建筑)工程师(ASEA)、电气工长、技术员、概预算员、售后服务工程师、项目经理助理、物业管理员、助理物业管理师等。经过几年的工作实践之后,大部分毕业生将成为企业、公司的中坚力量,承担起弱电项目经理、造价工程师、自动化系统(智能建筑)工程师、建造师、物业管理师等技术或管理岗位责任。

2.3课程培养目标

课程培养目标概括为:具有楼宇自动化技术领域的基本理论知识和基本技能,具有相关楼宇设备监控系统的设计、安装、调试、维护维修能力,适应相关智能楼宇技术应用、管理第一线需要的高等应用型专业技术人才。包括知识目标、能力目标和素质目标。

3课程设计

3.1课程设计———整体设计

楼宇智能化技术着重讲解构建智能楼宇的各种技术知识,通过本课程学习,要求学生掌握楼宇智能化技术的内在关系和设计原理,了解楼宇智能化工程的行业规范和标准,具备应用理论知识分析解决实际问题的能力和工程意识。课程整体设计包括七个项目:智能建筑概论、楼宇自动化控制技术基础、计算机网络系统、综合布线系统、建筑设备自动化系统、安全防范系统和消防报警系统。每个项目包含若干个任务。通过七个项目的学习来实现本门课程的知识目标与能力目标。

3.2课程设计———学习情境设计

根据基于工作过程的课程开发思路,针对工作岗位对知识、能力、素质要求,选取供配电及照明系统、变频恒压供水系统、消防报警系统、安防监控系统、综合布线系统五个学习情境作为本课程的训练项目内容。对每个学习情境应制定其学习目标、教学实施方案、所需设备对象与使用工具、教学重点、考核与评价标准等内容,采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。每个学习情境中工作过程由若干工作任务构成,如“视频监控系统设备安装与调试”工作过程由参观视频监控系统应用场所、视频监控系统设备选型及配置到视频监控系统检查和评价共7个工作任务构成,学生完成这7个工作任务,即经历了一次视频监控系统设备选型、安装与调试工作过程。

3.3课程设计———学习情境教学实施

采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。具体实施以视频监控设备安装与调试教学实施过程为例来说明。

①资讯:教师介绍系统组成、功能原理、设备分类与选型依据,各种传输方式,系统类型。布置任务,学生分组;教师提出资讯建议,提供获取资讯的方法和途径信息。

②决策:听取学生的决策意见,提出可行性方面质疑,帮助纠正不可行的决策结论。指导学生根据选型依据进行前端设备、传输设备和管理控制显示设备选型。

③计划:听取学生的计划报告,审定实施计划,关注计划中的预期成果及未来的自查项目,关注工作进度及重要节点,制定重要节点的进度检查计划。

④实施:组织学生领取视频设备、线材,指导学生在智能楼宇综合实训台上进行设备的安装、接线与调试操作。对学生联合调试中出现的问题,组织学生进行讨论,并给予指导。同时对学生进行相关职业素质方面的教育。

⑤检查:对学生安装的视频监控系统功能进行检查与规范验收。考查学生安装调试视频监控系统的能力,做好相应记录。

⑥评价:学生写出安装调试报告;教师按项目技术指标进行评价;对施工记录表与安装调试报告进行评价;对学生出勤、学习态度、职业道德、团队合作进行评价。

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关键词: 太阳能 智能建筑 应用研究

1.引言

太阳能是指直接投射到地球表面的太阳辐射能。在可再生的新能源中,太阳能是重要的部分。太阳能资源由于取之不尽、用之不竭,而且清洁无污染而最为引人注目,开发研究最多,应用也最广,应当在智能建筑中将太阳能进行推广和应用。

2.太阳能利用技术在建筑中的应用研究

2.1太阳能热水系统

太阳能热水系统技术是目前主动式太阳能利用中应用最广泛的、产业化发展最迅速的领域,它可以为用户提供热水或采暖。太阳能热水系统通常由太阳能集热器、传热工质、贮热水箱、补给水箱和连接管路等组成,如图1。其工作过程是:在太阳辐照下,集热器吸收太阳能并转换成热能传递给集热器内的传热工质,传热工质受热后通过自然循环方式将贮水箱中的水加热,或者通过强迫循环(如泵循环)方式将集热器中的热能传递给贮水箱中的水。有些太阳能热水系统还有辅助加热装置(如电热器),保证整个系统在阴雨天或冬季光照强度弱时仍能正常使用,保证用户使用热水或采暖的要求。

