智能化建筑與建筑電氣分析

張金歡

摘? ? 要：現(xiàn)代建筑電氣技術(shù)是伴隨現(xiàn)代建筑——智能化建筑的發(fā)展而發(fā)展的，現(xiàn)代建筑是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟水平的綜合體現(xiàn)，已成為一個國家、地區(qū)和城市現(xiàn)代化水平的重要標志之一。目前從事建筑電氣專業(yè)的人才無論是數(shù)量上還是知識結(jié)構(gòu)上都不能滿足市場的需求，而建筑電氣不僅是建筑物內(nèi)必需和重要的組成部分之一，而且其作用和地位日益增強和提高，那么建筑電氣設(shè)計、施工、調(diào)試、運行和檢修等工作將需要大批建筑電氣專業(yè)人才，我國這方面技術(shù)人才非常短缺，現(xiàn)已引起建筑設(shè)計人員及建設(shè)者的廣泛關(guān)注和重視。

關(guān)鍵詞：智能化;建筑;建筑電氣;設(shè)備

1? 前言

文章結(jié)合工作實踐對我國智能化建筑與建筑電氣的相關(guān)理論和當前發(fā)展現(xiàn)狀進行了探討，主要論述了智能化建筑的概念、發(fā)展現(xiàn)狀及其與建筑電氣的密切關(guān)系，以及建筑電氣的重要作用。

2? 智能建筑的含義

所謂智能化建筑，是指通過將建筑物的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、服務(wù)和管理根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合，從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境。智能建筑是集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物。其技術(shù)基礎(chǔ)主要由現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代電腦技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)所組成。智能建筑是信息時代的必然產(chǎn)物，建筑物智能化程度隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而逐步提高。當今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要標志是4C技術(shù)（即Computer計算機技術(shù)、Control控制技術(shù)、Communication通信技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù)）。將4C技術(shù)綜合應(yīng)用于建筑物之中，在建筑物內(nèi)建立一個計算機綜合網(wǎng)絡(luò)，使建筑物智能化。4C技術(shù)僅僅是智能建筑的結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化。修訂版的國家標準《智能建筑設(shè)計標準》GB/T50314-2006）對智能建筑定義為“以建筑物為平臺，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境”。智能化建筑系統(tǒng)的中心，是以計算機為主體的控制管理中心，它通過結(jié)構(gòu)化綜合布線與各種終端（電話、電腦、傳真和數(shù)據(jù)采集等）和傳感器終端（如煙霧、壓力、溫度、濕度傳感等）連接，“感知”建筑內(nèi)各個空間的信息，并通過計算機加工，給出相應(yīng)的對策，再通過通信終端或控制終端（如閥門、電子鎖或開關(guān)等）作出相應(yīng)的反應(yīng)，使得建筑顯示出“智能”，這樣建筑物內(nèi)所有設(shè)施都實行按需控制，提高了建筑的管理和使用效率，降低了能耗。

3? 智能建筑的特點與發(fā)展過程

與傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)相比，智能控制系統(tǒng)具有足夠的關(guān)于人的控制策略、被控對象及環(huán)境的有關(guān)知識以及運用這些知識的能力;智能控制系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)特點，可以總體自尋優(yōu)，具有自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習和自協(xié)調(diào)的能力?？偠灾?，與傳統(tǒng)的控制理論相比，智能控制系統(tǒng)通過智能機自動地完成其目標的控制過程，可以在熟悉或不熟悉的環(huán)境中自動地或人─機交互地完成擬人任務(wù)，對高度非線性的控制對象處理比較完美。

由于智能建筑的“智能”特性是以 IT 技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的，它們的發(fā)展直接決定了智能建筑的發(fā)展，因而可將智能建筑的發(fā)展分為如下四個階段：

（1）單功能系統(tǒng)：上世紀80 年代初期，隨著計算機控制技術(shù)在建筑設(shè)備自控領(lǐng)域的應(yīng)用，出現(xiàn)了以通用型控制器為基礎(chǔ)的直接數(shù)字控制系統(tǒng)。并逐漸形成了以閉路電視監(jiān)控、火災(zāi)自動報警、空調(diào)設(shè)備監(jiān)控等系統(tǒng)為代表的“孤立系統(tǒng)”。在這種控制系統(tǒng)中，由于控制器只需調(diào)整相應(yīng)控制參數(shù)即可應(yīng)用于不同系統(tǒng)，因而這些設(shè)備是通用的、可互換的。

（2）多功能系統(tǒng)：上世紀 90 年代中期，隨著信息技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以微控制器（MCU，MicroController Unit）為核心的專用控制器（ASC，Application SpecificController）。這種控制器一般都是根據(jù)具體應(yīng)用進行定制的，也就是只能完成特定的功能。

