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摘要:“智能建筑”虽然是最近十几年才出现的新名词,但是由于智能建筑能提供给人们全面的、高质量的、安全的、舒适的生活与工作环境,提供各种综合服务功能,提高工作效率,人们对其投入了很大的热情,工业界也投入大量的资金和人力研制、开发和生产与智能建筑配套的产品。因此智能建筑的技术水平发展很快。中国的智能建筑起步较晚,目前其技术国产化和产品国产化程度还比较低智能建筑的建设过程还不够规范部份人对于智能建筑的概念还比较模糊。本文就智能建筑设计的发展方向进行探讨,并对其设计方法进行深入的研究,以供参考。
关键词:智能建筑;系统;设计;发展;方法
中图分类号: S611 文献标识码: A
引言
目前,智能建筑物的概念,随着现代高新技术的发展而变化,它还只是一个相对的概念,国际上至今并无统一的定义。
在我国,尽管智能建筑的定义至今尚未取得一致的认同,但其实质,仍有共同特点。现采用《智能建筑设计标准》中的以标准的形式给出的智能建筑的定义所谓智能建筑,“它是以建筑为平台,兼备建筑设备,办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及他们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。这个以国家标准形式对智能建筑的定义明确了智能建筑的内容及意义,规范了智能建筑的概念,符合智能建筑本身动态发展的特性。根据建筑设计过程中的实际情况,从楼宇自动化系统和建筑系统等方面入手探讨了智能建筑的设计方法,从而指导今后具体的设计实践,实现由传统建筑向智能建筑设计的跨越。
一、智能建筑的发展
随着人类科学技术的发展,人类的居住环境也在逐步改善。在我国,智能建筑的发展历史不长,1990年北京发展大楼揭开了我国“智能建筑”建设的序幕。随后,智能建筑在北京、上海、广州、深圳、南京等经济发达城市迅速发展,伴随着房地产热潮,智能建筑在我国也掀起了一浪接一浪的热潮,各种智能大厦如雨后春笋,市场的需求以及有关方面的热炒为中国智能建筑注入了活力和动力,建筑智能化的形式和内容也发生了巨人的变化,从广度上看,己由原来的两三个弱电子系统增加到十多个子系统,从深度上看,系统连动和系统集成的级别逐步增加。
根据资料介绍,目前美国的智能建筑占新建筑的70%,日本的智能建筑占新建筑的60%,估计在以后10-15年,发达国家将会普及智能建筑。我国可争取在20年内普及智能建筑一一手段包括新建和旧楼改造。我国智能建筑的现状,截止2010年,根据估计仅上海、北京、广东等地己建起约3500座智能大楼,全国高于180m的己建成74座。简言之,智能建筑在政府、业界、学界都很重视,发展较快,但是,中国智能建筑尚存在诸多的问题,现在,正沿着正确方向,在发展中规范,在规范中发展风。
二、智能建筑设计的方法研究
(一)、热舒适系统
1、建筑节能控制与热工贮备
大型建筑物需设置能源管理系统。通过一个系统及时的对能源消耗作出反应,监控全部的防火、安保、照明、空调、垂直交通等系统,可及时的更改恒温控制器、关掉不合理的送风等。热工贮备设施可以有效的减少能耗, 二次利用制冷剂的自然循环,同时可以减小建筑物在地震时的摇摆幅度,在抗震系统中起到平衡重量的作用。
2、非中心化环境控制系统
将设备分散在室内各处进行布置,化整为零即是非中心化环境控制系统,具有将设备故障的影响保持在局部、降低维修费用和更换范围的优点,同时缩短了距离,减小了净空尺寸,灵活性较大。可自主进行气溫、照明度、风量调节,实现了区域控制个体化。
3、人工照明系统
控制照明系统的硬件,其自动化程度愈来愈高,电子镇流器已经替代了落后的磁镇流器,具有调节荧光灯亮度的功能。遥控开关也必将淘汰手动开关。可将接收器装在天棚上,用遥控器控制照明系统。智能化控制的照明系统,还包含人体红外线传感器、具有开关灯功能的同步门锁等。一般写字楼的照明都用荧光灯,设置为1.5m 见方的网格形状,同时以此为基础,进行送风口、回风口、自动喷淋、烟感等设施的设置,现如今照明系统1.5m 见方的网格, 照明系统的非中心化已经在逐步取代统一性的照明控制,更加的节能,更加的舒适。