2.2太阳能采暖系统

太阳能采暖系统是太阳能热水系统的进一步发展,目前常见的太阳能采暖系统通常分为以下两种。

2.2.1太阳墙采暖系统

太阳墙采暖系统核心组件是太阳墙板。太阳墙板是在钢板或铝板表面镀上一层热转换效率达80%的高科技涂层,并经过特殊设计和加工处理制成的,能最大限度地将太阳能转换成热能。太阳墙板的表面有许多直径大约1mm的小孔,允许外面空气通过。其工作原理为室外新鲜空气经太阳墙系统加热后由送风机送入室内,置换室内污浊空气,起到供暖和换气的双重功效。送风机产生负压使室外空气被压入,室外空气在流经过太阳墙板面小孔时被加热,然后被加热的热空气由供风管道传入室内,墙内壁向外产生的热散失可由介于太阳墙板和建筑物外墙之间的供风气流回收,充分利用太阳墙板被阳光加热的热量。

2.2.2太阳能热水辐射采暖系统

太阳能地板辐射采暖是一种将太阳能集热器吸收的太阳能作为热源,通过敷设于地板中的盘管加热地面进行采暖的系统,该系统是以整个地面作为散热面,传热方式以辐射散热为主。当太阳能集热器出口处水温达到要求值时,启动太阳能上水泵,热水箱底部的水进入集热器进行加热,并将集热器的热水压入水箱,水箱上部温度高,下部温度低,下部冷水再进入集热器加热,构成一个循环;当太阳能集热器出口处水温降到某一温度值时,水泵停止工作,为防止反向循环及由此产生的集热器的夜间热损失,则需要一个止回阀;当蓄热水箱的供水水温达到供暖值时,可开启供暖循环泵进行采暖循环。为了保证热水箱供应热水的不间断性,在热水箱内设有辅助加热装置。

2.3太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、防反充二极管及负载等部件构成,如图2。

系统主要由太阳能电池方阵、联网逆变器和控制器等三大部分构成。太阳能电池方阵在太阳光辐射下产生直流电,经联网逆变器转换为交流电,经由配电箱将电能一部分供家用电器使用,另一部分多余的电能馈入公共市电网;在晚上或阴雨天发电量不足时,由公共市电网向家庭用电设备供电。无论是由公共市电网向家庭用电设备供电还是将多余的电能馈入公共市电网,都要经过电表,计量向公共市电网“卖出”的电量和由公共市电网“买入”的电量,计算家庭每个月的电费。

2.4太阳能光热转换制冷系统

太阳能光热转换制冷,首先是将太阳能转换成热能(或机械能),再利用热能(或机械能)作为外界的补偿,使系统达到并维持所需的低温。主要为太阳能吸收式制冷系统(消耗热能)。

太阳能吸收式制冷就是利用太阳能集热器提供吸收式制冷机循环所需要的热源,保证吸收式制冷机正常运行,达到制冷的目的。太阳能吸收式制冷系统主要由太阳能集热器、热水箱、辅助加热器、吸收式制冷机、冷却塔、冷冻水箱等组成,其中吸收式制冷机包含发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器,制冷剂/吸收剂在制冷机内通过汽化―冷凝―蒸发―吸收四个过程完成制冷目的。太阳能吸收式制冷包括两大循环,即太阳能热利用循环及吸收式制冷循环。

太阳能热利用循环由太阳能集热器、储热水箱、辅助加热装置等几部分组成。太阳能集热器吸收太阳能热辐射,将热水箱内的水加热作为吸收式制冷机发生器的热源,如果集热器加热后的水达不到水温要求,通过辅助加热装置辅助进行加热。

2.5太阳能固体吸附式除湿空调系统

太阳能除湿空调以具有吸湿性能的除湿剂为工作介质,通过除湿剂与空气的直接接触,从而实现对空气的除湿处理过程,除湿器和再生器是除湿空调系统最重要的组成部件。

固体吸附式除湿装置主要分为两大类:一类是固定床式除湿器;另一类是转轮除湿器。转轮除湿器由于其运行、维护方便,与太阳能系统结合简单,且可以实现连续除湿等优点而被作为除湿领域研究的重点。

基于太阳能再生的转轮除湿独立新风系统将独立新风与除湿转轮结合起来,直接利用太阳能作为除湿转轮的再生能源。新风进入除湿转轮进行除湿,同时升温,将去湿升温后的新风与排风进行进一步的湿热交换,再经表冷器进行等湿降温后送入空调房间,通过对表冷器进行控制可以调节送入房间新风的状态,除湿转轮由太阳能集热器提供再生热量。