（3）集成系統(tǒng)：上世紀90年代末期，互聯(lián)網(wǎng)的風靡給人們帶來了思想上的變革。以往的“孤立系統(tǒng)”已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，因此，控制現(xiàn)場通信協(xié)議由專有型向開放型轉(zhuǎn)變。目前在智能建筑領(lǐng)域只有BACnet和LonWorks成為公認的兩大開放性標準。

由于所有的現(xiàn)場總線通信協(xié)議或標準在制訂之初都是以面向現(xiàn)場設(shè)備為目標的，而不是面向企業(yè)應(yīng)用集成，因而造成建筑設(shè)備管理系統(tǒng)不能很好地與物業(yè)信息管理系統(tǒng)互聯(lián)和信息共享。

4? 建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計原則

建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計必須始終貫徹實施國家有關(guān)的法律和政策，符合現(xiàn)行的國家設(shè)計規(guī)程和標準。對于某些地區(qū)、行業(yè)和部門的工程設(shè)計任務(wù)，還應(yīng)當遵循相關(guān)的規(guī)定。而規(guī)范的前提就是樹立服務(wù)思想，盡可能地滿足建設(shè)單位需要。歸結(jié)起來，建筑電氣體系設(shè)計一般應(yīng)遵循以下幾點原則。

第一，建筑電氣設(shè)計應(yīng)嚴格以國家規(guī)范為依據(jù)。為保證設(shè)計質(zhì)量，強化對建筑工程設(shè)計文件的編制管理，我國進行了相關(guān)標準的制定。建筑電氣施工與設(shè)計必須嚴格執(zhí)行貫徹國家相關(guān)法令政策。所編制的設(shè)計文件應(yīng)同國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范、標準和制圖標準相符合，且遵守設(shè)計工作的相關(guān)程序。

第二，兼顧近期規(guī)劃與長期規(guī)劃并強調(diào)近期，還應(yīng)對遠期擴建銜接適當考慮，從而便于節(jié)約宏觀投資。必須以可靠的投資數(shù)額為依據(jù)來確定設(shè)計標準，如燈光設(shè)計標準等。而設(shè)備檔次，如燈具裝修標準、豪華程度等則由投資數(shù)額決定，以錢的多少來確定具體施工規(guī)劃。

第三，結(jié)合實際進行建筑電氣設(shè)計。對設(shè)計規(guī)范要正確掌握，根據(jù)負荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng)，做到系統(tǒng)簡單可靠，操作方便;對于節(jié)約能源、電氣安全、環(huán)境保護等方面，應(yīng)積極采用先進技術(shù)，切實采取有效措施。整個建筑工程設(shè)計中，建筑電氣占據(jù)著重要的位置，其設(shè)計過程應(yīng)同有關(guān)結(jié)構(gòu)、建筑、暖通、給排水等相關(guān)專業(yè)進行密切的配合與協(xié)調(diào)。

5? 智能化建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

智能建筑是八十年代中期在美國出現(xiàn)的，1984年在美國康涅狄格州哈特福德市建成了世界第一幢智能大廈——城市廣場，僅僅幾十年里，美國現(xiàn)已有上萬座智能建筑。目前，日本新建的大型建筑，大概60%都是屬于智能型建筑;在我國，從上個世紀90年代起，智能建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，上海、北京、廣州、深圳已建和在建幾十座高樓大廈都采用了建筑智能化系統(tǒng)。人們已經(jīng)認識到并開始享受到智能建筑帶來的方便、安全、便捷和效益。中國智能建筑是逐步發(fā)展起來的，據(jù)不完全統(tǒng)計，至2001年底，國內(nèi)已建成的智能建筑約有2300幢。目前在建的智能建筑大廈已轉(zhuǎn)向大型公共建筑，如會展中心、圖書館、體育場館、文化藝術(shù)中心、博物館等。

6? 結(jié)束語

隨著社會結(jié)構(gòu)和人們生活方式的改變，建筑規(guī)模不斷擴大，人們的工作和生活環(huán)境越來越依賴于建筑物，也對建筑物的功能提出了越來越高的要求。現(xiàn)代化建筑已經(jīng)不僅僅是一種藝術(shù)體現(xiàn)、文化表現(xiàn)，也是一個國家先進科技的表達。通過現(xiàn)代化建筑的智能化標準可以衡量一個國家現(xiàn)如今的高科技水平。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測，21世紀以后中國的智能化建筑將達到世界的一半以上?，F(xiàn)如今，我國建筑電氣經(jīng)過電氣化階段、自動化階段兩個階段后，已邁進智能化階段。智能化建筑技術(shù)的發(fā)展非常迅速。

參考文獻：

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