(二)、弱电系统
弱电系统是智能建筑设计中必须要重视的环节,信息依靠电信网络作为媒介进行传递,包括声音、数字信息、环境、安全、试听、报警等系统的控制,还可以扩展到监测器,作用于建筑结构和空气质量等其他相关方面。比传统的通讯增加很多种类、数量。
1、弱电系统的基本要求
智能建筑在设计时,必须考虑到弱电系统等基础性设施的防水、防火、抗干扰等需要。同时为了适应后期增加使用或空间的布局的改变,需保持灵活性。
(1)灵活性。弱电系统设计时需考虑日后使用中空间需要增大的问题,比如电信系统、电缆数量、设备体积的增加。保持空间的可扩展性,可以减少以后进行扩充所付出的时间和费用成本。比如在办公楼中设置灵活多变的电信网络接口,以适应经常重新排布的需求。设计之初需要综合的对智能建筑长期的工作模式、空间使用、投资预算、可扩展性、维修等方面进行考虑。(2)信号干扰屏蔽。将强电和弱电的管井保持分离以避免来自强电的电磁对电信信号产生的干扰。在同一个管井中,则要确保必要的距离。通过弱电的电缆类型与强电的电线电压来计算其最小距离,应超过300mm,另外空间尺寸和设备用房与此距离保持一致。(3)防水。防水处理需要注意几个方面,电缆等水平敷设的设备为防吸水,需保持在地板以上,可用搁架或者托架抬高;电信设备机房为防渗水,其门需进行密封,采用防水材料。(4)防火。《高层民用建筑防火规范》对弱电系统防火有着明确的规定,弱电管道在防火墙、楼板、隔墙、变形缝的穿过处需要防火构造处理;竖向管井的井壁、检查门、防火分隔需达到防火标准。
2、电信空间和管井
电信的构架由设备、电缆使用的空间和管道构成。
(1)楼层电信间。楼层电信间用来放置竖向和水平的电缆相互连接的地方,要求同一平面内,为保证电缆的维修和信息传递的高速,每1000m2 设置一个。工作区和电信间直接的距离不超过90m,大型的建筑,可划分几个区域,每一区域的中心位置设置电信间。(2)设备间。设备间用来放置电信网络的入口终端设备、网络的相互连接设备、专用分组交换机(PBX)等设备。服务范围和其最小面积存在比例关系。(3)信号输入和接收装置。即建筑内外进行网络连接的部分,基座下确保具有建筑构造柱,同时考虑卫星接收天线通视、信号干扰、定位的问题,电信管线和地下层预留的孔洞、管线的匹配问题。(4)主干线管井。建筑内外和电信间直接进行联系的线缆即是主干线子系统。主干线放置在弱电竖井里,保持竖直走向。注意在楼板上额外的预留洞口,为日后增加线缆提供可扩展的空间。
(三)、自然采光系统
传统的办公室采光具有局限性,光线强弱难以控制,自然光的照射范围过小。自然光需要更多的开发、利用,由此,多种多样的新型自然光控制设备被发明以及应用,新型玻璃、自动遮阳设备、光线控制器等等。其次,根据建筑的要素和现有设备也可以促使自然光照射到建筑的内部,比如光导纤维、遮阳百页、中庭、院落等等。松下公司总部的办公大楼就是一个很好的实例,其建筑包括两部分围绕较大的中庭进行布置,办公室进行室内自动遮阳百页的安装,可转动角度、上下收放,采用遥控器或者室外传感器加以控制,总体建筑的布局设计方面,也结合了当地气候特征,窗户的位置、窗户的朝向等方面都考虑到了太阳辐射和室外的气候温度等。
结束语
本文研究了智能建筑设计相关的一些技术问题,尤其是讨论了智能建筑中楼宇设备自动化和建筑设计部分的设计方法,总之,智能建筑不仅仅指在人工层面,它是一种手段,只有通过对建筑物智能功能的配备,强调高效率、低能耗、高节能、低污染,在真正实现以人为本的前提下,达到节约资源,保护环境和可持续发展的宏伟目标。它未来提供给人们的是更全面、高质量、安全的、舒适的生活与工作环境,提供各种服务功能,满足人们各种需求,提高工作效率。经济的飞速发展,促进了建筑行业的不断进步,建筑企业要在激烈的市场竞争立于不败之地,需要生存和发展,必须增强其核心竞争力,必须通过采用新的技术、新的手段来进行更新和完善,旧的落后的建筑方式终将被先进的智能建筑方式所替代,智能建筑正逐步的成为建筑行业的龙头和主流。
参考文献
[1] 杨绍胤.智能建筑实用技术[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2] 程大章.智能建筑工程与实现[M].上海同济大学出版社,2001.