热回收转轮都是用在末端组合式空调机组上的,以夏季制冷工况为例:转轮回收回风的冷量给新风,使新风的温度下降,达到初次处理的效果,从而减少了对新风处理的要求,达到了节能和节约运行成本的效果。

2.6太阳能照明系统

太阳光线相比其他能源具有清洁、安全、高效的特点,相同照度的条件下,太阳光带入室内的热量比绝大多数人工光源的发热量都少。根据太阳光的利用方式,太阳光照明技术可以分为三种,第一种是直接利用方式,目前应用较多的是利用采光板反射太阳光将太阳光线引入室内;第二种是利用太阳光的光电转换,将太阳光直接转变成电能用于照明;第四种是利用光纤或导光管,将太阳光直接引到室内实现照明。

2.6.1太阳能采光板采光

采光板的内外表面比较光滑,易于阳光的反射;表面涂反射率较高的涂料,可以让更多的光线进入室内。采光板的作用是利用较小的窗户开口将室外及窗口附近的太阳光通过反射引入室内较深的区域。在通常条件下,直射辐射强度是散射辐射强度的4―7倍,采光板主要利用直射光线。室外直射辐射通过较小的上部窗户开口被采光板反射到室内顶棚,经过顶棚的散射反射,均匀地照亮离窗口较远处。在窗口面积不变的情况下,离窗口较远的位置得到充分的照明,提高了室内采光的均匀度和视觉舒适度;上部开口的面积较小,虽然有反射辐射进入,但不会严重地增大室内的空调负荷;而且室外的采光板在一定程度上起到了外遮阳的作用,有利于提高窗户附近的热舒适性,减小空调负荷和直射眩光。

2.6.2太阳能导光管采光

导光管,顾名思义就是通过特殊的管道将太阳光线传导至室内,它是一种健康、环保、无能耗的绿色照明,系统的使用寿命可达30年,且无需维护。与采光天窗和侧窗相比,导光管照明效果不会因光线入射角的变化而改变,且照射面积大,出射光线均匀、无眩光、不会产生局部聚光现象,是太阳能光利用的一种有效方式。

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导光管系统主要由采光罩、导光管及漫射器三部分组件构成。通过室外的采光罩将天然光采集到系统内,光线穿过表面镀有纯银材料的高反射导光管,使光线得到传输和强化,再经过室内的漫射装置,将光线在室内均匀分布。

导光管可以安装在建筑物屋顶或地表上,通过顶部采光的方式将太阳光线送到室内或者地下室中,代替或补充电能照明;导光管还可以安装在建筑物外墙,通过侧面采光的方式将太阳光线导入室内。

2.6.3太阳能光纤采光系统

太阳能光纤照明系统是通过聚光组件收集和汇聚太阳光,然后利用导光光纤将太阳光直接引入有照明需求的地方。太阳能光纤照明系统主要由自动跟踪采光装置、传光纤和室内照明装置三部分构成。

太阳能光纤照明系统的工作原理为:由光检测器对阳光照射情况进行检测及判断,并将信号送至驱动电路,由驱动电路提供正、反转驱动电流给驱动电机,再通过机械传动机构带动太阳光采光装置转动,实现跟踪并使透镜对准太阳。在对准太阳的情况下,由光耦合器在透镜焦距附近获取高密度光通量,然后经光纤传输供给特制照明装置。

太阳能光纤照明技术最初仅用于产生特殊的照明效果(模拟闪烁的星光),如今不但广泛应用于装饰照明,而且被广泛应用于局部效果照明、广告牌照明、建筑物室外公共区域的引导性照明、室内外水下照明和建筑物轮廓及立面照明之中,并已经取得良好的照明效果。

3.结语

智能建筑作为目前建筑行业的发展方向,其节能效果非常突出,同时太阳能的节能效果优异,可明显降低建筑能耗、减少污染物排放,因此将太阳能与智能建筑结合,建筑的节能减排效益将会更加显著,应该大力进行推广。太阳能与智能建筑结合后,太阳能可直接为智能建筑提供热水、供暖、供电照明、空气调节、制冷等功能,一旦太阳能与智能建筑相结合,就要考虑使用建筑智能化系统中的智能化技术对太阳能应用系统进行统一的综合管理,将其纳入到智能建筑的组成中,用建筑智能化技术将太阳能应用系统监视和控制起来,发挥出最大的节能环保效益。

参考文献:

[1]江亿.中国建筑能耗现状及节能途径分析[J].新建筑,2008,2:4-7.

[2]张玳珲.建筑节能技术的发展与创新[J].科学新闻,2008,7:46.

[3]张丽.中国终端能耗和建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.3.

[4]王娜,王检,段晨东.智能建筑概论[M].北京:人民交通出版社,2002.8.

篇5

关键词:建筑、节能、新能源利用

Abstract: at present our country building energy efficiency has put a human, financial and material resources, and has made some progress; But research work mainly limited to building energy conservation technology and building energy policy, this paper for construction technology in building energy conservation in application and action do simple introduction.

Keywords: building, saving energy, new energy use

中图分类号:TE08 文献标识码:A文章编号:

引言:建筑节能是当今人类面临生存环境日益恶化,追求人类社会可持续发展的必然选择。建筑节能的发展,以智能化及施工技术推动建筑的节能发展,节约能源,促进新能源、新技术的应用,降低资源消耗和浪费,增强能效,减少污染为建筑节能发展的方向和目的。

一、减少建筑的建设能耗

(一)、加强相关法律法规制定、完善节能政策,使建筑节能工作走上法制化轨道。注重建筑节能立法,建立完善的建筑节能管理体制,采取经济政策鼓励建筑节能,加强节能与开发并重的科学研究,加大建筑节能技术革新,完善建筑节能技术标准体系,加强建筑节能技术应用转化与工程开发,培育建筑节能科技创新与服务企业,逐步形成“政府主导、市场主体、全社会参与”的良好格局。

(二)、加强规划设计,提高项目管理水平。建筑的规划设计是建筑节能设计的重要内容之一。要对建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、日照、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析,使得建筑物在冬季能最大限度地利用太阳辐射的能量,降低采暖负荷;夏季最大限度地减少太阳辐射热并利用自然通风降温冷却,降低空调制冷负荷。加强容积率控制,努力提高绿化率,美化环境,缓解热岛效应等。智能化建筑还要求项目管理采用一种具有统一协调界面、责任明确的目标管理体系,防止因为项目管理不善而造成巨大的浪费。

(三)、需要高素质的物业管理团队。建筑如果没有高素质的物业公司来管理维护,那就是一个摆设,不但浪费巨大的投资,而且无序、无管理的运行也将导致巨大的能耗。

二、建筑节能施工技术的应用

1、屋面节能工程施工技术

(1)保温隔热屋面。屋面保温隔热层应当按照具体的施工方案施工,应符合以下要求:①现场采用浇、喷、抹等工艺施工的保温层,其配合比应当计量准确,保持表面平整、搅拌均匀;②板材应平整,粘贴牢靠,使缝隙严密;③松散材料应按要求压实、分层敷设,保持表面平整、确保坡向正确。为了保证建筑物的保温效果,应在保温隔热层施工完成之后尽快地进行防水层施工。

(2)对于松散材料保温层施工,应注意以下几点:①铺设基层应干燥、干净,材料的含水率不超过设计规定;②保温层施工完成后,应及时的进行防水层施工和抹找平层;③铺抹找平层时,为了防止岩浆缺水,导致强度降低,可在松散保温层上铺一层隔水物;④松散材料保温层应采取分层铺设的方式,并适当的压实,一旦压实后不得直接在上边堆放重物或是行车;⑤恶劣天气条件下不得铺设松散保温层。

(3)对于整体现浇保温层施工,应注意:①应采用人工搅拌的方式;②控制水灰比在2.5左右;③用木条分格,控制每仓宽度在800mm左右;④保温隔热层抹平压实之后,应及时的采取措施对保温隔热层进行保护。

(4)架空隔热屋面。架空隔热层施工应注意:①架空隔热屋面适用于通风较好的平屋面建筑。对于寒冷地区的建筑及通风差的建筑,应当采取其他的隔热措施;②架空的高度一般视屋面的坡度和高度而定,约为200mm左右;③铺设架空板之前,需清扫屋面上的杂物和尘土等,目的是保证隔热层的气流通畅;④架空屋面的出风口应当设在负压区,进风口应当设在正压区;⑤架空板的铺设应牢固、平整,缝隙处采用水泥混合砂浆或是水泥砂浆填充;⑥为了避免损坏已完成的防水层,架空板支座底面的柔性防水层上应当采取必要的加强措施,如增设柔软材料或卷材等。施工完毕后,应检查架空层内气流的通畅情况以及架空层的完整性,查看架空层内是否有破损、断裂的情况,以及是否残留杂物。同时,还应采取有效的防潮措施,对保温材料进行保护。