关键词:智能建筑;系统;设计;发展;方法
中图分类号: S611 文献标识码: A
引言
目前,智能建筑物的概念,随着现代高新技术的发展而变化,它还只是一个相对的概念,国际上至今并无统一的定义。
在我国,尽管智能建筑的定义至今尚未取得一致的认同,但其实质,仍有共同特点。现采用《智能建筑设计标准》中的以标准的形式给出的智能建筑的定义所谓智能建筑,“它是以建筑为平台,兼备建筑设备,办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及他们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。这个以国家标准形式对智能建筑的定义明确了智能建筑的内容及意义,规范了智能建筑的概念,符合智能建筑本身动态发展的特性。根据建筑设计过程中的实际情况,从楼宇自动化系统和建筑系统等方面入手探讨了智能建筑的设计方法,从而指导今后具体的设计实践,实现由传统建筑向智能建筑设计的跨越。
一、智能建筑的发展
随着人类科学技术的发展,人类的居住环境也在逐步改善。在我国,智能建筑的发展历史不长,1990年北京发展大楼揭开了我国“智能建筑”建设的序幕。随后,智能建筑在北京、上海、广州、深圳、南京等经济发达城市迅速发展,伴随着房地产热潮,智能建筑在我国也掀起了一浪接一浪的热潮,各种智能大厦如雨后春笋,市场的需求以及有关方面的热炒为中国智能建筑注入了活力和动力,建筑智能化的形式和内容也发生了巨人的变化,从广度上看,己由原来的两三个弱电子系统增加到十多个子系统,从深度上看,系统连动和系统集成的级别逐步增加。
根据资料介绍,目前美国的智能建筑占新建筑的70%,日本的智能建筑占新建筑的60%,估计在以后10-15年,发达国家将会普及智能建筑。我国可争取在20年内普及智能建筑一一手段包括新建和旧楼改造。我国智能建筑的现状,截止2010年,根据估计仅上海、北京、广东等地己建起约3500座智能大楼,全国高于180m的己建成74座。简言之,智能建筑在政府、业界、学界都很重视,发展较快,但是,中国智能建筑尚存在诸多的问题,现在,正沿着正确方向,在发展中规范,在规范中发展风。
二、智能建筑设计的方法研究
(一)、热舒适系统
1、建筑节能控制与热工贮备
大型建筑物需设置能源管理系统。通过一个系统及时的对能源消耗作出反应,监控全部的防火、安保、照明、空调、垂直交通等系统,可及时的更改恒温控制器、关掉不合理的送风等。热工贮备设施可以有效的减少能耗, 二次利用制冷剂的自然循环,同时可以减小建筑物在地震时的摇摆幅度,在抗震系统中起到平衡重量的作用。
2、非中心化环境控制系统
将设备分散在室内各处进行布置,化整为零即是非中心化环境控制系统,具有将设备故障的影响保持在局部、降低维修费用和更换范围的优点,同时缩短了距离,减小了净空尺寸,灵活性较大。可自主进行气溫、照明度、风量调节,实现了区域控制个体化。
3、人工照明系统
控制照明系统的硬件,其自动化程度愈来愈高,电子镇流器已经替代了落后的磁镇流器,具有调节荧光灯亮度的功能。遥控开关也必将淘汰手动开关。可将接收器装在天棚上,用遥控器控制照明系统。智能化控制的照明系统,还包含人体红外线传感器、具有开关灯功能的同步门锁等。一般写字楼的照明都用荧光灯,设置为1.5m 见方的网格形状,同时以此为基础,进行送风口、回风口、自动喷淋、烟感等设施的设置,现如今照明系统1.5m 见方的网格, 照明系统的非中心化已经在逐步取代统一性的照明控制,更加的节能,更加的舒适。
(二)、弱电系统
弱电系统是智能建筑设计中必须要重视的环节,信息依靠电信网络作为媒介进行传递,包括声音、数字信息、环境、安全、试听、报警等系统的控制,还可以扩展到监测器,作用于建筑结构和空气质量等其他相关方面。比传统的通讯增加很多种类、数量。
1、弱电系统的基本要求
智能建筑在设计时,必须考虑到弱电系统等基础性设施的防水、防火、抗干扰等需要。同时为了适应后期增加使用或空间的布局的改变,需保持灵活性。
(1)灵活性。弱电系统设计时需考虑日后使用中空间需要增大的问题,比如电信系统、电缆数量、设备体积的增加。保持空间的可扩展性,可以减少以后进行扩充所付出的时间和费用成本。比如在办公楼中设置灵活多变的电信网络接口,以适应经常重新排布的需求。设计之初需要综合的对智能建筑长期的工作模式、空间使用、投资预算、可扩展性、维修等方面进行考虑。(2)信号干扰屏蔽。将强电和弱电的管井保持分离以避免来自强电的电磁对电信信号产生的干扰。在同一个管井中,则要确保必要的距离。通过弱电的电缆类型与强电的电线电压来计算其最小距离,应超过300mm,另外空间尺寸和设备用房与此距离保持一致。(3)防水。防水处理需要注意几个方面,电缆等水平敷设的设备为防吸水,需保持在地板以上,可用搁架或者托架抬高;电信设备机房为防渗水,其门需进行密封,采用防水材料。(4)防火。《高层民用建筑防火规范》对弱电系统防火有着明确的规定,弱电管道在防火墙、楼板、隔墙、变形缝的穿过处需要防火构造处理;竖向管井的井壁、检查门、防火分隔需达到防火标准。
2、电信空间和管井
电信的构架由设备、电缆使用的空间和管道构成。
(1)楼层电信间。楼层电信间用来放置竖向和水平的电缆相互连接的地方,要求同一平面内,为保证电缆的维修和信息传递的高速,每1000m2 设置一个。工作区和电信间直接的距离不超过90m,大型的建筑,可划分几个区域,每一区域的中心位置设置电信间。(2)设备间。设备间用来放置电信网络的入口终端设备、网络的相互连接设备、专用分组交换机(PBX)等设备。服务范围和其最小面积存在比例关系。(3)信号输入和接收装置。即建筑内外进行网络连接的部分,基座下确保具有建筑构造柱,同时考虑卫星接收天线通视、信号干扰、定位的问题,电信管线和地下层预留的孔洞、管线的匹配问题。(4)主干线管井。建筑内外和电信间直接进行联系的线缆即是主干线子系统。主干线放置在弱电竖井里,保持竖直走向。注意在楼板上额外的预留洞口,为日后增加线缆提供可扩展的空间。
(三)、自然采光系统
传统的办公室采光具有局限性,光线强弱难以控制,自然光的照射范围过小。自然光需要更多的开发、利用,由此,多种多样的新型自然光控制设备被发明以及应用,新型玻璃、自动遮阳设备、光线控制器等等。其次,根据建筑的要素和现有设备也可以促使自然光照射到建筑的内部,比如光导纤维、遮阳百页、中庭、院落等等。松下公司总部的办公大楼就是一个很好的实例,其建筑包括两部分围绕较大的中庭进行布置,办公室进行室内自动遮阳百页的安装,可转动角度、上下收放,采用遥控器或者室外传感器加以控制,总体建筑的布局设计方面,也结合了当地气候特征,窗户的位置、窗户的朝向等方面都考虑到了太阳辐射和室外的气候温度等。
结束语
本文研究了智能建筑设计相关的一些技术问题,尤其是讨论了智能建筑中楼宇设备自动化和建筑设计部分的设计方法,总之,智能建筑不仅仅指在人工层面,它是一种手段,只有通过对建筑物智能功能的配备,强调高效率、低能耗、高节能、低污染,在真正实现以人为本的前提下,达到节约资源,保护环境和可持续发展的宏伟目标。它未来提供给人们的是更全面、高质量、安全的、舒适的生活与工作环境,提供各种服务功能,满足人们各种需求,提高工作效率。经济的飞速发展,促进了建筑行业的不断进步,建筑企业要在激烈的市场竞争立于不败之地,需要生存和发展,必须增强其核心竞争力,必须通过采用新的技术、新的手段来进行更新和完善,旧的落后的建筑方式终将被先进的智能建筑方式所替代,智能建筑正逐步的成为建筑行业的龙头和主流。
参考文献
[1] 杨绍胤.智能建筑实用技术[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2] 程大章.智能建筑工程与实现[M].上海同济大学出版社,2001.