2、墙体节能工程施工技术

(1)墙体施工。墙体节能工程在施工前应按照施工方案及设计要求对基层进行处理.并且处理后的基层应当符合施工方案的要求。在施工过程中,应当采取适当的防水、防潮等措施,以保证保温材料的节能保温性能。

(2)外墙部位的施工。寒冷地区外墙热桥部位的施工,应当按照设计要求采取保温节能等隔热断桥措施。对于施工过程中产生的脚手眼、穿墙套管等墙体缺陷,应当及时的采取措施解决,不得影响墙体的热工性能。当需要在墙体内设置隔汽层时,隔汽层使用的材料、位置、构造做法等应符合相关的标准和设计要求,并且隔汽层应严密、完整,排水构造应符合设计要求。

(3)墙体饰面层的施工。墙体节能工程各类饰面层及其基底的施工,应符合《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GBS0210)及设计要求,并且满足:①饰面层施工的基底应清洁、平整,无空鼓、脱层和裂缝现象,且含水率符合要求;②外墙外保温工程尽量不采用粘贴饰面砖;③采取必要的防水措施,保证外墙外保温工程的饰面层不发生渗漏;④保证外墙外保温饰面层与其他部位交接收口处的严格密封。

3、地面节能工程施工技术

(1)地面节能保温施工。地面节能工程施工前,为了使基底满足施工方案和设计要求,保证工程质量,应对其进行必要的基层处理。

(2)保护层与防潮层施工。保温层的表面保护层和防潮层必须符合设计要求。目的是为了防止保温层受到外力的破坏和保温层材料吸潮后含水率增大,提高其表面的抗冲击能力。在施工过程中,地面防潮可采取的措施有:①室内地表面应当采用蓄热系数小的材料,以减少空气温度与地表温度的差值;②避免湿空气与地面发生接触,控制室内空气湿度和地表面温度处于一个合适的范围;③地表采用带有微孔的面层材料。

4、门窗节能工程施工技术

(1)外门窗框安装。外门窗框与洞口之间的间隙应使用密封胶密封.并用弹性闭孔材料填充饱满。副框与外门窗框之间的缝隙采用密封胶密封。

(2)门窗玻璃安装。①玻璃安装前应满刮2m厚的底油灰,铺平铺严,认真操作;②玻璃安装工程的施工不得偷工减料,必须按照施工工艺流程进行;③玻璃安装时,应使玻璃在框内1:ZX 1准确就位.保持内外侧间隙相等,一般在4mm左右;④玻璃安装后用手轻轻敲打,根据响声判断是否安装严实。

(3)门窗保温密封条施工。①密封条的规格、品种的选择,应当与门窗的缝隙宽窄、类型等相匹配;②贴密封条之前,应先将门窗缝隙处的污物、灰尘等清理干净;③贴密封条的位置,应做到完全密封接缝。避免门窗关的过松或过紧,并且对于自粘性密封条,一定要黏结牢靠。

5、采暖节能工程施工技术

(1)防潮层和保温层的施工。①防潮层不得有气泡、裂缝、褶皱等缺陷,应密封良好;②保温层材料的厚度、规格应当满足设计要求;③保温管壳应做到铺设平整、粘贴牢靠,避免发生松弛、滑动或断裂的情况;④松散的保温材料在进行包扎时,应保证搭接处不留缝隙。

(2)散热器的安装。①散热器在安装时,应严格控制墙面与散热器中心之间的距离。②管道与散热器的连接方式应当采用便于拆装的连接件;③散热器支托架应尽可能对称分布,排列紧密、整齐。并且不允许发生接触。

(3)热水采暖系统安装。①选用的采暖系统应符合设计要求;②不得随意更换或是增减仪器仪表的数量及安装要求;③计量装置、温度调控装置、压力平衡装置等,应安装在便于操作、观察和调试的方向和位置。

结束语:

随着社会工业化的发展,国际社会致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进技术应用于建筑生产,促进资源节约与环境保护。节能技术是现代绿色建筑的重要组成部分,它将人与自然和谐共存。节能绿色建筑的技术是具有调节、控制、管理、规范、优化建筑与生态系统关系、人与建筑关系、人的行为与生态系统的集成节能。

参考文献:

[1] 谢秉正;绿色建筑工程技术[M].南京:东南大学出版社,2007.